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 rút gọn:

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 rút gọn:

• 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 rút gọn:

a, Năng lượng loài linh dương lấy từ thức ăn, nước uống của chúng. Hóa năng dự trữ trong các liên kết hóa học ở thức ăn của loài linh dương. 

b, Khi linh dương chạy, năng lượng được biến đổi từ hóa năng thành động, nhiệt năng.

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

Giải rút gọn:

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. 

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 rút gọn:

Cấu tạo của phân tử ATP gồm 3 nhóm phosphat, đường ribose, adenine.

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

Giải rút gọn:

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 rút gọn:

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 rút gọn:

Khi tế bào sử dụng ATP để cung cấp năng lượng, ATP sẽ bị phân giải tạo thành ADP và giải phóng 1 nhóm phosphate. Nhóm phosphate này sẽ liên kết với chất cần được cung cấp năng lượng. Sau khi hoạt động chức năng nhóm phosphat liên kết trở lại với ADP để hình thành 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 rút gọn:

Sai. Quá trình (2) là sự giải phóng năng lượng vì liên kết cao năng bị bẻ gãy. 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 rút gọn:

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 rút gọn:

Trên bề mặt của enzyme có vị trí để liên kết với cơ chất (trung tâm hoạt động của enzyme). Tại đây cơ chất liên kết tạm thời với enzyme, nhờ đó phản ứng được xúc tác.

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

Giải rút gọn:

Tính đặc hiệu của enzyme: Mỗi enzyme chỉ có khả năng xúc tác cho sự chuyển hóa một hay một số chất nhất định theo một kiểu phản ứng nhất định. 

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

Giải rút gọn:

Do cơ thể không có đủ lactase là một loại enzyme trong ruột non có khả năng hấp thụ đường lactose ® không thể tiêu hoá được sữa.

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

Giải rút gọn:

Cơ chế hoạt động của enzyme: Enzyme liên kết với cơ chất tại trung tâm hoạt động ® phức hợp enzyme - cơ chất ® tương tác ® tạo ra sản phẩm. Việc liên kết enzyme - cơ chất mang tính đặc thù. Vì thế mỗi enzyme thường chỉ xúc tác cho một vài phản ứng.

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 rút gọn:

Sự ảnh hưởng của các yếu tố đến hoạt tính của enzyme:

• Hoạt tính enzyme tăng dần theo nhiệt độ tới nhiệt độ giới hạn, khi đi qua giới hạn thì nhiệt độ tăng khiến hoạt tính của enzyme giảm.
• Hoạt tính enzyme tăng dần theo pH tới pH giới hạn, khi đi qua giới hạn thì pH tăng khiến hoạt tính của enzyme giảm.
• Nồng độ cơ chất càng cao thì hoạt tính enzyme càng lớn, tuy nhiên tới một mức nào đó hoạt tính enzyme sẽ không tăng được thêm nữa.
• Nồng độ enzyme càng cao thì hoạt tính enzyme càng lớn

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 rút gọn:

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 ® 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 rút gọn:

Một số bệnh rối loạn chuyển hoá hiện nay do enzyme: Hội chứng Hunter, bệnh loạn dưỡng chất nhược sắc,…

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 rút gọn:

Khi chất D và chất I dư thừa sẽ 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 rút gọn:

• Men tiêu hóa thực chất là các enzyme có vai trò xúc tác cho quá trình phân giải thức ăn.

• Dưới tác động của các men tiêu hóa, thức ăn được cắt nhỏ các liên kết trong thức ăn trở thành các dạng nhũ tương giúp cho lớp niêm mạc ruột có thể hấp thụ một cách dễ dàng vào máu, 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 rút gọn:

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 thì không có.

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 rút gọn:

Khả năng làm mềm thịt của đu đủ là nhờ vào chất enzyme có tên gọi là papain, enzyme này có khả năng phân giải protein thịt trong móng giò nên khi hầm móng giò với đu đủ xanh thì móng giò sẽ mềm hơn so với khi hầm với các loại rau, củ khác.