BÀI 14 - PHÂN GIẢI VÀ TỔNG HỢP CÁC CHẤT TRONG TẾ BÀO

MỞ ĐẦU

Câu 1: Mọi hoạt động sống của tế bào và cơ thể đều cần năng lượng ATP. Phân tử ATP giống như viên pin sạc. Vậy năng lượng nạp vào phân tử ATP để cung cấp cho các hoạt động sống được cơ thể lấy từ quá trình nào?

Đáp án chuẩn:

- Năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống được cơ thể lấy từ quá trình phân giải các phân tử sinh học như carbohydrate.

- Trong quá trình phân giải, một phần năng lượng được giải phóng sẽ tích lũy vào phân tử ATP để sử dụng cho các hoạt động sống.

- Phần còn lại của năng lượng được giải phóng ra dưới dạng nhiệt.

I. PHÂN GIẢI CÁC CHẤT VÀ GIẢI PHÓNG NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO

Câu 1: Phân giải các chất trong tế bào là gì? Nêu một số ví dụ minh hoạ.

Đáp án chuẩn:

- Phân giải là quá trình phá vỡ các liên kết trong các phân tử sinh học để tạo ra các phân tử nhỏ hơn và giải phóng năng lượng.

- Phần năng lượng được giải phóng có thể tích luỹ vào phân tử ATP và cũng có thể được giải phóng dưới dạng nhiệt.

- Ví dụ: phân giải protein, polysaccharide, cellulose,...

Câu 2: Phân giải hiếu khí trong tế bào gồm những giai đoạn chính nào? Đặc trưng của mỗi giai đoạn này là gì?

Đáp án chuẩn:

- Đường phân: glucose phân giải thành pyruvate, tạo ra NADH và ATP. Pyruvate chuyển hoá thành acetyl-CoA đi vào chu trình Krebs.

- Chu trình Krebs: acetyl-CoA giải phóng CO2, NADH, FADH2 và ATP.

- Chuỗi truyền electron: NADH và FADH2 từ giai đoạn trước oxy hóa để tạo ra ATP và nước.

Câu 3: Trình bày các giai đoạn của quá trình lên men. Nêu sự khác nhau giữa lên men rượu và lên men lactate.

Đáp án chuẩn:

* Các giai đoạn của quá trình lên men: gồm 2 giai đoạn:

- Đường phân: glucose được phân giải thành pyruvate, tạo ra NADH và ATP.

- Lên men: electron từ glucose qua NADH được chuyển đến phân tử hữu cơ khác.

* Sự khác nhau giữa lên men rượu và lên men lactate:

Câu 4: So sánh hiệu quả năng lượng của quá trình hô hấp hiếu khí và lên men. Giải thích sự khác biệt này.

Đáp án chuẩn:

- Quá trình hô hấp hiếu khí tạo ra khoảng 30 đến 32 phân tử ATP từ một phân tử glucose, và một phần năng lượng chuyển thành nhiệt để duy trì nhiệt độ phù hợp cho các phản ứng sinh hoá khác.

- Trong điều kiện tối ưu, quá trình hô hấp hiếu khí có thể tạo ra từ 36 đến 38 phân tử ATP từ một phân tử glucose.

- Trong khi đó, quá trình lên men chỉ sản xuất 2 phân tử ATP từ một phân tử glucose, ít hơn rất nhiều so với quá trình hô hấp hiếu khí.

II. TỔNG HỢP CÁC CHẤT VÀ TÍCH LŨY CÁC CHẤT TRONG TẾ BÀO

Câu 1: Tổng hợp các chất trong tế bào là gì? Nêu một số ví dụ minh hoạ cho quá trình tổng hợp các chất trong tế bào.

Đáp án chuẩn:

Tổng hợp các chất trong tế bào là quá trình hình thành các hợp chất phức tạp từ các chất đơn giản và tiêu tốn năng lượng. Ví dụ:

- Nucleic acid hình thành từ phản ứng tổng hợp tạo liên kết phosphodiester giữa các đơn vị nucleotide.

- Protein và chuỗi polypeptide được tạo thành từ sự kết hợp của nhiều amino acid bằng các liên kết peptide trong quá trình tổng hợp protein.

- Lipid được tổng hợp từ các phân tử acid béo và glycerol.

Câu 2: Quang hợp có vai trò như thế nào trong tổng hợp các chất và dự trữ năng lượng?

Đáp án chuẩn:

Quang hợp là quá trình quan trọng nhất đối với hệ thống sống, trong đó thực vật và sinh vật quang tự dưỡng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học trong các hợp chất hữu cơ giàu năng lượng bằng cách sử dụng lục lạp chứa diệp lục để hấp thụ ánh sáng.

Câu 3: Hoá tổng hợp và quang khử ở vi khuẩn có gì khác so với quang hợp ở thực vật?

Đáp án chuẩn:

Điểm khác nhau ở quá trình hoá tổng hợp và quang khử ở vi khuẩn so với quang hợp ở thực vật

Câu 4: Quá trình tổng hợp và phân giải có mối quan hệ với nhau như thế nào?

Đáp án chuẩn:

Quá trình tổng hợp tạo phức tạp từ đơn giản, tiêu tốn năng lượng. Phân giải ngược lại, giải phóng năng lượng từ phức tạp thành đơn giản. Hai quá trình này liên quan mật thiết: sản phẩm của tổng hợp là nguyên liệu cho phân giải, năng lượng và sản phẩm phân giải có thể tái sử dụng cho tổng hợp.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: So sánh quá trình quang hợp, hoá tổng hợp và quang khử.

Đáp án chuẩn:

Câu 2: Kẻ và hoàn thành bảng vào vở theo mẫu sau:

Đáp án chuẩn:

Câu 3: Chứng minh quá trình chuyển hoá vật chất luôn đi kèm với quá trình chuyển hoá năng lượng thông qua hai quá trình quang hợp và hô hấp.

Đáp án chuẩn:

- Tổng hợp chất hữu cơ từ các chất đơn giản và tích lũy năng lượng.

- Phân giải chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản, đồng thời giải phóng năng lượng.

- Chuyển hoá vật chất luôn đi kèm với việc chuyển đổi năng lượng từ thế năng sang động năng để thực hiện các hoạt động sống của tế bào.

- Quang hợp và hô hấp có nhiều sản phẩm trung gian và sử dụng nhiều enzyme chung. Sản phẩm của quang hợp (chất hữu cơ và O2) cung cấp nguyên liệu cho hô hấp. Sản phẩm của hô hấp (CO2 và H2O) cung cấp nguyên liệu cho quang hợp. Điều này cho thấy quang hợp là tiền đề của hô hấp và ngược lại.

Câu 4: Ở người, hiện tượng đau mỏi cơ khi vận động nhiều là do lượng lactic acid được sản sinh và tích luỹ quá nhiều đã gây độc cho cơ. Dựa vào hiểu biết về quá trình lên men, hãy giải thích cơ chế gây ra hiện tượng này và cách phòng tránh.

Đáp án chuẩn:

- Axit lactic được sinh ra trong quá trình trao đổi chất bình thường của cơ thể. Khi thiếu oxy, glucose phân hủy và tạo thành axit lactic. Nó tích tụ trong cơ và có thể đi vào máu.

- Cơ thể có thể sử dụng axit lactic nhỏ lẻ làm nguồn năng lượng cho hoạt động.

- Hàm lượng axit lactic tăng cao sau khi tập thể dục gắng sức, gọi là tăng lactate máu, có thể gây căng thẳng cơ bắp, ức chế, mệt mỏi và đau nhức.

- Các cách phòng tránh bao gồm uống nước cam trước khi vận động, cung cấp đủ nước trong suốt quá trình tập luyện, xây dựng chế độ luyện tập hợp lý và thực hiện kéo giãn cơ trước và sau khi tập luyện.