Hô hấp là quá trình cung cấp O2 cho các tế bào cơ thể và loại CO2 do tế bào thải ra. Vậy hô hấp hiếu khí là gì? Ý nghĩa của hô hấp hiếu khí ra sao? Cùng DINHNGHIA.COM.VN tìm hiểu về hô hấp hiếu khí ngay dưới bài viết này nhé!
Hô hấp hiếu khí là gì?
Hô hấp hiếu khí hay còn gọi là hô hấp lưỡng cực là quá trình oxi hóa các phân tử hữu cơ, mà chất nhận electron cuối cùng là oxi phân tử (O2). Đây là cách hô hấp của hầu hết các loài động vật đều là sinh vật hô hấp hiếu khí, bao gồm các loài động vật có vú, chim, bò sát, cá và động vật giáp xác.
Hô hấp hiếu khí sử dụng đường đơn làm nguyên liệu, sau khi trải qua các giai đoạn đường phân, sản phẩm cuối cùng của quá trình này chính là ATP. Trong môi trường có oxi phân tử, một số vi sinh vật tiến hành hô hấp hiếu khí. Còn khi môi trường không có oxi phân tử, vi sinh vật sẽ tiến hành lên men hoặc hô hấp kị khí.
Ý nghĩa của hô hấp hiếu khí
Khác với hô hấp kị khí, hô hấp hiếu khí giúp tổng hợp ATP và cung cấp nguyên liệu cần thiết cho các phản ứng tổng hợp.
Ngoài ra, hệ số hô hấp cho biết số nguyên liệu đang hô hấp là nhóm chất gì và qua đó có thể đánh giá tình trạng hô hấp của cây. Hệ số này là tỉ số giữa số phân tử CO2 thải ra và số phân tử O2 lấy vào khi hô hấp.
Hô hấp hiếu khí xảy ra ở đâu?
Đường phân – chu trình Crebs
Con đường chính của hô hấp tế bào của mọi sinh vật chính là hô hấp hiếu khí theo con đường đường phân – chu trình Crebs. Chu trình này được diễn ra theo 3 giai đoạn:
- 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.
Kết quả của đường phân trong hô hấp hiếu khí là:
C6H12O6 + O2 → 2CH3COCOOH + 2H2O
Các sản phẩm của đường phân tiếp tục phân huỷ qua chu trình Crebs. Quá trình này được thực hiện tại cơ chất ty thể do nhiều hệ enzyme xúc tác. 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 chu trình là:
2CH3COCOOH + 6H2O → 6CO2 + 10H2 (phần 1)
10H2 + 5O2 → 10H2O (phần 2)
Kết quả chung là: 2CH3COCOOH + 5O2 → 6CO2 + 4H2O
Nếu kết hợp giai đoạn đường phân ta có phương trình tổng quát của hô hấp là:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
Chu trình Pentozo photphat
Chu trình Pentozo photphat là con đường phổ biến để phân huỷ glucose. 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 các Pentozo – P.
Tuy nhiên, chu trình này lại có sự cạnh tranh với đường phân do các Pentozo P tái tạo lại glucozo P. 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 nó sẽ oxy hoá glucozo 6P thành acid 6P – gluconic và con đường pentozo P xảy ra. Chu trình Pentozo P 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 + 6H2O → 6CO2 + 6H2O
Phân hủy hiếu khí
Vi sinh vật không thể hoạt động ở trong môi trường không có sẵn khí oxi, chính vì thế, chúng sẽ sử dụng nguồn oxi khác, ở đây là nguyên tử O các phân tử NO2- và NO3- . Quá trình phân hủy tạo ra năng lượng và sinh sôi thêm vi sinh vật:
CHC + NO2-/ NO3- +VSV ==> CHC đơn giản hơn +CO2 + N2 +nhiều VSV hơn
Phân biệt hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí
Giống nhau:
- Đều là quá trình phân giải nguyên liệu để sinh năng lượng cung cấp cho hoạt động sống của cơ thể.
- Nguyên liệu thường là đường đơn.
- Đều có chung giai đoạn đường phân.
- ATP là sản phẩm cuối cùng.
Khác nhau:
Hô hấp hiếu khí
Khái niệm Hô hấp hiếu khí là hô hấp mà chất nhận electron cuối cùng là Oxi phân tử. 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 trong ty thể (sinh vật nhân thực) hoặc màng sinh chất (sinh vật nhân sơ).
Màng sinh chất – sinh vật nhân thực (không có bào quan ty thể) Điều kiện môi trường Cần khí oxi Không cần O2 Chất nhận điện tử O2 phân tử. Chất vô cơ NO3- , SO4 2-, CO2. Năng lượng sinh ra Tạo ra 38 ATP (riêng chuỗi vận chuyển electron tạo ra 34 ATP). Tạo lượng ATP ít hơn, vì hô hấp kị khí chỉ dùng một phần chu trình Krebs, và không phải tất cả các chất mang trong chuỗi vận chuyển electron đều tham gia vào quá trình hô hấp kị khí. Sản phẩm cuối cùng CO2 và H2O cùng với năng lượng ATP. Chất vô cơ, chất hữu cơ với năng lượng ATP (đường phân piruvic, lên men CO2, rượu etylic hoặc axit lactic)
Xem thêm:
- Hô hấp ở cây xanh là gì? Đặc điểm quá trình hô hấp ở cây xanh?
- Chu trình Canvin là gì? Sản phẩm của chu trình Canvin
- So sánh tế bào nhân sơ và nhân thực – Sinh học lớp 10
Bài viết trên đây của DINHNGHIA.COM.VN đã cung cấp những thông tin về khái niệm hô hấp hiếu khí là gì, ưu điểm và ý nghĩa của hô hấp hiếu khí. Hy vọng những kiến thức trên đây sẽ hữu ích với bạn!
