Giải bài tập Sinh học lớp 10 Bài 11: Tổng hợp và phân giải các chất trong tế bào
Giải Sinh học 10 trang 67 Cánh diều
Mở đầu trang 67 Sinh học 10: Vận động viên cử tạ (hình 11.1) đã 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?
Hướng dẫn giải:
Trong mỗi lần nâng tạ, cơ thể vận động viên tiêu tốn rất nhiều năng lượng để co cơ, giúp vận động viên có thể nâng tạ cao hơn và các mức tạ nặng hơn.
Trả lời:
Năng lượng để vận động viên nâng tạ do sự co cơ. Nguồn năng lượng cung cấp cho co cơ lấy từ sự oxy hóa chất dinh dưỡng trong cơ.
I.Tổng hợp cấc chất và tích lũy năng lượng trong cơ thể
Câu hỏi 1 trang 67 Sinh học 10: Nêu khái niệm tổng hợp các chất trong tế bào và ý nghĩa của quá trình tổng hợp đối với sinh vật.
Hướng dẫn giải:
Tổng hợp là quá trình chuyển hóa các chất đơn giản thánh các chất phức tạp. Tổng hợp giúp cơ thể tổng hợp các chất cần thiết và tích lũy năng lượng cho tế bào.
Trả lời:
– Khái niệm: Tổng hợp là quá trình chuyển hóa những chất đơn giản thành những chất phức tạp diễn ra trong tế bào với sự xúc tác của enzyme.
– Ý nghĩa: Hình thành các chất để xây dựng, đồng thời tích lũy năng lượng cho tế bào.
Luyện tập 1 trang 67 Sinh học 10: Có phải tất cả các sinh vật đều thực hiện được hai giai đoạn tổng hợp không? Lấy ví dụ.
Hướng dẫn giải:
– Tổng hợp được diễn ra thông qua hai giai đoạn: Giai đoạn 1 tổng hợp các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ, các chất hữu cơ đơn giản được tiếp tục tổng hợp thành các phân tử lớn ở giai đoạn 2.
Lời giải chi tiết:
– Không phải tất cả các sinh vật đều thực hiện được hai giai đoạn tổng hợp.
– Ví dụ virus tổng hợp các chất thông qua sao chép vật liệu di truyền từ tế bào chủ, không được trực tiếp tổng hợp từ các chất vô cơ.
Giải Sinh học 10 trang 68 Cánh diều
Câu hỏi 2 trang 68 Sinh học 10: Nêu khái niệm, ý nghĩa của quá trình quang tổng hợp.
Hướng dẫn giải:
Quang tổng hợp (quang hợp) là quá trình tế bào sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp các chất hữu cơ từ chất vô cơ, được diễn ra ở lục lạp và được chia thành hai pha: pha sáng và pha tối.
Trả lời:
Khái niệm, ý nghĩa của quá trình quang tổng hợp.
– Khái niệm: Quang tổng hợp (quang hợp) là quá trình tế bào thực vật, tảo và một số vi khuẩn sử dụng năng lượng ánh sáng (NLAS) để tổng hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ.
– Ý nghĩa:
+ Về mặt môi trường: Quá trình quang hợp là nguồn cung cấp oxy trong khí quyển, điều hòa nồng độ CO2 trong khí quyển.
+ Về mặt năng lượng: Quá trình quang hợp giúp chuyển hóa quang năng thành năng lượng hóa học tích lũy trong các liên kết của glucose và các loại đường khác.
+ Về mặt dinh dưỡng – sinh thái: Quá trình quang hợp giúp tổng hợp các chất vô cơ thành các chất hữu cơ cần thiết cho thực vật, và cả cho các sinh vật dị dưỡng ăn thực vật.
Câu hỏi 3 trang 68 Sinh học 10: Quang tổng hợp ở thực vật diễn ra ở bào quan nào của tế bào và gồm mấy pha?
Hướng dẫn giải:
Quang tổng hợp (quang hợp) là quá trình tế bào sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp các chất hữu cơ từ chất vô cơ, được diễn ra ở lục lạp và được chia thành hai pha: pha sáng và pha tối.
Trả lời:
Nơi diễn ra quang tổng hợp và các pha của quang tổng hợp.
– Nơi diễn ra: Quang hợp diễn ra ở lục lạp thông qua sự hấp thụ năng lượng từ các sắc tố quang hợp.
– Quá trình quang hợp được chia thành hai pha: Pha sáng và pha tối (chu trình Calvin)
Câu hỏi 4 trang 68 Sinh học 10: Cho biết vị trí, nguyên liệu, sản phẩm của pha sáng.
Hướng dẫn giải:
Pha sáng được diễn ra ở thylakoid trong lục lạp. Pha sáng là quá trình chuyển hóa năng lượng ánh sáng để tổng hợp ATP và NADPH nhằm cung cấp năng lượng cho pha tối trong quá trình quang hợp
Trả lời:
Vị trí, nguyên liệu, sản phẩm của pha sáng.
– Vị trí: Thylakoid trong lục lạp
– Nguyên liệu: Nước (H2O), NADP+, ADP, năng lượng ánh sáng
– Sản phẩm: ATP, NADPH, H+, O2
Câu hỏi 5 trang 68 Sinh học 10: Năng lượng ánh sáng được chuyển hóa như thế nào trong pha sáng?
Hướng dẫn giải:
Pha sáng được diễn ra ở thylakoid trong lục lạp. Pha sáng là quá trình chuyển hóa năng lượng ánh sáng để tổng hợp ATP và NADPH nhằm cung cấp năng lượng cho pha tối trong quá trình quang hợp
Trả lời:
Sự chuyển hóa năng lượng ánh sáng trong pha sáng:
Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được hấp thụ bởi các sắc tố năng lượng và được chuyển cho trung tâm phản ứng. Trung tâm phản ứng tiếp nhận năng lượng và trở thành dạng kích động và truyền electron cho các chất trong chuỗi truyền electron để tổng hợp ATP và NADPH.
Giải Sinh học 10 trang 69 Cánh diều
Câu hỏi 6 trang 69 Sinh học 10: Các yếu tố nào của môi trường sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của pha sáng?
Hướng dẫn giải:
Pha sáng sử dụng năng lượng ánh sáng và quá trình quang phân ly nước để tổng hợp NADPH và ATP làm nguyên liệu cho pha tối
Trả lời:
Các yếu tố của môi trường sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của pha sáng là:
– Ánh sáng: Ánh sáng là nguồn năng lượng chính để pha sáng diễn ra, dó đó nó ảnh hưởng đến năng lượng được sử dụng cho pha sáng.
– Nước: Nước là nguyên liệu cho quá trình quang phân ly nước nên lượng nước ảnh hưởng đến lượng O2 được tạo ra trong pha sáng.
– Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự hoạt động xúc tác của enzyme trong pha sáng.
Câu hỏi 7 trang 69 Sinh học 10: Hãy cho biết nguyên liệu của chu trình Calvin. Các nguyên liệu đó được sử dụng để tổng hợp chất hữu cơ như thế nào?
Hướng dẫn giải:
Chu trình Calvin sử dụng CO2 và các sản phẩm của pha sáng để tổng hợp chất hữu cơ cần thiết cho tế bào,NaDP+, ADP tiếp tục tham gia vào pha sáng
Trả lời:
– Nguyên liệu của chu trình Calvin: CO2, ATP, NADPH
– Trong chu trình Calvin, ATP và NADPH cung cấp năng lượng và điện tử tham gia khử phân tử CO2 thành C6H12O6
Câu hỏi 8 trang 69 Sinh học 10: Vì sao glucose được tạo từ quá trình quang hợp cần thiết cho tổng hợp nhiều chất hữu cơ của tế bào?
Hướng dẫn giải:
– Các chất hữu cơ trong cơ thể gồm lipit, protein, carbohydrate và nucleotide. Các chất hữu cơ này đều được cấu tạo chủ yếu từ các nguyên tố C, H, O.
– Glucose được có cấu tạo hóa học là C6H12O6.
Trả lời:
Glucose tạo ra trong quang hợp có vai trò cung cấp mạch khung “xương sống” carbon và một số nguyên tố cần thiết khác trong tổng hợp nhiều chất hữu cơ khác trong tế bào. Do đó, glucose được tạo từ quá trình quang hợp cần thiết cho tổng hợp nhiều chất hữu cơ của tế bào.
Giải Sinh học 10 trang 70 Cánh diều
Luyện tập 2 trang 70 Sinh học 10: Hãy lựa chọn thông tin phù hợp để hoàn thành bảng 11.1
Hướng dẫn giải:
– Pha sáng được thực hiện ở màng thylakoid. Các sắc tố quang hợp thu nhận năng lượng ánh sáng để chuyển thành năng lượng cho chuỗi truyền electron tạo ra ATP và NADPH, đồng thời quá trình quang phân ly nước giải phóng O2.
– Chu trình Calvin diễn ra ở chất nền của lục lạp. ATP và NADPH từ pha sáng cung cấp năng lượng và điện tử tham gia khử phân tử CO2 thành C6H12O6.
Trả lời:
Câu hỏi 9 trang 70 Sinh học 10: Nêu điểm giống và khác nhau giữa quang tổng hợp và hóa tổng hợp.
Hướng dẫn giải:
– Quang tổng hợp (quang hợp) là quá trình tế bào sử dụng năng lượng ánh sáng (NLAS) để tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ.
– Hóa tổng hợp là quá trình tế bào chuyển hóa năng lượng tử các phản ứng oxi hóa – khử thành năng lượng tích lũy trong các hợp chất hữu cơ.
Trả lời:
Giải Sinh học 10 trang 71 Cánh diều
Câu hỏi 10 trang 71 Sinh học 10: Quang khử và quang tổng hợp giống và khác nhau ở những điểm nào?
Hướng dẫn giải:
– Quang tổng hợp (quang hợp) là quá trình tế bào thực vật sử dụng năng lượng ánh sáng (NLAS) để tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ.
– Quang khử là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ ở vi khuẩn nhờ các sắc tố quang hợp nằm trên màng tế bào.
Trả lời:
Câu hỏi 11 trang 71 Sinh học 10: Các phân tử lớn như protein, lipit, tinh bột, cellulose, glycogen được tế bào tổng hợp có vai trò gì?
Hướng dẫn giải:
Tế bào tổng hợp các chất hữu cơ để làm nguyên liệu cho quá trình xây dựng và dự trữ năng lượng trong tế bào.
Trả lời:
Các phân tử lớn như protein, lipit, tinh bột, cellulose glycogen được tế bào tổng hợp để làm nguyên liệu cho quá trình xây dựng và dự trữ năng lượng cho tế bào. Cụ thể:
– Protein có vai trò xúc tác, vận tải; vận động; bảo vệ; truyền xung thần kinh; điều hòa; kiến tạo, chống đỡ cơ học.
– Lipit có vai trò chất mang điện tử, sắc tố hấp thụ ánh sáng, thành phần cấu tạo màng tế bào, chất truyền tin nội bào.
– Tinh bột, glycogen, cellulose có vai trò dự trữ năng lượng, cấu trúc và bảo vệ tế bào, điều hòa quá trình nảy mầm.
II. Phân giải các chất và giải phóng năng lượng trong tế bào
Câu hỏi 12 trang 71 Sinh học 10: Nêu khái niệm phân giải các chất trong tế bào. Quá trình phân giải có ý nghĩa gì đối với tế bào sinh vật?
Hướng dẫn giải:
Phân giải các chất là quá trình chuyển hóa các chất phức tạp thành các chất đơn giản cung cấp nguyên liệu cho quá trình tổng hợp và năng lượng cho tế bào.
Trả lời:
– Khái niệm: Phân giải là quá trình chuyển hóa các chất phức tạp thành các chất đơn giản nhờ sự xúc tác của enzyme.
– Ý nghĩa:
+ Giải phóng năng lượng cung cấp cho hoạt động sống của tế bào.
+ Tạo ra các phân tử nhỏ, là nguyên liệu cho quá trình tổng hợp
Giải Sinh học 10 trang 72 Cánh diều
Câu hỏi 13 trang 72 Sinh học 10: Hô hấp tế bào là gì? Hô hấp tế bào diễn ra ở đâu và gồm mấy giai đoạn?
Hướng dẫn giải:
Hô hấp tế bào là chuỗi các phản ứng oxi hóa – khử diễn ra trong tế bào được diễn ra trong tế bào chất và ti thể. Hô hấp tế bào giải phóng CO2, H2O và năng lượng.
Trả lời:
Khái niệm, nơi diễn ra và các giai đoạn của hô hấp tế bào
– Khái niệm: Hô hấp tế bào là chuỗi các phản ứng oxi – hóa khử diễn ra trong tế bào dưới sự xúc tác của enzyme nhằm phân giải các chất hữu cơ thành CO2 và H2O, đồng thời cung cấp năng lượng cho tế bào được tích lũy ở ATP.
– Nơi diễn ra: Trong tế bào chất và ti thể
– Hô hấp tế bào gồm 3 giai đoạn: đường phân, oxi – hóa pyruvic acid và chu trình Krebs, chuỗi truyền electron.
Câu hỏi 14 trang 72 Sinh học 10: Nêu ý nghĩa của hô hấp tế bào?
Hướng dẫn giải:
Hô hấp tế bào là chuỗi các phản ứng oxi hóa – khử diễn ra trong tế bào được diễn ra trong tế bào chất và ti thể. Hô hấp tế bào giải phóng CO2, H2O và năng lượng.
Trả lời:
Ý nghĩa của hô hấp tế bào:
+ Có vai trò quan trọng vì chuyển đổi những năng lượng khó sử dụng thành nguồn năng lượng dễ sử dụng (ATP)
+ Cung cấp nguyên liệu cho quá trình tổng hợp.
Luyện tập 3 trang 72 Sinh học 10: Quan sát hình 11.7, nhận xét năng lượng được tạo ra ở mỗi giai đoạn trong hô hấp tế bào.
Hướng dẫn giải:
Quan sát lượng ATP được tạo ra ở mỗi giai đoạn ở hình 11.7 và đưa ra nhận xét.
Trả lời:
– Trong 3 giai đoạn, chuỗi truyền electron tạo ra nhiều ATP nhất (28 ATP)
– Giai đoạn 1 và 2 của hô hấp tế bào chỉ tạo ra 4 ATP, so với năng lượng dự trữ của phân từ glucose thì quá trình này chỉ giải phóng 1 phần nhỏ năng lượng. Thông qua chuỗi truyền electron, năng lượng của phân tử glucose được giải phóng hoàn toàn, một phần được dự trữ ở ATP, một phần ở dạng nhiệt năng.
Câu hỏi 15 trang 72 Sinh học 10: Đường phân diễn ra ở đâu và hình thành nên các sản phẩm nào?
Hướng dẫn giải:
Đường phân là quá trình biến đổi glucose xảy ra trong tế bào chất. Thông qua đường phân, một phần năng lượng từ glucose được chuyển thành năng lượng dự trữ trong ATP.
Trả lời:
– Nơi diễn ra đường phân: Tế bào chất
– Sản phẩm của đường phân: 2 phân tử pyruvic acid, 2 phân tử ATP và 2 phân tử NADH.
Giải Sinh học 10 trang 73 Cánh diều
Câu hỏi 16 trang 73 Sinh học 10: Giai đoạn oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs diễn ra ở đâu và có những sản phẩm nào được hình thành?
Hướng dẫn giải:
Pyruvic acid được hình thành trong tế bào chất được chuyển hóa qua màng kép vào chất nền của ti thể, thông qua oxi hóa pyruvic và chu trình Krebs để tiếp tục chuyển hóa năng lượng dưới dạng năng lượng dự trữ trong ATP
Trả lời:
Câu hỏi 17 trang 73 Sinh học 10: Chuỗi truyền electron diễn ra ở đâu? Năng lượng được giải phóng trong chuỗi truyền electron được sử dụng để làm gì?
Hướng dẫn giải:
Trong chuỗi truyền electron, các electron từ phân tử NADH và FADH2 sẽ truyền năng lượng cho các chất nhận electron nằm ở màng trong ti thể để sử dụng cho sự tổng hợp ATP.
Trả lời:
– Nơi diễn ra: Màng trong của ti thể
– Năng lượng giải phòng trong chuỗi truyền electron được sử dụng nhằm cung cấp cho sự tổng hợp ATP.
Giải Sinh học 10 trang 74 Cánh diều
Câu hỏi 18 trang 74 Sinh học 10: Nêu vai trò của oxygen trong chuỗi truyền electron.
Hướng dẫn giải:
Trong chuỗi truyền electron, O2 là chất nhận electron cuối cùng và bị oxi hóa tạo ra nước.
Trả lời:
Vai trò của oxygen trong chuỗi truyền electron:
Tham gia vào quá trình truyền electron: Các electron được vận chuyển từ nơi có thế năng oxi hóa khử – thấp đến nơi có thế năng oxi hóa – khử cao. Oxi là chất nhận electron cuối cùng do oxi có khả năng oxi hóa cao, do đó, nếu không có oxi, chuỗi truyền electron sẽ không diễn ra, và sẽ chuyển sang con đường hô hấp kị khí (lên men) có hiệu quả chuyển hóa năng lượng thấp hơn (lượng ATP tạo thành sẽ thấp) và tạo ra các sản phẩm (axit lactic, rượu etylic) làm đầu độc tế bào.
Vận dụng trang 74 Sinh học 10: Tại sao khi tập thể dục hoặc lao động nặng thì chúng ta lại thở mạnh?
Hướng dẫn giải:
– Khi lao động nặng hoặc tập thể dục đều tiêu tốn nhiều năng lượng.
– Máu khi đi đến phổi sẽ nhận khí O2 để vận chuyển đến quá trình hô hấp tế bào, giúp tế bào giải phóng năng lượng trong các phân tử đường.
Trả lời:
Khi ta tập thể dục hay lao động nặng cần một lượng lớn năng lượng, do đó cơ thể cần tạo ra nhiều phân tử ATP hơn để cung cấp cho các hoạt động đó thông qua quá trình hô hấp tế bào. Để tăng hiệu suất và tần suất hô hấp tế bào, cơ thể sẽ cần nhiều khí O2 hơn, vì vậy, cơ thể sẽ thở mạnh để phổi hấp thụ được nhiều khí O2 phục vụ cho quá trình hô hấp tế bào
Luyện tập 4 trang 74 Sinh học 10: Hãy lựa chọn thông tin phù hợp để hoàn thành bàng 11.2
Trả lời:
Câu hỏi 19 trang 74 Sinh học 10: Khi trong tế bào không có O2, glucose sẽ được chuyển hóa như thế nào?
Hướng dẫn giải:
Trong chuỗi truyền electron, O2 là chất nhận electron cuối cùng và bị oxi hóa tạo ra nước, và là điều kiện để chuỗi truyền electron diễn ra.
Trả lời:
Khi không có O2, chuỗi truyền electron không diễn ra và chu trình Krebs cũng sẽ bị dừng lại. Vậy glucose sẽ được chuyển hóa thành lactic acid, ethanol hoặc các hợp chất hữu cơ khác ở tế bào chất theo con đường lên men.
Vận dụng trang 74 Sinh học 10: Giải thích vì sao khi muối chua rau quả (lên men lactic) người ta thường ngập nước và đậy kín?
Hướng dẫn giải:
Lên men là quá trình phân giải glucose trong điều kiện kị khí (không có O2) để tạo ra các sản phẩm như acid lactic, ethanol,…
Trả lời:
Trong quá trình muối chua rau quả (lên men lactic) người ta thường đổ ngập nước và đậy kín để hạn chế lượng O2 tham gia vào quá trình, tạo điều kiện yếm khí cho vi khuẩn lactic phát triển đồng thời hạn chế sự phát triển của vi khuẩn lên men thối.
III. Mối quan hệ giữa tổng hợp và phân giải các chất trong tế bào
Giải Sinh học 10 trang 75 Cánh diều
Câu hỏi 20 trang 75 Sinh học 10: Tại sao nói tổng hợp và phân giải là hai quá trình đối lập nhưng thống nhất trong hoạt động sống của sinh vật?
Hướng dẫn giải:
– Tổng hợp là quá trình chuyển hóa những chất đơn giản thành những chất phức tạp diễn ra trong tế bào với sự xúc tác của enzyme.
– Phân giải là quá trình chuyển hoá các chất phức tạp thành các chất đơn giản và giải phóng năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào.
Trả lời:
– Tổng hợp và phân giải là 2 quá trình trái ngược nhau là vì: Tổng hợp là quá trình tổng hợp chất hữu cơ, tích lũy năng lượng trong liên kết của các hợp chất hữu cơ được hình thành từ các chất vô cơ. Còn phân giải là quá trình chuyển hóa chất hữu cơ phức tạp thành dạng năng lượng dễ sử dụng dưới dạng ATP.
– Hai quá trình này mật thiết với nhau vì: Phân giải sẽ không thực hiện được, nếu không có chất hữu cơ do tổng hợp tạo ra. Ngược lại, tổng hợp cũng không thể thực hiện được, nếu không có năng lượng do trình phân giải giải phóng ra.
⟶Tổng hợp và phân giải là hai quá trình đối lập nhưng thống nhất trong hoạt động sống của sinh vật
Vận dụng trang 75 Sinh học 10: Dựa vào hình 11.12, vẽ sơ đồ thể hiện mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp ở thực vật.
Hướng dẫn giải:
– Tổng hợp và phân giải là hai quá trình đối lập nhưng thống nhất trong hoạt động sống của sinh vật.
– Hô hấp là quá trình phân giải các chất hữu cơ thành CO2 và H2O, đồng thời cung cấp năng lượng cho tế bào được tích lũy ở ATP.
– Quang hợp là quá trình tế bào sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp các chất hữu cơ từ chất vô cơ.
Trả lời:
Xem thêm các bài giải SGK Sinh học lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:
Bài 10: Sự chuyển hóa năng lượng và enzyme
Bài 12: Thông tin giữa các tế bào
Bài 13: Chu kì tế bào và nguyên phân
Bài 14: Giảm phân