Thực vật, không giống như động vật, có thể tự sản xuất thức ăn thông qua một quá trình gọi là quang hợp. Chúng cũng trải qua quá trình hô hấp và thoát hơi nước, rất quan trọng cho sự tồn tại và phát triển của chúng. Bài học này sẽ khám phá những quá trình cơ bản này, cung cấp những hiểu biết sâu sắc về cách chúng hoạt động và tầm quan trọng của chúng đối với đời sống của thực vật.
Quang hợp là quá trình cây xanh sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời để biến đổi carbon dioxide và nước thành glucose và oxy. Quá trình đáng chú ý này không chỉ đóng vai trò là nền tảng dinh dưỡng cho cây trồng mà còn tạo ra oxy, chất cần thiết cho sự sống còn của hầu hết các sinh vật sống trên Trái đất.
Phương trình tổng quát của quá trình quang hợp như sau:
\(6CO_2 + 6H_2O + light \, energy \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2\)
Phương trình này minh họa rằng sáu phân tử carbon dioxide và sáu phân tử nước, khi tiếp xúc với năng lượng ánh sáng, tạo ra một phân tử glucose và sáu phân tử oxy.
Quang hợp xảy ra ở hai giai đoạn chính: phản ứng phụ thuộc vào ánh sáng và phản ứng không phụ thuộc vào ánh sáng (Chu trình Calvin) .
Hô hấp ở thực vật khá giống ở động vật. Đó là quá trình phân hủy glucose để giải phóng năng lượng, được sử dụng cho các hoạt động khác nhau của tế bào. Quá trình này có thể xảy ra cả khi có (hô hấp hiếu khí) và không có (hô hấp kỵ khí) oxy.
Phương trình tổng quát của hô hấp hiếu khí là:
\(C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + energy\)
Phương trình này cho thấy một phân tử glucose kết hợp với sáu phân tử oxy tạo ra sáu phân tử carbon dioxide, sáu phân tử nước và giải phóng năng lượng.
Hô hấp hiếu khí xảy ra trong ty thể của tế bào và bao gồm ba giai đoạn: đường phân, chu trình Krebs và quá trình phosphoryl hóa oxy hóa.
Hô hấp kỵ khí hoặc lên men xảy ra trong điều kiện không có oxy và tạo ra ít năng lượng hơn so với hô hấp hiếu khí.
Sự thoát hơi nước là quá trình nước di chuyển qua cây và bốc hơi từ các bộ phận trên không, như lá, thân và hoa. Quá trình này không chỉ giúp làm mát cây mà còn giúp di chuyển các khoáng chất và nước từ rễ lên các phần trên của cây.
Nước được rễ hấp thụ từ đất và di chuyển lên trên cây thông qua mạng lưới các mô mạch máu được gọi là xylem. Khi nước đến lá, nó thoát vào khí quyển dưới dạng hơi qua những lỗ nhỏ gọi là khí khổng.
Tốc độ thoát hơi nước bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố môi trường, bao gồm:
Sự thoát hơi nước đóng một vai trò quan trọng trong việc quản lý nước và vận chuyển chất dinh dưỡng tổng thể của cây. Nó liên kết chặt chẽ với quá trình quang hợp và hô hấp, vì sự chuyển động của nước qua cây giúp duy trì các điều kiện cần thiết để các quá trình này diễn ra hiệu quả.
Quang hợp, hô hấp và thoát hơi nước là những quá trình cơ bản minh họa cho sự phức tạp và hiệu quả của hệ thống thực vật. Thông qua quá trình quang hợp, thực vật chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học, tạo ra thức ăn không chỉ cho bản thân mà còn cho các sinh vật khác. Hô hấp cho phép thực vật phân hủy năng lượng hóa học này để cung cấp năng lượng cho các hoạt động tế bào của chúng. Cuối cùng, sự thoát hơi nước đóng vai trò như một cơ chế làm mát và đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển chất dinh dưỡng và nước.
Hiểu biết về các quá trình này sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về chức năng sinh học của thực vật và nêu bật tầm quan trọng của chúng trong việc duy trì sự sống trên Trái đất. Bằng cách khám phá cơ chế của các quá trình này, chúng ta có được sự đánh giá sâu sắc hơn về sự cân bằng phức tạp của tự nhiên và vai trò quan trọng của thực vật trong đó.
