Hô hấp hiếu khí là quá trình xảy ra trong môi trường có O2, hô hấp hiếu khí chỉ thực hiện được khi có sự tham gia của O2 trong hô hấp. Hô hấp hiếu khí cùng với hô hấp kị khí, là một phần thuộc hô hấp ở xây xanh.
Hô hấp hiếu khí là quy trình phân giải nguyên liệu để sinh nguồn năng lượng cung ứng cho hoạt động giải trí sống của khung hình. Nguyên liệu chúng sử dụng là đường đơn, trải qua quy trình tiến độ đường phân và cho ra loại sản phẩm ở đầu cuối là ATP. Đặc điểm lớn nhất của hô hấp hiếu khí là nó cần môi trường tự nhiên có O2 để triển khai quy trình hô hấp .
Hô hấp hiếu khí được thực hiện qua nhiều con đường khác nhau:
- Đường phân – chu trình Krebs.
- Chu trình Pentozo photphat.
- Đường phân – chu trình Glioxilic (ở thực vật).
- Oxy hoá trực tiếp (ở vi sinh vật).
Hô hấp hiếu khí xảy ra ở đâu?
Đường phân – chu trình Crebs
Hô hấp hiếu khí theo con đường đường phân – quy trình Crebs là con đường chính của hô hấp tế bào xảy ra thông dụng ở mọi sinh vật, ở mọi tế bào. Hô hấp hiếu khí theo con đường này xảy ra qua 3 tiến trình :
- Đường phân tiến hành trong tế bào chất.
- Chu trình Crebs tiến hành trong cơ chất ty thể.
- Chuỗi hô hấp tiến hành trên màng trong ty thể.
Đường phân: đường phân là quá trình phân huỷ phân tử glucose tạo acid pyruvic và NADH. Điểm đặc biệt của đường phân là không phải phân tử đường tự do phân giải mà phân tử đường đã được hoạt hoá bởi việc gắn gốc P vào mới bị phân huỷ. Ở dạng đường – photphat phân tử trở nên hoạt động hơn nên dễ biến đổi hơn.
Đường phân được chia làm 2 quy trình tiến độ :
- Phân cắt phân tử glucose thành 2 phân tử trioza: AlPG và PDA.
- Biến đổi AlPG và PDA thành acid pyruvic.
Kết quả đường phân hoàn toàn có thể tóm tắt là : C6H12O6 + 2NAD + ADP + 2H3 PO4 → 2 CH3COCOOH + 2NADH + H + + 2ATP
Trong hô hấp hiếu khí, acid pyruvic liên tục phân huỷ qua quy trình Crebs, còn 2 NADH + H + triển khai chuỗi hô hấp để tạo H2O : 2NADH + H + + O2 → 2 NAD + 2 H2O
Vậy tác dụng của đường phân trong hô hấp hiếu khí là : C6H12O6 + O2 → 2 CH3COCOOH + 2H2 O
Chu trình Crebs: sản phẩm của đường phân là acid pyruvic sẽ tiếp tục phân huỷ qua chu trình Crebs (chu trình do Crebs và SZ.Gyogy phát hiện ra năm 1937).
Quá trình phân huỷ acid pyruvic qua quy trình Crebs được triển khai tại cơ chất ty thể do nhiều hệ enzyme xúc tác. Phần lớn những phản ứng trong quy trình là decacboxyl hoá và dehydro hoá acid pyruvic. Chu trình xảy ra qua 2 phần :
- Phân huỷ acid pyruvic tạo CO2 và các coenzime khử (NADH – H+, FADH2).
- Các coenzime khử thực hiện chuỗi hô hấp.
Kết quả của quy trình là :
- 2 CH3COCOOH + 6H2O → 6CO2 + 10H2 (phần 1)
- 10H2 + 5O2 → 10H2O (phần 2)
Kết quả chung là : 2 CH3COCOOH + 5O2 → 6CO2 + 4H2 O
Nếu phối hợp tiến trình đường phân ta có phương trình tổng quát của hô hấp là :
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2 O
Chu trình Pentozo photphat
Phân huỷ glucose qua đường phân không phải là con đường duy nhất mà còn có nhiều con đường khác, trong đó, quy trình Pentozo P là con đường phổ cập hơn cả. Con đường Pentozo P được phát hiện tiên phong ở nấm enzyme, sau đó ở động vật hoang dã và sau cuối ở thực vật ( Warburg, Cristian, 1930 ; Grise, 1935 ; Diken, 1936 … ) .
Khác với đường phân, con đường Pentozo – P không phân huỷ glucose thành 2 triose mà glucose bị oxy hoá và decacboxyl hoá để tạo ra những Pentozo – P. Từ những Pentozo P tái tạo lại glucozo P. Con đường Pentozo – P xảy ra trong tế bào chất cùng với đường phân, thế cho nên, có sự cạnh tranh đối đầu với đường phân .
Từ glucozo – P, nếu được enzyme glucozo – 6P – izomerase xúc tác sẽ biến thành fructozo 6P và đường phân sẽ xảy ra. Còn nếu enzyme glucozo 6P – dehydrogenase hoạt động giải trí nó sẽ oxy hoá glucozo 6P thành acid 6P – gluconic và con đường pentozo P xảy ra .
Cũng như quy trình Crebs, con đường phân huỷ glucose theo quy trình Pentozo P cũng xảy ra theo 2 phần :
- Phân huỷ glucose tạo CO2 và NADPH2.
- NADPH2 thực hiện chuỗi hô hấp tạo H2O.
Quá trình đó xảy ra một cách tổng quát là:
- C6H12O6 + 6H2O → 6CO2 + 12H2O
- 12H2 + 6O2 → 12 H2O
Kết quả chung là : C6H12O6 + 6H2 O → 6CO2 + 6H2 O
Ý nghĩa của hô hấp hiếu khí
Hô hấp hiếu khí có ý nghĩa rất đặc biệt quan trọng, nó giúp tổng hợp ATP và cung ứng nguyên vật liệu thiết yếu cho những phản ứng tổng hợp. Hệ số hô hấp là tỉ số giữa số phân tử CO2 thải ra và số phân tử O2 lấy vào khi hô hấp. Hệ số này cho biết số nguyên liệu đang hô hấp là nhóm chất gì và qua đó hoàn toàn có thể nhìn nhận thực trạng hô hấp của cây .
So sánh hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí
Nhìn chung, hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí đều có những điểm giống nhau. Tuy nhiên, chúng cũng có nhiều điểm khác nhau rõ ràng .
- Giống nhau:
+ Đều là quy trình phân giải nguyên liệu để sinh nguồn năng lượng phân phối cho hoạt động giải trí sống của khung hình .
+ Nguyên liệu thường là đường đơn .
+ Đều có chung quy trình tiến độ đường phân .
+ ATP là loại sản phẩm ở đầu cuối .
- Khác nhau:
+ Hô hấp hiếu khí: là hô hấp mà chất nhận electron cuối cùng là Oxi phân tử.
– Nơi xảy ra : màng trong ty thể ( sinh vật nhân thực ) hoặc màng sinh chất ( sinh vật nhân sơ ) .
– Điều kiện môi trường tự nhiên : cần O2 .
– Chất nhận điện tử : O2 phân tử .
– Năng lượng sinh ra : tạo ra 38 ATP ( riêng chuỗi luân chuyển electron tạo ra 34 ATP ) .
– Sản phẩm sau cuối : CO2 và H2O cùng với nguồn năng lượng ATP .
+ Hô hấp kị khí: là hô hấp mà chất nhận electron cuối cùng là Oxi liên kết. Ví dụ, NO3 2- (hô hấp nitrat), SO4 2- (hô hấp sunfat).
– Nơi xảy ra : màng sinh chất – sinh vật nhân thực ( không có bào quan ty thể ) .
– Điều kiện môi trường: không cần O2.
– Chất nhận điện tử : chất vô cơ NO3 -, SO4 2 -, CO2 .
– Năng lượng sinh ra : tạo lượng ATP ít hơn, vì hô hấp kị khí chỉ dùng một phần quy trình Krebs, và không phải toàn bộ những chất mang trong chuỗi luân chuyển electron đều tham gia vào quy trình hô hấp kị khí .
– Sản phẩm ở đầu cuối : chất vô cơ, chất hữu cơ với nguồn năng lượng ATP ( đường phân piruvic, lên men CO2, rượu etylic hoặc axit lactic ) .
Người đăng: hoy
Time: 2020-09-23 09:39:49
