Hô hấp hiếu khí là gì? Ý nghĩa và các giai đoạn của hô hấp hiếu khí

Chu Văn An

Hô hấp hiếu khí là một quá trình quan trọng xảy ra trong cơ thể con người và một số loại động vật và thực vật. Vậy hô hấp hiếu khí là gì và ý nghĩa của quá trình này là gì? Trường Chu Văn An 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 oxy hóa với nguyên liệu chính là đường đơn giản. Sản phẩm cuối cùng được hình thành là ATP sau khi trải qua quá trình đường phân. Vì vậy, quá trình này còn được gọi là hô hấp lưỡng cực, trong đó oxy là chất nhận điện tử cuối cùng.

Hô hấp hiếu khí xảy ra sống hầu hết các loại động vật. Bao gồm: Động vật có vú, giáp xác, cá, bò sát, chim. Ngoài ra, quá trình hô hấp này còn xuất hiện ở thực vật, vi sinh vật hay các loại tế bào sống khác.

Tìm hiểu về hô hấp hiếu khí

2. Ý nghĩa của hô hấp hiếu khí

Hô hấp hiếu khí đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp ATP của tế bào. Sản phẩm của quá trình này còn cung cấp nguyên liệu cần thiết cho phản ứng tổng hợp.

Kết quả hệ số hô hấp hiếu khí (tỷ lệ giữa CO2 thoát ra và O2 đưa vào) cũng giúp đánh giá tình trạng hô hấp của cây. Đồng thời, giúp hiểu rõ chỉ số của vật liệu hô hấp đang được sử dụng là gì.

Ý nghĩa của hô hấp hiếu khí

3. Các giai đoạn của hô hấp hiếu khí

Quá trình hô hấp hiếu khí diễn ra TRONG 2 giai đoạn là quá trình đường phân – chu trình Krebs và chu trình Pentozophosphate. Cụ thể:

3.1. Đường phân – Chu trình Krebs

Glycolysis – chu trình Krebs xảy ra ở tất cả các sinh vật. Quá trình này gồm 3 giai đoạn chính diễn ra ở tế bào chất và ty thể: Đường phân (tế bào chất) – Chu trình Crebs (chất nền ty thể) – Hô hấp (màng trong ty thể). Cụ thể:

• Quá trình đường phân

Trong hô hấp hiếu khí, quá trình đường phân xảy ra như sau:

C6H12O6 + O2 → 2CH3COCOOH + 2H2O

• Chu trình Krebs và hô hấp

Các sản phẩm đường phân sẽ bị phân hủy với sự trợ giúp của các chất xúc tác enzyme. Chu kỳ này sẽ xảy ra trong hai giai đoạn trong ma trận ty thể. Bước đầu tiên là thủy phân Axit Pyruvic tạo thành Coenzym và CO2 khử với phương trình phản ứng sau:

2CH3COCOOH + 6H2O → 6CO2 + 10H2O

Tiếp theo, 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

Được tổng hợp ngay từ giai đoạn đầu của quá trình đường phân: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

3.2. Chu trình pentozophotphat

Sự phân hủy glucose có liên quan đến chu trình Pentozophosphate. Con đường này sẽ khiến Glucose bị khử carboxyl và bị oxy hóa. Kết thúc quá trình tạo Pentozo-P.

Nếu Pentozo-P được tái sinh, Glucose P sẽ tạo thành Fructose 6P nhờ chất xúc tác là enzyme Glucose – 6P – Isomerase. Sau đó, chu trình glycolysis tiếp tục.

Nếu Pentozo-P được hình thành trong quá trình oxy hóa Glucose 6P dưới tác dụng của enzyme Glucose 6P Dehydrogenase sẽ xảy ra 2 giai đoạn. Đầu tiên là phân hủy Glucose tạo thành NADPH2 và CO2. Tiếp theo, NADPH2 tạo thành H2O qua chuỗi hô hấp.

Kết quả chu trình: C6H12O6 + 6H2O → 6CO2 + 6H2O

4. Quá trình phân hủy hiếu khí

Sự phân hủy hiếu khí thường xảy ra ở vi sinh vật. Bởi chúng chỉ hoạt động trong môi trường chứa khí O2. Trong quá trình hoạt động, vi sinh vật có thể sử dụng nguồn oxy có trong các phân tử NO3-, NO2-… Khi đó, vi sinh vật sẽ nhân lên và tạo ra năng lượng.

5. Hô hấp hiếu khí và hô hấp kỵ khí giống và khác nhau như thế nào?

Hô hấp hiếu khí và hô hấp kỵ khí đều là những quá trình quan trọng, cần thiết cho sự sống. Hoạt động này có những điểm tương đồng và khác biệt nhất định. Cụ thể:

5.1. Như 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 tạo ra năng lượng cung cấp nguyên liệu cho các hoạt động sống của cơ thể.
• Cả hai đều trải qua quá trình đường phân với sản phẩm cuối cùng là ATP.

Tìm hiểu điểm giống và khác nhau giữa hô hấp hiếu khí và hô hấp kỵ khí

5.2. Sự khác biệt giữa hô hấp hiếu khí và kỵ khí

Sự khác biệt giữa hô hấp hiếu khí và kỵ khí được thể hiện trong bảng dưới đây:

Bài viết trên đã giới thiệu chi tiết về hô hấp hiếu khí. Quá trình này đóng một vai trò quan trọng trong đời sống của thực vật, động vật và vi sinh vật sống. Hy vọng những chia sẻ của Trường Chu Văn An sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vấn đề mà bạn đang quan tâm.