Giải Sinh Học 10 trang 84

Lời giải chi tiết SGK Lớp 10 · Môn Sinh Há»c · Trang 84–85

Hai trang này thuộc bài 13 (Khái quát về chuyển hoá vật chất và năng lượng) trong Sinh học 10. Mình sẽ tóm tắt lý thuyết rồi giải toàn bộ câu hỏi nhé.

Tóm tắt lý thuyết

Phần 4 – Điều hoà quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng thông qua enzyme:

Enzyme làm tăng tốc độ phản ứng hoá học, tức tăng tốc độ chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tế bào.
Tế bào điều chỉnh tốc độ chuyển hoá bằng cách điều chỉnh hoạt tính enzyme qua các chất hoạt hoá và ức chế.
Ức chế ngược (H 13.7): khi sản phẩm cuối của chuỗi chuyển hoá tạo ra đủ nhu cầu, nó quay lại liên kết và ức chế enzyme đầu chuỗi → làm enzyme mất khả năng liên kết với cơ chất → dừng tổng hợp sản phẩm.
Enzyme thường được định vị ở những vùng/bào quan có điều kiện thích hợp để hoạt động tối ưu. Ví dụ: enzyme trong lysosome bất hoạt ở pH bình thường, chỉ hoạt hoá khi bơm H⁺ vào làm giảm pH.
Việc sắp xếp enzyme theo trình tự trong chuỗi giúp sản phẩm phản ứng trước làm cơ chất cho phản ứng sau, tăng hiệu quả chuyển hoá.

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM (Trang 83)

Câu 1

Đề: Quan sát hình 13.2 và cho biết: Enzyme là gì? Nêu cấu trúc, cơ chế tác động và vai trò của enzyme trong quá trình chuyển hoá năng lượng.

Trả lời:

Khái niệm: Enzyme là chất xúc tác sinh học được tổng hợp trong tế bào sống, có tác dụng làm giảm năng lượng hoạt hoá, giúp phản ứng xảy ra nhanh trong điều kiện sinh lí bình thường của cơ thể.
Cấu trúc: Bản chất là protein (hoặc protein kết hợp với thành phần khác). Mỗi enzyme có một trung tâm hoạt động – nơi liên kết với cơ chất có cấu hình không gian tương ứng.
Cơ chế tác động: Enzyme liên kết với cơ chất tại trung tâm hoạt động tạo phức hợp enzyme–cơ chất → biến đổi cơ chất thành sản phẩm → giải phóng sản phẩm và enzyme được tái sử dụng. Enzyme có tính đặc hiệu cao (mỗi enzyme thường chỉ xúc tác cho một hoặc một nhóm phản ứng nhất định).
Vai trò: Làm tăng tốc độ phản ứng, nhờ đó điều hoà và đảm bảo quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng diễn ra nhịp nhàng, phù hợp với nhu cầu của tế bào.

Câu 2

Đề: Hoạt tính của enzyme chịu ảnh hưởng của những yếu tố nào và chúng có tác động như thế nào đến hoạt tính của enzyme?

Trả lời:

Yếu tố	Tác động đến hoạt tính enzyme
Nhiệt độ	Mỗi enzyme có nhiệt độ tối ưu. Dưới mức tối ưu, tăng nhiệt độ thì hoạt tính tăng; quá cao thì enzyme bị biến tính, mất hoạt tính.
Độ pH	Mỗi enzyme hoạt động tốt ở một khoảng pH thích hợp; pH quá cao hoặc quá thấp làm giảm hoặc mất hoạt tính.
Nồng độ cơ chất	Khi nồng độ cơ chất tăng, hoạt tính tăng đến khi tất cả trung tâm hoạt động bão hoà thì không tăng nữa.
Nồng độ enzyme	Nồng độ enzyme càng cao (đủ cơ chất) thì tốc độ phản ứng càng nhanh.
Chất hoạt hoá / ức chế	Chất hoạt hoá làm tăng, chất ức chế làm giảm hoạt tính enzyme.

Câu 3

Đề: Tế bào có thể điều hoà quá trình chuyển hoá vật chất thông qua điều khiển hoạt tính của enzyme bằng những yếu tố nào? Giải thích.

Trả lời:

Tế bào điều hoà chủ yếu thông qua các chất hoạt hoá và chất ức chế enzyme.
Cơ chế ức chế ngược: khi sản phẩm của chuỗi chuyển hoá được tạo ra đủ nhu cầu, sản phẩm này quay lại liên kết với enzyme đầu chuỗi, làm enzyme thay đổi cấu hình và mất khả năng liên kết với cơ chất → dừng tổng hợp. Khi sản phẩm được sử dụng hết, enzyme lại hoạt động trở lại.
Nhờ đó tế bào tổng hợp sản phẩm vừa đủ, tránh lãng phí nguyên liệu và năng lượng.

Câu 4

Đề: Giải thích vì sao 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.

Trả lời:

Enzyme bản chất là protein, hoạt tính phụ thuộc vào cấu hình không gian của trung tâm hoạt động.
Khi nhiệt độ vượt quá mức tối ưu, các liên kết yếu duy trì cấu trúc không gian (liên kết hydrogen…) bị phá vỡ → protein bị biến tính, trung tâm hoạt động thay đổi hình dạng.
Trung tâm hoạt động không còn khớp với cơ chất nên enzyme không xúc tác được nữa → hoạt tính giảm hoặc mất hẳn (biến tính thường không hồi phục).

KIẾN THỨC CỐT LÕI (Trang 84)

Tóm tắt các ý chính:

Hoá năng là dạng năng lượng chính được tích luỹ và sử dụng cho hoạt động sống của tế bào.
Chuyển hoá năng lượng là sự chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác, luôn đi kèm chuyển hoá vật chất.
ATP gồm 3 thành phần: adenine, đường ribose và 3 gốc phosphate; dự trữ năng lượng ngắn hạn.
Enzyme là chất xúc tác sinh học, làm giảm năng lượng hoạt hoá.
Mỗi enzyme có một trung tâm hoạt động, mang tính đặc hiệu.
Hoạt tính enzyme chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, nồng độ cơ chất, nồng độ enzyme và các chất điều hoà.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG (Trang 84)

Câu 1

Đề: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về phân tử ATP?

A. Phân tử ATP có cấu tạo từ ba thành phần cơ bản: adenine, đường deoxyribose và muối phosphate.
B. Trong phân tử ATP, các gốc phosphate liên kết rất chặt chẽ với nhau bằng liên kết cộng hoá trị.
C. Mỗi phân tử ATP có ba gốc phosphate liên kết với nhau tạo nên ba liên kết cao năng.
D. ATP liên tục được tổng hợp, vận chuyển và sử dụng trong tế bào sống.

Đáp án: D

Giải thích từng phương án:

A sai: ATP chứa đường ribose chứ không phải deoxyribose; thành phần là adenine, ribose và 3 gốc phosphate.
B sai: Các gốc phosphate liên kết với nhau bằng liên kết cao năng – đây là liên kết kém bền (dễ bị phá vỡ để giải phóng năng lượng), không phải liên kết "rất chặt chẽ".
C sai: 3 gốc phosphate liên kết với nhau chỉ tạo nên 2 liên kết cao năng (giữa gốc 1–2 và gốc 2–3), không phải ba.
D đúng: ATP được ví như "đồng tiền năng lượng", được tổng hợp – sử dụng – tái tạo liên tục trong tế bào.

Câu 2

Đề: Phân tích sự phù hợp giữa cấu tạo và chức năng của phân tử ATP.

Trả lời:

ATP gồm adenine + đường ribose + 3 gốc phosphate.
Hai liên kết giữa các gốc phosphate là liên kết cao năng, mang nhiều năng lượng nhưng kém bền nên dễ bị phá vỡ → giải phóng năng lượng nhanh chóng để cung cấp ngay cho hoạt động của tế bào.
Khi mất 1 gốc phosphate: ATP → ADP + Pi + năng lượng; phản ứng này thuận nghịch nên ADP dễ dàng nhận lại gốc phosphate để tái tạo ATP.

→ Cấu tạo có liên kết cao năng dễ thuỷ phân và tái tạo phù hợp với chức năng dự trữ và cung cấp năng lượng ngắn hạn, đáp ứng tức thời nhu cầu của tế bào.

Câu 3

Đề: Tế bào nhân thực được chia thành nhiều xoang tách biệt bởi hệ thống nội màng và các bào quan có màng bao bọc, điều này có ý nghĩa gì trong hoạt động của enzyme và quá trình chuyển hoá năng lượng trong tế bào? Giải thích.

Trả lời:

Việc phân chia thành nhiều xoang tạo ra các môi trường riêng biệt (pH, nồng độ chất, điều kiện…) phù hợp tối ưu cho từng nhóm enzyme khác nhau hoạt động.
Nhờ đó nhiều quá trình chuyển hoá khác nhau, thậm chí ngược chiều nhau, có thể diễn ra đồng thời mà không cản trở nhau.
Các enzyme của một chuỗi chuyển hoá được định vị theo trình tự trong cùng bào quan → sản phẩm phản ứng trước làm cơ chất cho phản ứng sau, tăng hiệu quả và tốc độ chuyển hoá, giảm ảnh hưởng của môi trường.
Ngăn các enzyme thuỷ phân (ví dụ trong lysosome) tiếp xúc và phá huỷ thành phần tế bào.

Câu 4

Đề: Dựa vào thành phần cấu tạo và cơ chế điều hoà quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng của enzyme, hãy giải thích vì sao trong trồng trọt và chăn nuôi, muốn thu được năng suất cao, con người phải chú ý bổ sung đầy đủ các nguyên tố khoáng vi lượng, vitamin vào chế độ dinh dưỡng cho cây trồng và vật nuôi.

Trả lời:

Nhiều enzyme cần thành phần phụ để hoạt động: cofactor (thường là các nguyên tố khoáng vi lượng như Fe, Cu, Zn, Mn…) và coenzyme (nhiều coenzyme có nguồn gốc từ vitamin).
Nếu thiếu các nguyên tố khoáng vi lượng và vitamin → enzyme không được hoạt hoá đầy đủ → các phản ứng chuyển hoá vật chất và năng lượng bị giảm hoặc đình trệ.
Hậu quả: cây trồng, vật nuôi sinh trưởng kém, chậm phát triển, năng suất thấp.

→ Vì vậy cần bổ sung đầy đủ khoáng vi lượng và vitamin để enzyme hoạt động tối ưu, quá trình chuyển hoá diễn ra hiệu quả, từ đó nâng cao năng suất.

Chế độ đọc sách →