Hô hấp ở thực vật và bảo quản nông sản

Tế bào sống của cây hô hấp cả ngày lẫn đêm. Với glucose bị oxy hóa hoàn toàn: $$C_6H_{12}O_6+6O_2\rightarrow6CO_2+6H_2O+\text{năng lượng}.$$ Năng lượng cung cấp cho tổng hợp, vận chuyển và sinh trưởng; chỉ một phần được giữ trong ATP, phần khác tỏa nhiệt.

| Điều kiện/con đường | Diễn biến chính | ATP ròng theo quy ước bài học | |---|---|---:| | Đường phân | Ở tế bào chất; 1 glucose → 2 pyruvate | 2 | | Hô hấp hiếu khí | Các bước tiếp theo ở ti thể; O₂ nhận electron cuối cùng | Khoảng 30–32 mỗi glucose tùy quy ước | | Đường phân kèm lên men | Tái sinh NAD⁺ khi thiếu O₂ trong điều kiện phù hợp | 2 mỗi glucose | Đường phân không trực tiếp dùng O₂ nhưng vẫn diễn ra khi có O₂. Lên men giúp duy trì tạm thời đường phân, không thay thế hiệu quả hô hấp hiếu khí lâu dài ở cây không thích nghi ngập.

| Yếu tố | Giới hạn cần xét | |---|---| | Nước | Hạt hút nước làm chuyển hóa tăng; ngập lại có thể gây thiếu O₂ | | Nhiệt độ | Tăng trong khoảng phù hợp có thể tăng hô hấp; quá cao gây tổn thương | | O₂ | Thiếu làm giảm hiếu khí và có thể tăng lên men | | CO₂ | Nồng độ quá cao có thể gây hại; ngưỡng phụ thuộc đối tượng | Không có một công thức nhiệt độ, độ ẩm hay thành phần khí dùng cho mọi nông sản.

Nông sản sau thu hoạch vẫn hô hấp và tiêu hao chất hữu cơ. Làm mát, điều chỉnh độ ẩm và thành phần khí có thể làm chậm hao hụt trong giới hạn giữ chất lượng. Hạt có thể được làm khô thích hợp; rau tươi cần hạn chế mất nước để tránh héo. Hạ O₂ quá mức có thể gây lên men, nên không áp một điều kiện cho mọi sản phẩm.

Quang hợp tạo chất hữu cơ; hô hấp cung cấp ATP và làm tiêu hao một phần chất hữu cơ. Hai quá trình liên hệ nhưng không phải cùng một con đường enzyme chạy ngược. Theo quy ước đề bài, hiếu khí thu 30 ATP/glucose, lên men thu 2 ATP/glucose. Với 5 glucose, lượng ATP **nhiều hơn** là: $$5\times30-5\times2=140\text{ ATP}.$$ Đây là hiệu số, không phải “nhiều gấp 140 lần”; nếu hỏi số lần thì dùng tỉ số $150/10=15$. Từ phương trình tổng quát, 1 mol glucose oxy hóa hoàn toàn tạo 6 mol CO₂; do đó 0,5 mol glucose tạo $0{,}5\times6=3$ mol CO₂ khi phản ứng hoàn toàn theo giả thiết. Hệ số phương trình cho tỉ lệ mol, không tự cho tốc độ hô hấp.