Giải Sinh học 10 Bài 9: Trao đổi chất qua màng sinh chất 

Mở đầu trang 55 Sinh học 10: Quan sát hình 9.1, mô tả sự thay đổi hình thái của cây khi tưới nước. Giải thích sự thay đổi đó.

Trả lời:

- Sự thay đổi hình thái của cây khi tưới nước: Sau khi được tưới nước, cây tươi trở lại, không còn ở trạng thái héo.

- Giải thích sự thay đổi hình dạng của cây khi tưới nước: Khi được tưới nước, rễ cây hút nước cung cấp cho các tế bào trong cơ thể thực vật, giúp các tế bào trương lên khôi phục được hình dạng. Nhờ đó, cây cũng sẽ khôi phục được trạng thái tươi tốt.

I. Khái niệm trao đổi chất ở tế bào

Câu hỏi 1 trang 55 Sinh học 10: Kể tên các chất mà tế bào lông hút của rễ cây trao đổi với môi trường.

Trả lời:

Các chất mà tế bào lông hút của rễ cây trao đổi với môi trường: nước, các ion khoáng.

II. Sự vận chuyển thụ động qua màng sinh chất

Câu hỏi 2 trang 55 Sinh học 10: Quan sát hình 9.2 và cho biết:

a) Nồng độ phân tử ở vùng A so với vùng B.

b) Các phân tử di chuyển theo hướng nào? Vì sao?

c) Sự di chuyển này diễn ra đến khi nào?

Trả lời:

a) Nồng độ phân tử ở vùng A cao hơn vùng B.

b) Hướng di chuyển của các phân tử: Các phân tử sẽ di chuyển từ nơi có nồng độ phân tử cao sang nơi có nồng độ phân tử thấp nên các phân tử sẽ di chuyển từ vùng A sang vùng B.

c) Sự di chuyển này diễn ra đến khi nồng độ phân tử ở 2 vùng này cân bằng. Ở trạng thái cân bằng, các phân tử vẫn di chuyển nhưng theo hai chiều như nhau.

Câu hỏi 3 trang 55 Sinh học 10: Tại sao khi xịt nước hoa ở một góc phòng thì một lúc sau chúng ta có thể ngửi thấy mùi nước hoa khắp phòng?

Trả lời:

Khi xịt nước hoa ở 1 góc phòng, các phân tử nước hoa ở góc phòng đó (nơi có nồng độ nước hoa cao) sẽ khuếch tán ra khắp phòng (nơi có nồng độ nước hoa thấp). Bởi vậy, khi xịt nước hoa ở một góc phòng thì một lúc sau chúng ta có thể ngửi thấy mùi nước hoa khắp phòng.

Câu hỏi 4 trang 56 Sinh học 10: Khuếch tán là gì?

Trả lời:

Khuếch tán là sự di chuyển các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp (theo chiều gradient nồng độ) diễn ra trong môi trường lỏng và khí.

Câu hỏi 5 trang 56 Sinh học 10: Giải thích hiện tượng xảy ra khi nhỏ một giọt thuốc nhuộm màu xanh vào cốc nước.

Trả lời:

- Khi nhỏ một giọt thuốc nhuộm màu xanh vào cốc nước, giọt thuốc nhuộm sẽ loang ra nhanh chóng khiến cả cốc nước có màu xanh.

- Vì: Khi nhỏ một giọt thuốc nhuộm màu xanh vào cốc nước, các phân tử thuốc nhuộm sẽ khuếch tán từ vị trí ban đầu (nơi có nồng độ phân tử thuốc nhuộm cao) đến những vùng khác trong cốc (nơi có nồng độ phân tử thuốc nhuộm thấp) dẫn đến màu xanh của thuốc nhuộm sẽ loang ra cả cốc.

Câu hỏi 6 trang 56 Sinh học 10: Nếu gradient nồng độ tăng thì tốc độ khuếch tán sẽ thay đổi như thế nào?

Trả lời:

Gradient nồng độ tăng tức là sự chênh lệch nồng độ giữa hai vùng tăng → Nếu gradient nồng độ tăng thì tốc độ khuếch tán sẽ tăng.

Câu hỏi 7 trang 56 Sinh học 10: Quan sát hình 9.4 và giải thích sự khuếch tán khí O₂ và CO₂ ở phổi.

Trả lời:

Sự khuếch tán khí O₂ và CO₂ ở phổi diễn ra theo cơ chế khuếch tán:

- Khí O₂ sẽ khuếch tán từ phế nang vào trong máu do nồng độ khí O₂ trong phế nang của phổi cao hơn nồng độ khí O₂ trong máu.

- Khí CO₂ sẽ khuếch tán từ máu vào phế nang do nồng độ khí CO₂ trong máu cao hơn nồng độ khí CO₂ trong phế nang của phổi.

Tìm hiểu thêm trang 56 Sinh học 10: Tìm một số ví dụ về sự khuếch tán đơn giản qua màng sinh chất ở các tế bào.

Trả lời:

Một số ví dụ về sự khuếch tán đơn giản qua màng sinh chất ở các tế bào:

- Sự khuếch tán của hormone steroid từ tế bào tiết vào máu.

- Rễ cây hấp thụ nước và muối khoáng từ đất vào lông hút.

Luyện tập 1 trang 56 Sinh học 10: Dựa vào hình 9.3 và 9.5 cho biết đặc điểm chung giữa khuếch tán đơn giản và khuếch tán tăng cường.

Trả lời:

Đặc điểm chung giữa khuếch tán đơn giản và khuếch tán tăng cường:

- Đều có di chuyển của các phân tử theo chiều gradient nồng độ (từ nơi nồng độ cao về nơi nồng độ thấp).

- Đều không tiêu tốn năng lượng.

Câu hỏi 8 trang 57 Sinh học 10: Quan sát hình 9.6 và trả lời các câu hỏi sau:

a) Các phân tử nước và chất tan di chuyển như thế nào qua màng bán thấm?

b) Thẩm thấu là gì?

c) Hãy nêu những đặc điểm giống và khác nhau giữa khuếch tán và thẩm thấu.

Trả lời:

a) Sự di chuyển của các phân tử nước và chất tan qua màng bán thấm:

- Nước di chuyển được qua màng bán thấm và di chuyển từ nơi có thế nước cao (nồng độ chất tan thấp) đến nơi có thế nước thấp (nồng độ chất tan cao).

- Chất tan không di chuyển được qua màng bán thấm.

b) Thẩm thấu là sự di chuyển của các phân tử nước qua màng bán thấm ngăn cách giữa hai vùng có nồng độ chất tan khác nhau, để duy trì trạng thái cân bằng. 

c) Những đặc điểm giống và khác nhau giữa khuếch tán và thẩm thấu:

- Giống nhau:

+ Đều là sự vận chuyển thụ động theo chiều grdient nồng độ.

+ Đều không tiêu tốn năng lượng.

+ Đều dẫn đến sự cân bằng nồng độ các phân tử trong một môi trường nhất định.

- Khác nhau:

Luyện tập 2 trang 57 Sinh học 10: Quan sát hình 9.7 và cho biết sự di chuyển của các phân tử nước, sự thay đổi hình dạng màng tế bào hồng cầu và màng tế bào thịt lá khi được ngâm trong từng dung dịch đẳng trương, nhược trương, ưu trương.

Trả lời:

Sự di chuyển của các phân tử nước, sự thay đổi hình dạng màng tế bào hồng cầu và màng tế bào thịt lá khi được ngâm trong từng dung dịch:

Vận dụng 1 trang 57 Sinh học 10: Tại sao rau củ ngâm muối, quả ngâm đường có thể bảo quản trong thời gian dài?

Trả lời:

Dung dịch ngâm rau củ quả là môi trường ưu trương do chứa nồng độ chất tan (muối, đường) cao. Bởi vậy, khi tế bào vi sinh vật gây hại xâm nhập vào dung dịch ngâm, nước từ tế bào vi sinh vật sẽ di chuyển ra ngoài môi trường khiến tế bào vi sinh vật co lại, gây ức chế sự sinh trưởng. Điều này khiến cho vi sinh vật không thể gây hại làm hư hỏng rau củ quả. Nhờ đó, rau củ ngâm muối, quả ngâm đường có thể bảo quản trong thời gian dài.

Vận dụng 2 trang 57 Sinh học 10: Tại sao khi bón phân quá nhiều, cây có thể bị chết?

Trả lời:

Khi bón phân quá nhiều sẽ làm cho nồng độ chất tan trong dung dịch đất cao hơn so với tế bào lông hút ở rễ (thế nước trong đất thấp hơn so với thế nước ở trong tế bào). Khi đó, rễ sẽ không hút được nước từ đất mà còn làm nước đi ra khỏi tế bào lông hút khiến cho cây héo và chết.

Tìm hiểu thêm trang 57 Sinh học 10:

• Điều gì sẽ xảy ra với tế bào máu nếu: lượng nước trong máu bị giảm nhiều; nếu lượng nước trong máu tăng lên nhiều? Biện pháp khắc phục là gì? Trong mỗi trường hợp đó, cơ thể điều hòa bằng cách nào?

• Vì sao cây ngập mặn có thể thích nghi với môi trường có nồng độ muối cao?

Trả lời:

• Tìm hiểu về lượng nước trong máu:

- Nếu lượng nước trong máu bị giảm nhiều sẽ làm thế nước ngoài tế bào máu giảm, nước từ trong các tế bào máu sẽ di chuyển ra ngoài khiến tế bào bị co lại. Nếu lượng nước trong máu bị tăng lên nhiều sẽ làm thế nước ngoài tế bào tăng, nước sẽ bị kéo vào bên trong tế bào máu khiến tế bào máu bị phá vỡ.

- Biện pháp khắc phục tình trạng trên: Uống đủ lượng nước cần thiết, điều trị các bệnh lí dẫn đến tình trạng thiếu hoặc thừa nước trong máu.

- Cơ chế điều hòa của cơ thể: Khi thiếu nước, thận sẽ tăng cường hoạt động tái hấp thu nước để trả về máu, đồng thời gây cảm giác khát nước để báo cho cơ thể biết cần uống thêm nước. Khi thừa nước, thận sẽ tăng cường hoạt động đào thải nước ra ngoài.

• Cây ngập mặn có thể thích nghi với môi trường có nồng độ muối cao vì những cây này có những đặc điểm thích nghi giúp bộ rễ vẫn có thể lấy được nước và khoáng dễ dàng trong môi trường có nồng độ muối cao. Ví dụ như rễ của cây ngập mặn có cơ chế chỉ cho nước đi qua nhưng không cho muối đi qua khiến cho dịch mô ở rễ rất loãng nhưng ngược lại nồng độ chất tan ở lá rất cao, chính vì vậy, cây có thể hút nước một cách dễ dàng trong môi trường có nồng độ muối cao.

III. Sự vận chuyển chủ động qua màng sinh chất

Câu hỏi 9 trang 58 Sinh học 10: Quan sát hình 9.8 và cho biết sự khác biệt giữa vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động.

Trả lời:

Sự khác biệt giữa vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động:

- Vận chuyển thụ động: là kiểu vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao (theo chiều gradient nồng độ), không tiêu tốn năng lượng.

- Vận chuyển chủ động: là kiểu vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao (ngược chiều gradient nồng độ), có tiêu tốn năng lượng.

Câu hỏi 10 trang 58 Sinh học 10: Sự vận chuyển chủ động có ý nghĩa gì đối với tế bào?

Trả lời:

Sự vận chuyển chủ động giúp tế bào lấy các chất cần thiết và điều hoà nồng độ các chất trong tế bào.

IV. Sự nhập bào và xuất bào

Câu hỏi 11 trang 58 Sinh học 10: Dựa vào hình 9.9, phân biệt sự nhập bào và sự xuất bào?

Trả lời:

Phân biệt sự nhập bào và sự xuất bào:

Vận dụng 3 trang 58 Sinh học 10: Các quá trình sau là nhập bào hay xuất bào? Giải thích.

 - Trùng giày lấy thức ăn.

 - Tế bào tuyến tụy tiết enzyme, hormone.

Trả lời:

- Trùng giày lấy thức ăn là quá trình nhập bào vì đây là quá trình trùng giày vận chuyển các chất vào trong tế bào nhờ sự biến dạng của màng sinh chất.

- Tế bào tuyến tụy tiết enzyme và hormone là quá trình xuất bào vì đây là quá trình tế bào tuyến tụy đưa các sản phẩm của tế bào ra bên ngoài nhờ sự biến dạng của màng sinh chất.

Luyện tập 3 trang 59 Sinh học 10: So sánh sự vận chuyển thụ động và sự vận chuyển chủ động qua màng sinh chất theo gợi ý ở bảng 9.1.

Bảng 9.1

Trả lời:

V. Thực hành về sự vận chuyển qua màng sinh chất

1. Tìm hiểu về tính thấm chọn lọc của màng tế bào sống

Báo cáo thực hành trang 60 Sinh học 10:

• Trả lời các câu hỏi sau: Thuốc nhuộm methylen có mặt trong tế bào ở mầm giá đỗ nào? Giải thích.

Trả lời:

- Thuốc nhuộm methylen có mặt trong tế bào ở mầm giá đỗ bị ngâm nước sôi.

- Vì: Ở mầm giá đỗ sống, màng tế bào có khả năng thấm chọn lọc, chỉ cho những chất cần thiết qua màng vào trong tế bào nên ngăn cản thuốc nhuộm methylen đi vào tế bào. Còn mầm giá đỗ ngâm nước sôi, tế bào đã chết, màng mất khả năng thấm chọn lọc nên thuốc nhuộm methylen thấm vào dễ dàng khiến chất nguyên sinh bắt màu.

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:

Trả lời:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Tên thí nghiệm: Tìm hiểu về tính thấm chọn lọc của màng tế bào sống.

Tên nhóm:……………………………………………………………………………

1. Mục đích thí nghiệm:

- Quan sát và giải thích được hiện tượng về tính thấm chọn lọc của màng tế bào sống.

2. Chuẩn bị thí nghiệm:

- Mẫu vật: một số mầm giá đỗ dài khoảng 3 – 4 cm.

- Hóa chất: nước cất, dung dịch xanh methylene 0,5%, nước sôi.

- Dụng cụ: kính hiển vi quang học, lam kính, dao lam, đĩa đồng hồ, cốc thủy tinh, lamen, panh, ống nhỏ giọt.

3. Các bước tiến hành:

- Bước 1: Làm tiêu bản

+ Ngâm một nửa số mầm giá đỗ trong cốc đựng nước sôi khoảng 5 phút.

+ Cho hai mầm giá đỗ: một mầm giá đỗ sống và một mầm giá đỗ đã ngâm nước sôi vào đĩa đồng hồ đựng thuốc nhộm xanh methylene khoảng 10 phút.

+ Sau đó, dùng panh gắp hai mầm giá đỗ ra khỏi dung dịch xanh methylene, rửa sạch bằng nước cất.

+ Đặt hai mầm giá đỗ lên lam kính và dùng dao lam cắt 2 – 3 lát mỏng (<0,5 mm) từ mỗi mầm giá đỗ. Nhỏ nước lên lát cắt và đậy lamen (lưu ý: tránh có bọt khí dưới lamen).

- Bước 2: Quan sát tiêu bản dưới kính hiển vi

+ Đặt và cố định tiêu bản trên bàn kính.

+ Quan sát tiêu bản ở vật kính 10× rồi chuyển sang vật kính 40×.

4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:

- Kết quả thí nghiệm: Các tế bào của mầm giá bị ngâm nước sôi bị nhuộm màu của xanh methylene, các tế bào của mầm giá không bị ngâm nước sôi không bị nhuộm màu của xanh methylene.

- Giải thích thí nghiệm: Ở mầm giá đỗ sống, màng tế bào có khả năng thấm chọn lọc, chỉ cho những chất cần thiết qua màng vào trong tế bào nên ngăn cản thuốc nhuộm methylen đi vào tế bào. Còn mầm giá đỗ ngâm nước sôi, tế bào đã chết, màng mất khả năng thấm chọn lọc nên thuốc nhuộm methylen thấm vào dễ dàng khiến chất nguyên sinh bắt màu.

5. Kết luận:

- Màng tế bào sống có tính thấm chọn lọc, chỉ cho những chất cần thiết đi qua.

2. Tìm hiểu về sự co nguyên sinh và phản co nguyên sinh ở tế bào thực vật

Báo cáo thực hành trang 60 Sinh học 10:

• Trả lời các câu hỏi sau: Mô tả hình dạng và vẽ các tế bào biểu bì và các tế bào cấu tạo nên khí khổng ở mẫu đối chứng, mẫu co nguyên sinh và mẫu phản co nguyên sinh.

Trả lời:

- Ở mẫu đối chứng: Nguyên sinh chất dính sát vào thành tế bào; các khí khổng mở.

- Ở mẫu co nguyên sinh: Nguyên sinh chất của tế bào bị co lại, tách dần ra khỏi thành tế bào; các khí khổng cũng đóng lại.

- Ở mẫu phản co nguyên sinh: Nguyên sinh chất của tế bào dần căng lên, dính sát vào thành tế bào; các khí khổng cũng dần mở ra.

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:

Trả lời:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Tên thí nghiệm: Tìm hiểu về sự co nguyên sinh và phản co nguyên sinh ở tế bào thực vật.

Tên nhóm:……………………………………………………………………………

1. Mục đích thí nghiệm:

- Quan sát và giải thích được hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh ở tế bào thực vật.

2. Chuẩn bị thí nghiệm:

- Mẫu vật: lá cây thài lài tía (cây lẻ bạn).

- Hóa chất: nước cất, dung dịch NaCl 10%.

- Dụng cụ: kính hiển vi quang học, lam kính, kim mũi mác, đĩa đồng hồ, giấy thấm, ống nhỏ giọt.

3. Các bước tiến hành:

- Bước 1: Làm tiêu bản đối chứng

+ Lấy một lam kính và nhỏ một giọt nước cất vào giữa lam kính.

+ Dùng kim mũi mác bóc một lớp tế bào mặt dưới của lá cây thài lài tía đặt lên giọt nước trên lam kính rồi đậy lamen và dùng giấy thấm bớt nước dư ở phía ngoài.

+ Quan sát tiêu bản ở vật kính 10× rồi chuyển sang vật kính 40×.

- Bước 2: Làm tiêu bản mẫu co nguyên sinh

+ Lấy tiêu bản đối chứng ra khỏi kính hiển vi và dùng ống nhỏ giọt nhỏ vào mép của một phía lamen một giọt dung dịch NaCl 10%.

+ Dùng giấy thấm hút hết nước ở phía kia của lamen nhằm thay thế hoàn toàn nước cất bằng dung dịch NaCl 10%.

+ Lặp lại việc nhỏ và thấm trên khoảng 2 – 3 lần đảm bảo thay thế hoàn toàn nước cất bằng dung dịch NaCl 10%. Sau 5 – 10 phút, quan sát tiêu bản dưới kính hiển vi.

- Bước 3: Làm tiêu bản mẫu phản co nguyên sinh

+ Lấy tiêu bản mẫu co nguyên sinh ra khỏi kính hiển vi và nhỏ một giọt nước cất vào mép của một phía lamen.

+ Dùng giấy thấm hút hết nước thừa ở phía kia của lamen.

+ Lặp lại việc nhỏ và thấm khoảng 2 – 3 lần nhằm thay thế hoàn toàn dung dịch NaCl 10% bằng nước cất. Sau 10 phút, quan sát tiêu bản dưới kính hiển vi.

4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:

- Kết quả thí nghiệm:

+ Ở mẫu đối chứng: Nguyên sinh chất dính sát vào thành tế bào; các khí khổng mở.

+ Ở mẫu co nguyên sinh: Nguyên sinh chất của tế bào bị co lại, tách dần ra khỏi thành tế bào; các khí khổng cũng đóng lại.

+ Ở mẫu phản co nguyên sinh: Nguyên sinh chất của tế bào dần căng lên, dính sát vào thành tế bào; các khí khổng cũng dần mở ra.

- Giải thích thí nghiệm:

+ Môi trường dung dịch NaCl 10 % là môi trường ưu trương của tế bào (nồng độ chất tan của môi trường cao hơn nồng độ chất tan trong tế bào). Do đó, trong dung dịch NaCl 10 %, nước thấm từ tế bào ra ngoài khiến tế bào mất nước dẫn đến nguyên sinh chất của tế bào co lại, tách khỏi thành tế bào. Đồng thời, các tế bào khí khổng mất nước nên đóng lại.

+ Khi cho nước cất vào tiêu bản co nguyên sinh, môi trường bên ngoài có thế nước cao hơn trong tế bào. Do đó, nước thấm từ ngoài vào tế bào khiến nguyên sinh chất của tế bào phồng lên, áp sát thành tế bào. Đồng thời, tế bào khí khổng no nước cũng mở dần ra.

5. Kết luận:

- Trong môi trường đẳng trương, nước đi vào và đi ra tế bào cân bằng, tế bào có hình dạng bình thường, khí khổng mở.

- Trong môi trường nhược trương, nước đi từ môi trường vào tế bào làm tế bào căng phồng lên, khí khổng mở ra.

- Trong môi trường ưu trương, nước đi từ tế bào ra môi trường gây nên hiện tượng co nguyên sinh và đóng khí khổng ở tế bào thực vật.

Xem thêm lời giải bài tập Sinh học lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác: