Hô hấp hiếu khí là quá trình quan trọng xảy ra ở cơ thể con người và một số loại động vật, thực vật. Vậy hô hấp hiếu khí là gì và ý nghĩa của quá trình này như thế nào? VietChem sẽ phân tích chi tiết trong bài viết dưới đây.
1. 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.
Tìm hiểu về hô hấp hiếu khí
2. Ý nghĩa của hô hấp hiếu khí
Hô hấp hiếu khí có vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp ATP của tế bào. Sản phẩm của quá trình này còn cung cấp nguồn nguyên liệu thiết yếu cho phản ứng tổng hợp.
Kết quả của hệ số hô hấp hiếu khí (tỉ số giữa CO2 thải ra và O2 lấy vào) còn giúp đánh giá được tình trạng hô hấp của cây. Đồng thời, giúp hiểu rõ chỉ số nguyên liệu hô hấp đang được sử dụng là gì.
Ý nghĩa của hô hấp hiếu khí
3. Những giai đoạn của hô hấp hiếu khí
Hô hấp hiếu khí được diễn ra trong 2 giai đoạn là đường phân – chu trình Krebs và chu trình Pentozophotphat. Cụ thể:
3.1. Đường phân – chu trình Krebs
Giai đoạn đường phân – chu trình Krebs xảy ra ở mọi sinh vật. Quá trình này gồm 3 giai đoạn chính diễn ra trong tế bào chất và ty thể: Đường phân (tế bào chất) – Chu trình Crebs (cơ chất ty thể) – Hô hấp (màng trong ty thể). Cụ thể:
- Quá trình đường phân
Trong hô hấp hiếu khí, đường phân xảy ra như sau:
C6H12O6 + O2 → 2CH3COCOOH + 2H2O
- Tại chu trình Krebs và hô hấp
Các sản phẩm đường phân sẽ bị phân hủy với sự hỗ trợ của chất xúc tác là enzym. Chu trình này sẽ xảy ra hai giai đoạn trong cơ chất ty thể. Ở bước đầu là phân thủy Acid Pyruvic tạo ra Coenzym khử và CO2 với phương trình phản ứng sau:
2CH3COCOOH + 6H2O → 6CO2 + 10H2O
Tiếp theo, các Coenzym khử tiếp tục thực hiện chuỗi hô hấp (10H2 + 5O2 → 10H2O)
Sau khi kết thúc chu trình sẽ tạo ra: 10CH3COCOOH + 5O2 → 6CO2 + 4H2O
Tổng hợp ngay từ giai đoạn đầu của đường phân có: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
3.2. Chu trình Pentozophotphat
Quá trình phân hủy Glucose gắn liền với chu trình Pentozophotphat. Con đường này sẽ làm cho Glucose bị Decacboxyl hóa và oxi hóa. Kết thúc quá trình tạo ra các Pentozo-P.
Nếu Pentozo-P được tái tạo lại, Glucose P sẽ tạo thành Fructozo 6P nhờ chất xúc tác Enzyme Glucose – 6P – Isomerase. Sau đó, chu trình đường phân tiếp tục được xảy ra.
Nếu Pentozo-P được tạo thành trong quá trình oxy hóa Glucose 6P dưới tác động của Enzym Glucose 6P Dehydrogenase sẽ xảy ra 2 giai đoạn. Đầu tiên là phân hủy Glucose tạo thành NADPH2 và CO2. Tiếp đến, NADPH2 tạo thành H2O thông qua chuỗi hô hấp.
Kết quả chu trình: C6H12O6 + 6H2O → 6CO2 + 6H2O
4. Quá trình phân hủy hiếu khí
Quá trình phân hủy hiếu khí thường xảy ra ở vi sinh vật. Bởi chúng chỉ hoạt động trong môi trường có khí O2. Trong quá trình hoạt động, vi sinh vật có thể sử dụng nguồn Oxi ở các phân tử NO3-, NO2-… Khi đó, vi sinh vật sẽ sinh sôi thêm và tạo ra năng lượng.
5. Hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí giống, khác nhau như thế nào?
Hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí đều là những quá trình quan trọng, cần thiết cho sự sống. Hoạt động này có những điểm giống, khác nhau nhất định. Cụ thể:
5.1. Giống nhau
Hô hấp hiếu khí và kỵ khí có nhiều điểm tương đồng. Bao gồm:
- Nguyên liệu cần thiết cho quá trình hô hấp đều là đường đơn.
- Sản phẩm của hai quá trình hô hấp này đều sinh năng lượng để cung cấp nguyên liệu cho hoạt động sống của cơ thể.
- Đều trải qua quá trình đường phân với sản phẩm cuối cùng là ATP.
Tìm hiểu sự giống và khác nhau của hô hấp hiếu khí với hô hấp kỵ khí
5.2. Sự khác nhau giữa hô hấp hiếu khí và kỵ khí
Sự khác biệt giữa hô hấp hiếu khí và kỵ khí thể hiện trong bảng dưới đây:
Tiêu chí so sánh
Hô hấp hiếu khí
Hô hấp kỵ khí
Định nghĩa
Là quá trình hô hấp có Oxi phân tử là chất nhận electron cuối cùng.
Là quá trình hô hấp có Oxi liên kết là chất nhận electron cuối cùng.
Yêu cầu về môi trường
Cần có O2 để quá trình xảy ra.
Không cần O2 quá trình vẫn diễn ra bình thường,
Nơi xảy ra
Màng sinh chất đối với sinh vật nhân sơ hoặc màng trong ty thể đối với sinh vật nhân thực,
Màng sinh chất,
Sản phẩm cuối cùng
ATP và CO2, H2O.
ATP, chất vô cơ, chất hữu cơ.
Năng lượng sinh ra
38 ATP
Tạo ra ít ATP hơn bởi chỉ một số lượng nhỏ chất tham gia vào quá trình hô hấp kỵ khí.
Bài viết trên đã giới thiệu chi tiết về hô hấp hiếu khí. Quá trình này có vai trò quan trọng với sự sống của thực vật, động vật và vi sinh vật sống. Hy vọng những chia sẻ của VietChem sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về vấn đề mà mình đang quan tâm.
