BÀI 16 - PHÂN GIẢI CÁC CHẤT VÀ GIẢI PHÓNG NĂNG LƯỢNG

MỞ ĐẦU

Câu 1: Khi hoạt động nặng, nhu cầu oxygen của tế bào rất cao để cung cấp đủ năng lượng cho cơ thể. Tuy nhiên, trong trường hợp thiếu oxygen thì tế bào sẽ tạo ra năng lượng bằng cách nào?

Đáp án chuẩn:

Khi thiếu oxygen, tế bào tạo năng lượng qua phân giải kị khí.

I. KHÁI NIỆM PHÂN GIẢI CÁC CHẤT TRONG TẾ BÀO

Câu 1: Cho một ví dụ về quá trình phân giả các chất trong tế bào (nêu rõ nguyên liệu tham gia và sản phẩm được hình thành)

Đáp án chuẩn:

- Phân giải tinh bột thành glucose: nguyên liệu là tinh bột, sản phẩm là glucose.

- Phân giải nucleic acid thành nucleotide.

Câu 2: Tại sao nói quá trình phân giải các chất song song với giải phóng năng lượng?

Đáp án chuẩn:

Phân giải các chất phá vỡ liên kết hóa học trong các chất phức tạp, giải phóng năng lượng.

II. QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI HIẾU KHÍ

Câu 3: Hãy cho ví dụ chứng minh tốc độ của phân giải hiếu khí phụ thuộc vào nhu cầu năng lượng của cơ thể.

Đáp án chuẩn:

Tốc độ phân giải hiếu khí mạnh trong các mô và cơ quan hoạt động sinh lý cao như hạt đang nảy mầm và hoa đang nở.

Câu 4: Quan sát Hình 16.2, hãy cho biết quá trình phân giải hiếu khí gồm những giai đoạn nào. Mối quan hệ giữa các giai đoạn đó là gì?

Đáp án chuẩn:

Quá trình phân giải hiếu khí gồm ba giai đoạn: đường phân, chu trình Krebs, và chuỗi chuyển electron.

- Đường phân: Diễn ra ở tế bào chất. 1 glucose → 2 pyruvic acid + 2 ATP + 2 NADH.

- Chu trình Krebs: Pyruvic acid từ tế bào chất vào ti thể, chuyển hóa và bị oxy hóa hoàn toàn.

- Chuỗi chuyển electron: Hydrogen từ pyruvic acid trong chu trình Krebs chuyển đến chuỗi chuyển electron, kết hợp với oxy tạo nước và giải phóng ATP.

Pyruvic acid → CO2 + ATP + NADH + FADH2.

Câu 5: Tại sao quá trình đường phân tạo được 4 phân tử ATP nhưng hiệu quả thực sự chỉ có 2 phân tử ATP.

Đáp án chuẩn:

Tuy tạo ra được 4 ATP nhưng quá trình đường phân sử dụng mất 2 ATP

Câu 6: Sau khi kết thúc giai đoạn oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs, đã có những sản phẩm nào được tạo thành?

Đáp án chuẩn:

Acid piruvic → 2CO₂ + ATP +3 NaDH + FADH₂

Câu 7: Trong quá trình phân giải hiếu khí, oxygen có vai trò gì?

Đáp án chuẩn:

Trong phân giải hiếu khí, oxy trong ti thể giúp tạo ATP bằng cách oxy hóa hoàn toàn axit pyruvic và là chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi truyền electron.

III. QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI KỊ KHÍ

Câu 8: Trong trường hợp nào tế bào chuyển sang hình thức phân giải kị khí?

Đáp án chuẩn:

Trong trường hợp thiếu oxygen, tế bào chuyển sang phân giải kị khí.

Câu 9: Tại sao quá trình phân giải kị khí không có sự tham gia của ti thể?

Đáp án chuẩn:

Ti thể chỉ hoạt động khi có oxy, vì nó thực hiện oxy hóa pyruvic acid, chu trình Krebs và chuỗi chuyền electron. Trong phân giải kị khí, không có oxy nên ti thể không tham gia.

Câu 10: Tại sao quá trình phân giải kị khí tạo ra rất ít ATP nhưng vẫn được các sinh vật sử dụng?

Đáp án chuẩn:

Phân giải kị khí tạo ra ít ATP nhưng vẫn quan trọng vì giúp sinh vật thích nghi và phát triển trong các môi trường sống khác nhau.

IV. MỐI QUAN HỆ GIỮA TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI CÁC CHẤT TRONG TẾ BÀO

Câu 11: Cho ví dụ để chứng minh mối quan hệ giữa quá trình tổng hợp và quá trình phân giải các chất trong tế bào.

Đáp án chuẩn:

Tổng hợp và phân giải các chất liên quan chặt chẽ để duy trì sự sống. Tổng hợp cung cấp nguyên liệu cho phân giải, trong khi phân giải cung cấp năng lượng và nguyên liệu cho tổng hợp.

Vận dụng: Cyanide là một hợp chất có một nguyên tử carbon liên kết với một nguyên tử nitrogen bằng liên kết ba (C ≡ N). Đây là hợp chất được sử dụng làm thuốc độc từ xa xưa. Nếu hít phải một lượng khí có chứa 0,2% cyanide có thể tử vong ngay lập tức. Hãy tìm hiểu và cho biết tại sao cyanide có thể gây tử vong.

Đáp án chuẩn:

Cyanide khi vào cơ thể di chuyển nhanh đến các cơ quan và ngăn cản các tế bào sử dụng oxygen để thực hiện hô hấp tế bào. Tim và não là hai cơ quan bị tổn thương nặng nhất vì chúng tiêu tốn nhiều oxygen nhất. Hít phải khí có chứa cyanide có thể gây tử vong ngay lập tức.

BÀI TẬP

Bài 1: Tại sao cường độ hô hấp giảm sẽ ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển các chất của tế bào?

Đáp án chuẩn:

Cường độ hô hấp tăng khi hàm lượng nước trong cơ thể tăng. Nhiệt độ cao làm cường độ hô hấp tăng đến giới hạn cây có thể chịu đựng. Nước không chỉ là sản phẩm và nguyên liệu trong hô hấp, mà còn là dung môi trong tế bào.

Bài 2: Có ý kiến cho rằng "Phân tử glucose được vận chuyển vào trong ti thể để tham gia vào quá trình hô hập tế bào". Ý kiến trên là đúng hay sai? Hãy thiết kế một thí nghiệm đơn giản để chứng minh.

Đáp án chuẩn:

Ý kiến trên là sai. Ý kiến này sai vì chất đi vào ti thể là acid pyruvic, là sản phẩm của đường phân khi chuyển hóa glucose ở tế bào chất.

Thí nghiệm đề xuất:

Em có thể thiết kế thí nghiệm gồm 2 mẫu ống nghiệm: một ống chứa glucose và dịch nghiền tế bào, một ống chứa glucose và ti thể, sau đó sử dụng ống dẫn khí (cắm vào nút bịt ống nghiệm), để ở miệng ống dẫn khí cốc chứa nước vôi trong và kiểm tra xem ống dẫn khí nào chứa CO₂ (ống làm đục nước vôi trong) để kiểm chứng.

Bài 3: So sánh phân giải hiếu khí và phân giải kị khí.

Đáp án chuẩn:

Bài 4: Nếu cho vào tế bào một chất hóa học để phá hủy màng trong ti thể, hãy cho biết:

a, Hậu quả gì sẽ xảy ra đối với tế bào?

b, Trong trường hợp này, số ATP được giải phóng sẽ là bao nhiêu?

Đáp án chuẩn:

a. Nếu màng trong ti thể bị phá hủy, chuỗi truyền electron không diễn ra, hô hấp hiếu khí ngừng lại, tế bào chuyển sang hô hấp kị khí.

b. Chỉ 2 ATP được giải phóng.