Bài tập file word sinh học 10 cánh diều Bài 10: Sự chuyển hóa năng lượng và enzyme

CHỦ ĐỀ 6: TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG Ở TẾ BÀO

BÀI 10 - SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG VÀ ENZYME

I. NHẬN BIẾT (6 câu)

Câu 1: Kể tên một số dạng năng lượng trong tế bào.

Trả lời:

 - Một số dạng năng lượng trong tế bào: năng lượng hóa học, năng lượng cơ học, năng lượng điện, năng lượng nhiệt.

 + Năng lượng hóa học là năng lượng dự trữ trong các liên kết hóa học.

 + Năng lượng cơ học, năng lượng điện, năng lượng nhiệt là các dạng năng lượng liên quan đến sự chuyển động của các phần tử vật chất.

 - Dạng năng lượng tồn tại chủ yếu trong tế bào là năng lượng hóa học.

Câu 2: Trình bày khái niệm, đặc điểm, vai trò của chuyển hóa năng lượng trong tế bào.

Trả lời:

 - Khái niệm: Sự chuyển hóa năng lượng trong tế bào có thể hiểu là quá trình biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác, từ năng lượng trong hợp chất này thành năng lượng trong hợp chất khác.

 - Đặc điểm: Sự chuyển hóa năng lượng luôn đi kèm với sự chuyển hóa vật chất (toàn bộ các phản ứng đều xảy ra đồng thời với chuyển hóa năng lượng).

 - Vai trò: Sự chuyển hóa năng lượng giúp cung cấp các dạng năng lượng cho tế bào sử dụng để thực hiện các hoạt động sống đảm bảo sự tồn tại, sinh trưởng, phát triển và sinh sản.

Câu 3: Nêu cấu tạo, chức năng, sự tổng hợp và phân giải ATP.

Trả lời:

 - Cấu tạo ATP: ATP gồm 3 thành phần cơ bản là phân tử adenine, phân tử đường ribose và 3 gốc phosphate. Trong đó, liên kết giữa các gốc phosphate là liên kết cao năng.

 - Sự tổng hợp và phân giải ATP:

 + Sự phân giải ATP: Để giải phóng năng lượng, liên kết giữa hai gốc phosphate của ATP bị phá vỡ tạo thành ADP và Pi. Năng lượng giải phóng ra được chuyển hóa trực tiếp cho các hoạt động cần năng lượng của tế bào.

 + Sự tổng hợp ATP: ATP được tái tổng hợp bằng cách nhóm Pi liên kết trở lại với ADP để hình thành ATP. Năng lượng cung cấp cho quá trình này được lấy từ sự phân giải các hợp chất dự trữ năng lượng trong tế bào.

 - Chức năng của ATP: ATP là “đồng tiền” năng lượng trong tế bào vì ATP dễ dàng giải phóng năng lượng cho tất cả các hoạt động sống cần năng lượng của tế bào như tổng hợp các chất hoá học cần thiết cho tế bào, vận chuyển chủ động các chất qua màng, sinh công cơ học.

Câu 4: Nêu khái niệm, đặc điểm của enzyme.

Trả lời:

 - Enzyme là chất xúc tác sinh học đặc hiệu làm tăng tốc độ phản ứng, không bị biến đổi khi kết thúc phản ứng.

 - Đặc điểm của enzyme:

 + Enzyme có thể làm tăng tốc độ phản ứng lên hàng trăm nghìn đến hàng triệu tỉ lần so với phản ứng không có enzyme xúc tác.

 + Enzyme có tính đặc hiệu với phản ứng và cơ chất (mỗi enzyme thường chỉ xúc tác cho 1 phản ứng với 1 cơ chất nhất định).

 + Các phản ứng do enzyme xúc tác thường diễn ra trong điều kiện phù hợp với sự sống về nhiệt độ, độ pH, áp suất.

 + Trong tế bào, các phản ứng thường diễn ra theo chuỗi với nhiều loại enzyme cùng phối hợp tham gia và các phản ứng được điều hòa nghiêm ngặt.

Câu 5: Nêu các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động xúc tác của enzyme.

Trả lời:

Hoạt tính của enzyme chịu ảnh hưởng bởi những yếu tố như nồng độ enzyme và cơ chất, độ pH, nhiệt độ, chất hoạt hóa và ức chế.

Câu 6: Trình bày cấu trúc và cơ chế tác động của enzyme.

Trả lời:

 - Cấu trúc hóa học của enzyme:

 + Hầu hết các enzyme có bản chất là protein.

 + Một số enzyme còn có thêm thành phần không phải là protein, được gọi là cofactor.

 - Cấu trúc không gian của enzyme: Mỗi enzyme có một trung tâm hoạt động. Trung tâm hoạt động của enzyme là vùng nhỏ có cấu trúc không gian tương ứng với cơ chất, liên kết đặc hiệu với cơ chất, làm biến đổi cơ chất.

 - Cơ chế tác động của enzyme:

 + Bước 1: Enzyme kết hợp với cơ chất bằng sự liên kết đặc hiệu (trung tâm hoạt động của enzyme có cấu hình không gian phù hợp với cơ chất) tạo nên phức hợp enzyme – cơ chất. Khi liên kết xảy ra thì trung tâm hoạt động thay đổi hình dạng để khớp với cơ chất.

 + Bước 2: Enzyme xúc tác cho phản ứng biến đổi cơ chất thành sản phẩm.

 + Bước 3: Sản phẩm được tạo thành tách khỏi enzyme. Sau khi phản ứng xảy ra, sản phẩm tạo thành sẽ có cấu hình không gian thay đổi và rời khỏi enzyme, enzyme trở lại hình dạng ban đầu sẵn sàng cho cơ chất mới.

II. THÔNG HIỂU (5 câu)

Câu 1: Vì sao ATP được coi là “đồng tiền” năng lượng của tế bào?

Trả lời:

Trong tế bào, ATP thường xuyên được sinh ra và ngay lập tức được sử dụng cho mọi hoạt động sống của tế bào, chính vì vậy, ATP được coi là “đồng tiền” năng lượng của tế bào.

Câu 2: Khi tăng nồng độ cơ chất, điều gì sẽ xảy ra?

Trả lời:

Khi tăng nồng độ cơ chất, tốc độ phản ứng sẽ tăng nhưng khi đạt đến trạng thái bão hòa cơ chất (khi tất cả các enzyme đều đã liên kết với cơ chất) thì tăng nồng độ cơ chất cũng không làm tăng tốc độ phản ứng.

Câu 3: Trong điều kiện nào, khi tăng nồng độ enzyme thì tốc độ phản ứng sẽ tăng?

Trả lời:

Trong điều kiện dư thừa cơ chất, khi tăng nồng độ enzyme thì tốc độ phản ứng sẽ tăng.

Câu 4: Khi tăng nhiệt độ thì tốc độ phản ứng sẽ thay đổi như thế nào?

Trả lời:

Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng sẽ tăng và đạt cao nhất ở nhiệt độ tối ưu. Nếu nhiệt độ tăng quá cao vượt qua nhiệt độ tối ưu thì tốc độ phản ứng sẽ giảm do enzyme sẽ bị thay đổi cấu trúc không gian và có thể dẫn đến mất hoạt tính hoàn toàn.

Câu 5: Khi tăng pH, tốc độ phản ứng tăng hay giảm?

Trả lời:

Khi tăng pH, tốc độ phản ứng sẽ tăng và đạt cao nhất ở độ pH tối ưu, vượt qua pH tối ưu thì tốc độ phản ứng sẽ giảm.

III. VẬN DỤNG (4 câu)

Câu 1: Lấy ví dụ về chất ức chế và chất hoạt hóa mà em biết.

Trả lời:

Ví dụ:

 - NaCl là chất hoạt hóa amylase.

 - Ion kim loại nặng, một số loại thuốc và sản phẩm của một số phản ứng (ức chế ngược).

Câu 2: Khi nhiệt độ tăng quá cao thì hoạt tính của enzyme bị ảnh hưởng như thế nào? Vì sao?

Trả lời:

 - Khi tăng nhiệt độ lên quá cao so với nhiệt độ tối ưu của một enzyme thì hoạt tính của enzyme bị giảm, thậm chí là mất hẳn hoạt tính.

 - Vì mỗi enzyme có một nhiệt độ tối ưu, tại đó enzyme có hoạt tính tối đa làm cho tốc độ phản ứng xảy ra nhanh nhất. Ngoài khoảng nhiệt độ đó, hoạt tính enzyme sẽ giảm, thậm chí mất hoàn toàn.

Câu 3: Vì sao khi nhai kĩ cơm thì ta thấy có vị ngọt?

Trả lời:

Khi ta nhai cơm lâu trong miệng thấy có cảm giác ngọt vì tinh bột trong cơm đã chịu tác dụng của enzyme amylase trong nước bọt và biến đổi một thành phần thành đường mantose, đường này đã tác động vào các gai vị giác trên lưỡi cho ta cảm giác ngọt.

Câu 4: Enzyme được ứng dụng như thế nào trong đời sống.

Trả lời:

 - Enzyme là sản phẩm được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất và đời sống của con người. Enzyme được sử dụng trong nông nghiệp, y dược và công nghiệp từ công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dệt, làm giấy, công nghiệp hoá chất, mĩ phẩm, bột giặt...

 - Ngoài ra enzyme còn được sử dụng trong nghiên cứu sinh học và y dược. Công nghệ gen đã sử dụng các enzyme restricaza và ligaza như dụng cụ cắt nối DNA tạo nên các gen tái tổ hợp. Enzyme DNA – polymeraza được sử dụng trong kĩ thuật PCR để nhân bản DNA. Một số enzyme được dùng để chẩn đoán bệnh và điều trị bệnh như các enzyme như urêaza, nuclêaza, asparaginaza...

IV. VẬN DỤNG CAO (2 câu)

Câu 1: Phân biệt coenzym và cofactor và nêu rõ vai trò của chúng trong phản ứng hóa học?

Trả lời:

 - Coenzym là hợp chất hữu cơ chỉ liên kết tạm thời với phần protein của enzym giúp cho enzym có hoạt tính xúc tác. Sau phản ứng nó có thể tách khỏi enzym và liên kết với 1 enzym khác.

 - Cofactor là thành phần vô của enzym, luôn liên kết với enzym và không bao giờ tách khỏi enzym.

 - Coenzym liên kết với vùng trung tâm hoạt động của enzym như một cơ chất và tham gia như một chất cho và nhận điện tử, H, chuyển các nhóm chức vào cơ chất của enzym giúp phản ứng dễ xảy ra.

 - Cofactor tham gia vào phản ứng oxi hóa khử (vi dự Fe-- Fe)

Câu 2: Vì sao trong quá trình chuyển hóa glucose, sự có mặt của cyanide có thể làm tế bào chết? Vì sao ở nồng độ thấp hơn nó dẫn đến chuyển hóa glucose thành lactate?

Trả lời:

 - Cyanide là chất ức chế không cạnh tranh đối với cytochrome trên chuỗi vận chuyển điện tử hô hấp, do vậy nó ức chế quá trình vận chuyển điện tử và khi hàm lượng vượt quá mức cho phép khiến nhiều tế bào không đủ cung cấp năng lượng cho hoạt động của mình sẽ chết

 - Ở nồng độ thấp hơn, chúng ức chế chuỗi vận chuyển điện tử, không tiêu thụ được NADH và FADH,, tế bảo chỉ có một lượng NAD, chất này cạn kiệt sẽ ức chế chu trình Crebs

 - Quá trình đường phân vẫn có thể xảy ra vì NADH mà nó tạo ra được dùng để chuyển hóa pyruvate thành lactate, thay vì tạo ra CO.