Hoạt động mở đầu: Vận động viên cử tạ (hình 11.1) tiêu tốn rất nhiều năng lượng cho mỗi lần nâng tạ. Năng lượng đó có nguồn gốc từ đâu và được giải phóng nhờ quá trình nào?
Trả lời:
Năng lượng đó có nguồn gốc từ các tế bào trong cơ thể, được giải phóng nhờ quá trình chuyển hóa năng lượng.
I. TỔNG HỢP CÁC CHẤT VÀ TÍCH LŨY NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO
Câu hỏi 1. Nêu khái niệm tổng hợp các chất trong tế bào và ý nghĩa của quá trình tổng hợp đối với sinh vật.
Trả lời:
- Tổng hợp các chất trong tế bào là quá trình chuyển hoá những chất đơn giản thành những chất phức tạp diễn ra trong tế bào với sự xúc tác của enzyme.
- Đây là quá trình hình thành các chất để xây dựng tế bào, đồng thời tích luỹ năng lượng cho tế bào.
Luyện tập 1. Có phải tất cả các sinh vật đều thực hiện được hai giai đoạn tổng hợp không? Lấy ví dụ.
Trả lời:
1. Quang tổng hợp
Câu hỏi 2. Nêu khái niệm, ý nghĩa của quá trình quang tổng hợp.
Trả lời:
- Khái niệm: Quang tổng hợp (quang hợp) là quá trình tế bào sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ.
- Ý nghĩa: Quang hợp có vai trò chuyển năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học tích lũy trong hợp chất hữu cơ và giải phòng O2 vào khí quyển. Sản phẩm của quá trình quang hợp là nguyên liệu cho các quá trình tổng hợp khác, đồng thời là nguồn cung cấp năng lượng cho tế bào.
Câu hỏi 3. Quang tổng hợp ở thực vật diễn ra ở bào quan nào của tế bào và gồm những pha nào?
Trả lời:
Quang tổng hợp ở thực vật diễn ra ở lục lạp, được chia thành 2 pha:
+ pha phụ thuộc ánh sáng
+ pha không phụ thuộc ánh sáng.
Câu hỏi 4. Cho biết vị trí, nguyên liệu, sản phẩm của pha sáng.
Trả lời:
|
Vị trí |
xảy ra ở màng thylakoid của lục lạp |
|
Nguyên liệu |
H2O, NADP+, ADP. |
|
Sản phẩm |
O2, ATP, NADPH. |
Câu hỏi 5. Năng lượng ánh sáng được chuyển hóa như thế nào trong pha sáng?
Trả lời:
Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được hấp thụ và chuyển thành dạng năng lượng trong các liên kết hóa học của ATP và NADPH.
Quá trình hấp thụ năng lượng ánh sáng thực hiện được nhờ hoạt động của các phân tử sắc tố quang hợp.
Câu hỏi 6. Các yếu tố nào của môi trường sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của pha sáng?
Trả lời:
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của pha sáng là ánh sáng, nhiệt độ của môi trường, nồng độ CO2 trong không khí.
Câu hỏi 7. Hãy cho biết nguyên liệu của chu trình Calvin. Các nguyên liệu đó đã được sử dụng để tổng hợp chất hữu cơ như thế nào?
Trả lời:
- Nguyên liệu của chu trình Calvin là CO2, ATP và NADPH.
- Trong chu trình này, ATP và NADPH cung cấp năng lượng và điện tử tham gia khử phân tử CO2 thành C6H12O6. Chất kết hợp với CO, đầu tiên là ribulose bisphosphate (RuBP) và tạo ra 3-phosphoglycerate (3PG). Hợp chất ba carbon được tạo ra đầu tiên nên chu trình này còn có tên gọi khác là chu trình C3. Tiếp theo, 3PG được khử thành glyceraldehyde 3-phosphate (G3P) với sự tham gia của ATP và NADPH được tạo ra từ pha sáng. Một phần G3P sẽ được sử dụng cho tái tạo RuBP, phần G3P còn lại sẽ được sử dụng trong tổng hợp glucose.
Câu hỏi 8. Vì sao glucose được tạo ra từ quá trình quang hợp cần thiết cho tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ của tế bào?
Trả lời:
Vì glucose tạo ra trong quang hợp sẽ cung cấp mạch "xương sống" carbon trong tổng hợp nhiều chất hữu cơ khác cho tế bào như amino acid, acid béo,...
Vận dụng 1. Trình bày vai trò của quang hợp đối với sinh giới.
Trả lời:
Quá trình quang hợp đóng vai trò quan trọng đối với sự sống của các sinh vật trên Trái Đất. Đây là nguồn duy nhất tạo ra năng lượng nuôi sống các sinh vật, giúp cân bằng lượng O2, CO2 có trong khí quyển. Các chức năng chính của quan hợp là:
– Tổng hợp chất hữu cơ. Sản phẩm của quang hợp tạo ra nguồn chất hữu cơ làm thức ăn cho mọi sinh vật, là nguyên liệu cho công nghiệp và làm ra thuốc chữa bệnh cho con người.
– Cung cấp năng lượng. Năng lượng trong ánh sáng mặt trời được hấp thụ và chuyển thành hóa năng trong các liên kết hóa học. Đây là nguồn cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sống của các sinh vật.
– Cung cấp O2. Quá trình quang hợp ở cây xanh hấp thụ khí CO2 và giải phóng khí O2 giúp điều không khí, giảm hiệu ứng nhà kính đem lại không khí trong lành cho Trái Đất và cung cấp dưỡng khí cho các sinh vật khác.
Vận dụng 2. Tìm hiểu những biện pháp tác động để tăng hiệu quả của quá trình quang hợp ở cây trồng.
Trả lời:
Để tăng hiệu quả của quá trình quang hợp ở cây trồng cần điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng qua hợp của chúng như ánh sáng, nước, nhiệt độ, nồng độ CO2, nồng độ các chất khoáng.
- Ánh sáng: Ánh sáng ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của cây trồng ở 2 mặt cường độ và cường phổ ánh sáng. Cường độ ánh sáng ở mức bão hòa và bước sóng dài là điều kiện tốt nhất cho cường độ quang hợp cực đại.
- Nước: Cây thiếu nước sẽ có làm giảm chức năng quang hợp. => Cần cung cấp đủ nước cho cây.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ thay đổi làm ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của cây => Cần đặt cây trồng trong môi trường có nhiệt độ phù hợp.
- Nồng độ CO2: nồng độ CO2 càng cao, thực vật càng dễ dàng quang hợp.
- Nồng độ các chất khoáng: Cây được cung cấp đầy đủ các chất khoáng cần thiết sẽ tăng khả năng hình thành diệp lục, các enzim hỗ trợ quá trình quang hợp.
Luyện tập 2. Hãy lựa chọn thông tin phù hợp để hoàn thành bảng 11.1.
Trả lời:
|
|
Pha sáng |
Chu trình Calvin |
|
Nơi xảy ra |
Màng thylakoid của lục lạp
|
Chất nền của lục lạp |
|
Nguyên liệu |
H2O, NADP+, ADP
|
CO2, ATP và NADPH
|
|
Sản phẩm |
O2, ATP, NADPH
|
C6H12O6, ADP, NADP |
|
Phương trình tổng quát |
NLAS + H2O + ADP + Pi + NADP+ —> ATP + NADPH + H++ 1/2O2 |
6CO2 + 12NADPH2 + 18ATP → C6H12O6 +18ADP + 18Pi +12NADP+
|
Bài tập & Lời giải
2. Hóa tổng hợp và quang khử
Câu hỏi 9. Nêu điểm giống và khác nhau giữ quang tổng hợp và hóa tổng hợp.
Câu hỏi 10. Quang khử và quang tổng hợp giống và khác nhau ở những điểm nào?
3. Tổng hợp các phân tử lớn trong tế bào
Câu hỏi 11. Các phân tử lớn như protein, lipid, tinh bột, cellulose, glycogen được tế bào tổng hợp có vai trò gì?
Xem lời giải
II. PHÂN GIẢI CÁC CHẤT VÀ GIẢI PHÒNG NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO
Câu hỏi 12. Nêu khái niệm phân giải các chất trong tế bào. Quá trình phân giải có ý nghĩa gì đối với tế bào?
1. Hô hấp tế bào
Câu hỏi 13. Hô hấp tế bào là gì? Hô hấp tế bào diễn ra ở đâu và gồm những giai đoạn nào?
Câu hỏi 14. Nêu ý nghĩa của hô hấp tế bào.
Luyện tập 3. Quan sát hình 11.7, nhận xét số phân tử năng lượng được tạo ra ở mỗi giai đoạn trong hô hấp tế bào.
Câu hỏi 15. Đường phân diễn ra ở đâu và hình thành nên các sản phẩm nào?
Câu hỏi 16. Giai đoạn oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs diễn ra ở đâu và có những sản phẩm nào được hình thành?
Câu hỏi 17. Chuỗi truyền electron diễn ra ở đâu? Năng lượng được giải phóng trong chuỗi truyền electron được sử dụng để làm gì?
Câu hỏi 18. Nêu vai trò của oxygen trong chuỗi truyền electron.
Vận dụng 3. Tại sao khi tập thế dục hoặc lao động nặng thì chúng ta lại thở mạnh?
Luyện tập 4. Hãy lựa chọn thông tin phù hợp để hoàn thành bảng 11.2.
2. Lên men
Câu hỏi 19. Khi trong tế bào không có O2, glucose sẽ được chuyến hoá như thế nào?
Vận dụng 4. Giải thích vì sao khi muối chua rau quả (lên men lactic) người ta thường đổ ngập nước và đậy kín.
Xem lời giải
III. MỐI QUAN HỆ GIỮA TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI CÁC CHẤT TRONG TẾ BÀO
Câu hỏi 20. Tại sao nói tổng hợp và phân giải là hai quá trình đối lập nhưng thống nhất trong hoạt động sống của tế bào và sinh vật?
Vận dụng 5. Dựa vào hình 11.12, vẽ sơ đồ thể hiện mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp tế bào ở thực vật.
