Trả lời nhanh
Bài 10 Sinh học 10 Cánh diều có ba ý chính: (1) năng lượng trong tế bào chủ yếu ở dạng hóa năng và luôn chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác; (2) ATP là “đồng tiền năng lượng” của tế bào, vì các liên kết giữa nhóm phosphate dễ bị phá vỡ để giải phóng năng lượng; (3) enzyme là chất xúc tác sinh học, làm phản ứng nhanh hơn nhờ trung tâm hoạt động khớp với cơ chất.
Dưới đây là lời giải theo đúng thứ tự câu hỏi trong bài (trang 61 đến trang 64). Mỗi câu có phần trả lời gọn và phần “vì sao” để em hiểu bản chất, tránh học vẹt. Em có thể ôn thêm phần kiến thức tại bài lý thuyết tương ứng: Lý thuyết Sinh học 10 Bài 10 (Cánh diều).
Tóm tắt kiến thức cần nhớ trước khi làm bài
- Năng lượng là khả năng sinh công. Trong sinh giới có hóa năng, quang năng, nhiệt năng, cơ năng, điện năng.
- Chuyển hóa năng lượng là quá trình biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác. Không có dạng nào tự sinh ra hay mất đi, chỉ chuyển đổi (phần thất thoát thường là nhiệt).
- ATP (adenosine triphosphate) gồm adenine, đường ribose và 3 nhóm phosphate.
- Enzyme phần lớn là protein, xúc tác cho phản ứng sinh hóa, không bị biến đổi sau phản ứng.
Giải Sinh học 10 trang 61 Cánh diều
Xem thêm tổng hợp: Giải Sinh học 10 trang 61 Cánh diều.
Mở đầu: Các dạng năng lượng trong quang hợp (hình 10.1) và chuyển hóa năng lượng là gì?
Chi tiết từng câu: Mở đầu trang 61.
- Các dạng năng lượng xuất hiện: quang năng (ánh sáng Mặt Trời), hóa năng (tích lũy trong chất hữu cơ như glucose) và nhiệt năng (một phần thất thoát).
- Chiều chuyển hóa: quang năng → hóa năng (chủ yếu) và một phần → nhiệt năng.
- Chuyển hóa năng lượng là quá trình biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác.
Vì sao? Lá cây hấp thụ ánh sáng nhờ diệp lục, dùng năng lượng đó để tạo liên kết hóa học trong glucose. Năng lượng không “biến mất” mà được lưu trong liên kết.
Câu hỏi 1: Hoạt động sống dùng dạng năng lượng nào? Quá trình nào cung cấp năng lượng?
Chi tiết: Câu hỏi 1 trang 61.
- Tế bào và cơ thể sử dụng hóa năng, cơ năng, điện năng, nhiệt năng; trong đó hóa năng là dạng chủ yếu (nằm trong liên kết hóa học của ATP và các chất hữu cơ).
- Quá trình cung cấp năng lượng cho tế bào là hô hấp tế bào: phân giải chất hữu cơ, giải phóng năng lượng và tích lũy vào ATP.
Câu hỏi 2: Hình 10.2 – các dạng năng lượng được chuyển hóa
Chi tiết: Câu hỏi 2 trang 61.
- Hình a (phân giải chất hữu cơ): hóa năng trong glucose → hóa năng trong ATP + nhiệt năng (ký hiệu Q).
- Hình b (vận chuyển chủ động): hóa năng trong ATP → cơ năng, giúp bơm đưa chất đi ngược chiều gradient nồng độ qua màng.
Mẹo: hễ thấy ATP bị “tiêu thụ” để làm một việc (di chuyển, co, tổng hợp) thì đó là hóa năng đổi sang dạng khác.
Giải Sinh học 10 trang 62 Cánh diều
Xem thêm: Giải Sinh học 10 trang 62 Cánh diều.
Câu hỏi 3: Hình 10.3 – năng lượng chuyển từ dạng nào sang dạng nào? Ý nghĩa?
Chi tiết: Câu hỏi 3 trang 62.
- Glucose (hóa năng) được phân giải thành pyruvate, đồng thời tạo NADH và ATP (đều chứa hóa năng) và một phần tỏa ra dạng nhiệt.
- Vậy: hóa năng → hóa năng (dạng dễ dùng hơn) + nhiệt năng.
- Ý nghĩa: chuyển năng lượng từ dạng dự trữ bền (glucose) sang dạng tế bào dùng được ngay (ATP), đảm bảo cho sinh trưởng, phát triển, sinh sản và duy trì sự sống.
Luyện tập 1: Hoạt động nào của tế bào cần năng lượng và chuyển hóa ra sao?
Chi tiết: Luyện tập 1 trang 62.
| Hoạt động | Chuyển hóa năng lượng |
|---|---|
| Vận chuyển chủ động các chất qua màng | Hóa năng (ATP) → cơ năng |
| Duy trì chênh lệch điện thế hai bên màng (điện thế nghỉ) | Hóa năng → điện năng |
| Hô hấp tế bào | Hóa năng (glucose) → hóa năng (ATP) + nhiệt năng |
| Tổng hợp protein, DNA | Hóa năng (ATP) → hóa năng trong liên kết mới |
| Co cơ | Hóa năng → cơ năng + nhiệt năng |
Câu hỏi 4: Hình 10.4 – chức năng của ATP
Chi tiết: Câu hỏi 4 trang 62.
ATP là chất mang và truyền năng lượng. Năng lượng từ hô hấp hay quang hợp được nạp vào ATP, ATP đi đến nơi cần rồi giải phóng năng lượng cho các hoạt động: tổng hợp chất, vận chuyển chủ động, co cơ, truyền xung thần kinh…
Giải thích: tinh bột, lipid cất giữ nhiều năng lượng nhưng tế bào không “tiêu” trực tiếp được. Chúng phải qua ATP, giống như tiền lớn phải đổi ra tiền lẻ mới mua được hàng.
Giải Sinh học 10 trang 63 Cánh diều
Xem thêm: Giải Sinh học 10 trang 63 Cánh diều.
Luyện tập 2: Cấu tạo ATP, sự phân giải và tổng hợp ATP
Chi tiết: Luyện tập 2 trang 63.
- Cấu tạo: 1 base nitrogen là adenine, 1 đường ribose (5C) và 3 nhóm phosphate nối tiếp nhau.
- Phân giải: ATP bị cắt bớt nhóm phosphate ngoài cùng, thành ADP + Pi, giải phóng năng lượng: ATP → ADP + Pi + năng lượng.
- Tổng hợp: ADP gắn thêm Pi nhờ năng lượng từ hô hấp (hoặc quang hợp): ADP + Pi + năng lượng → ATP.
- Đặc điểm giúp ATP cung cấp năng lượng nhanh: liên kết giữa các nhóm phosphate là liên kết cao năng, kém bền, dễ bị phá vỡ và cũng dễ được tạo lại; vì vậy ATP được tái sinh liên tục theo chu trình ATP ⇄ ADP.
Lỗi hay gặp: nhiều bạn viết “ATP có 3 liên kết cao năng”. Thực tế ATP có 2 liên kết cao năng giữa 3 nhóm phosphate (liên kết giữa ribose và phosphate đầu tiên không phải liên kết cao năng).
Câu hỏi 5: Thí nghiệm đun sôi tinh bột với HCl
Chi tiết: Câu hỏi 5 trang 63.
Thí nghiệm cho thấy với chất xúc tác hóa học (axit HCl loãng), tinh bột chỉ bị thủy phân thành đường khi đun sôi, kéo dài khoảng một giờ. Trong cơ thể, tinh bột bị thủy phân ở khoảng 37 °C, trong thời gian rất ngắn nhờ enzyme amylase. Từ đó rút ra: enzyme là chất xúc tác sinh học hiệu quả cao, giúp phản ứng diễn ra nhanh ở điều kiện nhẹ nhàng của cơ thể sống, nơi không thể đun sôi hay dùng axit mạnh.
Lưu ý: nếu đề của em hỏi một ý cụ thể hơn (ví dụ so sánh điều kiện hoặc vai trò), hãy bám vào hai ý trên: nhiệt độ/thời gian khác nhau và vai trò của enzyme.
Luyện tập 3: Nếu không có enzyme thì sao?
Chi tiết: Luyện tập 3 trang 63.
Nếu không có enzyme, các phản ứng trong tế bào vẫn có thể xảy ra về nguyên tắc nhưng rất chậm, không đáp ứng kịp nhu cầu sống ở nhiệt độ cơ thể. Quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng bị đình trệ, tế bào thiếu ATP và nguyên liệu, dẫn đến rối loạn và chết. Vì thế enzyme gần như là điều kiện bắt buộc cho sự sống.
Giải Sinh học 10 trang 64 Cánh diều
Xem thêm: Giải Sinh học 10 trang 64 Cánh diều.
Câu hỏi 6: Khi trung tâm hoạt động của enzyme bị biến đổi hình dạng
Chi tiết: Câu hỏi 6 trang 64.
Trung tâm hoạt động có hình dạng đặc hiệu, khớp với cơ chất như ổ khóa với chìa. Khi hình dạng này bị thay đổi (do nhiệt độ cao, pH quá thấp/cao, chất ức chế…), cơ chất không còn liên kết được nên phản ứng giảm mạnh hoặc không xảy ra. Nếu biến đổi không hồi phục, enzyme bị biến tính, mất hoạt tính.
Câu hỏi 7: Ba bước trong cơ chế tác động của enzyme (hình 10.6)
Chi tiết: Câu hỏi 7 trang 64.
- Bước 1: cơ chất liên kết với trung tâm hoạt động của enzyme, tạo phức hợp enzyme – cơ chất.
- Bước 2: enzyme tác động làm biến đổi cơ chất, tạo thành sản phẩm (phức hợp enzyme – sản phẩm).
- Bước 3: sản phẩm được giải phóng; enzyme giữ nguyên cấu trúc và tiếp tục xúc tác cho phân tử cơ chất khác.
Mẹo nhớ: “Gắn – Biến đổi – Nhả”. Vì enzyme được tái sử dụng nên tế bào chỉ cần một lượng nhỏ.
Vận dụng: Nhai kĩ cơm thấy ngọt
Chi tiết: Vận dụng trang 64.
- Tinh bột trong cơm (cơ chất) gắn vào trung tâm hoạt động của amylase trong nước bọt.
- Amylase cắt tinh bột thành đường đôi maltose (và các đoạn ngắn hơn).
- Maltose được giải phóng, amylase tiếp tục tác động lên tinh bột khác.
Maltose có vị ngọt nên nhai càng kĩ, nước bọt trộn đều và tiếp xúc nhiều thì càng ngọt.
Câu hỏi 8: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng (hình 10.7)
Chi tiết: Câu hỏi 8 trang 64.
| Yếu tố | Khi tăng dần | Giải thích |
|---|---|---|
| Nồng độ cơ chất | Tốc độ tăng, rồi đạt mức bão hòa không tăng nữa | Khi mọi enzyme đã bận, thêm cơ chất cũng không nhanh hơn |
| Nhiệt độ | Tăng đến nhiệt độ tối ưu rồi giảm mạnh | Quá nóng làm enzyme biến tính |
| pH | Đạt cực đại ở pH tối ưu, lệch hai phía đều giảm | pH sai làm đổi điện tích, hình dạng trung tâm hoạt động |
Mỗi enzyme có vùng tối ưu riêng. Ví dụ amylase nước bọt hoạt động tốt ở gần 37 °C và pH khoảng trung tính, còn pepsin dạ dày hoạt động tốt trong môi trường axit mạnh.
Bài luyện tập tự kiểm tra
- Vì sao sốt cao kéo dài rất nguy hiểm?
Đáp án: nhiệt độ cơ thể quá cao làm nhiều enzyme bị biến tính, các phản ứng chuyển hóa rối loạn. - Phát biểu “enzyme bị mất đi sau mỗi phản ứng” đúng hay sai?
Đáp án: sai. Enzyme không bị biến đổi sau phản ứng nên được dùng lại nhiều lần. - Tế bào cơ khi vận động mạnh tiêu tốn ATP rất nhiều nhưng lượng ATP dự trữ rất ít. Vì sao vẫn đủ năng lượng?
Đáp án: ATP được tái tạo rất nhanh từ ADP + Pi nhờ hô hấp tế bào nên chu trình ATP ⇄ ADP diễn ra liên tục.
Những lỗi thường gặp khi học bài này
- Nhầm “chuyển hóa năng lượng” với “tạo ra năng lượng”. Năng lượng chỉ đổi dạng.
- Cho rằng enzyme làm tăng lượng sản phẩm. Enzyme chỉ làm phản ứng nhanh đạt cân bằng hơn, không thay đổi bản chất phản ứng.
- Viết ATP là chất dự trữ năng lượng lâu dài. Dự trữ lâu dài là tinh bột, glycogen, lipid; ATP là chất mang năng lượng tức thời.
Xem thêm các bài trong sách Cánh diều Sinh 10
- Bài 9: Trao đổi chất qua màng sinh chất
- Bài 11: Tổng hợp và phân giải các chất trong tế bào
- Bài 12: Thông tin giữa các tế bào
- 20 câu trắc nghiệm Bài 10 có đáp án
- Giải SGK Sinh học 10 Cánh diều (cả sách)
Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Giải SGK Sinh học 10 Bài 8 Cánh diều: Cấu trúc của tế bào nhân thực.
Câu hỏi thường gặp
ATP có bao nhiêu liên kết cao năng?
ATP có 2 liên kết cao năng, nằm giữa ba nhóm phosphate liên tiếp. Khi nhóm phosphate ngoài cùng bị cắt, ATP thành ADP và giải phóng năng lượng.
Enzyme có bị biến đổi sau phản ứng không?
Không. Enzyme giữ nguyên cấu trúc sau phản ứng nên được tái sử dụng nhiều lần, vì vậy tế bào chỉ cần một lượng nhỏ enzyme.
Vì sao nhai kĩ cơm thấy ngọt?
Amylase trong nước bọt thủy phân tinh bột trong cơm thành đường maltose có vị ngọt. Nhai kĩ giúp tinh bột tiếp xúc nhiều với enzyme hơn.
Các yếu tố nào ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme?
Chủ yếu là nồng độ cơ chất, nhiệt độ và pH. Ngoài ra còn nồng độ enzyme và các chất hoạt hóa hoặc ức chế.