Bài tập file word sinh học 10 chân trời Bài 13: Chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào

CHƯƠNG III: TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG Ở TẾ BÀO

BÀI 13 - CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO

I. NHẬN BIẾT (5 câu)

Câu 1: Trong tế bào, năng lượng tồn tại dưới dạng nào?

Trả lời:

-      Trong tế bào, năng lượng tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau:

+      Hóa năng: là dạng năng lượng dự trữ trong các liên kết hóa học.

+      Nhiệt năng: sinh ra trong quá trình chuyển hóa chất giúp duy trì nhiệt độ cho cơ thể.

+      Điện năng: tạo ra khi có sự chênh lệch nồng độ các ion trái dấu ở hai phía của màng tế bào.

+      Cơ năng: sinh ra trong quá trình co cơ, vận động của các cơ quan hay sự di chuyển của các chất.

-      Trong các dạng năng lượng, hóa năng là dạng năng lượng chủ yếu được sử dụng cho các hoạt động sống của tế bào.

Câu 2: Nêu khái niệm của sự chuyển hóa năng lượng.

Trả lời:

-      Sự chuyển hóa năng lượng là sự biến đổi từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác.

-      Trong tế bào, sự chuyển hóa vật chất luôn đi kèm với sự chuyển hóa năng lượng.

Câu 3: ATP có cấu tạo và chức năng gì? Trình bày quá trình tổng hợp và phân giải ATP.

Trả lời:

-      Cấu tạo: Adenosine triphosphate (ATP) gồm 3 nhóm phosphate, đường ribose và bazo nito Adenine.

-      Chức năng: ATP cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của tế bào.

-      Quá trình tổng hợp và phân giải ATP: ATP dễ biến đổi thuận nghịch để giải phóng hoặc tích lũy năng lượng:

+      Khi tế bào sử dụng ATP để cung cấp năng lượng, ATP sẽ bị phân giải tạo thành ADP 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 này sẽ liên kết trở lại với ADP để tạo thành ATP.

Câu 4: Nêu khái niệm, đặc điểm, cấu trúc, cơ chế và vai trò của enzyme.

Trả lời:

-      Khái niệm: 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.

-      Đặc điểm: Enzyme chỉ đẩy nhanh tốc độ phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng.

-      Cấu trúc:

+      Bản chất là protein.

+      Trên bề mặt enzyme có vị trí để liên kết với cơ chất gọi là trung tâm hoạt động. Trung tâm hoạt động của enzyme có cấu trúc không gian phù hợp với cấu hình không gian của cơ chất.

-      Phân loại: Dựa vào cấu trúc, enzyme gồm hai loại:

+      Enzyme chỉ có thành phần là protein.

+      Enzyme có thành phần là protein liên kết với chất không phải protein (cofactor). Trường hợp cofactor là chất hữu cơ thì được gọi là coenzyme.

-      Cơ chế tác động:

+      Vùng trung tâm hoạt động của mỗi enzyme sẽ có cấu cấu hình không gian phù hợp với cấu trúc của cơ chất mà nó xúc tác theo mô hình “khớp cảm ứng”.

+      Cơ chất liên kết với trung tâm hoạt động của enzyme bằng các liên kết tạo phức hợp enzyme - cơ chất.

+      Enzyme xúc tác phản ứng biến đổi cơ chất để hình thành sản phẩm của phản ứng.

+      Khi kết thúc phản ứng, sản phẩm rời khỏi enzyme, enzyme được trở về trạng thái ban đầu và có thể sử dụng lại.

-      Vai trò:

+      Tăng tốc độ phản ứng.

+      Tế bào có thể điều chỉnh quá trình chuyển hóa vật chất để thích ứng với môi trường thông qua điều chỉnh hoạt tính của enzyme nhờ sự thay đổi các yếu tố ảnh hưởng hoặc được điều chỉnh thông qua sự ức chế ngược (sản phẩm quay lại ức chế hoạt tính của enzyme).

+      Khi một enzyme không được tổng hợp hoặc được tổng hợp nhưng mất hoạt tính sẽ làm ngưng quá trình chuyển hóa cơ chất tương ứng, gây nên các bệnh rối loạn chuyển hóa.

Câu 5: Nêu khái niệm hoạt tính của enzyme. Những yếu tố nào có thể ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme?

Trả lời:

-      Khái niệm hoạt tính của enzyme: Là tốc độ phản ứng được xúc tác bởi enzyme đó và được đo bằng lượng sản phẩm hình thành sau phản ứng.

-      Hoạt tính của enzyme bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố:

+      Nhiệt độ: Mỗi enzyme hoạt động ở một khoảng nhiệt độ nhất định, ngoài khoảng nhiệt độ này, enzyme mất dần hoạt tính.

+      Độ pH: Độ pH môi trường cũng gây ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme, mỗi loại enzyme thích hợp hoạt động trong giới hạn pH nhất định.

+      Nồng độ cơ chất: Khi nồng độ cơ chất tăng thì hoạt tính của enzyme cũng tăng theo. Nhưng khi đạt đến trạng thái bão hòa, dù tăng nồng độ cơ chất thì hoạt tính enzyme cũng không đổi.

+      Chất hoạt hóa và chất ức chế: Chất hoạt hóa làm tăng hoạt tính của enzyme, chất ức chế làm giảm hoạt tính của enzyme..

II. THÔNG HIỂU (4 câu)

Câu 1: Vì sao ATP được coi là hợp chất mang năng lượng?

Trả lời:

ATP là hợp chất mang năng lượng do các nhóm phosphate chứa liên kết cao năng. Khi các liên kết cao năng là loại liên kết khi bẻ gãy sẽ giải phóng một lượng lớn năng lượng.

Câu 2: Quá trình chuyển hóa vật chất và sự chuyển đổi năng lượng mối quan hệ như thế nào?

Trả lời:

Mối quan hệ giữa chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào: Quá trình chuyển hóa vật chất luôn đi kèm với sự chuyển đổi năng lượng.

-      Trong tế bào, năng lượng được tích lũy chủ yếu trong các liên kết hóa học của các chất (vật chất). Khi năng lượng thay đổi thì thành phần cấu trúc của vật chất cũng thay đổi và ngược lại.

-      Các phản ứng hóa học trong tế bào và cơ thể cũng luôn có sự biến đổi về vật chất kèm theo sự biến đổi về năng lượng: Các phản ứng tổng hợp các chất (đồng hóa) cần tiêu tốn năng lượng. Các phản ứng phân giải các chất (dị hóa) kèm theo giải phóng năng lượng.

Câu 3: Vì sao enzyme có tính đặc hiệu?

Trả lời:

Mỗi enzyme thường có một trung tâm hoạt động, là một vùng cấu trúc không gian đặc biệt có khả năng liên kết đặc hiệu với cơ chất. Trung tâm hoạt động phải có cấu hình không gian phù hợp với cơ chất → Mỗi enzyme chỉ có thể tác động lên một hay một số chất có cấu hình không gian tương ứng (tính đặc hiệu của enzyme).

Câu 4: Nếu tế bào không có các enzyme thì điều gì sẽ xảy ra?

Trả lời:

Nếu tế bào không có các enzyme thì không thể duy trì các hoạt động sống do tốc độ các phản ứng sinh hóa xảy ra quá chậm hoặc để phản ứng xảy ra thì năng lượng hoạt hóa đòi hỏi sẽ rất cao khiến tổn thương và gây chết tế bào.

III. VẬN DỤNG (4 câu)

Câu 1: Vì sao khi gia tăng về nồng độ cơ chất đến mức nhất định cũng không làm tăng hoạt tính của enzyme?

Trả lời:

Với một lượng enzyme không đổi, nếu tăng dần lượng cơ chất trong dung dịch thì thoạt đầu hoạt tính của enzyme tăng dần, nhưng đến một lúc đó thì sự gia tăng về nồng độ cơ chất cũng không làm tăng hoạt tính của enzyme do lượng enzyme có trong môi trường đã hoạt động tối đa.

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: Khi vận động, năng lượng được biến đổi như thế nào?

Trả lời:

Khi vận động, năng lượng được biến đổi từ hóa năng thành động, nhiệt năng.

Câu 4: Năng lượng chuyển hóa từ thức ăn thức ăn có bị thất thoát không? Vì sao?

Trả lời:

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.

IV. VẬN DỤNG CAO (2 câu)

Câu 1: Vì sao enzyme bị biến tính sẽ mất hoạt tính xúc tác? Khi tế bào không sản xuất một enzyme nào đó hoặc enzyme đó bị bất hoạt thì sinh vật sẽ gặp phải vấn đề gì?

Trả lời:

-      Khi enzyme bị biến tính, chúng mất cấu trúc không gian, do đó enzyem không còn trung tâm hoạt tính. Vì vậy, chúng không thể liên kết với cơ chất để tạo nên phức hợp enzyme – cơ chất.

-      Khi tế bào không sản xuất một enzyme nào đó hoặc enzyme đó bị bất hoạt thì các sản phẩm cần thiết cho hoạt động sống của tế bào không được tổng hợp. Mặt khác, cơ chất của enzyme đó được tích lũy lại và gây độc cho tế bào hoặc chuyển hóa theo con đường phụ thành các chất độc cho tế bào. Khi đó, sinh vật sẽ rối loạn chuyển hóa và mắc bệnh.

Câu 2: So sánh enzyme với chất xúc tác hoá học khác để thấy được enzyme vượt trội hơn chất xúc tác hoá học thông thường?

Trả lời:

-      Giống nhau: Đều là chất xúc tác nên chúng tuân theo quy luật chung: không mất đi trong quá trình phản ứng, không làm ảnh hưởng đến cân bằng của phản ứng mà chỉ giúp cho phản ứng đạt cân bằng nhanh hơn bằng cách giảm năng lượng hoạt hoá.

-      Khác nhau:

+      Enzyme phần lớn chỉ hoạt động trong khoảng nhiệt độ hẹp trong khi chất xúc tác thông thường có thể hoạt động trong nhiều điều kiện nhiệt độ khác nhau.

+      Enzyme có tính đặc hiệu cao. Mỗi enzyme chỉ xúc tác cho 1 hoặc 1 vài cơ chất, trong khi chất xúc tác hoá học tính đặc hiệu không cao.

+      Enzyme có hiệu quả xúc tác rất cao, cao hơn hẳn chất xúc tác hoá học thông thường.

+      Enzyme còn có thể được điều hoà bằng các chất ức chế hoặc hoạt hoá hoặc bằng quá trình thụ động như điều hoà ngược âm tính, chất xúc tác hoá học không có đặc tính này.