Slide bài giảng sinh học 10 cánh diều bài 9 Trao đổi chất qua màng sinh chất

Tóm lược nội dung

BÀI 9 - TRAO ĐỔI CHẤT QUA MÀNG SINH CHẤT

MỞ ĐẦU

Câu 1: Quan sát hình 9.1, mô tả sự thay đổi hình thái của cây khi tưới nước. Giải thích sự thay đổi đó.

Trả lời rút gọn:

* Mô tả sự thay đổi hình dạng của cây khi được tưới nước: Khi cây được tưới nước, trạng thái heo úa của cây sẽ được cải thiện, làm cho cây trở nên tươi tốt hơn và duy trì hình dáng ổn định.

* Giải thích sự thay đổi hình dạng của cây khi được tưới nước:

- Nước là thành phần cần thiết cho cả tế bào và cơ thể cây, giúp duy trì cấu trúc và hình dạng của tế bào.

- Nước cũng là môi trường cho các phản ứng sinh hóa và dung môi cho việc vận chuyển chất dinh dưỡng và chất thải trong tế bào. Khi cây đủ nước, mọi hoạt động sinh học diễn ra một cách bình thường, giúp cây phát triển mạnh mẽ và khỏe mạnh hơn.

I. KHÁI NIỆM TRAO ĐỔI CHẤT Ở TẾ BÀO

Câu 1: Kể tên các chất mà tế bào lông hút của rễ cây trao đổi với môi trường.

Trả lời rút gọn:

- Nước, các ion khoáng, khí oxygen, khí carbon dioxide,…

II. SỰ VẬN CHUYỂN THỤ ĐỘNG QUA MÀNG SINH CHẤT

Câu 2: Quan sát hình 9.2 và cho biết:

a) Nồng độ phân tử ở vùng A so với vùng B.

b) Các phân tử di chuyển theo hướng nào? Vì sao?

c) Sự di chuyển này diễn ra đến khi nào?

Trả lời rút gọn:

a) Nồng độ phân tử ở vùng A cao hơn so với nồng độ phân tử ở vùng B.

b) Các phân tử có xu hướng di chuyển từ vùng A (nồng độ phân tử cao) sang vùng B (nồng độ phân tử thấp) do sự chênh lệch nồng độ.

c) Di chuyển tiếp tục đến khi nồng độ phân tử trong hai vùng cân bằng, khi đó, di chuyển vẫn tiếp tục xảy ra nhưng ở cả hai hướng với tốc độ bằng nhau, tạo ra trạng thái cân bằng động.

Câu 3: Tại sao khi xịt nước hoa ở một góc phòng thì một lúc sau chúng ta có thể ngửi thấy mùi nước hoa khắp phòng?

Trả lời rút gọn:

Khi xịt nước hoa ở một điểm trong phòng, các phân tử mùi của nước hoa lan tỏa từ vị trí có nồng độ cao đến vị trí có nồng độ thấp trong môi trường, tạo ra một không gian mùi khắp phòng.

Câu 4: Khuếch tán là gì?

Trả lời rút gọn:

Khuếch tán là sự vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp theo chiều gradient nồng độ. Điều này thường xảy ra trong môi trường lỏng và khí.

Câu 5: Giải thích hiện tượng xảy ra khi nhỏ một giọt thuốc nhuộm màu xanh vào cốc nước.

Trả lời rút gọn:

- Khi nhỏ một giọt thuốc nhuộm màu xanh vào cốc nước, các phân tử thuốc nhuộm sẽ khuếch tán trong môi trường nước từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp, làm cho màu xanh lan tỏa ra cả cốc nước.

Câu 6: Nếu gradient nồng độ tăng thì tốc độ khuếch tán sẽ thay đổi như thế nào?

Trả lời rút gọn:

Nếu gradient nồng độ tăng, tốc độ khuếch tán cũng sẽ tăng do ảnh hưởng của sự chênh lệch nồng độ có mối liên hệ thuận với sự khuếch tán của các phân tử.

Câu 7: Quan sát hình 9.4 và giải thích sự khuếch tán khí O₂ và CO₂ ở phổi.

Trả lời rút gọn:

Sự khuếch tán khí O2 và CO2 ở phổi xảy ra theo cơ chế khuếch tán. Trong đó:

- Do nồng độ khí O2 trong phế nang của phổi cao hơn nồng độ khí O2 trong máu, nên khí O2 sẽ khuếch tán từ phế nang của phổi vào trong máu.

- Do nồng độ khí CO2 trong phế nang của phổi thấp hơn nồng độ khí CO2 trong máu, nên khí CO2 sẽ khuếch tán từ máu vào phế nang của phổi.

Tìm hiểu thêm: Tìm một số ví dụ về sự khuếch tán đơn giản qua màng sinh chất ở các tế bào.

Trả lời rút gọn:

Một số ví dụ về sự khuếch tán đơn giản qua màng sinh chất ở các tế bào bao gồm:

- Khí CO2 khuếch tán từ tế bào vào máu.

- Khí O2 khuếch tán từ máu vào tế bào.

- Các vitamin tan trong dầu A, E, D và K khuếch tán qua thành ruột để đi vào mạch máu.

Luyện tập 1: Dựa vào hình 9.3 và 9.5 cho biết đặc điểm chung giữa khuếch tán đơn giản và khuếch tán tăng cường.

Trả lời rút gọn:

Đặc điểm chung giữa khuếch tán đơn giản và khuếch tán tăng cường là cả hai đều có sự khuếch tán các phân tử theo chiều gradient nồng độ, từ nơi có nồng độ phân tử cao sang nơi có nồng độ phân tử thấp.

Câu 8: Quan sát hình 9.6 và Trả lời rút gọn các câu hỏi sau:

a) Các phân tử nước và chất tan di chuyển như thế nào qua màng bán thấm?

b) Thẩm thấu là gì?

c) Hãy nêu những đặc điểm giống và khác nhau giữa khuếch tán và thẩm thấu.

Trả lời rút gọn:

a) Sự di chuyển của phân tử nước và chất tan qua màng bán thấm: Phân tử nước di chuyển qua màng bán thấm từ vùng có thế nước cao (nồng độ chất tan thấp) đến vùng có thế nước thấp (nồng độ chất tan cao), trong khi các phân tử chất tan không thể di chuyển qua màng bán thấm.

b) Thẩm thấu là sự di chuyển của phân tử nước qua màng bán thấm (ví dụ màng sinh chất) giữa hai vùng có nồng độ chất tan khác nhau, nhằm duy trì trạng thái cân bằng.

c) Những đặc điểm giống và khác nhau giữa khuếch tán và thẩm thấu:

Luyện tập 2: Quan sát hình 9.7 và cho biết sự di chuyển của các phân tử nước, sự thay đổi hình dạng màng tế bào hồng cầu và màng tế bào thịt lá khi được ngâm trong từng dung dịch đẳng trương, nhược trương, ưu trương.

Trả lời rút gọn:

- Trong môi trường đẳng trương, hình dạng màng tế bào hồng cầu và màng tế bào thịt lá không thay đổi.

- Trong môi trường ưu trương, các tế bào mất nước và co lại.

- Trong môi trường nhược trương, các tế bào hồng cầu căng ra và có thể bị vỡ còn các tế bào thịt lá gần như không có sự thay đổi.

Vận dụng 1: Tại sao rau củ ngâm muối, quả ngâm đường có thể bảo quản trong thời gian dài?

Trả lời rút gọn:

Rau củ ngâm muối, quả ngâm đường có thể bảo quản lâu bởi dung dịch ngâm là môi trường ưu trương chứa nồng độ chất tan cao, khiến vi khuẩn không thể tăng trưởng và gây hại đến chất lượng của chúng.

Vận dụng 2: Tại sao khi bón phân quá nhiều, cây có thể bị chết?

Trả lời rút gọn:

Bón phân quá nhiều làm môi trường đất trở thành môi trường ưu trương, khiến tế bào lông hút của cây không thể hấp thu nước, gây thiếu nước và cây bị héo và chết.

Tìm hiểu thêm: Điều gì sẽ xảy ra với tế bào máu nếu: lượng nước trong máu bị giảm nhiều; nếu lượng nước trong máu tăng lên nhiều? Biện pháp khắc phục là gì? Trong mỗi trường hợp đó, cơ thể điều hòa bằng cách nào?

Trả lời rút gọn:

- Lượng nước trong máu ảnh hưởng đến hoạt động chức năng của tế bào máu. Thiếu nước làm tế bào máu biến dạng và có thể phá vỡ, trong khi nước thừa sẽ làm tế bào máu trưởng lên.

- Để khắc phục tình trạng này, cần uống đủ nước và tuân thủ chỉ dẫn của bác sĩ nếu nguyên nhân là do bệnh lý.

- Cơ thể có cơ chế tự điều chỉnh: khi thiếu nước, thận tăng cường tái hấp thu nước và gửi tín hiệu cảm giác khát, khi thừa nước, thận tăng cường đào thải nước ra ngoài.

Tìm hiểu thêm: Vì sao cây ngập mặn có thể thích nghi với môi trường có nồng độ muối cao?

Trả lời rút gọn:

Cây ngập mặn có những đặc điểm thích nghi với môi trường nồng độ muối cao:

- Rễ có nhiều lớp bần bảo vệ.

- Vỏ rễ mềm có không gian bào lớn chứa khí.

- Phần trụ có nhiều mạch nhỏ giúp chuyển và thoát nước nhanh.

- Rễ chỉ cho nước đi qua nhưng không cho muối đi qua, nồng độ muối trong lá cao, giúp cây hút nước dễ dàng trong môi trường muối cao.

- Có tuyến muối hoặc lá dày để tích lũy muối thừa và thải ra ngoài khi lá rụng.

III. SỰ VẬN CHUYỂN CHỦ ĐỘNG QUA MÀNG SINH CHẤT

Câu 9: Quan sát hình 9.8 và cho biết sự khác biệt giữa vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động.

Trả lời rút gọn:

Sự khác biệt giữa vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động:

Câu 10: Sự vận chuyển chủ động có ý nghĩa gì đối với tế bào?

Trả lời rút gọn:

- Thông qua sự vận chuyển chủ động, tế bào lấy các chất cần thiết và điều hoà nồng độ các chất trong tế bào.

IV. SỰ NHẬP BÀO VÀ XUẤT BÀO

Câu 11: Dựa vào hình 9.9, phân biệt sự nhập bào và sự xuất bào?

Trả lời rút gọn:

Phân biệt nhập bào và xuất bào:

- Nhập bào: Là việc vận chuyển các phân tử vào bên trong tế bào. Trong quá trình nhập bào, màng tế bào bao quanh vật cần vận chuyển, tạo thành túi vận chuyển rời khỏi màng và đi vào bên trong tế bào.

- Xuất bào: Là quá trình vận chuyển các phân tử ra khỏi tế bào. Trong xuất bào, các chất cần được đưa ra ngoài tế bào được đóng gói trong túi vận chuyển, sau đó túi này liên kết với màng tế bào để phóng các chất ra bên ngoài.

Vận dụng 3: Các quá trình sau là nhập bào hay xuất bào? Giải thích.

• Trùng giày lấy thức ăn.
• Tế bào tuyến tụy tiết enzyme, hormone.

Trả lời rút gọn:

- Trùng giày lấy thức ăn là quá trình nhập bào, khi trùng giày vận chuyển các phân tử lớn hoặc thậm chí cả tế bào khác (sự thực bào) vào bên trong tế bào.

- Tế bào tuyến tụy tiết enzyme và hormone là quá trình xuất bào, tế bào tuyến tụy đưa các sản phẩm của tế bào ra bên ngoài.

- Quá trình tiêu hóa thức ăn ở trùng giày diễn ra theo trình tự sau: Màng tế bào lõm dần vào, hình thành không bào tiêu hóa chứa thức ăn bên trong → Lysosome gắn vào không bào tiêu hóa và thực hiện tiêu hóa → Các chất dinh dưỡng đơn giản được hấp thụ từ không bào tiêu hóa vào tế bào chất.

Luyện tập 3: So sánh sự vận chuyển thụ động và sự vận chuyển chủ động qua màng sinh chất theo gợi ý ở bảng 9.1.

Trả lời rút gọn:

V. THỰC HÀNH VỀ SỰ VẬN CHUYỂN QUA MÀNG SINH CHẤT

1. Tìm hiểu về tính thấm chọn lọc của màng tế bào sống

Câu 13: Thuốc nhuộm methylen có mặt trong tế bào ở mầm giá đỗ nào? Giải thích.

Trả lời rút gọn:

- Thuốc nhuộm methylen thấm vào tế bào ở mầm giá đỗ bị ngâm nước sôi.

- Giải thích:

  + Các tế bào của mầm giá bị ngâm nước sôi đã chết → Tính thấm chọn lọc của màng sinh chất không còn nữa → Thuốc nhuộm xanh methylene đi vào tế bào theo cơ chế khuếch tán làm tế bào bị nhuộm màu.

  + Các tế bào của mầm giá không bị ngâm nước sôi vẫn còn sống → Màng sinh chất của tế bào có tính thấm chọn lọc → Thuốc nhuộm xanh methylene không đi vào tế bào nên tế bào hầu như không bị nhuộm màu.

Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:

Trả lời rút gọn:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Tên thí nghiệm: Tìm hiểu về tính thấm chọn lọc của màng tế bào sống.

Tên nhóm: …

1. Mục đích thí nghiệm:

• Quan sát và kiểm chứng về tính thấm chọn lọc của màng tế bào sống.

2. Chuẩn bị thí nghiệm:

• Mẫu vật: một số mầm giá đỗ dài khoảng 3 – 4 cm.
• Hóa chất: nước cất, dung dịch xanh methylene 0,5%, nước sôi.
• Dụng cụ: kính hiển vi quang học, lam kính, dao lam, đĩa đồng hồ, cốc thủy tinh, lamen, panh, ống nhỏ giọt.

3. Các bước tiến hành:

• Bước 1: Làm tiêu bản
• Ngâm một nửa số mầm giá đỗ trong cốc đựng nước sôi khoảng 5 phút.
• Cho hai mầm giá đỗ: một mầm giá đỗ sống và một mầm giá đỗ đã ngâm nước sôi vào đĩa đồng hồ đựng thuốc nhộm xanh methylene khoảng 10 phút.
• Sau đó, dùng panh gắp hai mầm giá đỗ ra khỏi dung dịch xanh methylene, rửa sạch bằng nước cất.
• + Đặt hai mầm giá đỗ lên lam kính và dùng dao lam cắt 2 – 3 lát mỏng (<0,5 mm) từ mỗi mầm giá đỗ. Nhỏ nước lên lát cắt và đậy lamen (lưu ý: tránh có bọt khí dưới lamen).
• Bước 2: Quan sát tiêu bản dưới kính hiển vi
• Đặt và cố định tiêu bản trên bàn kính.
• + Quan sát tiêu bản ở vật kính 10× rồi chuyển sang vật kính 40×.

4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:

• Kết quả thí nghiệm: Khi quan sát trên kính hiển vi cho thấy các tế bào của mầm giá bị ngâm nước sôi bị nhuộm màu của xanh methylene còn các tế bào của mầm giá không bị ngâm nước sôi hầu như không bị nhuộm màu của xanh methylene.
• Giải thích thí nghiệm:
• Các tế bào của mầm giá bị ngâm nước sôi đã bị chết → Tính thấm chọn lọc của màng sinh chất không còn nữa → Thuốc nhuộm xanh methylene đi vào tế bào theo cơ chế khuếch tán làm tế bào bị nhuộm màu.
• Các tế bào của mầm giá không bị ngâm nước sôi vẫn còn sống → Màng sinh chất của tế bào có tính thấm chọn lọc → Thuốc nhuộm xanh methylene không đi vào tế bào nên tế bào hầu như không bị nhuộm màu.

5. Kết luận:

• Màng tế bào sống có tính thấm chọn lọc, chỉ cho những chất cần thiết đi qua.

2. Tìm hiểu về sự co nguyên sinh và phản co nguyên sinh ở tế bào thực vật

Câu 14: Mô tả hình dạng và vẽ các tế bào biểu bì và các tế bào cấu tạo nên khí khổng ở mẫu đối chứng, mẫu co nguyên sinh và mẫu phản co nguyên sinh.

Trả lời rút gọn:

- Trong mẫu đối chứng: Nguyên sinh chất của tế bào căng phồng lên, dính sát vào thành tế bào; các khí khổng mở ra.

- Trong mẫu co nguyên sinh: Khi tế bào biểu bì được đặt vào dung dịch NaCl 10%, quan sát dưới kính hiển vi, ta thấy hiện tượng co nguyên sinh: Nguyên sinh chất của tế bào co lại, tách dần ra khỏi thành tế bào. Các khí khổng cũng đóng lại.

- Trong mẫu phản co nguyên sinh: Khi nước cất được thêm vào tiêu bản mẫu co nguyên sinh, quan sát thấy hiện tượng phản co nguyên sinh: Nguyên sinh chất của tế bào căng phồng lên, dính sát vào thành tế bào. Các khí khổng cũng mở ra.

Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:

Trả lời rút gọn:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Tên thí nghiệm: Tìm hiểu về sự co nguyên sinh và phản co nguyên sinh ở tế bào thực vật.

Tên nhóm: …

1. Mục đích thí nghiệm:

• Quan sát và kiểm chứng hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh ở tế bào thực vật.

2. Chuẩn bị thí nghiệm:

• Mẫu vật: lá cây thài lài tía (cây lẻ bạn).
• Hóa chất: nước cất, dung dịch NaCl 10%.
• Dụng cụ: kính hiển vi quang học, lam kính, kim mũi mác, đĩa đồng hồ, giấy thấm, ống nhỏ giọt.

3. Các bước tiến hành:

• Bước 1: Làm tiêu bản đối chứng
• Lấy một lam kính và nhỏ một giọt nước cất vào giữa lam kính.
• Dùng kim mũi mác bóc một lớp tế bào mặt dưới của lá cây thài lài tía đặt lên giọt nước trên lam kính rồi đậy lamen và dùng giấy thấm bớt nước dư ở phía ngoài.
• Quan sát tiêu bản ở vật kính 10× rồi chuyển sang vật kính 40×.
• Bước 2: Làm tiêu bản mẫu co nguyên sinh
• Lấy tiêu bản đối chứng ra khỏi kính hiển vi và dùng ống nhỏ giọt nhỏ vào mép của một phía lamen một giọt dung dịch NaCl 10%.
• Dùng giấy thấm hút hết nước ở phía kia của lamen nhằm thay thế hoàn toàn nước cất bằng dung dịch NaCl 10%.
• Lặp lại việc nhỏ và thấm trên khoảng 2 – 3 lần đảm bảo thay thế hoàn toàn nước cất bằng dung dịch NaCl 10%. Sau 5 – 10 phút, quan sát tiêu bản dưới kính hiển vi.
• Bước 3: Làm tiêu bản mẫu phản co nguyên sinh
• Lấy tiêu bản mẫu co nguyên sinh ra khỏi kính hiển vi và nhỏ một giọt nước cất vào mép của một phía lamen.
• Dùng giấy thấm hút hết nước thừa ở phía kia của lamen.
• Lặp lại việc nhỏ và thấm khoảng 2 – 3 lần nhằm thay thế hoàn toàn dung dịch NaCl 10% bằng nước cất. Sau 10 phút, quan sát tiêu bản dưới kính hiển vi.

4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:

• Kết quả thí nghiệm:
• Ở mẫu đối chứng: Nguyên sinh chất của tế bào căng phồng lên, dính sát vào thành tế bào; các khí khổng mở.
• Ở mẫu co nguyên sinh: Khi cho tế bào biểu bì vào dung dịch NaCl 10% và quan sát trên kính hiển vi, sẽ thấy hiện tượng co nguyên sinh: Nguyên sinh chất của tế bào bị co lại, tách dần ra khỏi thành tế bào. Đồng thời, các khí khổng cũng đóng lại.
• Ở mẫu phản co nguyên sinh: Khi cho nước cất vào tiêu bản mẫu co nguyên sinh, sẽ quan sát thất hiện tượng phản co nguyên sinh: Nguyên sinh chất của tế bào căng phồng lên, dính sát vào thành tế bào. Đồng thời, các khí khổng cũng dần mở ra.
• Giải thích thí nghiệm:
• Khi cho dung dịch NaCl 10% vào tiêu bản, môi trường bên ngoài trở thành môi trường ưu trương (nồng độ chất tan của môi trường cao hơn nồng độ chất tan trong tế bào) → áp suất thẩm thấu của môi trường cao hơn áp suất thẩm thấu của tế bào → nước thấm từ tế bào ra ngoài khiến tế bào mất nước → nguyên sinh chất của tế bào co lại khiến màng sinh chất tách khỏi thành tế bào gây hiện tượng co nguyên sinh và tế bào khí khổng mất nước cũng đóng lại.
• Khi cho nước cất vào tiêu bản co nguyên sinh, môi trường bên ngoài trở thành môi trường nhược trương (nồng độ chất tan của môi trường thấp hơn nồng độ chất tan trong tế bào) → áp suất thẩm thấu của môi trường thấp hơn áp suất thẩm thấu của tế bào → nước thấm từ ngoài vào tế bào, tế bào nhận được nước → nguyên sinh chất của tế bào phồng lên khiến màng sinh chất áp sát thành tế bào và tế bào khí khổng no nước cũng mở dần ra.

5. Kết luận:

• Trong môi trường đẳng trương, nước đi vào và đi ra tế bào cân bằng, tế bào có hình dạng bình thường, khí khổng mở.
• Trong môi trường nhược trương, nước đi từ môi trường vào tế bào làm tế bào căng phồng lên, khí khổng mở ra.
• Trong môi trường ưu trương, nước đi từ tế bào ra môi trường gây nên hiện tượng co nguyên sinh và đóng khí khổng ở tế bào thực vật.