Mở đầu
Hoạt động Mở đầu SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 64): Tại sao khi hoạt động mạnh, thân nhiệt lại tăng cao hơn lúc bình thường?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
1. Các dạng năng lượng
Câu hỏi 1 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 64): Trong tế bào có những dạng năng lượng nào? Dạng năng lượng nào được tế bào sử dụng chủ yếu?Trả lời:
- Trong tế bào có nhiều dạng năng lượng khác nhau như: hóa năng, nhiệt năng, điện năng, cơ năng,…
- Dạng tế bào sử dụng chủ yếu là hóa năng, do các quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng của tế bào có bản chất là các phản ứng hóa học, trong đó, quá trình phân giải các chất sẽ giải phóng năng lượng tích lũy trong các liên kết hóa học.
2. Sự chuyển hóa năng lượng
Câu hỏi 2 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 64): Quan sát Hình 13.1 và cho biết:a, Năng lượng loài linh dương sử dụng lấy từ đâu ? Xác định dạng của năng lượng đó.
b, Khi linh dương chạy, năng lượng được biến đổi như thế nào ?
a, Năng lượng loài linh dương lấy từ thức ăn, nước uống của chúng. Hóa năng dự trữ trong các liên kết hóa học ở thức ăn của loài linh dương.
b, Khi linh dương chạy, năng lượng được biến đổi từ hóa năng thành động, nhiệt năng.
Luyện tập 1 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 65): Năng lượng được sinh vật lấy vào qua thức ăn có bị thất thoát không? Giải thích.
Trả lời:
Năng lượng được sinh vật lấy vào qua thức ăn 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. Phần thất thoát do rất nhiều nguyên nhân khách quan.
II. ATP - Đồng tiền năng lượng của tế bào
1. Cấu tạo và chức năng của ATP
Câu hỏi 3 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 65): Quan sát Hình 13.2, hãy nêu các thành phần cấu tạo của phân tử ATP.
- Các thành phần cấu tạo của phân tử ATP: ba nhóm phosphate, đường ribose và adenine.
Câu hỏi 4 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 65): Tại sao liên kết giữa các nhóm phosphate được gọi là liên kết cao năng?
Trả lời:
- Liên kết giữa các nhóm phosphate được gọi là liên kết cao năng vì khi liên kết này bị bẻ gãy sẽ giải phóng ra một lượng lớn năng lượng.
Câu hỏi 5 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 65): 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.
Trả lời:
- ATP được dùng để cung cấp năng lượng cho tất cả các hoạt động đã nêu.
2. Quá trình tổng hợp và phân giải ATP
Câu hỏi 6 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 65): Quan sát Hình 13.3, hãy mô tả quá trình tổng hợp và phân giải ATP
- Quá trình tổng hợp ATP: Một nhóm phosphate liên kết với ADP để hình thành nên ATP.
- Quá trình phân giải ATP: Khi tế bào sử dụng ATP để cung cấp năng lượng, ATP sẽ bị phân giải thành ADP và giải phóng một nhóm phosphate.
Câu hỏi 7 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 65): 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
Trả lời:
- Các nhận định của đề bài là sai. Quá trình (2) là sự giải phóng năng lượng vì liên kết cao năng bị bẻ gãy => giải phóng năng lượng. Còn quá trình (1) là sự tích lũy năng lượng vì liên kết cao năng được hình thành.
Luyện tập SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 66): Tại sao ATP được gọi là "đồng tiền" năng lượng của tế bào?
Trả lời:
ATP được gọi là “đồng tiền” năng lượng của tế bào là do:
- ATP có các liên kết phosphate cao năng dễ bị phá vỡ để giải phóng năng lượng → Điều đó giúp ATP đáp ứng được việc cung cấp năng lượng một cách nhanh chóng, kịp thời cho tế bào.
- Hầu hết các hoạt động sống của tế bào đều sử dụng năng lượng ATP.
III. Enzyme
1. Khái niệm và cấu trúc của enzyme
Câu hỏi 8 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 66): Quan sát Hình 13.4, em có thể rút ra kết luận gì về mối liên kết giữa cơ chất và trung tâm hoạt động của enzyme?
- Trên bề mặt của enzyme có vị trí để liên kết với cơ chất ( trung tâm hoạt động của enzyme). Tại đây cơ chất liên kết tạm thời với enzyme, nhờ đó phản ứng được xúc tác.
Câu hỏi 9 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 66): Thế nào là tính đặc hiệu của enzyme ?
Trả lời:
- Tính đặc hiệu của enzyme là mỗi enzyme chỉ có khả năng xúc tác cho một hoặc một số phản ứng nhất định. Tính đặc hiệu của enzyme là do enzyme chỉ tác động đến cơ chất có cấu hình không gian phù hợp với trung tâm hoạt động.
- Ví dụ: Enzyme saccharase chỉ xúc tác cho phản ứng thủy phân sucrose mà không xúc tác cho phản ứng thủy phân các đường đôi khác.
Luyện tập SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 66): Tại sao một số người mắc hội chứng không dung nạp lactose thì không thể tiêu hoá được sữa?
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.
2. Cơ chế tác động của enzyme
Câu hỏi 10 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 67): Quan sát Hình 13.5, hãy mô tả cơ chế xúc tác của enzyme.
Cơ chế xúc tác của enzyme:
- Cơ chất liên kết với trung tâm hoạt động của enzyme bằng các liên kết yếu và tạo thành phức hệ enzyme – cơ chất.
- Enzyme xúc tác biến đổi cơ chất để hình thành sản phẩm của phản ứng.
- Sau khi phản ứng hoàn thành, sản phẩm rời khỏi enzyme, enzyme trở về trạng thái ban đầu và có thể sử dụng trở lại.
3. Sự ảnh hưởng của các yếu tố đến hoạt tính của enzyme
Câu hỏi 11 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 67): Quan sát các đồ thị trong Hình 13.6, hãy rút ra nhận xét về sự ảnh hưởng của các yếu tố đến hoạt tính của enzyme.
Mỗi enzyme hoạt động tối ưu ở một số điều kiện cụ thể:
- Nhiệt độ: 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.
- Độ pH: Mỗi enzyme có hoạt tính tối đa ở một độ pH thích hợp, đa số là pH từ 6 đến 8.
- Nồng độ cơ chất: Với một lượng enzyme xác định, nếu tăng dần lượng cơ chất trong dung dịch thì lúc đầu hoạt tính của enzyme tăng, sau khi đạt trạng thái bão hòa, dù tăng nồng độ cơ chất thì hoạt tính của enzyme cũng không thay đổi.
- Nồng độ enzyme: Với một lượng cơ chất nhất định, khi nồng độ enzyme càng tăng thì hoạt tính enzyme cũng tăng theo.
4. Vai trò của enzyme
Câu hỏi 12 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 68): 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.
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 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 68): Hãy kể tên một số bệnh rối loạn chuyển hóa hiện nay do enzyme.
Trả lời:
Một số bệnh rối loạn chuyển hóa hiện nay do enzyme:
- Galactosemia: Là tình trạng suy giảm khả năng phân hủy đường galactose dẫn đến vàng da, nôn mửa và gan to sau khi trẻ sơ sinh bú sữa mẹ hoặc sữa công thức.
- Bệnh siro niệu: Là tình trạng thiếu hụt một loại enzyme có tên là BCKD gây ra sự tích tụ các amino aicd trong cơ thể dẫn đến tổn thương dây thần kinh và nước tiểu có mùi như siro.
- Bệnh Phenylketonuria (PKU): Là tình trạng cơ thể thiếu hụt enzyme phenylalanine hydroxylase dẫn đến lượng phenylalanine trong máu cao dẫn đến khuyết tật trí tuệ nếu tình trạng không được phát hiện và điều trị.
- Bệnh tay – Sachs: Là tình trạng cơ thể thiếu hụt enzyme hexosaminidase A nên không phân hủy được lipid dẫn đến lipid tích tụ quá mức trong não.
Vận dụng SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 68): Hãy xác định chất nào sẽ bị dư thừa trong sơ đồ mô tả con đường chuyển hóa giả định sau (trong trường hợp chất I và D dư thừa trong tế bào).
- 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
Bài tập 1 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 68): Bản chất của men tiêu hoá là gì? Nó có tác động như thế nào đến cơ thể?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.
Bài tập 2 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 68): Tại sao cơ thể động vật có thể tiêu hóa được rơm, cỏ, củ,… có thành phần là tinh bột và cellulose, trong khi con người có thể tiêu hóa được tinh bột nhưng lại không thể tiêu hóa được cellulose?
Trả lời:
- Trong cơ thể động vật ăn cỏ, có cả enzyme amylase trong ống tiêu hóa và enzyme cellulase do vi sinh vật cộng sinh trong ống tiêu hóa tiết ra nên chúng có khả năng tiêu hóa cả tinh bột lẫn cellulose.
- Ở người chỉ có enzyme amylase trong ống tiêu hóa mà không có enzyme cellulase nên chỉ tiêu hóa được tinh bột mà không tiêu hóa được cellulose.
Bài tập 3 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 (trang 68): Móng giò hầm đu đủ xanh là một món ăn không chỉ thơm ngon, bổ dưỡng mà còn giúp các bà mẹ sau sinh có nhiều sữa. Một điều thú vị hơn là khi hầm móng giò với đu đủ xanh thì móng giò sẽ mềm hơn so với khi hầm với các loại rau, củ khác. Nguyên nhân nào dẫn đến hiện tượng trên?
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.