Chương III chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào

CHƯƠNG III: CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO I KHÁI QUÁT VỀ NĂNG LƯỢNG VÀ CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT Năng lượng dạng lượng tế bào a Khái niệm lượng - Năng lượng đại lượng đặc trưng cho khả sinh công - Trạng thái lượng: + Động dạng lượng sẵn sàng sinh công (một trạng thái bộc lộ lượng) + Thế loại lượng dự trữ, có tiềm sinh công (một trạng thái ẩn dấu lượng) b Các dạng lượng tế bào - Hóa - Nhiệt - Điện c ATP – đồng tiền lượng tế bào Cấu tạo ATP: Hình 2.28 Cấu tạo ATP - ATP gồm bazonito adenine, đường ribose nhóm phosphate - nhóm phosphate cuối dễ bị phá vỡ để giải phóng lượng - ATP truyền lượng cho hợp chất khác trở thành ADP lại gắn thêm nhóm phosphate để trở thành ATP ATP  ADP + Pi + lượng Chức ATP: - Cung cấp lượng cho trình sinh tổng hợp tế bào: Những tế bào sinh trưởng mạnh tế bào tiết protein với tốc độ cao tiêu tốn tới 75% lượng ATP mà tế bào tạo - Cung cấp lượng cho trình vận chuyển chất qua màng (vận chuyển tích cực): Vận chuyển chủ động tiêu tốn nhiều lượng Ví dụ: tế bào thận người sử dụng tới 80% lượng ATP tế bào sản sinh để vận chuyển chất qua màng trình lọc máu STUDY TIP Cung cấp lượng để sinh công học: Sự co tế bào tim xương tiêu tốn lượng ATP khổng lồ Khi ta nâng vật nặng, gần toàn ATP tế bào bắp phải huy động tức Chuyển hóa vật chất a Khái niệm - Chuyển hóa vật chất tập hợp phản ứng sinh hóa xảy bên tế bào - Chuyển hóa vật chất ln kèm theo chuyển hóa lượng - Bản chất: đồng hóa, dị hóa Trang Hình 2.29 Chuyển hóa vật chất b Đồng hóa dị hóa Đồng hóa: q trình tổng hợp chất hữu phức tạp từ chất đơn giản (đồng thời tích lũy lượng – dạng hóa năng) Dị hóa: Là q trình phân giải chất hữu phức tạp thành chất đơn giản (đồng thời giải phóng lượng) II ENZYM VÀ VAI TRỊ CỦA ENZYM TRONG Q TRÌNH CHUYỂN HĨA VẬT CHẤT Enzim a Khái niệm Enzim chất xúc tác sinh học tổng hợp tế bào sống Enzim tăng tốc độ phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng b Cấu trúc enzim - Enzim có chất protein protein kết hợp với chất khác protein - Trong phân tử enzim có trung tâm hoạt động tương thích với cấu hình khơng gian chất mà tác động, nơi enzim liên kết tạm thời với chất c Cơ chế tác động enzim - Thoạt đầu, enzim liên kết với chất trung tâm hoạt động tạo nên phức hợp enzim – chất Sau đó, nhiều cách khác nhau, enzim tương tác với chất để tạo sản phẩm - Liên kết enzim chất mang tính đặc thù Vì thế, enzim thường xúc tác cho phản ứng Hình 2.30 Cơ chế tác động enzim d Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzim Nhiệt độ: Trong giới hạn nhiệt hoạt tính enzim tỷ lệ thuận với nhiệt độ Mỗi enzim có nhiệt độ tối ưu, enzim có hoạt tính tối đa làm cho tốc độ phản ứng xảy nhanh Trang Độ pH: Mỗi enzim hoạt động giới hạn pH xác định Ví dụ: enzim pepsin dịch dày người cần pH = Nồng độ enzim chất: Hoạt tính enzim thường tỷ lệ thuận với nồng độ enzim chất Chất ức chế hoạt hóa enzim: Một số hóa chất làm tăng giảm hoạt tính enzim Nồng độ enzim: Với lượng chất xác định, nồng độ enzim cao hoạt tính enzim tăng Vai trị enzim q trình chuyển hóa vật chất - Enzim giúp cho phản ứng sinh hóa tế bào diễn nhanh (không định chiều phản ứng) tạo điều kiện cho hoạt động sống tế bào - Tế bào tự điều chỉnh trình chuyển hóa vật chất để thích ứng với mơi trường cách điều chỉnh hoạt tính enzim - Ức chế ngược kiểu điều hòa mà sản phẩm đường chuyển hóa quay lại tác động chất ức chế hàm bất hoạt enzim xúc tác cho phản ứng đầu đường chuyển hóa Hình 2.32 Con đường chuyển hóa vật chất tế bào STUDY TIP Khi enzim tế bào không tổng hợp tổng hợp q hay bị bất hoạt khơng sản phẩn không tạo thành mà chất enzim bị tích lũy lại gây độc cho tế bào chuyển hóa theo đường phụ thành chất độc gây nên triệu chứng bệnh lí Các bệnh người gọi bệnh rối loạn chuyển hóa Hơ hấp tế bào q trình chuyển hóa lượng, phân tử cacbohidrat bị phân giải thành CO2 H2O, đồng thời lượng giải phóng phần lượng tích lũy ATP Nơi diễn hơ hấp tế bào: ti thể Hình 2.32 Q trình hô hấp tế bào thực vật Bản chất hơ hấp tế bào Trang Phương trình tổng qt: C6H12O6  O2 � 6CO2  6H2O  Q Hình 2.33 Phương trình tổng qt hơ hấp tế bào - Là chuỗi phản ứng oxy hóa khử - Phân tử glucozo phân giải từ từ, lượng giải phóng khơng ạt - Tốc độ q trình hô hấp phụ thuộc vào nhu cầu lượng tế bào, ngồi cịn có yếu tố khác như: enzim, nhiệt độ… Các giai đoạn q trình hơ hấp Các giai đoạn Đặc điểm Nơi xảy Chất tham gia Sản phẩm Sự tham gia oxi Đường phân Chu trình Crep Chuỗi chuyền electron hô hấp Ở tế bào chất Chất ti thể Màng tế bào Glucozo Axetyl - CoA NADH, FADH2 Axit pyruvic, ATP, NADH ATP, CO2, NADH, FADH2 H2O, ATP (nhiều) Khơng Có Có a Đường phân - Là trình phân giải glucozo thành axit piruvic - Nơi diễn ra: tế bào chất - Nguyên liệu: glucozo, 2ATP, 2NADH - Diễn biến: + Quá trình đường phân bao gồm nhiều phản ứng trung gian enzim tham gia + Đầu tiên glucozo hoạt hóa sử dụng ATP + Glucozo (6C)  axit piruvic (3C) + 4ATP + 2NADH (1NADH = 3ATP) Kết thúc trình đường phân thu 2ATP có phân tử ATP sử dụng để hoạt hóa glucozo giai đoạn đầu đường phân 2NADH Trang Hình 2.34 Quá trình đường phân b Chu trình Crep - Nơi diễn ra: chất ti thể - Nguyên liệu 2C3H4O3 bị oxy hóa thành Acetyl CoA - Diễn biến: Khi có oxi, axit piruvic từ tế bào chất vào ti thể, axit piruvic chuyển hóa theo chu trình crep bị oxi hóa hồn tồn tạo thành 6CO2, 2ATP, 2FADH2 8NADH Hình 2.35 Chu trình Crep c Chuỗi chuyền electron hô hấp - Diễn màng ti thể - Hidro tách từ axit piruvic chu trình Crep chuyển đến chuỗi chuyền electron đến oxi để tạo nước Hình 2.36 Chuỗi chuyền electron hơ hấp STUDY TIP Như ta có số ATP thu sau oxy hóa hồn tồn phân tử glucose 38 ATP d Tổng lượng thu q trình hơ hấp Trang Hình 2.37 Tổng lượng thu trình hơ hấp Trang CÂU HỎI ƠN TẬP Câu ATP cấu tạo từ thành phần A ađenơzin, đường ribơzơ, nhóm photphat B ađenơzin, đường dxiribozơ, nhóm photphat C ađenin, đường ribơzơ, nhóm photphat D ađenin, đường dxiribozơ, nhóm photphat Câu Tại tế bào, ATP chủ yếu sinh trong: A trình đường phân B chuỗi chuyền điện tử C chu trình Crep D chu trình Canvin Câu Trong q trình hơ hấp tế bào, giai đoạn tạo nhiều ATP A đường phân B trung gian C chu trình Crep D chuỗi truyền electron hơ hấp Câu ATP phân tử quan trọng trao đổi chất A có liên kết photphat cao dễ bị phá vỡ để giải phóng lượng B liên kết photphat cao dễ hình thành khơng dễ phá hủy C dễ dàng thu từ mơi trường ngồi thể D vơ bền vững mang nhiều lượng Câu Khâu quan trọng trình chuyển đổi lượng giới sống phản ứng A oxi hóa khử B thủy phân C phân giải chất D tổng hợp chất Câu Đồng hóa là: A tập hợp tất phản ứng sinh hóa xảy bên tế bào B tập hợp chuỗi phản ứng C trình tổng hợp chất hữu phức tạp từ chất đơn giản D trình phân giải chất hữu phức tạp thành chất đơn giản Câu Dị hóa là: A tập hợp tất phản ứng sinh hóa xảy bên tế bào B tập hợp chuỗi phản ứng C trình tổng hợp chất hữu phức tạo từ chất đơn giản D trình phân giải chất hữu phức tạp thành chất đơn giản Câu Thành phần enzim là: A lipit B axit nucleic C cacbo hidrat D protein Câu Khi enzim xúc tác phản ứng, chất liên kết với A cofactor B protein C coenzim D trung tâm hoạt động Câu 10 Tế bào thể điều hòa tốc độ chuyển hóa hoạt động vật chất việc tăng giảm: A nhiệt độ tế bào B độ pH tế bào C nồng độ chất D nồng độ enzim tế bào Câu 11 Một chế tự điều chỉnh q trình chuyển hóa tế bào là: A xuất triệu chứng bệnh lí tế bào B điều chỉnh nhiệt độ tế bào Trang C điều chỉnh nồng độ chất tế bào D điều chỉnh ức chế ngược Câu 12 Bản chất hô hấp tế bào chuỗi phản ứng: A thủy phân B oxi hóa khử C tổng hợp D phân giải C saccarôzơ D galactozơ Câu 13 Đường phân q trình biến đổi: A glucơzơ B fructôzơ Câu 14 Điều sau với q trình đường phân? A Bắt đầu ơxy hóa glucơzơ B Hình thành ATP, có hình thành NADH C Chia glucôzơ thành axit pyruvic D Tất điều Câu 15 Trong q trình hơ hấp tếbào, lượng tạo giai đoạn đường phân bao gồm: A ATP; NADH B ATP; NADH C ATP; NADH D ATP; NADH Câu 16 Trong q trình hơ hấp tế bào, giai đoạn chu trình Crep, nguyên liệu tham gia trực tiếp vào chu trình là: A glucozơ B axit piruvic C axetyl CoA D NADH, FADH Câu 17 Con đường trao đổi chất chung cho lên men hơ hấp nội bào là: A Chu trình Krebs B Chuỗi truyền điện tử C Đường phân D Tổng hợp axetyl-CoA từ pyruvat Câu 18 Một phân tử glucơzơ vào đường phân khơng có mặt O2 thu được: A 38 ATP B ATP C ATP D ATP, tất điện tử nằm NADH Câu 19 Trong trình hơ hấp tế bào, giai đoạn chu trình Crep, nguyên liệu tham gia trực tiếp vào chu trình Crep là: A glucozơ B axit piruvic C axetyl CoA D NADH, FADH Câu 20 Trong q trình hơ hấp tế bào, từ phân tử glucozơ tạo A ATP B ATP C 20 ATP D 38 ATP Câu 21 Chuỗi truyền êlectron hô hấp diễn A màng ti thể B màng ti thể C màng lưới nội chất tron D màng lưới nội chất hạt Câu 22 Hô hấp hiếu khí diễn trong: A lizơxơm B ti thể C lạp thể D lưới nội chất Câu 23 Trong hơ hấp hiếu khí, glucơ chuyển hố thành pyruvate phận A màng ti thể B tế bào chất C màng ti thể D dịch ti thể Câu 24 Q trình hơ hấp có ý nghĩa sinh học A đảm bảo cân O2 CO2 khí B tạo lượng cung cấp cho hoạt động sống cho tế bào C chuyển hoá gluxit thành CO2, H2O lượng D thải chất độc hại khỏi tế bào Trang Câu 25 Tốc độ q trình hơ hấp phụ thuộc vào: A hàm lượng oxy tế bào B tỉ lệ CO2/O2 C nồng độ chất D nhu cầu lượng tế bào Trang ĐÁP ÁN 1.C 11.D 21.A 2.B 12.B 22.B 3.D 13.A 23.B 4.A 14.D 24.B 5.A 15.B 25.D 6.C 16.C 7.D 17.C 8.D 18.C 9.D 19.C 10.D 20.D HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT Câu Đáp án C ATP gồm bazơnitơ adenin, đường ribose nhóm phosphat - nhóm phosphat cuối dễ bị phá vỡ để giải phóng lượng Câu Đáp án B - ATP sinh chuỗi chuyền điện tử tế bào Câu Đáp án D Dựa vào hình ảnh bạn thấy ATP tạo qua chuỗi chuyền electron 34 ATP nhiều Câu Đáp án A ATP truyền lượng cho hợp chất khác trở thành ADP lại gắn thêm nhóm phosphat để trở thành ATP: ATP —> ADP + Pi + lượng Câu Đáp án A Câu Đáp án C Đồng hố: q trình tổng hợp chất hữu phức tạp từ chất đơn giản (đồng thời tích luỹ lượng - dạng hoá năng) Câu Đáp án D Dị hố: Là q trình phân giải chất hữu phức tạp thành chất đơn giản (đồng thời giải phóng lượng) Câu Đáp án D Enzim có chất protein protein kết hợp với chất khác protein Câu Đáp án D Trong phân tử enzim có trung tâm hoạt động tương thích với cấu hình khơng gian chất mà tác động, nơi enzim liên kết tạm thời với chất Câu 10 Đáp án D - Enzim giúp cho phản ứng sinh hố tế bào diễn nhanh (khơng định chiều phản ứng) tạo điều kiện cho hoạt động sống tế bào - Tế bào tự điều chỉnh q trình chuyển hố vật chất để thích ứng với mơi trường cách điều chỉnh hoạt tính enzim Trang 10 Câu 11 Đáp án D Ức chế ngược kiểu điều hoà mà sản phẩm đường chuyển hố quay lại tác động chất ức chế làm bất hoạt enzim xúc tác cho phản ứng đầu đường chuyển hoá Câu 12 Đáp án B Câu 13 Đáp án A Đường phân có đặc điểm: - Là trình phân giải glucozo thành axit piruvic - Nơi diễn ra: tế bào chất - Nguyên liệu: glucozo/ 2ATP, 2NADH Câu 14 Đáp án D Diễn biến trình đường phân - Quá trình đường phân bao gồm nhiều phản ứng trung gian enzim tham gia - Đầu tiên glucozo hoạt hóa sử dụng ATP - Glucozo (6C) —> 2axit piruvic (3C) + 4ATP + 2NADH (1NADH = 3ATP) Câu 15 Đáp án B Kết thúc trình đường phân thu 2ATP có phân tử ATP sử dụng để hoạt hóa glucozo giai đoạn đầu đường phân 2NADH Câu 16 Đáp án C Dựa vào hình bạn thấy Acetyl CoA nguyên liệu trực tiếp tham gia vào chu trình Krebs Câu 17 Đáp án C Câu 18 Đáp án C - Glucozo (6C) —> axit piruvic (3C) + 4ATP + 2NADH (1NADH = 3ATP) Kết thúc trình đường phân thu 2ATP có phân tử ATP sử dụng để hoạt hóa glucozo giai đoạn đầu đường phân 2NADH Câu 19 Đáp án C Trang 11 Câu 20 Đáp án D Số ATP thu sau oxy hóa hồn tồn phân tử glucose 38 ATP Câu 21 Đáp án A Chuỗi chuyền electron hô hấp: - Diễn màng ti thể - Hidro tách từ axit piruvic chu trình Crep chuyển đến chuỗi chuyền electron đến oxi để tạo nước Câu 22 Đáp án B Hơ hấp hiếu khí diễn ti thể Câu 23 Đáp án B Câu 24 Đáp án B Hơ hấp tế bào q trình chuyển hóa lượng, phân tử cacbohidrat bị phân giải thành CO2 H2O, đồng thời lượng giải phóng phần lượng tích lũy ATP Câu 25 Đáp án D Tốc độ q trình hơ hấp phụ thuộc vào nhu cầu lượng tế bào Trang 12 ... trình chuyển hóa vật chất - Enzim giúp cho phản ứng sinh hóa tế bào diễn nhanh (không định chiều phản ứng) tạo điều kiện cho hoạt động sống tế bào - Tế bào tự điều chỉnh q trình chuyển hóa vật chất. ..Hình 2.29 Chuyển hóa vật chất b Đồng hóa dị hóa Đồng hóa: q trình tổng hợp chất hữu phức tạp từ chất đơn giản (đồng thời tích lũy lượng – dạng hóa năng) Dị hóa: Là q trình phân giải chất hữu phức... nồng độ chất D nồng độ enzim tế bào Câu 11 Một chế tự điều chỉnh trình chuyển hóa tế bào là: A xuất triệu chứng bệnh lí tế bào B điều chỉnh nhiệt độ tế bào Trang C điều chỉnh nồng độ chất tế bào