Đóng vai trò năng đó cơ thể thực vật là vai trò của thành phần nào trong tế bào

(Last Updated On: 21/08/2021)

Hô hấp ở thực vật là quá trình phân giải hoàn toàn nguyên liệu hữu cơ (trước hết là gluxit) vơi sự tham gia của oxi không khí tạo thành các sản phẩm vô cơ cuối cùng nghèo năng lượng là CO2 và H2O, đồng thời giải phóng 1 lượng lớn năng lượng cung cấp cho tất cả hoạt động sống của cơ thể và tạo ra những sản phẩm trung gian làm nguyên liệu cho các quá trình trao đổi chất khác nhau ở trong cây.

Phương trình tổng quát

C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O – Q + 689 kcal/mol glucose

▲Q= – 689 kcal/mol glucose → 2880 kJ/mol glucose

Về thực chất, hô hấp là một hệ thống oxy hóa – khử phức tạp trong đó diễn ra các phản ứng oxy hóa – khử tách điện tử và hydro từ nguyên liệu hô hấp chuyển tới oxy không khí và tạo thành nước. Năng lượng giải phóng ra trong các phản ứng oxy hoá-khử đó được cố định lại trong các mối liên kết giàu năng lượng.

Con đường biến đổi cơ chất hô hấp: Quá trình hô hấp thực vật bao gồm 2 giai đoạn kế tiếp nhau: giai đoạn tách hydro (H2) từ cơ chất và giai đoạn chuyển điện tử trên chuỗi chuyển vận điện tử.

Cơ quan hô hấp: Thực vật không có cơ quan chuyên trách về hô hấp như ở động vật. Hô hấp xảy ra ở tất cả các cơ quan của ty thể, đặc biệt xảy ra mạnh ở các cơ quan đang sinh trưởng, sinh sản và ở rễ.

Bào quan hô hấp: Ty thể là bào quan đóng vai trò chính trong quá trình hô hấp và được xem là “trạm biến thế năng lượng” của tế bào. Hình dạng, số lượng, kích thước của ty thể thay đổi rất nhiều phụ thuộc vào từng loài, từng cơ quan, loại tế bào khác nhau và mức độ trao đổi chất của chúng.

Vai trò của hô hấp đối với thực vật

Hô hấp được xem là quá trình sinh lý trung tâm của cây xanh, có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng:

• Hô hấp cung cấp năng lượng cho tất cả các hoạt động của cây. Nếu như trong quang hợp năng lượng ánh sáng mặt trời được tích lũy vào trong các hợp chất hữu cơ thì trong quá trình hô hấp, năng lượng đó lại được giải phóng ra dưới dạng ATP và năng lượng ATP này được sử dụng cho các hoạt động sống của cơ thể: quá trình trao đổi chất, quá trình hấp thu và vận chuyển chủ động các chất, quá trình phân chia, vận động và sinh trưởng của tế bào…
• Quá trình hô hấp tạo ra nhiều hợp chất trung gian, chúng là nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp nên các chất hữu cơ khác nhau trong cơ thể. Do đó không thể xem hô hấp như là quá trình phân giải đơn thuần mà nó còn mang ý nghĩa đối với quá trình tổng hợp nữa.
• Hô hấp tạo nên cơ sở năng lượng và nguyên liệu giúp cây chống chịu với các điều kiện ngoại cảnh bất lợi như chịu bệnh, chịu nóng, chịu rét…

Trong sản xuất, việc hiểu biết về hô hấp giúp ta đề xuất các biện pháp điều chỉnh hô hấp theo hướng có lợi có lợi cho con người như giảm thiểu hô hấp vô hiệu, tránh hô hấp yếm khí và khống chế hô hấp trong quá trình bảo quản nông sản để giảm thiểu sự hao hụt chất hữu cơ do hô hấp.

Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến hô hấp

Nhiệt độ: Hô hấp bao gồm các phản ứng hóa học với sự xúc tác của các enzyme, do đó hô hấp phụ thuộc chặt chẽ. Nhiệt độ tối thiểu cây bắt đầu hô hấp biến thiên trong khoảng 0-10ºC tùy theo loài cây ở các vùng sinh thái khác Nhiệt độ tối ưu cho hô hấp trong khoảng 30-35 ºC và nhiệt độ tối đa cho hô hấp trong khoảng 40-45 ºC.

Hàm lượng nước: Nước là dung môi cho các phản ứng hóa học xảy Nước còn tham gia trực tiếp vào quá trình oxi hóa nguyên liệu hô hấp vì thế, hàm lượng nước trong cơ quan, cơ thể liên quan trực tiếp đến cường độ hô hấp.

Nồng độ CO2 và O2 : O2 tham gia vào oxi hóa các chất hữu cơ và là chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi chuyển vận hô hấp để sau đó hình thành nước trong hô hấp hiếu khí. Vì vậy, nếu nồng độ O2 trong không khí giảm xuống dưới 10% thì hô hấp sẽ bị ảnh hưởng và khi giảm xuống dưới 5% thì cây chuyển sang phân giải hiếm khí, gây bất lợi cho cây. CO2 là sản phẩm của quá trình hô hấp. Các phản ứng đêcacboxi hóa để giải phóng CO2 là các phản ứng thuận nghịch. Nếu hàm lượng CO2 trong môi trường cao sẽ làm cho phản ứng chuyển dịch sang chiều nghich, gây ức chế hô hấp.

Hô hấp và các hoạt động sinh lý trong cây

Giữa hô hấp và các hoạt động sinh lý trong cây có mối liên hệ mật thiết với nhau. Trong đó, quang hợp và hô hấp là hai chức năng sinh lý quan trọng nhất quyết định năng suất cây trồng. Hai quá trình này vừa mâu thuẩn vừa thống nhất nhau. Có thể hình dung mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp theo sơ đồ:

Hô hấp còn có ý nghĩa quan trọng đối với hút nước, hút khoáng và tính miễn dịch của cây trồng.

(Tài liệu tham khảo: Sinh học Đại cương, Nguyễn Như Hiền)

Là một trong những đơn vị cấu trúc cơ bản quan trọng nhất của cơ thể sống, nhưng tế bào là gì? vẫn là một câu hỏi được nhiều độc giả quan tâm. Không vượt quá những kiến thức trong sách sinh học phổ thông và các giáo trình đại cương, bài viết sau đây sẽ cung cấp những thông tin tổng quan về tế bào.

Khái niệm tế bào là gì?

Tế bào là đơn vị cấu tạo cơ bản của tất cả các cơ thể sống. Cơ thể con người bao gồm hàng nghìn tỷ tế bào, tất cả đều có chức năng chuyên biệt riêng.

Tế bào cung cấp cấu trúc cho cơ thể, tiếp nhận các chất dinh dưỡng từ thức ăn, chuyển hóa các chất dinh dưỡng đó thành năng lượng và thực hiện các chức năng chuyên biệt.

Tế bào cũng chứa ADN, là vật chất di truyền của cơ thể, và có thể tạo ra các bản sao của chính chúng.

Cũng giống như con người, cây trong rừng, cá dưới sông, ngựa trong trang trại, vượn cáo trong rừng, lau sậy trong ao, giun trong đất - tất cả những loài động vật, thực vật này đều được tạo nên từ những khối xây dựng là tế bào. Giống như những ví dụ này, nhiều sinh vật sống bao gồm rất nhiều tế bào hoạt động phối hợp với nhau.

Ngoài ra, cũng có nhiều các dạng sống khác chỉ được tạo ra từ một tế bào đơn lẻ, chẳng hạn như các vi khuẩn (bacteria) và động vật nguyên sinh (Protozoa).

Các tế bào, cho dù sống riêng lẻ hay là một phần của sinh vật đa bào, thường quá nhỏ để có thể nhìn thấy nếu không có kính hiển vi ánh sáng.

Tế bào có nhiều bộ phận, mỗi phần có một chức năng khác nhau. Một số bộ phận này, được gọi là bào quan, là những cấu trúc chuyên biệt thực hiện một số nhiệm vụ trong tế bào.

Tế bào của con người chứa các phần chính sau đây, được liệt kê theo thứ tự bảng chữ cái:

Cytoplasm - Tế bào chất là gì?

Trong tế bào, tế bào chất (cytoplasm) được tạo thành từ một chất lỏng giống như thạch (gọi là dịch bào) và có các cấu trúc khác bao quanh nhân.

 

Cytoskeleton - Khung xương tế bào là gì?

Khác với tế bào nhân sơ (Prokaryote), bào tương ở tế bào nhân thực (Eukaryote) được gia cố bởi một hệ thống các vi ống, vi sợi và sợi trung gian. Hệ thống này được gọi là khung xương tế bào (Cytoskeleton).

Khung xương tế bào có chức năng như một lá đỡ cơ học cho tế bào và tạo cho tế bào động vật có hình dạng xác định. Ngoài ra, khung xương tế bào cũng là nơi neo đậu của các bào quan và ở một số loại tế bào.

Khung xương còn giúp tế bào di chuyển.

 

Mạng lưới nội chất của tế bào là gì?

Mạng lưới nội chất (Endoplasmic Reticulum, ER) là một hệ thống các xoang và túi màng nằm trong tế bào nhân thực. Chúng có chức năng biến đổi protein (thường là gắn vào protein các gốc đường, hoặc lipid), hình thành các phân tử lipid, vận chuyển các chất bên trong tế bào.

Có hai loại mạng lưới nội chất là loại có hạt - Rough ER (do có gắn ribosome) và loại trơn Smooth ER (không có ribosome).

 

Bộ máy Golgi của tế bào là gì?

Bộ máy Golgi (Golgi apparatus) là một bào quan được tìm thấy trong phần lớn tế bào nhân chuẩn, kể cả thực vật và động vật (nhưng không có ở nấm). Cấu trúc này được Camillo Golgi, một nhà giải phẫu học người Ý và phát hiện vào năm 1898 và sau đó được đặt tên theo tên của ông.

Chức năng chính của bộ máy Golgi là chế biến và bao gói các đại phân tử cho tế bào như protein và lipid.

 

Lysosomes and peroxisomes

Lysosome (hay còn gọi là tiêu thể), là trung tâm tái chế của tế bào và được sản sinh ra ở bộ máy Golgi.

Các tiêu thể lysosome là nơi sản xuất các enzyme hỗ trợ cho quá trình tiêu hóa các vi khuẩn lạ xâm nhập vào tế bào, loại bỏ tế bào các chất độc hại và tái chế các thành phần tế bào bị mòn.

Các enzyme quan trọng nhất trong tiêu thể là:

• Lipase: có tác dụng phân hủy lipid (chất béo)
• Carbohydrase: có tác dụng phân hủy carbohydrate (ví dụ: đường)
• Protease: có tác dụng phân hủy protein (đạm)
• Nuclease: có tác dụng phân hủy axít nhân

 

Mitochondria - Ty thể là gì?

Ty thể (Mitochondrion) là những bào quan phức tạp có chức năng chuyển đổi năng lượng từ thức ăn thành dạng mà tế bào có thể sử dụng. Chúng có vật chất di truyền riêng, tách biệt với ADN trong nhân và có thể tạo ra các bản sao của chính chúng.

Bên cạnh chức năng cung cấp năng lượng cho tế bào, ty thể còn tham gia vào những vai trò quan trọng khác, như truyền nhận tín hiệu, biệt hóa tế bào và chết rụng tế bào, cũng như duy trì việc kiểm soát chu kỳ tế bào và sinh trưởng tế bào.

 

Nucleus - nhân tế bào là gì?

Nhân tế bào (cell nucleus) là một bào quan được bao bọc bởi màng tế bào tồn tại bên trong các tế bào nhân thực. Sinh vật nhân thực chỉ có một nhân.

Nhân tế bào chứa bộ gen của sinh vật, ngoại trừ ADN ty thể (mtDNA, Mitochondrial DNA), được cuộn lại thành nhiều chuỗi ADN bao gồm các phức hợp protein. Phức hợp protein có nhiều loại protein khác nhau, ví dụ histone, để cấu thành các nhiễm sắc thể.

Gen trong các nhiễm sắc thể có cấu trúc đặc thù để thúc đẩy chức năng của tế bào. Nhân tế bào bảo quản độ ổn định của gen và quản lý các hoạt động của tế bào bằng cách điều chỉnh biểu hiện gen.

Với những đặc điểm quan trọng như trên, nhân tế bào được coi là trung tâm điều khiển của tế bào.

 

Plasma membrane - Màng tế bào là gì?

Màng tế bào (cell membrane), hay còn gọi là màng sinh chất (plasma membrane), là một màng sinh học phân cách môi trường bên trong của các tế bào với môi trường bên ngoài của chúng.

Màng tế bào tạo thành bao gồm màng lipid kép được gắn kết với các protein. Màng tế bào có liên quan đến các quá trình của tế bào như là sự liên kết tế bào, độ dẫn ion và tiếp nhận tín hiệu tế bào; ngoài ra còn đóng vai trò như là một bề mặt để kết nối một số cấu trúc ngoại bào gồm thành tế bào, glycocalyx và khung xương nội bào.

Màng tế bào có thể cho phép các ion, các phân tử hữu cơ thấm qua một cách có chọn lọc và kiểm soát sự di chuyển của các chất ra và vào tế bào.

Chức năng cơ bản của màng tế bào là bảo vệ tế bào khỏi môi trường xung quanh.

 

Ribosomes là gì?

Ribosome là bào quan tổng hợp chuỗi polypeptide dựa trên khuôn mã của ARN thông tin (Messenger RNA, mRNA).

Ribosome đồng thời cũng là bào quan có kích thước phân tử lớn, phức tạp, có mặt trong tất cả các tế bào sống và là nơi xảy ra quá trình sinh tổng hợp protein.

Ribosome bao gồm hai tiểu đơn vị chính - tiểu đơn vị ribosome nhỏ đọc (mRNA), trong khi tiểu đơn vị lớn liên kết các axit amin để tạo thành một chuỗi polypeptide. Mỗi tiểu đơn vị gồm một hoặc nhiều phân tử RNA ribosome (rRNA) và nhiều phân tử protein.

Như vậy, đến đây các bạn đã có được đầy đủ thông tin chi tiết để trả lời cho câu hỏi: tế bào là gì? Trong các bài viết tiếp theo, chúng tôi sẽ cùng các bạn tìm hiểu sâu hơn về các chức năng quan trọng của từng bào quan của tế bào. Thông qua đó, chúng ta có thể nắm được bức tranh tổng thể về quá trình trao đổi chất xảy ra tại tế bào.

Tài liệu tham khảo

• Wikipedia
• Medlineplus
• Nature
• Biology Dictionary