TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP
KHOA SƯ PHẠM KHOA HỌC TỰ NHIÊN

----  ----

BÀI TẬP LỚN

QUANG HỢP
TÊN CHỦ ĐỀ

MỐI QUAN HỆ GIỮA QUANG HỢP VÀ HÔ HẤP

Giảng viên hướng dẫn: TS. NGUYỄN KIM BÚP
Sinh viên thực hiện: TRƯƠNG THỊ ÁNH TÂM
Mã số sinh viên: 4321440233
Tên lớp: ĐHSSINH 21 – L2 - BP

ĐỒNG THÁP, NĂM 2022

1


I. MỞ ĐẦU
Như chúng ta đã biết quang hợp của thực vật là một q trình sinh lí quan trọng nhất
không những quyết định đến hoạt động sống của thực vật mà cả mọi sinh vật trên Trái Đất. Đây
là quá trình biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hố học tích luỹ trong các chất hữu
cơ để hình thành nên năng suất cây trồng.
Nhưng hơ hấp cũng là một chức năng sinh lí quan trọng của thực vật, là trung tâm của
quá trình trao đổi chất và các hoạt động sinh lí xảy ra trong cây. Nó cung cấp năng lượng cho
tất cả các hoạt động sống của thực vật và ảnh hưởng đến năng suất cây trồng.
Do đó ta thấy quang hợp và hơ hấp là hai chức năng sinh lí quan trọng quyết định q

trình trao đổi chất và năng lượng trong cây.
Vậy hô hấp và quang hợp nó có mối liên hệ đặc biệt với nhau hay hai quá trình này diễn
ra độc lập với nhau, mâu thuẫn với nhau trong cây. Đây là lí do tơi chọn đề tài “Mối quan hệ
giữa quang hợp và hô hấp”
II. NỘI DUNG
Để biết được quang hợp và hơ hấp của thực vật có mối quan hệ hay khơng? Thì chúng ta
cùng tìm hiểu về quang hợp và hơ hấp là gì? Nơi diễn ra của chúng ở đâu? Nguyên liệu và sản
phẩm của hai quá trình đó là gì?
1. Quang hợp:
– Quang hợp ở thực vật là quá trình tổng hợp chất hữu cơ (cacbonhydrat), giải phóng
ra oxy từ các hợp chất vơ cơ là khí cacbonic và nước dưới tác dụng của năng lượng ánh
sáng mặt trời đã được diệp lục hấp thụ. Nói cách khác quang hợp là quá trình biến đổi
quang năng thành hố năng xảy ra ở thực vật

– Phương trình tổng quát của quá trình quang hợp:
6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6H2O + 6O2 (tác nhân diệp lục, ánh sáng)

2


* Thành phần & chức năng của hệ sắc tố quang hợp
Hệ sắc tố quang hợp ở lá cây được chia thành 2 thành phần chính là diệp lục và
Carotenoit. Ở thực vật thủy sinh và nhóm tảo sẽ có thêm sắc tố phụ Phycobilin.
•

Cây xanh quang hợp cần phải nhờ vào chất Carotenoit và diệp lục ở lá cây.

•

Bề mặt lá cây khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời sẽ giúp các sắc tố diệp lục hấp

thụ năng lượng rồi tiến hành quá trình quang hợp ở cây xanh.

* Ý nghĩa của quang hợp

* Hoạt động quang hợp cung cấp một nguồn các chăt hữu cơ vô cùng đa dạng và
phong phú thoả mẫn mọi nhu cầu về dinh dưỡng của mọi sinh vật trên trái đất. Thực vật
quang hợp sản xuất ra các chất hữu cơ đáp ứng cho nhu cầu của chính mình và cịn cung
cấp cho các sinh vật khác khơng có khả năng quang hợp như động vật, con người...
Năng lượng ánh sáng được tích luỹ vào các chất hữu cơ lại được các sinh vật sử dụng
cho các hoạt động sơng của mình.
* Hoạt động quang hợp bảo đảm sự cân bằng tỉ lệ 0 2 / CO 2 trong khí quyển
thuận lợi cho các hoạt động sông của mọi sinh vật. Tất cả sinh vật đều hấp thu 0 2 để hô
hấp và lại thải C02 vào khí quyển. Ngồi ra, hoạt động phân huỷ chất hữu cơ của vi sinh
vật, sự đốt cháy nhiên liệu trong các nhà máy, các phương tiện giao thông cũng thải một
lượng C 02 đáng kể vào môi trường. Ngược lại thế giới thực vật do hoạt động quang hợp
hấp thu C 02 trong khí quyển và nhả 0 2 ra khí quyển. Sự trao đổi khí 0 2 và C02 ngược
chiều nhau giữa hai quá trình đó đã bảo đảm một sự cân bằng khá ổn định về nồng độ
oxi và cacbonic trong khí quyển: nồng độ 0 2 ổn định ở mức 21% và C 02 là 0,03%. Nếu
hoạt động quang hợp giảm sút thì nồng độ trong khí quyển C 02 tăng lên rất nguy hiểm
cho sự sơng của các sinh vật. Chính vì vậy, cây xanh có vai trị quan trọng là làm trong
sạch khơng khí.
* Đối vói con người quang hợp có vai trị vơ cùng to lớn nữa là:
+ Cung cấp một nguồn năng lượng rất phong phú cho mọi nhu cầu của con người
trên trái đất. Hiện tại, nguồn năng lượng con người sử dụng chủ yếu lấy từ than đá, dầu
3


mỏ, củi, than bùn... Hoạt động quang hợp của các sinh vật ngày xưa đã tích luỹ năng
lượng vào trong than đá, dầu mỏ để cho chúng ta khai thác và sử dụng hiện nay. Hiện
nay, con người có sử dụng nguồn năng lượng nguyên tử hoặc ánh sáng, gió... nhưng

chưa thể thay th ế được than đá và dầu mỏ.
+ Hoạt động quang hợp của thực vật đã cung cấp cho con người một nguồn
nguyên liệu vô cùng phong phú và đa dạng cho công nghiệp như công nghiệp gỗ, công
nghiệp dệt, công nghiệp giấy, công nghiệp thuôc lá, công nghiệp đường... Sự phát triển
của các ngành công nghiệp này hoàn toàn phụ thuộc vào sản phẩm của thực vật, tức là
sản phẩm quang hợp
+ Với sản xuất nồng nghiệp thì hoạt động quang hợp quyết định 90 - 95% năng
suất cây trồng. Do vậy, muốn cây trồng đạt năng suất cao thì phải điểu chỉnh hoạt động
quang hợp của chúng bằng các biện pháp kĩ thuật canh tác hợp lí.
2. Hơ hấp:
Hơ hấp của thực vật là q trình phân giải oxi hố các chất hữu cơ. Trước hết là gluxit
với sự tham gia của oxi khơng khí cho đến sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O đồng thời giải
phóng năng lượng cung cấp cho tất cả các hoạt động sống của cây và tạo ra các sản phẩm trung
gian cho các quá trình sinh tổng hợp các chất khác nhau trong cây.
- Phương trình tổng quát theo hai giai đoạn của hô hấp như sau:
Giai đoạn 1: C6H12O6 + 6H2O--------> 6CO2 + 12[H2]
Giai đoạn 2: 12[H2] + 6 O2-----------> 12H2O — Q kcal
Tống hợp: C6H12O6 + 6 O2 --------> 6CO2 + 6H2O — Q kcal

Đặc điểm của q trình hơ hấp
Dưới đây là 1 số đặc điểm của q trình hơ hấp ở cây xanh:

4


•

Nhiệt độ cần được duy trì thuận lợi nhằm đảm bảo các hoạt động sống trong cơ
thể để có thể thơng qua năng lượng thải ra được tích lũy dưới dạng nhiệt cần thiết.


•

Nguồn năng lượng tích lũy trong ATP được sử dụng để vận chuyển vật chất trong
cây sinh trưởng, tổng hợp các chất hữu cơ hoặc sửa chữa những hư hại của tế bào,
…

•

Trong q trình hơ hấp, nhiều sản phẩm trung gian được hình thành và chúng
được coi là nguyên liệu của nhiều quá trình tổng hợp các chất khác trong cơ thể.

Mơi trường có ảnh hưởng tới q trình hơ hấp như thế nào?
Q trình hơ hấp ở thực vật luôn bị ảnh hưởng bởi yếu tố mơi trường. Vì thế, việc điều
chỉnh các yếu tố mơi trường chính là biện pháp bảo quản tốt nhất các nông phẩm hiện
nay. Hô hấp sẽ bao gồm hô hấp kị khí và hơ hấp hiếu khí, cụ thể:

Q trình hơ hấp chịu ảnh hưởng lớn từ mơi trường bên ngồi
•

Hơ hấp là phản ứng hóa học có sự xúc tác của Enzim. Nên quá trình này phụ
thuộc vào yếu tố nhiệt độ.

•

Nước có trong cây ảnh hưởng trực tiếp tới cường độ hơ hấp, bởi nước chính là
dung mơi – mơi trường xảy ra những phản ứng. Vì thế, nước chính là yếu tố tham
gia trực tiếp vào q trình oxy hóa các ngun liệu hơ hấp.

•


Oxy đóng vai trị quan trọng trong q trình hơ hấp, chất này tham gia trực tiếp
vào việc oxy hóa chất hữu cơ. Đồng thời, nó cịn là chất nhận điện tử cuối cùng
trong chuỗi truyền điện tử. Do đó, nếu thiếu đi oxy thì cây sẽ chuyển sang phương
5


thức hơ hấp kị khí gây ra sự bất lợi cho toàn bộ các tế bào, cũng như cơ thể cây
xanh.
•

Nếu CO2 hoặc cacbonic oxit tồn tại trong mơi trường với hàm lượng cao sẽ khiến
q trình hơ hấp cây bị ức chế.

* Ý nghĩa của hô hấp:

* Hô hấp cung cấp tất cả năng lượng cho các hoạt động của cây. Nêu như trong
quang hợp. năng lượng ánh sáng mặt trời được tích luỹ vào trong các chất hữu cơ thì
trong q trình hơ hấp, năng lượng đó được giải phóng ra để lại cung cấp cho các hoạt
động sơng của cây như q trình phân chia và sinh trưởng của tế bào. của cây: quá trình
hút và vận chuyển nước, vật chất trong cây: quá trình vận động...
* Q trình hơ hấp sản sinh ra nhiểu hợp chất trung gian mà chúng lại là nguyên
liệu khởi đầu cho việc tổng hợp nên các chất hữu cơ khác nhau trong cơ thể. Do đó,
khơng nên xem hơ hấp như là q trình phân giải đơn thuần mà nó cịn mang ý nghĩa
tổng hợp vật chất nưa
* Hô hấp tạo nên cơ sở năng lượng và nguyên liệu giúp cây chống chịu với các
điểu kiện ngoại cảnh bất thuận như chịu bệnh, chịu nóng, chịu phân đạm, chịu rét..
3. Nơi diễn ra quang hợp và hơ hấp:

Đặc
điểm


Hơ hấp

Quang hợp

Phương
trình
tổng
qt

C6H12O6+6O2=>6CO2+ 6H2O+NL(ATP+NHIẸT)

CO2+H2O+NLAS=>C6H12O6+O2

Nơi
thực
hiện

Ti thể

Lục lạp

Năng
lượng

Giải phóng năng lượng

Tích lũy năng lượng

Sắc tố


Khơng có sắc tố

Sắc tố quang hợp

Đặc
điểm
khác

Thực hiện ở mọi loại tế bào, mọi lúc

Chỉ thực hiện ở tế bào quang hợp

Phân giải chất hữu cơ thành vô cơ

Tổng hợp chất hữu cơ thành vô
cơ

4. Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp
Trước đây, người ta cho rằng giữa hô hấp và quang hợp khơng có mối liên quan đặc

6


biệt, hai quá trình này diễn ra độc lập với nhau, mâu thuẫn nhau, chứ khơng có sự hỗ trợ
thúc đẩy nhau.
* Quan hệ đối kháng
Hai quá trình này diễn ra trong cây gần như theo chiều hướng trái ngược nhau.
- Về phương trình hố học tổng qt
Quang hợp: 6C02 + 6H20 -----------> C6H ]20 6 + 6 0 2T

Hô hấp: C6H 120 6 + 6 0 2-----------> 6C02t + 6H20 — 686kcal
- Trao đổi khí
Quang hợp là q trình hấp thu C 02 và thải 0 2; cịn hơ hấp thì ngược lại, thải C 02 và
hấp thu 0 2.
- Trao đổi chất và năng lượng
Quang hợp tổng hợp chất hữu cơ và tích luỹ năng lượng, cịn hơ hấp phân giải chất
hữu cơ và giải phóng năng lượng mà chính quang hợp đã tích luỹ.
Q trình quang hợp và hơ hấp khác nhau như thế nào?
Tiêu chí
Chức năng
Phương trình hóa học
Chất xúc tác
Sản phẩm tạo ra
Nơi diễn ra quá trình
Cơ chế hoạt động
Những năm gần đây quan niệm này đã bị thay đổi do kết quả của nhiều cơng trình
nghiên cứu. Hai q trình này có mối quan hệ rất chặt chẽ, chúng phối hợp với nhau về

7


nhiều mặt chứ không chỉ thuần túy là mâu thuẫn nhau.
Q trình hơ hấp cung cấp bổ sung thêm nguồn năng lượng ATP cho quang hợp, đặc
biệt trong điều kiện mà q trình quang photphoryl hóa bị ức chế, quang hợp khơng cung
cấp đủ ATP cho q trình khử CO2 trong pha tối.
Hơ hấp cịn cung cấp các sản phẩm trung gian để tham gia các quá trình tổng hợp
trong quang hợp. Các chất trung gian trong chu trình pentozo – P của hô hấp cũng là
những hợp chất trung gian trong chu trình Calvin – Benson của quang hợp. Khi quang hợp
thiếu nguyên liệu các hợp chất trung gian trong chu trình pentozo – P có thể được lơi kéo
sang lục lạp tham gia vào chu trình Calvin – Benson trong quang hợp. Giữa hai chu trình

này có những enzym chung, nguyên liệu và sản phẩm ngược chiều nhau: nguyên liệu của
chu trình pentozon – P thì lại là sản phẩm của chu trình pentozo – P và ngược lại. Bởi vậy
hai chu trình này có thể hỗ trợ cho nhau khi cơ thể cần.
Khoa học sinh lý ngày nay khẳng định rằng quang hợp và hô hấp không mâu thuẫn
nhau mà đó là hai mặt của một quá trình thống nhất, hai q trình này có thể hỗ trợ tự bổ
sung cho nhau.
* Quan hệ thống nhất
- Về đường hướng hố học giữa hai q trình, giữa chúng có những sản phẩm chung
nhau và rất khó phân biệt được xuất phát từ quá trình nào, nhất là hai quá trình cùng xảy ra
trong một tế bào.
+ Sản phẩm trung gian giống nhau: các đường triozơphotphat (APG, ALPG...), các
hexozơphotphat (glucozdphotphat, fructozdphotphat...), các pentozdphotphat (5C)...
+ Các enzim giông nhau: NAD (NADH2), FAD (FADH2), NADP (NADPH2)...
+ Cả hai quá trình đều tiến hành photphoryl hoá để tổng hợp nên ATP từ ADP và p vơ
cơ bằng phản ứng photphoryl hố, chỉ khác nhau về nguồn gốc năng lượng được tích luỹ
là từ ánh sáng hay từ liên kết hoá học trong các chất hữu cơ: ADP + H3P 0 4 — > ATP
- Trong một quần thể cây trồng, mối quan hệ giữa hai quá trình được biểu thị bằng khả
năng tích luỹ của chúng, tức là năng suất sinh vật học. Năng suất sinh vật học là kết quả
của lượng chất hữu cơ được tạo ra trong quang hợp trừ đi lượng chất hữu cơ tiêu hao trong
hơ hấp.
Có thể hiểu nôm na là: NSsvh = Quang hợp - Hô hấp.

8


Phối hợp họa động giữa hai quá trình này nhịp nhàng ăn khớp là điều kiện cho cây
sinh trưởng phát triền tốt, năng suất cao. Tuy nhiên, việc điều khiển tương quan giữa hai
quá trình này để chúng xảy ra ăn khớp với nhau là việc làm rất phức tạp, phụ thuộc vào
nhiều yếu tố khác. Nếu làm tăng hô hấp mạnh chỉ có lợi là cung cấp thêm nhiều năng
lượng và sản phẩm trung gian hỗ trợ cho quang hợp, nhưng nó lại phân hủy mất nhiều sản

phẩm của quang hợp làm cho quang hợp biểu kiến giảm là điều không thuận lợi cho cây.
Bởi vậy phải bảo đảm cho hô hấp ở mức độ vừa phải, giữ được mối tương quan có lợi
cho quang hợp thì hoạt động sống của cây mới diễn ra thuận lợi. Mối tương quan này còn
phụ thuộc trạng thái sinh lý của cây, đặc biệt phụ thuộc vào thời kỳ sinh trưởng của cây.
Nói chung thời kỳ cịn cây non cần có quang hợp và hô hấp đều diễn ra mạnh nhưng
khi cây già hạn chế hơ hấp nhiều càng có lợi cho năng suất thu hoạch cuối cùng.
Quang hợp là một quá trình sinh lý phức tạp, có ý nghĩa quyết định đối với đời sống
thực vật. Quá trình này chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố bên trong và bên ngoài cơ thể.
Nắm được quy luật tác động của các yếu tố đó, con người có thể tác động đến quang hợp
thơng qua việc điều chỉnh thích hợp các yếu tố sinh thái như ánh sáng, hàm lượng CO2,
nước… để tạo điều kiện cho quá trình quang hợp xảy ra thuận lợi nhất góp phần nâng cao
năng suất cây trồng.

Q trình hơ hấp và quang hợp ở thực vật có mối quan hệ mật thiết với nhau. Cụ thể:

9


•

Cả hai q trình đều có chung nhiều sản phẩm trung gian cùng nhiều hệ Enzyme.

•

Sản phẩm của q trình quang hợp là chất hữu cơ cùng oxy cung cấp ngun liệu
cho q trình hơ hấp. Cịn sản phẩm của q trình hơ hấp là H 2O và CO2 lại cung
cấp nguyên liệu cho quá trình quang hợp ở thực vật.

Hiểu một cách đơn giản, hô hấp và quang hợp là 2 quá trình ngược chiều, chúng phụ
thuộc lẫn nhau. Quang hợp chính là tiền đề của hơ hấp, và ngược lại.

Hơ hấp và quang hợp là hai q trình sinh lý trung tâm của thực vật. Mối quan hệ giữa
hơ hấp với quang hợp khá phức tạp. Đó là quan hệ vừa cạnh tranh vừa hỗ trợ lần nhau. Hơ hấp
vừa có lợi vừa có hại cho quang hợp.

* Điều chỉnh mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp trong q u ầ n thê cây trồ n g
- Để một quần thể có năng suất cao, một mặt cần nâng cao hoạt động quang hợp
tạo ra chất hữu cơ, mặt khác cần giảm hô hấp vô hiệu xuống mức toi thiểu (vì hơ hấp là
trung tâm hoạt động sông nên không thể giảm hô hấp được mà chỉ giảm hô hấp vô hiệu
thôi).
- Khi một quần thể có diện tích lá q cao (lốp) thì mối quan hệ giữa quang hợp
và hô hấp trở nên rất xấu. Các tầng lá phía dưới bị che khuất sáng nên nhận ánh sáng
dưới điểm bù, chúng chỉ tiêu hao chất hữu cơ mà không tạo ra chất hữu cơ. Các tầng lá
trên có nhiệm vụ sản xuất chất hữu cơ để ni các tầng lá dưới và tồn cây. Nếu tầng lá
nhận ánh sáng dưới điểm bù vượt trội tầng lá trên điểm bù thì quần thể đó chẳng những
khơng có tích luỹ mà sẽ khơng duy trì được lâu.
Vì vậy, trong quần thể phải điều chỉnh mối quan hệ này bằng cách điều chỉnh diện
tích lá đạt được mức độ tối ưu, tức quần thể có tích luỹ cao nhất, có mối quan hệ giữa
quang hợp và hơ hấp được điều hoà ở mức tối ưu.
 Quang hợp và hơ hấp là hai q trình sinh lý trung tâm quyết định mọi hoạt động sống
khác của cơ thể thực vật. Mối quan hệ giữa hai quá trình này rất phức tạp và có ý nghĩa quan
trọng trong đời sống của cây, do vậy có ảnh hưởng đến năng suất của cây.

Quang hợp: 6CO2 +12H2O (tác nhân ánh sáng, diệp lục)-> C6H12O6 +6O2
Hô hấp: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + năng lượng (nhiệt + ATP)
- Nói cách khác, quang hợp chính là tiền đề của hơ hấp và ngược lại.
III. KẾT LUẬN

10



- Quang hợp và hô hấp là 2 mặt của 1 quá trình thống nhất.
- Quang hợp là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ nhờ năng
lượng của ánh sáng mặt trời.
- Hô hấp là q trình phân giải hồn tồn các ngun liệu hữu cơ thành các sản
phẩm vô cơ cuối cùng nghèo năng lượng là CO2 và nước đồng thời giải phóng ra
1 lượng năng lượng lớn.
Điểm phân biệt

Hơ hấp

Quang hợp

Vị trí

Ty thể( chủ yếu)

Lục lạp

Thời gian

Ban đêm

Ban ngày

Nguyên liệu
Sản phẩm

C H O và O
6 12 6
2

CO , H O và ATP
2 2

→Sản phẩm của quang hợp là nguyên liệu của hô hấp và ngược lại.

CO , H O và ATP
2 2
C H O và O
6 12 6
2

Mối quan hệ giữa quang hợp và hơ hấp có ý nghĩa quyết định q trình sinh trưởng và phát
triển của cây. Việc điều hồ hợp lý mối quan hệ này có ý nghĩa quan trọng trong việc điều khiển
sinh trưởng, phát triển của cây. Hạn chế mặt có hại, kích thích mặt có lợi của hơ hấp có tác
dụng tốt đến sinh trưởng phát triển của cây.
III. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Kim Búp, Nguyễn Thị Bé Nhanh (2015), Bài giảng Quang hợp, Trường Đại Học
Đồng Tháp
2. Hoàng Minh Tấn (2006), Bài giảng Sinh lý thực vật, Nhà xuất bản đại học sư phạm
3. Mạng internet

11