Cập nhật ngày 13 tháng 1
Bạn chưa hiểu bản chất của hô hấp hiếu khí là gì, nó diễn ra ở đâu, có chức năng gì và nó khác với hô hấp kị khí như thế nào? Đừng lo lắng, chúng tôi sẽ giải đáp tất cả trong bài viết tiếp theo.
1. Hô hấp hiếu khí là gì?
Hô hấp hiếu khí là quá trình oxy hóa các phân tử hữu cơ trong đó chất nhận điện tử cuối cùng là oxy phân tử (o2). Đây là cách vi khuẩn nhỏ thở. Ở sinh vật nhân thực, chuỗi vận chuyển điện tử nằm ở màng trong ty thể, còn ở sinh vật nhân sơ, chuỗi vận chuyển điện tử xảy ra trực tiếp ở màng sinh chất.
Vi sinh vật là những cơ thể sống nhỏ bé mà chúng ta chỉ có thể nhìn rõ dưới kính hiển vi. Đặc điểm chung của chúng là hấp thu và chuyển hóa chất dinh dưỡng rất nhanh, sinh trưởng và sinh sản nhanh, phân bố rộng. Trong tự nhiên, vi sinh vật có mặt khắp nơi và tồn tại trong các điều kiện môi trường, sinh thái khác nhau.
Khi có oxy phân tử, một số vi sinh vật thực hiện hô hấp hiếu khí. Khi không có oxy phân tử trong môi trường, vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men hoặc hô hấp kỵ khí. Tìm hiểu thêm về Hô hấp kỵ khí trong bài viết: Hô hấp kị khí là gì? Vai trò của hô hấp kỵ khí
Sản phẩm cuối cùng của quá trình đường phân là co2 và h2o. Ở vi khuẩn, khi phân giải một phân tử glucôzơ, tế bào tích luỹ được 38 atp, tức là 40% năng lượng của phân tử glucôzơ. Có một số vi sinh vật hiếu khí, khi môi trường thiếu một nguyên tố vi lượng nào đó, chúng sẽ làm rối loạn quá trình trao đổi chất của giai đoạn tiếp theo thông qua chương trình cep. Do đó, vi khuẩn thực hiện hô hấp không đầy đủ.
Tóm tắt kiến thức: Hô hấp hiếu khí là quá trình phân giải các nguyên liệu thô để tạo ra năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống của con người. Nguyên liệu ban đầu mà họ sử dụng là một loại đường đơn trải qua quá trình đường phân để tạo ra sản phẩm cuối cùng, atp. Đặc điểm lớn nhất của hô hấp hiếu khí là cần có môi trường o2 để thực hiện quá trình hô hấp.
Giải thích bổ sung:
Ti thể là bào quan có màng kép được tìm thấy ở tất cả các sinh vật nhân thực. Ty thể giúp tạo ra hầu hết phân tử năng lượng cao adenosine triphosphate (ATP), nguồn năng lượng hóa học cung cấp năng lượng cho hầu hết các hoạt động của tế bào. Vì vậy, ti thể còn được gọi là “nhà máy năng lượng của tế bào”.
Màng sinh chất là màng sinh học ngăn cách môi trường bên trong tế bào với môi trường bên ngoài. Có thể nói màng sinh chất giống như bộ mặt của tế bào, thực hiện nhiệm vụ trao đổi thông tin với môi trường một cách chọn lọc và thu nhận thông tin cho tế bào.
Góc chia sẻ: Nếu các bạn trẻ Hà Nội chưa biết chọn trường có thể tham khảo ngay top trường THPT Hà Nội do bacbaphi.com.vn chia sẻ
2. Ý nghĩa của hô hấp hiếu khí
Hô hấp hiếu khí có ý nghĩa rất đặc biệt, giúp tổng hợp ATP và cung cấp các chất cần thiết cho phản ứng tổng hợp. Hệ số hô hấp là tỷ số giữa số phân tử CO2 thải ra trong quá trình hô hấp và số phân tử O2 hít vào. Hệ số này cho biết hô hấp thuộc nhóm chất nào, cho phép đánh giá tình trạng hô hấp của cây.
3. Hô hấp hiếu khí diễn ra ở đâu?
Là quá trình xảy ra trong môi trường có O2, hô hấp hiếu khí chỉ có thể tiến hành khi có O2 tham gia hô hấp. Hô hấp hiếu khí, cùng với hô hấp kỵ khí, là một phần của hô hấp công trình xanh. Quá trình hô hấp hiếu khí được thực hiện theo nhiều cách khác nhau:
- Chu trình glucose-crebs.
- Chu trình pentazole phosphate.
- Chu trình glucose-glycerate (ở thực vật).
- Oxy hóa trực tiếp (tại vsv)
chu trình glucose-crebs
Hô hấp hiếu khí theo con đường phân – Chu trình crebs là con đường chủ yếu của hô hấp tế bào và có mặt khắp nơi ở mọi sinh vật, mọi tế bào. Quá trình hô hấp hiếu khí theo con đường này diễn ra theo 3 giai đoạn:
- Quá trình đường phân xảy ra trong tế bào chất.
- Chu kỳ tạo nếp gấp xảy ra trong ma trận ty thể.
- Hô hấp xảy ra ở màng trong ty thể.
Đường phân: Đường phân là quá trình phá vỡ các phân tử glucose để tạo ra pyruvate và nadh. Điểm đặc biệt của quá trình đường phân là không phải các phân tử đường tự do bị phân hủy mà các phân tử đường đã được kích hoạt bởi sự gắn kết của các gốc tự do beta mới bị phân hủy. Ở dạng đường – photphat phân tử trở nên dễ phản ứng hơn và do đó dễ chuyển đổi hơn.
Dây chuyền sản xuất chia làm 2 giai đoạn:
- Phân cắt glucose thành 2 phân tử triose: alpg và pda.
- Chuyển đổi alpg và pda thành pyruvate.
Kết quả của quá trình đường phân có thể được tóm tắt là: c6h12o6 + 2nad + adp + 2h3po4 → 2 ch3cocooh + 2nadh + h++ + 2atp
Trong hô hấp hiếu khí, pyruvate tiếp tục bị phân hủy qua chu trình Kirschner, còn 2nadh+h+ thực hiện chuỗi hô hấp để tạo ra h2o: 2nadh+h++o2→2nad+2h2o
Vậy kết quả của quá trình đường phân trong hô hấp hiếu khí là: c6h12o6 + o2 → 2 ch3cocooh + 2h2o
Chu trình crebs: Pyruvate, sản phẩm của quá trình đường phân, sẽ tiếp tục bị phân hủy qua chu trình crebs (một chu trình do crebs và sz.gyogy phát hiện vào năm 1937).
Sự phân hủy pyruvate thông qua chu trình crebs xảy ra trong chất nền ty thể bởi nhiều hệ thống enzyme khác nhau. Hầu hết các phản ứng trong chu trình là khử carboxyl và khử hydro của pyruvate. Vòng lặp được chia thành hai phần:
- Phân hủy pyruvate để tạo ra co2 và khử coenzym (nadh – h+, fadh2).
- Coenzim bị khử thực hiện chuỗi hô hấp.
Kết quả của vòng lặp là:
- 2 ch3cocooh + 6h2o → 6co2 + 10h2 (phần 1)
- 10h2 + 5o2 → 10h2o (phần 2)
Kết quả tổng cộng là: 2 ch3cocooh + 5o2 → 6co2 + 4h2o
Nếu kết hợp quá trình đường phân, chúng ta có phương trình tổng quát cho quá trình hô hấp:
c6h12o6 + 6o2 → 6co2 + 6h2o
Chu trình Pentazolate
Đường phân không phải là cách duy nhất để phân hủy glucose, còn có nhiều cách khác, trong đó chu trình pentan là phổ biến nhất. Con đường pentozoan p được phát hiện đầu tiên ở nấm enzym, sau đó ở động vật và cuối cùng là ở thực vật (warburg, cristian, 1930; grise, 1935; diken, 1936…).
Không giống như quá trình đường phân, con đường pentose-p không phân tách glucose thành 2 bộ ba, mà khử carboxyl hóa glucose để tạo thành pentose-p. Tái tạo glucose P từ pentozoin P. Con đường pentozo-p đi kèm với quá trình đường phân trong tế bào chất và do đó cạnh tranh với quá trình đường phân.
Từ glucose-p nếu được xúc tác bởi glucose-6p-isomerase sẽ chuyển thành fructose 6p và xảy ra quá trình đường phân. Nếu glucose 6p-dehydrogenase hoạt động, nó sẽ oxy hóa glucose 6p thành axit 6p-gluconic và con đường pentose-p xảy ra.
Giống như chu trình Krebs, con đường phân hủy glucozơ của chu trình động vật ngũ bội cũng chia làm 2 phần:
- Phân hủy glucose để tạo ra co2 và nadph2.
- nadph2 thực hiện chuỗi hô hấp để tạo ra nước.
Quy trình chung là:
- c6h12o6 + 6h2o → 6co2 + 12h2o
- 12h2 + 6o2 → 12h2o
Tổng kết quả là: c6h12o6 + 6h2o → 6co2 + 6h2o
4. Sự khác biệt giữa Hô hấp hiếu khí và Hô hấp kị khí So sánh Sự khác biệt giữa các thuật ngữ tương tự
Trong phần định nghĩa, chúng tôi đã đề cập đến sự khác biệt giữa hô hấp hiếu khí và kỵ khí. Tuy nhiên, để giúp bạn hiểu rõ hơn, chúng tôi sẽ làm rõ sự khác biệt này. Đây cũng là nội dung thường xuất hiện trong các câu hỏi phần trắc nghiệm sinh học và cần chú ý.
Giống nhau:
- Cả hai đều là quá trình phân giải nguyên liệu để tạo ra năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống của con người.
- Thành phần thường là đường đơn.
- Cả hai đều có quá trình đường phân giống nhau.
- atp là sản phẩm cuối cùng.
Khác nhau:
Hô hấp hiếu khí: Hô hấp trong đó chất nhận điện tử cuối cùng là oxy phân tử.
- Vị trí: màng trong ty thể (sinh vật nhân thực) hoặc màng sinh chất (sinh vật nhân sơ).
- Điều kiện môi trường: Cần oxy.
- Chất nhận electron: phân tử o2.
- Năng lượng được tạo ra: 38 atp được tạo ra (34 atp chỉ từ chuỗi vận chuyển điện tử).
- Sản phẩm cuối cùng: co2 và h2o với năng lượng atp.
Hô hấp kị khí: Hô hấp trong đó chất nhận điện tử cuối cùng là ôxy liên kết. Ví dụ no3 2- (hô hấp nitrat), so4 2- (hô hấp sunfat).
- Vị trí: Màng sinh chất – sinh vật nhân thực (không có bào quan ti thể).
- Điều kiện môi trường: Không cần oxy.
- Chất nhận điện tử: chất vô cơ no3- , so4 2-, co2.
- Sản xuất năng lượng: Ít atp được tạo ra hơn vì hô hấp kỵ khí chỉ sử dụng một phần của chu trình Krebs và không phải tất cả các chất mang trong chuỗi vận chuyển điện tử đều tham gia vào hô hấp kỵ khí.
- Sản phẩm cuối cùng: vô cơ, hữu cơ có năng lượng atp (đường phân pyruvate, lên men CO2, ethanol hoặc axit lactic).
Góc chia sẻ: Một số tài liệu tham khảo:
- Ung thư lưỡi nên ăn gì
- Ung thư vòm họng nên ăn gì
- Ung thư thực quản ăn gì
