Hô hấp tế bào đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa năng lượng của cơ thể. Vậy thực chất hô hấp tế bào là gì? Sản phẩm của hô hấp tế bào gồm những gì? Yếu tố ảnh hưởng và ứng dụng thực tế của hô hấp tế bào? Tất cả những vấn đền này sẽ được chúng tôi bật mí ngay sau đây.
Hô hấp tế bào là gì?
Khái niệm hô hấp tế bào là gì?
Hô hấp tế bào hiểu đơn giản là quá trình tạo ra năng lượng từ các hợp chất hữu cơ. Trong đó, các phân tử cacbohidrat bị phân giải và tạo nên sản phẩm của hô hấp tế bào gồm CO2, H2O cùng với giải phóng năng lượng; chuyển hóa năng lượng đó thành năng lượng được dự trữ ở dưới dạng các phân tử ATP.
Hô hấp tế bào được diễn ra ở ti thể. Tất cả các tế bào trong cơ thể đều sẽ có quá trình hô hấp tế bào. Tốc độ hô hấp tế bào nhanh hay chậm sẽ còn tùy thuộc vào nhu cầu năng lượng của tế bào.
Cụ thể, phương trình tổng quát của quá trình phân giải hoàn toàn một phân tử glucozơ như sau :
C6H12O6+ 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Năng lượng (ATP + nhiệt)
Trong đó:
- Các chất tham gia hay nguyên liệu của quá trình hô hấp tế bào là: Chất hữu cơ và Oxygen.
- Sản phẩm của quá trình hô hấp tế bào gồm có: Carbon dioxide, nước và năng lượng.
Vai trò của hô hấp tế bào
Quá trình hô hấp tế bào sẽ giải phóng ra năng lượng từ việc phân giải các chất hữu cơ. Từ đó cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống khác nhau của sinh vật.
Các sản phẩm trung gian trong quá trình hô hấp tế bào cũng tham gia vào việc cung cấp nguyên liệu cho quá trình tổng hợp nên các chất trong tế bào.
Xem thêm: Nguyên phân là gì? Gồm mấy kỳ, diễn ra ở tế bào nào?
Các giai đoạn chính của hô hấp tế bào
Hô hấp tế bào được chia ra thành 3 giai đoạn chính như sau: đường phân, chu trình Crep và chuỗi chuyền electron hô hấp. Trong đó thì chuỗi chuyền electron hô hấp tạo ra được nhiều ATP nhất.
Đường phân
Đường phân xảy ra ở trong bào tương. Kết thúc quá trình đường phân thì phân tử glucozơ (6 cacbon) sẽ bị tách thành 2 phân tử axit piruvic (3 cacbon). Trong quá trình này thì tế bào sẽ thu được 2 phân tử ATP và 2 phân tử NADH (nicôtinamit ađênin đinuclêôtit).
Thực ra thì giai đoạn đường phân tạo được 4 phân tử ATP. Tuy nhiên do có 2 phân tử ATP được sử dụng để hoạt hoá glucozơ trong giai đoạn đầu của đường phân nên lúc này tế bào chỉ thu được 2 phân tử ATP.
Chu trình Crep
Sau khi được tạo thành từ quá trình đường phân thì 2 phân tử axit piruvic sẽ được chuyển vào chất nền của ti thể. Tại đây, chúng sẽ được biến đổi để thành những phân tử nhỏ hơn (được gọi là acetyl-CoA). Chính phân tử acetyl-CoA này sẽ tham gia vào chu trình Crep.
Ngoài ra thì quá trình biến đổi 2 phân tử axit piruvic còn tạo ra được 2 phân tử NADH và giải phóng 2 phân tử CO2. Kết thúc chu trình Crep thì các phân tử acetyl-CoA sẽ bị phân giải hoàn toàn thành CO2.
Ngoài CO2 ra thì chu trình Crep còn tạo ra được các phân tử NADH, FADH2 và ATP.
Chuỗi truyền electron hô hấp
Chuỗi chuyền electron hô hấp được diễn ra ở màng trong của ti thể. Trong giai đoạn này thì các phân tử NADH và FADH2 được tạo ra trong những giai đoạn trước đó sẽ bị oxi hóa thông qua một chuỗi các phản ứng oxi hoá khử. Trong phản ứng cuối cùng thì oxy sẽ bị khử và tạo ra nước.
Năng lượng được giải phóng từ quá trình oxi hoá các phân tử NADH và FADH2 này sẽ được sử dụng để tổng hợp nên các phân tử ATP. Đây cũng chính là giai đoạn giúp cho tế bào thu được nhiều ATP nhất.
Các yếu tố gây ảnh hưởng đến hô hấp tế bào
Các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp tế bào bao gồm có: nhiệt độ, độ ẩm và nước, nồng độ carbon dioxide, nồng độ khí oxygen…
- Nhiệt độ: Nhiệt độ thuận lợi cho quá trình hô hấp tế bào chính là khoảng 30 – 35 độ C. Nhiệt độ quá cao hoặc là quá thấp sẽ làm ức chế hoạt động của các enzyme hô hấp. Từ đó dẫn đến làm giảm tốc độ hô hấp tế bào.
- Độ ẩm và nước: Nước vừa là môi trường cũng vừa tham gia trực tiếp vào các phản ứng hóa học trong hô hấp tế bào. Hàm lượng nước thấp thì sẽ ức chế sự hô hấp tế bào.
- Nồng độ oxygen: Oxygen chính là nguyên liệu tham gia trực tiếp vào quá trình hô hấp tế bào. Vì vậy, khi thiếu oxygen thì hô hấp tế bào giảm hoặc cũng có thể dẫn đến ngừng hẳn.
- Nồng độ carbon dioxide: Nồng độ carbon dioxide trong không khí khoảng 0,03% thì sẽ thuận lợi cho hô hấp tế bào. Nếu như nồng độ này quá cao thì sẽ gây ức chế quá trình hô hấp.
Ứng dụng của hô hấp tế bào trong thực tiễn
Trong bảo quản lương thực và thực phẩm
Hô hấp tế bào sẽ phân giải chất hữu cơ của tế bào; làm giảm số lượng cũng như chất lượng của lương thực, thực phẩm sau một khoảng thời gian nhất định.
Do đó, nguyên tắc để bảo quản lương thực, thực phẩm đó là: Trong quá trình bảo quản lương thực, thực phẩm thì cần phải khống chế hô hấp tế bào ở mức tối thiểu.
Một số biện pháp bảo quản lương thực, thực phẩm như sau:
- Bảo quản lạnh: Nhiệt độ thấp thì sẽ làm chậm quá trình hô hấp của tế bào. Do đó, chúng ta có thể bảo quản thịt, cá… bằng đông lạnh sẽ giữ được thực phẩm trong thời gian dài.
- Bảo quản khô: Hàm lượng nước thấp sẽ làm hô hấp tế bào ở mức tối thiểu. Vậy nên, chúng ta có thể phơi khô thóc, ngô, đậu xanh… để bảo quản chúng trong thời gian dài.
- Bảo quản trong điều kiện nồng độ khí oxygen thấp: Nồng độ khí oxygen thấp thì quá trình hô hấp tế bào giảm. Ví dụ: bảo quản thực phẩm tươi sống bằng cách hút chân không.
- Bảo quản trong điều kiện nồng độ khí carbon dioxide cao: Khi tế bào hô hấp thì lượng khí oxygen sẽ giảm và khí carbon dioxide sẽ tăng. Nồng độ carbon dioxide cao thì sẽ ức chế nhiều hoạt động trao đổi chất làm hô hấp giảm. Ví dụ: bảo quản trái cây ở trong các kho có nồng độ khí carbon dioxide cao.
Lưu ý: Tùy thuộc vào từng đối tượng mà sẽ có biện pháp bảo quản khác nhau; hoặc cũng có thể chọn phối hợp các phương pháp bảo quản sao cho phù hợp.
Trong sản xuất nông nghiệp và đời sống
- Trong sản xuất nông nghiệp thì cần giữ đất luôn tơi xốp, thoáng khí để tạo điều kiện cho rễ cây hô hấp tế bào. Từ đó giúp rễ cây thực hiện hấp thụ được nước cũng như các chất dinh dưỡng tốt hơn.
- Trong lao động, hoạt động thể thao thì chúng ta cần chú ý tránh thiếu oxygen có thể gây ra chuột rút…
Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi liên quan đến hô hấp tế bào là gì. Hy vọng sẽ giúp bạn có cái nhìn tổng quan về quá trình hô hấp tế bào; phục vụ hữu ích trong học tập và nghiên cứu. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào khác cần được giải đáp, hãy để lại bình luận bên dưới bài viết này.
