Những thông tin chi tiết về quá trình hô hấp sáng sẽ được tìm hiểu kĩ trong chương trình Sinh học lớp 11. Vậy thì hô hấp sáng là gì? Mối quan hệ giữa hô hấp sáng và quang hợp là gì?
Các bạn hãy mau chóng lướt ngay xuống bài viết dưới đây để cùng GiaiNgo tìm hiểu ngay nhé!
Ở phần đầu tiên, chúng ta sẽ cùng nhau đi vào tìm hiểu khái niệm về hô hấp sáng là gì nhé!
Hô hấp sáng là quá trình hấp thụ oxi và giải phóng khí CO2 ngoài ánh sáng. Bên cạnh đó, hô hấp sáng còn có tên gọi khác là quang hô hấp. Quá trình này xảy ra đồng thời với quá trình quang hợp.
Đặc biệt, hô hấp sáng thường xảy ra ở động vật C3 trong điều kiện cường độ ánh sáng cao và cường độ quang hợp cao. Ngoài ra, quá trình này còn cần CO2 ở lục lạp cạn kiệt và O2 tích lũy nhiều trong lục lạp.
Nơi xảy ra hiện tượng hô hấp ánh sáng là ở bào quan. Đầu tiên xảy ra bắt đầu ở lục lạp rồi đến peroxixom và cuối cùng kết thúc tại ty thể.
Diễn biến của hô hấp sáng được biểu diễn tại lục lạp, perixixom và ty thể. Trước hết, diễn biến của hô hấp sáng tại lục lạp được biểu diễn như sau:
Kế tiếp, diễn biến hô hấp ánh sáng tại peroxixom được diễn ra khá phức tạp. Trước tiên, axit glicolic bị oxi hóa bởi O2 và tạo thành axit glioxilic thông qua sự xúc tác của enzim glicolat-oxidase.
Bên cạnh đó cũng đồng thời cũng tạo thành H2O2 và H2O2 sẽ bị phân huỷ bởi catalase để tạo thành H2O và O2. Tiếp theo, axit glioxilic sẽ chuyển thành glyxin thông qua phản ứng chuyển vị amin. Sau đó glyxin sẽ được chuyển vào ty thể.
Cuối cùng, diễn biến hô hấp ánh sáng còn được diễn ra tại ty thể. Glyxin chuyển thành xerin nhờ xúc tác của enzime kép-glycin decacboxylaza và serin hydroxylmetyl transferase. Tiếp đó, serin lại biến đổi thành axit glyoxilic để chuyển sang lục lạp.
Xem thêm: Cường độ ánh sáng ảnh hưởng đến quang hợp như thế nào? Quang hợp là gì? Vai trò của quá trình quang hợp ở thực vật Tại sao lá cây có màu xanh? Những thông tin thú vị về màu xanh của lá cây
Xem thêm:
Hô hấp sáng vừa đem lại nhiều mặt lợi nhưng cũng đồng thời để lại nhiều hậu quả.
Hậu quả của hô hấp sáng đã gây ra sự lãng phí sản phẩm của quang hợp. Không chỉ vậy, sự hô hấp ánh sáng đã hình thành được một số axit amin cho cây glixerin và serin.
Không chỉ vậy, hô hấp sáng không tạo ra năng lượng và còn làm tiêu tốn quá nhiều sản phẩm của quá trình quang hợp. Bên cạnh đó, quá trình này còn tạo ra một sản phẩm phụ, đó là amoniac. Đây là một chất vô cùng độc hại đối với môi trường.
Quá trình hô hấp cũng sẽ làm hao hụt cacbon và nitơ. Vì vậy có thể dẫn tới việc làm giảm hiệu suất quang hợp của cây, khiến lá cây trở nên úa và héo. Ngoài ra tốc độ tăng trưởng của cây cũng bị giảm đi đáng kể.
Vai trò của hô hấp sáng là có thể thủ tiêu toàn bộ lượng ATP và NADPH dư thừa trong pha sáng của quang hợp. Nhờ đó mà không thể thực hiện các phản ứng oxi hóa quang và sản sinh ra các gốc tự do làm hại đến thành phần cấu trúc của tế bào.
Không những thế, năng lượng được thải ra ở dạng nhiệt duy trì nhiệt độ thuận lợi cho các hoạt động sống của cơ thể. Năng lượng được tích lũy trong ATP được dùng để vận chuyển vật chất trong cây. Từ đó kích thích sự sinh trưởng, tổng hợp chất hữu cơ, sửa chữa những hư hại của tế bào.
Quan hệ giữa hô hấp ánh sáng và quang hợp là trái ngược nhau. Tuy nhiên chúng phụ thuộc và gắn bó chặt chẽ với nhau. Trước hết, sản phẩm của quang hợp sẽ là nguyên liệu của hô hấp và chất oxi hóa trong hô hấp.
Không những thế, sản phẩm của hô hấp sáng sẽ là nguyên liệu để tổng hợp nên C6H12O6 và giải phóng oxi trong quang hợp. Đặc biệt, cả hai đều có chung rất nhiều sản phẩm trung gian và nhiều hệ enzyme.
Phương trình tổng quát của hô hấp ánh sáng và quang hợp được biểu diễn như sau:
Nói hô hấp sáng gắn liền với thực vật C3 vì chúng kiệm nước bằng cách giảm độ mở của khí khổng. Chính điều này làm O2 khó thoát ra ngoài và CO2 khó đi từ ngoài vào trong.
Hô hấp sáng sử dụng 20% – 50% sản phẩm của quang hợp làm nguyên liệu. Vì vậy nên làm giảm tối đa một nửa năng suất quang hợp.
Quá trình hô hấp sáng là bổ sung CO2 còn thiếu ở thực vật. Vì thế, nó chỉ diễn ra ở những loài thực vật có điểm bù CO2 cao như C3. Còn đối với những loài có điểm bù CO2 thấp thì quá trình này sẽ không xảy ra.
Tuy nhiên, hô hấp sáng lại là quá trình tất yếu của hầu hết thực vật bậc thấp và bậc cao. Chức năng quan trọng của nó là cung cấp cho thực vật một số sản phẩm nhất định mà các quá trình khác không sản xuất được, ví dụ như một số axit min.
Hô hấp sáng bị triệt tiêu hoặc bị làm giảm trong thực vật C4 và CAM vì lý do rất dễ nhận thấy. Thực vật C4 và thực vật CAM luôn có một kho dự trữ khí CO2 là axit malic nên luôn đảm bảo nồng độ khí CO2 cao. Do đó E Rubisco không có hoạt tính oxygenaza nên không có hô hấp sáng.
Bên cạnh đó, thực vật CAM sử dụng sản phẩm cuối cùng của quá trình quang hợp được tích lũy dưới dạng tinh bột. Sở dĩ chúng làm vậy để làm nguyên liệu tái tạo chất nhận CO2 của chu trình CAM, làm giảm chất hữu cơ tích lũy trong cây và năng suất thấp.
Như vậy, thông qua bài viết trên, chắc hẳn các bạn đã biết hô hấp sáng là gì rồi phải không? Vậy thì các bạn còn chần chừ gì nữa mà không nhanh tay theo dõi GiaiNgo ngay để cập nhật thêm nhiều điều mới lạ hơn nhé!
