Lời giải bài tập Sinh học lớp 10 Bài 13: Chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào sách Chân trời sáng tạo hay, ngắn gọn sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Sinh học 10 Bài 13 từ đó học tốt môn Sinh 10.
Giải bài tập Sinh học lớp 10 Bài 13: Chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào
Phương pháp giải:
Năng lượng tạo ra để cung cấp cho cho cơ thể được tạo ra từ quá trình trao đổi chất ở tế bào.
Trả lời:
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
Phương pháp giải:
Có nhiều dạng năng lượng như nhiệt năng, quang năng, cơ năng, điện năng, năng lượng hạt nhân,...
Trả lời:
Trong tế bào, năng lượng tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau như: hoá năng, nhiệt năng, điện năng và cơ năng. Hóa năng là dạng năng lượng được tế bào sử dụng chủ yếu.
Câu hỏi 2 trang 64 Sinh học 10: Quan sát Hình 13.1 và cho biết:
a) Năng lượng loài linh dương sử dụng được lấy từ đâu? Xác định dạng của năng lượng đó.
b) Khi linh dương chạy, năng lượng được biến đổi như thế nào?
Phương pháp giải:
Quan sát hình và đưa ra câu trả lời.
Trả lời:
a) Năng lượng loài linh dương sử dụng được lấy từ thức ăn của chúng: năng lượng có trong cỏ. Năng lượng đó là hóa năng.
b) Khi linh dương chạy, năng lượng được biến đổi: Hóa năng trong cỏ được chuyển hóa thành CO2, H2O, năng lượng cho cơ của linh dương và nhiệt.
Phương pháp giải:
- Sinh vật cung cấp năng lượng thông qua chuyển hóa năng lượng từ thức ăn.
- Năng lượng trong tế bào tồn tại chủ yếu dưới các dạng như năng lượng hoá học, năng lượng cơ học, năng lượng điện, năng lượng nhiệt.
Trả lời:
Năng lượng được sinh vật lấy vào sẽ bị thất thoát một phần để cung cấp nhiệt lượng giúp cơ thể duy trì nhiệt độ ổn định.
II. ATP - "đồng tiền" năng lượng của tế bào
Câu hỏi 3 trang 65 Sinh học 10: Quan sát Hình 13.2, hãy nêu các thành phần cấu tạo của phân tử ATP.
Phương pháp giải:
- Quan sát cấu tạo của phân tử ATP và đưa ra câu trả lời.
Trả lời:
Thành phần cấu tạo của phân tử ATP: adenine, đường ribose và ba nhóm phosphate. Trong đó, liên kết giữa các nhóm phosphate là liên kết cao năng.
Phương pháp giải:
- Liên kết cao năng là loại liên kết khi bẻ gãy sẽ giải phóng một lượng lớn năng lượng.
Trả lời:
Khi liên kết giữa hai gốc phosphate của ATP bị phá vỡ, sẽ giải phóng một lượng lớn năng lượng, năng lượng được chuyển hoá trực tiếp cho các hoạt động cần năng lượng của tế bào. Do đó liên kết giữa các nhóm phosphate được gọi là liên kết cao năng.
Câu hỏi 5 trang 65 Sinh học 10: ATP được dùng để cung cấp năng lượng cho hoạt động nào sau đây?
a) Hoạt động lao động.
b) Tổng hợp các chất.
c) Vận chuyển thụ động.
d) Co cơ.
Phương pháp giải:
- ATP được sử dụng cho các hoạt động sống của tế bào.
Trả lời:
ATP được dùng để cung cấp năng lượng cho tất cả các hoạt động đã nêu.
Câu hỏi 6 trang 65 Sinh học 10: Quan sát Hình 13.3, hãy mô tả quá trình tổng hợp và phân giải ATP.
Phương pháp giải:
Quan sát hình 13.3 và đưa ra câu trả lời.
Trả lời:
Quá trình phân giải và tổng hợp ATP: Khi tế bào sử dụng ATP để cung cấp năng lượng, ATP sẽ bị phân giải tạo thành ADP (Adenosine diphosphate) và giải phóng một nhóm phosphate. Nhóm phosphate này sẽ liên kết với chất cần được cung cấp năng lượng. Sau khi hoạt động chức năng, nhóm phosphate liên kết trở lại với ADP để hình thành ATP.
Câu hỏi 7 trang 65 Sinh học 10: 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.
Phương pháp giải:
Quan sát hình 13.3 và đưa ra câu trả lời.
Trả lời:
a) Quá trình (1) là sự giải phóng năng lượng.
Sai. Vì quá trình này ADP được chuyển hóa trở lại thành ATP, mà ATP có vai trò cung cấp năng lượng nên đây là quá trình tích lũy năng lượng.
b) Quá trình (2) là sự tích lũy năng lượng.
Sai. Vì trong quá trình này ATP bị phân giải và cung cấp năng lượng cho tế bào, do đó quá trình này là quá trình giải phóng năng lượng
Luyện tập trang 66 Sinh học 10: Tại sao ATP được gọi là "đồng tiền" năng lượng của tế bào?
Phương pháp giải:
Khi tế bào sử dụng ATP để cung cấp năng lượng, ATP sẽ bị phân giải tạo thành ADP (Adenosine diphosphate) và giải phóng một nhóm phosphate. Nhóm phosphate này sẽ liên kết với chất cần được cung cấp năng lượng.
Trả lời:
Sự phân giải các hợp chất dự trữ năng lượng cung cấp năng lượng cho sự hình thành liên kết giữa các gốc phosphate trong phân tử ATP. Vì vậy ATP đóng vai trò là "đồng tiền" năng lượng của tế bào.
III. Enzyme
Phương pháp giải:
Quan sát sự tương ứng giữa các phân tử enzyme và cơ chất và đưa ra câu trả lời.
Trả lời:
Mối liên kết giữa cơ chất và trung tâm hoạt động của enzyme: Cơ chất và trung tâm hoạt động của enzyme có sự tương ứng với nhau, mỗi enzyme có cấu trúc tương ứng với cấu trúc của cơ chất mà nó xúc tác.
Câu hỏi 9 trang 66 Sinh học 10: Thế nào là tính đặc hiệu của enzyme?
Phương pháp giải:
Quan sát sự tương ứng giữa các phân tử enzyme và cơ chất và đưa ra câu trả lời.
Trả lời:
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. Đặc tính tác dụng lựa chọn cao này gọi là tính đặc hiệu của enzyme.
Phương pháp giải:
Enzyme là chất xúc tác sinh học có vai trò làm tăng tốc độ phản ứng, nhờ đó các hoạt động sống được duy trì.
Trả lời:
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 hỏi 10 trang 67 Sinh học 10: Quan sát Hình 13.5, hãy mô tả cơ chế xúc tác của enzyme.
Phương pháp giải:
Quan sát sự thay đổi của cơ chất và sự liên kết của cơ chất với enzyme và đưa ra nhận xét.
Trả lời:
Cơ chế xúc tác của enzyme:
Giai đoạn 1: Trung tâm hoạt động gắn với cơ chất để tạo phức hợp enzyme cơ chất.
Khi cơ chất liên kết vào, trung tâm hoạt động sẽ thay đổi đôi hình dạng để khớp với cơ chất (mô hình “khớp cảm ứng) tạo thành phức hợp enzyme – cơ chất. Phức hợp này được tạo bởi các liên kết yếu, tạm thời nhằm tạo điều kiện cho sự biến đổi cơ chất nhanh chóng.
Giai đoạn 2: Enzyme tương tác với cơ chất để tạo ra sản phẩm.
Khi phức hệ enzyme – cơ chất được hình thành, enzyme tiến hành cắt các liên kết có trong cơ chất để tạo thành sản phẩm
Giai đoạn 3: Sản phẩm được giải phóng, enzyme tiếp tục liên kết với cơ chất để tạo sản phẩm.
Sản phẩm sau khi được tạo thành sẽ được giải phóng, enzyme sẽ tiếp tục gắn vào cơ chất khác để tiến hành biến đổi cơ chất.
Phương pháp giải:
Quan sát sự thay đổi của hoạt tính enzyme ở từng đồ thị
Trả lời:
- Khi tăng nhiệt độ và pH, tốc độ phản ứng tăng dần đến giá trị cực đại và đạt đỉnh tại nhiệt độ tối ưu, sau đó giảm dần về không.
- Khi tăng pH, tốc độ phản ứng tăng dần đến giá trị cực đại và đạt đỉnh tại pH tối ưu, sau đó giảm dần về không.
- Khi tăng nồng độ cơ chất, tốc độ phản ứng tăng dần đến giá trị cực đại và đạt đỉnh tại giá trị cực đại.
- Khi tăng nồng độ enzyme, hoạt tính enzyme tăng theo.
Câu hỏi 12 trang 68 Sinh học 10: 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.
Trả lời:
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.
Luyện tập trang 68 Sinh học 10: Hãy kể tên một số bệnh rối loạn chuyển hoá hiện nay do enzyme.
Phương pháp giải:
Khi một enzyme nào đó không được tổng hợp hoặc được tổng hợp nhưng mất hoạt tính sẽ làm ngừng quá trình chuyển hoá, cơ chất của enzyme đó bị tích luỹ hoặc có thể được chuyển hoá thành chất khác gây độc cho tế bào và cơ thể. Các bệnh liên quan đến enzyme được gọi là bệnh rối loạn chuyển hoá.
Trả lời:
Một số bệnh rối loạn chuyển hoá hiện nay do enzyme:
- Hội chứng Hunter, nguyên nhân là do sự thiếu hụt enzyme iduronate 2-sulfatase có vai trò trong phân giải một số chất hóa học.
- Bệnh loạn dưỡng chất nhược sắc do thiếu hụt enzyme phân giải sulfatide gây nên sự tích tụ chất béo (lipid) trong các tế bào, chủ yếu là tế bào não tủy sống và thần kinh ngoại biên.
- Bệnh Tay – sachs, do thiếu hụt enzyme giúp chuyển hóa chất béo ganglioside, làm tích tụ chất béo ở não.
Phương pháp giải:
Quan sát hình 13.8 và đưa ra nhận xét.
Trả lời:
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 (trang 68)
Bài 1 trang 68 Sinh học 10: Bản chất của men tiêu hoá là gì? Nó có tác động như thế nào đến cơ thể?
Phương pháp giải:
- Enzyme là chất xúc tác sinh học (có bản chất là protein) có vai trò làm tăng tốc độ phản ứng, nhờ đó các hoạt động sống được duy trì.
- Sinh vật cung cấp năng lượng thông qua chuyển hóa năng lượng từ thức ăn.
Trả lời:
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.
Phương pháp giải:
- Enzyme là chất xúc tác sinh học (có bản chất là protein) có vai trò làm tăng tốc độ phản ứng, nhờ đó các hoạt động sống được duy trì.
- Sinh vật cung cấp năng lượng thông qua chuyển hóa năng lượng từ thức ăn.
Trả lời:
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.
Phương pháp giải:
- Enzyme là chất xúc tác sinh học (có bản chất là protein) có vai trò làm tăng tốc độ phản ứng, nhờ đó các hoạt động sống được duy trì.
- Sinh vật cung cấp năng lượng thông qua chuyển hóa năng lượng từ thức ăn.
Trả lời:
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.
Lý thuyết Sinh học 10 Bài 13: Chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào
I. Năng lượng và chuyển hóa năng lượng
1. Các dạng năng lượng
Năng lượng là khả năng sinh công hay khả năng tạo nên sự chuyển động của vật chất. Năng lượng trong tế bào tồn tại ở nhiều dạng: hóa năng, nhiệt năng, điện năng và cơ năng.
Trong đó hóa năng là năng lượng chủ yếu trong tế bào, hóa năng là năng lượng dự trữ trong các liên ết hóa học.
2. Sự chuyển hóa năng lượng
Là sự biến đổi từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác.
Ví dụ: hóa năng chuyển hóa thành nhiệt năng (qua hô hấp tế bào), quang năng chuyển hóa thành hóa năng (qua quang hợp) ...
Sự chuyển hóa vật chất luôn đi kèm với sự chuyển hóa năng lượng.
II. ATP - đồng tiền năng lượng của tế bào
1. Cấu tạo và chức năng của ATP
Nguồn năng lượng phổ biến nhất cho các phản ứng hóa học của tế bào là ATP (adenosine triphosphate).
ATP là hợp chất mang năng lượng trong các liên kết cao năng giữa các gốc phosphate.
2. Quá trình tổng hợp và phân giải ATP
Tính chất quan trọng của ATP là dễ biến đổi thuận nghịch để giả phóng hoặc tích lũy năng lượng.
III. Enzyme
1. Khái niệm và cấu trúc của enzyme
Emzyme là chất xúc tác sinh học có bản chất là protein do tế bào tổng hợp. Enzyme chỉ đẩy nhanh tốc độ phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng.
Hầu hết enzyme được cấu tạo từ protein. Ngoài ra, một số enzyme có thêm cofactor (ion kim loại hoặc phân tử hữu cơ). Cofactor có thể liên kết tạm thời hoặc cố định với enzyme.
Mỗi enzyme có một trung tâm hoạt động - vị trí liên kết đặc hiệu với cơ chất (chất chịu tác động của enzyme) để xúc tác phản ứng diễn ra. Mỗi enzyme chỉ xúc tác cho một hoặc một nhóm phản ứng hóa học nhất định (tính đặc hiệu).
2. Cơ chế tác động của enzyme
Vùng trung tâm hoạt động của enzyme liên kết với cơ chất tương ứng và hình thành các liên kết để tạo ra phức hệ enzyme - cơ chất. Sau khi phản ứng hoàn thành, sản phẩm rời khỏi enzyme, enzyme có thể sử dụng lại.
3. Sự ảnh hưởng của các yếu tố đến hoạt tính của enzyme
Hoạt tính enzyme là tốc độ phản ứng xúc tác bởi enzyme và được đo bằng lượng cơ chất bị chuyển đổi trong một phút ở điều kiện tiêu chuẩn.
Nồng độ cơ chất không đổi, lượng enzyme tăng lên thì hiệu suất phản ứng tăng, đến khi biến đổi hết cơ chất.
Nếu lượng enzyme không đổi, tăng nồng độ cơ chất thì hiệu suất phản ứng sẽ tăng đến ngưỡng tất cả các enzyme đều hoạt động hết công suất.
Mỗi loại enzyme đều có khoảng pH phù hợp nhất để hoạt động hiệu quả, ngoài khoảng pH này enzyme không hoạt động (bất hoạt) hoặc giảm hoạt tính.
Mỗi loại enzyme chỉ hoặc đồng hiệu quả trong một khoảng nhiệt độ nhất định. Hầu hết enzyme trong cơ thể đều hoạt động tốt ở nhiệt độ 37 độ C.
4. Vai trò của enzyme
Sự xúc tác của enzyme làm tốc độ phản ứng tăng lên hàng triệu lần, nhờ đó hoạt động sống được duy trì. Enzyme có thể được điều chỉnh thông qua sự ức chế ngược.
Sơ đồ tư duy sự chuyển hóa năng lượng và enzyme:
Xem thêm các bài giải SGK Sinh học lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Bài 12: Thực hành: Sự vận chuyển các chất qua màng sinh chất
Bài 14: Thực hành: Một số thí nghiệm về enzyme
Bài 15: Tổng hợp các chất và tích lũy năng lượng
Bài 16: Phân giải các chất và giải phóng năng lượng
CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ DỊCH VỤ GIÁO DỤC VIETJACK
- Người đại diện: Nguyễn Thanh Tuyền
- Số giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh: 0108307822, ngày cấp: 04/06/2018, nơi cấp: Sở Kế hoạch và Đầu tư thành phố Hà Nội.
© 2021 Vietjack. All Rights Reserved.
