I. Hô hấp hiếu khí là gì?
- Hô hấp hiếu khí xảy ra khi các phân tử hữu cơ bị oxi hóa với nguyên liệu chính là đường đơn. Sản phẩm cuối cùng được tạo thành là ATP sau khi trải qua các quá trình đường phân. Vì thế, quá trình này còn được gọi là hô hấp lưỡng cực, trong đó oxi là chất nhận electron cuối cùng.
- Hô hấp hiếu khí xảy ra ở hầu hết các loại động vật. Bao gồm: Động vật có vú, động vật giáp xác, cá, bò sát, chim. Ngoài ra, hô hấp này còn xuất hiện ở thực vật, vi sinh vật hay các loại tế bào sống.
II. Hô hấp kị khí là gì?
Hô hấp kị khí hay còn gọi là hô hấp yếm khí là hô hấp sử dụng chất ôxi hóa khác không phải ôxi. Tuy ôxi không được sử dụng như chất nhận electron (chất oxy hóa) cuối, quá trình vẫn sử dụng một chuỗi chuyền electron gọi là physolmere; sự hô hấp không có ôxi.
Trong quá trình hô hấp của những sinh vật hiếu khí, electron được gắn kết vào một chuỗi chuyền electron, và chất oxy hóa cuối là ôxi. Phân tử ôxi là một chất có tính oxy hóa rất cao, do đó nó là một chất nhận electron xuất sắc. Ở những sinh vật yếm khí, những chất ít oxy hóa khác như là sunfat (SO42−), nitrat (NO3−), sulfur (S), hay fumarat được sử dụng. Những chất nhận electron cuối này có khả năng khử kém hơn O2, có nghĩa là có năng lượng ít hơn được sản sinh ra trên mỗi phân tử bị oxy hóa. Vì vậy, ta có thể nói rằng, hô hấp yếm khí kém hiệu quả hơn hô hấp hiếu khí.
Hô hấp yếm khí được sử dụng chủ yếu bởi các vi khuẩn và cổ khuẩn sống trong môi trường thiếu thốn ôxi. Nhiều sinh vật yếm khí thuộc trong dạng yếm khí bắt buộc, tức là chúng sẽ chỉ hô hấp được với những hợp chất yếm khí và sẽ chết nếu có sự hiện diện của ôxi.
III. Con đường hô hấp kị khí và hiếu khí ở thực vật như thế nào?
1. Phân giải kị khí (đường phân và lên men)
- Ở thực vật, phân giải kị khí có thể xảy ra trong rễ cây khi bị ngập úng hay trong hạt khi ngâm vào nước hoặc trong các trường hợp cây thiếu ôxi.
- Phân giải kị khí gồm đường phân và lên men.
- Đường phân xảy ra trong tế bào chất, đó là quá trình phân giải phân tử glucôzơ đến axit piruvic.
- Lên men là quá trình axit piruvic lên men tạo thành rượu êtylic hoặc axit lactic và giải phóng 2 ATP.
2. Phân giải hiếu khí (đường phân và hô hấp hiếu khí)
Hô hấp hiếu khí bao gồm chu trình Crep và chuỗi truyền êlectron trong hô hấp.
- Chu trình Crep:
+ Diễn ra trong chất nền ti thể.
+ Khi có ôxi, axit piruvic đi từ tế bào chất vào ti thể. Tại đây axit piruvic bị ôxi hóa hoàn toàn.
- Chuỗi truyền êlectron:
+ Diễn ra mạnh trong các mô, cơ quan có các hoạt động sinh lí mạnh như hạt đang nảy mầm, hoa đang nở…
+ Hiđrô tách ra từ axit piruvic trong chu trình Crep được chuyển qua chuỗi truyền êlectron.
+ Kết quả: Từ 2 phân tử axit piruvic, qua hô hấp giải phóng ra 6 CO2 , 6 H20 và tích lũy được 36 ATP.
IV. Hô hấp hiếu khí có ưu thế gì so với hô hấp kị khí?
Phân biệt hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí:
Ưu thế của hô hấp hiếu khí so với hô hấp kị khí:
- Từ một phân tử glucôzơ sử dụng cho hô hấp, nếu nó được hô hấp hiếu khí có thể tích lũy được tất cả 38 ATP. Trong khi đó nếu phân tử glucôzơ này hô hấp kị khí thì chỉ tích lũy được 2 ATP.
- Như vậy, từ cùng 1 nguyên liệu đầu vào, hô hấp hiếu khí tích lũy được nhiều năng lượng hơn (gấp 19 lần) so với hô hấp kị khí.