BÀI 13 - CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO

MỞ ĐẦU

Câu 1: Tại sao khi hoạt động mạnh, thân nhiệt lại tăng cao hơn lúc bình thường?

Giải nhanh:

Khi hoạt động mạnh, cơ thể thực hiện các quá trình trao đổi chất để cung cấp năng lượng cho các hoạt động đó, trong quá trình này tạo ra nhiệt năng nên làm thân nhiệt tăng lên.

I. NĂNG LƯỢNG VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG

Câu 1: Trong tế bào có những dạng năng lượng nào? Dạng năng lượng nào được tế bào sử dụng chủ yếu? 

Giải nhanh:

- Trong tế bào có các dạng năng lượng: hóa năng, điện năng, nhiệt năng,vv..

- Dạng năng lượng hóa năng được tế bào sử dụng chủ yếu. 

Câu 2: Quan sát Hình 13.1 và cho biết: 

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

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

Giải nhanh:

a, Linh dương lấy năng lượng từ thức ăn và nước uống, lưu trữ dưới dạng hóa năng trong các liên kết hóa học của thức ăn.

b, Khi chạy, linh dương chuyển đổi hóa năng thành năng lượng động và nhiệt.

Luyện tập: Năng lượng được sinh vật lấy vào qua thức ăn có bị thất thoát không? Giải thích.

Giải nhanh:

Năng lượng được sinh vật lấy vào qua thức ăn có bị thất thoát. Do không phải 100% năng lượng từ thức ăn được chuyển hóa thành năng lượng tích lũy và sử dụng cho các hoạt động sống. Phần thất thoát do rất nhiều nguyên nhân khách quan.

II. ATP - “ĐỒNG TIỀN” NĂNG LƯỢNG CỦA TẾ BÀO

Câu 3: Quan sát Hình 13.2, hãy nêu các thành phần cấu tạo của phân tử ATP.

Giải nhanh:

3 nhóm phosphat, đường ribose, adenine.

Câu 4: Tại sao liên kết giữa các nhóm phosphate được gọi là liên kết cao năng?

Giải nhanh:

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

Câu 5: ATP được dùng để cung cấp năng lượng cho các hoạt động nào sau đây?

a, Hoạt động lao động

b, Tổng hợp các chất

c, Vận chuyển thụ động

d, Co cơ

Giải nhanh:

ATP được dùng để cung cấp năng lượng cho các hoạt động :

a, Hoạt động lao động

b, Tổng hợp các chất

d, Co cơ

Câu 6: Quan sát Hình 13.3, hãy mô tả quá trình tổng hợp và phân giải ATP.

Giải nhanh:

Khi tế bào sử dụng ATP để cung cấp năng lượng, ATP bị phân giải thành ADP và phosphate, giải phóng năng lượng. Phosphate này sau đó liên kết với chất cần năng lượng. Sau khi hoàn thành chức năng, phosphate liên kết trở lại với ADP để tái tạo ATP.

Câu 7: Các nhận định dưới đây là đúng hay sai? Giải thích.

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

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

Giải nhanh:

Các nhận định của đề bài là sai. Quá trình (2) là sự giải phóng năng lượng vì liên kết cao năng bị bẻ gãy => giải phóng năng lượng. Còn quá trình (1) là sự tích lũy năng lượng vì liên kết cao năng được hình thành.

Luyện tập 2: Tại sao ATP được gọi là "đồng tiền" năng lượng của tế bào? 

Giải nhanh:

Nói ATP là đồng tiền năng lượng của tế bào vì:

• ATP được sử dụng cho mọi hoạt động sống của tế bào cần đến năng lượng.
• ATP là hợp chất cao năng, năng lượng trong ATP có thể dễ dàng giải phóng ngay khi tế bào cần sử dụng.

III. ENZYME

Câu 8: Quan sát hình 13.4, em có thể rút ra kết luận gì về mối liên hệ giữa cơ chất và trung tâm hoạt động enzyme?

Giải nhanh:

Enzyme có trung tâm hoạt động trên bề mặt để liên kết với cơ chất. Khi cơ chất tạm thời liên kết với enzyme ở đây, phản ứng được xúc tác.

Câu 9: Thế nào là tính đặc hiệu của enzyme? 

Giải nhanh:

Mỗi enzyme chỉ tác động lên một hoặc một số chất cụ thể theo một kiểu phản ứng nhất định. Đặc tính này được gọi là tính chuyên hóa của enzyme.

Luyện tập: Tại sao một số người mắc hội chứng không dung nạp lactose thì không thể tiêu hoá được sữa?

Giải nhanh:

Người mắc hội chứng không dung nạp lactose là do cơ thể không có đủ lactase là một loại enzyme trong ruột non có khả năng hấp thụ đường lactose, do đó họ không thể tiêu hoá được sữa.

Câu 10: Quan sát hình 13.5, hãy mô tả cơ chế xúc tác của enzyme.

Giải nhanh:

Enzyme ban đầu kết hợp với cơ chất tạo phức hợp enzyme-cơ chất và sau đó tương tác để sản xuất sản phẩm. Mỗi enzyme chỉ thích hợp cho một vài phản ứng cụ thể.

Câu 11: 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.

Giải nhanh:

- Nhiệt độ: Hoạt tính enzyme tăng dần theo nhiệt độ đến một giới hạn, vượt qua giới hạn này thì hoạt tính giảm do enzyme bị đenatur hóa.

- pH: Hoạt tính enzyme tăng dần theo pH đến một giới hạn, vượt qua giới hạn này thì hoạt tính giảm do enzyme mất cấu trúc phù hợp.

- Nồng độ cơ chất: Càng cao nồng độ cơ chất, hoạt tính enzyme càng tăng lên, nhưng sau một mức nào đó, hoạt tính enzyme không tăng thêm.

- Nồng độ enzyme: Càng cao nồng độ enzyme, hoạt tính enzyme càng lớn, với điều kiện các yếu tố khác như pH và nhiệt độ phù hợp.

Câu 12: Quan sát Hình 13.7, hãy: 

a, Cho biết ức chế ngược là gì ?

b, 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.

Giải nhanh:

a) Ức chế ngược là kiểu điều hòa trong đó 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) Chất D có vai trò ức chế ngược nên chất D là chất sẽ bị dư thừa.

c) Nếu enzyme B bị mất hoạt tính thì chất B sẽ bị tích lũy do khi enzyme B bị mất hoạt tính sẽ không thể chuyển hóa chất B thành chất C trong khi chất A vẫn được chuyển hóa thành chất B dưới sự xúc tác của enzyme A.

Luyện tập: Hãy kể tên một số bệnh rối loạn chuyển hoá hiện nay do enzyme.

Giải nhanh:

Một số bệnh rối loạn chuyển hóa do enzyme bao gồm:

- Hội chứng Hunter: Do thiếu hụt enzyme iduronate 2-sulfatase, gây ra sự thiếu hụt trong phân giải một số chất hóa học.

- Bệnh loạn dưỡng chất nhược sắc: Do thiếu hụt enzyme phân giải sulfatide, dẫn đến tích tụ chất béo trong các tế bào, đặc biệt là tế bào não tủy sống và thần kinh ngoại biên.

- Bệnh Tay-Sachs: Do thiếu hụt enzyme giúp chuyển hóa chất béo ganglioside, dẫn đến tích tụ chất béo trong não.

Vận dụng: 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).

Giải nhanh:

Khi chất D và chất I dư thừa, chúng ức chế quá trình phân giải của chất B và chất E. Do đó, các chất từ C đến I không được sinh ra tiếp, nhưng chất B vẫn tiếp tục chuyển hóa thành chất H mà không bị ức chế ngược, nên chất H sẽ là chất dư thừa.

BÀI TẬP

Bài 1:  Bản chất của men tiêu hoá là gì? Nó có tác động như thế nào đến cơ thể?

Giải nhanh:

Men tiêu hóa là các enzyme có vai trò xúc tác cho quá trình phân giải thức ăn. Chúng cắt nhỏ các liên kết trong thức ăn, biến thức ăn thành dạng nhũ tương dễ dàng hấp thụ vào máu qua lớp niêm mạc ruột, từ đó nuôi dưỡng cơ thể.

Bài 2: Tại sao cơ thể động vật có thể tiêu hoá được rơm, cỏ, củ,... có thành phần là tinh bột và cellulose, trong khi con người có thể tiêu hoá được tinh bột nhưng lại không thể tiêu hoá được cellulose?

Giải nhanh:

Một số loại vật nuôi như trâu, bò, dê, cừu,... có thể tiêu hoá được rơm, cỏ, củ,... vì ở dạ dày cỏ trong dạ dày của chúng có nhiều vi sinh vật sống cộng sinh giúp việc tiêu hóa cellulose, còn con người không có các vi sinh vật này nên con người có thể tiêu hoá được tinh bột nhưng lại không thể tiêu hoá được cellulose.

Bài 3: 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?

Giải nhanh:

Đu đủ có khả năng làm mềm thịt nhờ vào enzyme papain, có khả năng phân giải protein trong thịt. Khi hầm móng giò với đu đủ xanh, móng giò sẽ mềm hơn so với hầm với các loại rau, củ khác.