BÀI 10 - TRAO ĐỔI CHẤT QUA MÀNG TẾ BÀO

MỞ ĐẦU

Câu 1: Hình bên là ảnh chụp một tế bào u sắc tố chứa protein phát huỳnh quang màu xanh đang ẩm bào thuốc nhuộm màu hồng. Rất nhiều bệnh ở người liên quan đến rối loạn cơ chế vận chuyển các chất qua màng tế bào. Quá trình trao đổi chất qua màng tế bào diễn ra như thế nào?

Giải nhanh:

* Vận chuyển thụ động:

  - Khuếch tán đơn giản: Vận chuyển các phân tử nhỏ, không phân cực qua màng tế bào mà không tiêu tốn năng lượng.

  - Khuếch tán tăng cường: Vận chuyển các phân tử nhỏ tích điện, phân cực qua các kênh protein của màng tế bào.

* Thẩm thấu:

  - Vận chuyển các phân tử nước từ nơi có nồng độ chất tan thấp tới nơi có nồng độ chất tan cao.

* Vận chuyển chủ động:

  - Vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ chất tan thấp đến nơi có nồng độ chất tan cao, đòi hỏi sử dụng năng lượng.

* Vận chuyển các vật thể lớn:

  - Diễn ra qua các quá trình ẩm bào, thực bào và xuất bào, cần sự biến dạng của màng tế bào và tiêu tốn năng lượng.

I. KHÁI NIỆM TRAO ĐỔI CHẤT QUA MÀNG TẾ BÀO

II. CÁC CƠ CHẾ TRAO ĐỔI CHẤT QUA MÀNG TẾ BÀO

1. Vận chuyển thụ động

Câu 1: Trao đổi chất ở tế bào là gì? Những loại chất nào có thể đi qua được lớp kép phospholipid, chất nào không? Giải thích.

Giải nhanh:

- Khái niệm trao đổi chất: Trao đổi chất ở tế bào là quá trình vận chuyển các chất ra, vào tế bào qua màng tế bào.

- Những loại chất có thể đi qua và không thể đi qua được lớp kép phospholipid:

• Những loại chất có thể đi qua được lớp kép phospholipid là các chất tan trong lipid, các chất có kích thước nhỏ, không phân cực.
• Những loại chất không thể đi qua lớp kép phospholipid là các chất không tan trong lipid, các chất phân cực, các chất có kích thước lớn.

- Giải thích: Do lớp kép phospholipid có tính kị nước, không phân cực nên chỉ những chất không phân cực và các phân tử có kích thước nhỏ mới có thể đi qua.

Câu 2: Nêu đặc điểm của vận chuyển thụ động. Phân biệt khuếch tán đơn giản và khuếch tán tăng cường bằng cách hoàn thành theo bảng mẫu sau:

Giải nhanh:

* Đặc điểm của vận chuyển thụ động:

- Khuếch tán: Diễn ra từ nơi có nồng độ chất tan cao đến nơi có nồng độ chất tan thấp (xuôi gradient nồng độ).

- Không tiêu tốn năng lượng.

- Các chất có thể khuếch tán qua lớp kép phospholipid của màng tế bào hoặc qua các protein xuyên màng.

* Phân biệt khuếch tán đơn giản và khuếch tán tăng cường:

Câu 3: Vì sao tế bào rễ cây có thể hút được nước từ đất?

Giải nhanh:

Tế bào rễ cây có thể hút được nước từ đất thông qua quá trình thẩm thấu. Sở dĩ, nước có thể thẩm thấu vào tế bào rễ cây vì tế bào của rễ cây có không bào trung tâm lớn, chứa nhiều chất tan nên có áp suất thẩm thấu cao hơn so với môi trường đất.

Câu 4: Thẩm thấu là gì? Điều gì sẽ xảy ra nếu tế bào thực vật và động vật được đưa vào dung dịch nhược trương? Giải thích.

Giải nhanh:

- Khái niệm thẩm thấu: Thẩm thấu là sự khuếch tán của các phân tử nước qua màng tế bào.

- Khi tế bào động vật ở trong môi trường nhược trương (nồng độ chất tan thấp hơn tổng nồng độ chất tan trong tế bào), nước sẽ khuếch tán từ bên ngoài vào trong tế bào tạo nên một áp lực lên màng tế bào khiến tế bào to ra và bị vỡ ra do không có thành tế bào.

- Giải thích: Khi tế bào thực vật ở trong môi trường nhược trương (nồng độ chất tan thấp hơn tổng nồng độ chất tan trong tế bào), nhờ có thành tế bào, nước chỉ đi vào một mức độ nhất định làm trương tế bào tạo nên lực cản chống lại sự khuếch tán của các phân tử nước vào tế bào.

2. Vận chuyển chủ động

Câu 1: Thế nào là vận chuyển chủ động?

Giải nhanh:

Vận chuyển chủ động:

- Diễn ra từ nơi có nồng độ chất tan thấp tới nơi có nồng độ chất tan cao (ngược chiều gradient nồng độ).

- Cần tiêu tốn năng lượng để thực hiện.

Câu 2: Phân biệt vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động.

Giải nhanh:

3. Vận chuyển vật chất nhờ biến dạng màng tế bào

Câu 1: Phân biệt thực bào, ẩm bào và xuất bào.

Giải nhanh:

Câu 2: Làm thế bào tế bào có thể vận chuyển được những phân tử protein có kích thước lớn ra khỏi tế bào? Giải thích.

Giải nhanh:

Tế bào có thể vận chuyển được những phân tử protein có kích thước lớn ra khỏi tế bào nhờ quá trình xuất bào. Protein sẽ được bao bọc trong túi vận chuyển, sau đó túi này liên kết với màng tế bào giải phóng các chất thải ra bên ngoài.

Câu 3: Để đưa một loại thuốc vào trong một tế bào nhất định của cơ thể, ví dụ tế bào ung thư, người ta thường bao gói thuốc trong các túi vận chuyển. Hãy mô tả cách tế bào lấy thuốc vào bên trong tế bào.

Giải nhanh:

Tế bào hấp thu thuốc bằng phương thức thực bào: Màng tế bào lõm vào và bao quanh thuốc, tạo ra một túi vận chuyển rời khỏi màng và đi vào tế bào chất.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: Phân biệt các hình thức vận chuyển thụ động, vận chuyển chủ động, thực bào và xuất bào bằng cách hoàn thành bảng theo mẫu sau:

Giải nhanh:

Câu 2: Em hãy giải thích tại sao trong thực tế, người ta sử dụng việc ướp muối để bảo quản thực phẩm? 

Giải nhanh:

Trong thực tế, người ta sử dụng việc ướp muối để bảo quản thực phẩm vì: 

• Muối sẽ giúp rút nước trong thực phẩm: Khi chúng ta ướp muối, nồng độ chất tan bên ngoài môi trường sẽ cao hơn nồng độ chất tan trong tế bào thực phẩm nên các phân tử muối di chuyển từ các khu vực có nồng độ muối cao sang các khu vực có nồng độ thấp hơn (bên trong thực phẩm) và nước sẽ đi từ trong ra. Quá trình này diễn ra cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng giữa hàm lượng muối bên trong và bên ngoài thực phẩm. 
• Như vậy, việc ướp muối đã giúp rút nước từ bên trong thực phẩm ra bên ngoài và thay thế bằng các phân tử muối. Khi thực phẩm không còn nước và độ ẩm, các mầm bệnh truyền qua thực phẩm hầu như không thể tồn tại.  Không những thế, muối ăn (hỗn hợp của các loại muối clorua của Natri, Kali,…) còn gây tác động đến các sinh vật này theo nhiều cách khác nhau.

Câu 3: Tại sao khi chẻ cuống rau muống ngâm vào nước thì các sợi rau lại cuộn tròn lại?

Giải nhanh:

Khi chẻ cuống rau muống ngâm vào nước thì các sợi rau lại cuộn tròn lại vì :

• Do môi trường bên ngoài tế bào là môi trường nhược trương, nồng chất tan thấp hơn trong té bào, nước sẽ đi vào bên trong tế bào làm tế bào trương lên nên cọng rau cũng cong lên.
• Tuy nhiên, ở rau muống, thành tế bào bên trong và bên ngoài không đều nhau, các tế bào bên ngoài có thành dày hơn các tế bào bên trong nên nước hút vào không đều nhau, vách tế bào bên trong mỏng hơn, căng lên làm rau muống chẻ cong ra bên ngoài.

Câu 4: Hiện tượng xâm nhập mặn có thể gây hậu quả nghiêm trọng khiến hàng loạt các cây trồng bị chết và không còn tiếp tục gieo trồng được những loại cây đó trên vùng đất này nữa. Em hãy giải thích hiện tượng trên.

Giải nhanh:

Hiện tượng xâm nhập mặn có thể gây hậu quả nghiêm trọng khiến hàng loạt các cây trồng bị chết và không còn tiếp tục gieo trồng được những loại cây đó trên vùng đất này nữa. Vì khi bị xâm nhập mặn, nồng độ chất tan ngoài môi trường cao hơn bên trong tế bào (môi trường ưu trương) nên nước từ bên trong tế bào của cây trồng sẽ đi ra ngoài khiến cho cây bị thiếu nước.

Câu 5: Tại sao động vật và người lại dự trữ năng lượng dưới dạng glycogen mà không dự trữ dưới dạng dễ sử dụng là glucose?

Giải nhanh:

Động vật và người lại dự trữ năng lượng dưới dạng glycogen mà không dự trữ dưới dạng dễ sử dụng là glucose vì: 

Ở động vật và người thường xuyên hoạt động, di chuyển nhiều, đòi hỏi nhièu năng lượng hơn do các hoạt động sống nên dự trữ năng lượng dưới dạng glicogen dễ huy động, dễ phân hủy và đây là nguồn dự trữ năng lượng ngắn hạn, tích trữ ở gan và cơ. Glicogen dễ phân giải tạo năng lượng hơn tinh bột. Tinh bột cấu trúc phân nhánh, phần trăm chất không tan trong nước nhiều nên khó sử dụng.