Giải Sinh học 10 Bài 13: Chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào

Mở đầu trang 64 SGK Sinh học 10: Tại sao khi hoạt động mạnh, thân nhiệt lại tăng cao hơn lúc bình thường?

Trả lời:

Để đáp ứng nhu cầu cung cấp năng lượng cho cường độ hoạt động mạnh, quá trình hô hấp tế bào diễn ra nhanh hơn so với bình thường. Mà quá trình hô hấp tế bào có một phần năng lượng được giải phóng ở dạng nhiệt. Chính sự giải phóng nhiệt lượng nhiều hơn mức bình thường này khiến cho khi hoạt động mạnh, thân nhiệt lại tăng cao hơn lúc bình thường.

Câu hỏi 1 trang 64 SGK Sinh học 10: Trong tế bào có những dạng năng lượng nào? Dạng năng lượng nào được tế bào sử dụng chủ yếu?

Trả lời:

- Những dạng năng lượng có trong tế bào: hóa năng, nhiệt năng, điện năng, cơ năng,…

- Dạng năng lượng được tế bào sử dụng chủ yếu là hóa năng – dạng năng lượng tích lũy trong các liên kết hóa học.

Câu hỏi 2 trang 64 SGK Sinh học 10: Quan sát Hình 13.1 và cho biết:

a) Năng lượng loài linh dương sử dụng được lấy từ đâu? Xác định dạng của năng lượng đó.

b) Khi linh dương chạy, năng lượng được biến đổi như thế nào?

Trả lời:

a) Linh dương lấy năng lượng từ thức ăn. Đây là dạng năng lượng hóa năng.

b) Khi linh dương chạy, hóa năng được chuyển hóa thành cơ năng và một phần nhiệt năng.

Luyện tập trang 65 SGK Sinh học 10: Năng lượng được sinh vật lấy vào qua thức ăn có bị thất thoát không? Giải thích.

Trả lời:

Một phần năng lượng được sinh vật lấy vào qua thức ăn sẽ bị thất thoát ra bên ngoài. Phần năng lượng bị thất thoát này ở dưới dạng nhiệt, dạng chất thải (phân động vật, chất bài tiết) và các bộ phận rơi rụng (rụng lông, lột xác,...),...

Câu hỏi 3 trang 65 SGK Sinh học 10: Quan sát Hình 13.2, hãy nêu các thành phần cấu tạo của phân tử ATP.

Trả lời:

ATP gồm 3 thành phần cơ bản là:

- 1 phân tử adenine: một cấu trúc vòng bao gồm các nguyên tử C, H và N.

- 1 phân tử đường ribose: một phân tử đường có 5 Carbon.

- 3 gốc phosphate.

Câu hỏi 4 trang 65 SGK Sinh học 10: Tại sao liên kết giữa các nhóm phosphate được gọi là liên kết cao năng?

Trả lời:

Liên kết giữa các nhóm phosphate được gọi là liên kết cao năng là do khi bẻ gãy các liên kết này sẽ giải phóng một lượng lớn năng lượng.

Câu hỏi 5 trang 65 SGK Sinh học 10: ATP được dùng để cung cấp năng lượng cho hoạt động nào sau đây?

a) Hoạt động lao động.

b) Tổng hợp các chất.

c) Vận chuyển thụ động.

d) Co cơ.

Trả lời:

Trong các hoạt động trên, ATP được dùng để cung cấp năng lượng cho hoạt động là:

a) Hoạt động lao động.

b) Tổng hợp các chất.

d) Co cơ.

Câu hỏi 6 trang 65 SGK Sinh học 10: Quan sát Hình 13.3, hãy mô tả quá trình tổng hợp và phân giải ATP.

Trả lời:

- Sự phân giải ATP: Khi tế bào sử dụng ATP, liên kết giữa hai gốc phosphate của ATP bị phá vỡ, năng lượng được chuyển hóa trực tiếp cho các hoạt động cần năng lượng của tế bào. Lúc này, ATP bị phân giải thành ADP và giải phóng một nhóm phosphate.

- Sự tổng hợp ATP: Sau khi hoạt động chức năng, nhóm phosphate liên kết trở lại với ADP để hình thành ATP. Sự phân giải các hợp chất dự trữ năng lượng cung cấp năng lượng cho sự hình thành liên kết giữa các gốc phosphate trong phân tử ATP.

Câu hỏi 7 trang 65 SGK Sinh học 10: Các nhận định dưới đây là đúng hay sai? Giải thích.

a) Quá trình (1) là sự giải phóng năng lượng.

a) Quá trình (2) là sự tích lũy năng lượng.

Trả lời:

a) Quá trình (1) là sự tích lũy năng lượng.

b) Quá trình (2) là sự giải phóng năng lượng.

Luyện tập trang 66 SGK Sinh học 10: Tại sao ATP được gọi là “đồng tiền” năng lượng của tế bào?

Trả lời:

- ATP có các liên kết phosphate cao năng dễ bị phá vỡ để giải phóng năng lượng → Điều đó giúp ATP đáp ứng được việc cung cấp năng lượng một cách nhanh chóng, kịp thời cho tế bào.

- Trong tế bào, ATP thường xuyên được sinh ra và ngay lập tức được sử dụng cho mọi hoạt động sống của tế bào như tổng hợp và vận chuyển các chất, co cơ,…

→ ATP được gọi là “đồng tiền” năng lượng của tế bào.

Câu hỏi 8 trang 66 SGK Sinh học 10: Quan sát Hình 13.4, em có thể rút ra kết luận gì về mối liên kết giữa cơ chất và trung tâm hoạt động của enzyme?

Trả lời:

Mối liên kết giữa cơ chất và trung tâm hoạt động của enzyme: Vùng trung tâm hoạt động của mỗi enzyme có cấu hình không gian phù hợp với cấu trúc không gian của cơ chất mà nó xúc tác theo mô hình "khớp cảm ứng".

Câu hỏi 9 trang 66 SGK Sinh học 10: Thế nào là tính đặc hiệu của enzyme?

Trả lời:

- Tính đặc hiệu của enzyme là mỗi enzyme chỉ xúc tác cho một hoặc một số phản ứng nhất định.

- Tính đặc hiệu của enzyme có được là do enzyme chỉ liên kết và xúc tác được cho cơ chất có cấu hình không gian phù hợp với cấu hình không gian của vùng trung tâm hoạt động trên enzyme.

Luyện tập trang 66 SGK Sinh học 10: Tại sao một số người mắc hội chứng không dung nạp lactose thì không thể tiêu hóa được sữa?

Trả lời:

Một số người mắc hội chứng không dung nạp lactose thì không thể tiêu hóa được sữa vì những người này không có enzyme lactase để phân giải đường lactose có trong sữa. Do đó, nếu bị hội chứng không dung nạp lactose khi ăn sữa hay các sản phẩm từ sữa bạn sẽ bị đau bụng, chướng hơi và tiêu chảy.

Câu hỏi 10 trang 67 SGK Sinh học 10: Quan sát Hình 13.5, hãy mô tả cơ chế xúc tác của enzyme.

Trả lời:

Cơ chế xúc tác của enzyme:

- Enzyme kết hợp với cơ chất bằng sự liên kết đặc hiệu (trung tâm hoạt động của enzyme có cấu hình không gian phù hợp với cơ chất) tạo nên phức hợp enzyme – cơ chất.

- Sau đó, enzyme xúc tác cho phản ứng biến đổi cơ chất thành sản phẩm.

- Sau khi phản ứng xảy ra, sản phẩm tạo thành sẽ có cấu hình không gian thay đổi và rời khỏi enzyme, enzyme trở lại hình dạng ban đầu sẵn sàng cho cơ chất mới.

Câu hỏi 11 trang 67 SGK Sinh học 10: Quan sát các đồ thị trong Hình 13.6, hãy rút ra nhận xét về sự ảnh hưởng của các yếu tố đến hoạt tính của enzyme.

Trả lời:

- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme: Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng sẽ tăng và đạt cao nhất ở nhiệt độ tối ưu, vượt qua nhiệt độ tối ưu thì tốc độ phản ứng sẽ giảm.

- Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính của enzyme: Khi tăng pH, tốc độ phản ứng sẽ tăng và đạt cao nhất ở độ pH tối ưu, vượt qua pH tối ưu thì tốc độ phản ứng sẽ giảm.

- Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến hoạt tính của enzyme: Khi tăng nồng độ cơ chất, tốc độ phản ứng sẽ tăng nhưng khi đạt đến trạng thái bão hòa thì dù tăng nồng độ cơ chất cũng không làm tăng tốc độ phản ứng.

- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hoạt tính của enzyme: Với một lượng cơ chất nhất định, khi nồng độ enzyme càng tăng thì hoạt tính enzyme cũng tăng theo.

Câu hỏi 12 trang 68 SGK Sinh học 10: Quan sát Hình 13.7, hãy:

a) Cho biết ức chế ngược là gì?

b) Nếu không có ức chế ngược, hãy dự đoán chất nào sẽ bị dư thừa. Giải thích.

c) Nếu enzyme B bị mất hoạt tính, hãy dự đoán chất nào sẽ bị tích lũy. Giải thích.

Trả lời:

a) Ức chế ngược là hiện tượng sản phẩm của con đường chuyển hóa quay lại tác động như một chất ức chế làm bất hoạt enzyme xúc tác cho phản ứng ở đầu con đường chuyển hóa.

b) Nếu không có ức chế ngược thì chất D sẽ bị dư thừa. Giải thích: Nếu không có ức chế ngược, hoạt động chuyển hóa dưới sự xúc tác của enzyme sẽ diễn ra liên tục dẫn đến chất D sẽ bị dư thừa.

c) Nếu enzyme B bị mất hoạt tính thì chất B sẽ bị dư thừa. Giải thích: Khi enzyme B bị mất hoạt tính thì chất B không chuyển hóa được thành chất C trong khi chất A vẫn được chuyển hóa thành chất B dưới sự xúc tác của enzyme A.

Luyện tập trang 68 SGK Sinh học 10: Hãy kể tên một số bệnh rối loạn chuyển hóa hiện nay do enzyme.

Trả lời:

Một số bệnh rối loạn chuyển hóa hiện nay do enzyme: bệnh phenylketonuria (PKU), bệnh siro niệu, hội chứng Zellweger, hội chứng Hurler, bệnh Niemann-Pick, bệnh Tay-Sachs,...

Vận dụng trang 68 SGK Sinh học 10: Hãy xác định chất nào sẽ bị dư thừa trong sơ đồ mô tả con đường chuyển hóa giả định sau (trong trường hợp chất I và D dư thừa trong tế bào).

Trả lời:

- Khi chất I dư thừa, chất E không được chuyển hóa thành chất F làm cho chất E chuyển hóa thành chất D.

- Khi chất D dưa thừa, chất B không được chuyển hóa thành chất C làm cho chất B chuyển hóa thành chất H.

→ Bởi vậy, chất sẽ bị dư thừa trong trường hợp này là chất H.

Bài tập 1 trang 68 SGK Sinh học 10: Bản chất của men tiêu hóa là gì? Nó có tác động như thế nào đến cơ thể?

Trả lời:

- Bản chất của men tiêu hóa chính là các enzyme.

- Tác động của men tiêu hóa: Hỗ trợ quá trình tiêu hóa thức ăn được diễn ra nhanh chóng và triệt để hơn.

Bài tập 2 trang 68 SGK Sinh học 10: Tại sao cơ thể động vật có thể tiêu hóa được rơm, cỏ, củ,… có thành phần là tinh bột và cellulose, trong khi con người có thể tiêu hóa được tinh bột nhưng lại không thể tiêu hóa được cellulose?

Trả lời:

- Động vật có thể tiêu hóa được rơm, cỏ, củ,… có thành phần là tinh bột và cellulose vì: Trong cơ thể của những động vật này, có cả enzyme amylase trong ống tiêu hóa để tiêu hóa tinh bột và enzyme cellulase do vi sinh vật cộng sinh trong ống tiêu hóa tiết ra để tiêu hóa cellulose.

- Con người có thể tiêu hóa được tinh bột nhưng lại không thể tiêu hóa được cellulose vì: Trong cơ thể người, chỉ có enzyme amylase trong ống tiêu hóa để tiêu hóa tinh bột mà không có enzyme cellulase để tiêu hóa cellulose.

Bài tập 3 trang 68 SGK Sinh học 10: Móng giò hầm đu đủ xanh là một món ăn không chỉ thơm ngon, bổ dưỡng mà còn giúp các bà mẹ sau sinh có nhiều sữa. Một điều thú vị hơn là khi hầm móng giò với đu đủ xanh thì móng giò sẽ mềm hơn so với khi hầm với các loại rau, củ khác. Nguyên nhân nào dẫn đến hiện tượng trên?

Trả lời:

Trong đu đủ xanh có chứa enzyme papain, enzyme này có khả năng phân giải protein trong móng giò. Do đó, khi hầm móng giò với đu đủ xanh thì móng giò sẽ mềm hơn so với khi hầm với các loại rau, củ khác.