Bài 10: Trao đổi chất qua màng tế bào | Giải bài tập Sinh học 10 | Chương 3: Trao Đổi Chất Qua Màng Và Truyền Tin Tế Bào - Lớp 10 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

Mở đầu trang 64 Sinh học 10: Hình bên là ảnh chụp một tế bào u sắc tố chứa protein phát huỳnh quang màu xanh đang ẩm bào thuốc nhuộm màu hồng. Rất nhiều bệnh ở người liên quan đến rối loạn cơ chế vận chuyển các chất qua màng tế bào. Quá trình trao đổi chất qua màng tế bào diễn ra như thế nào?

Lời giải:

Quá trình trao đổi chất diễn ra như sau:

- Vận chuyển thụ động là kiểu khuếch tán của các chất từ nơi có nồng độ chất tan cao đến nơi có nồng độ chất tan thấp, không tiêu tốn năng lượng.

+ Khuếch tán đơn giản là quá trình khuếch tán của các phân tử nhỏ, không phân cực qua màng tế bào.

+ Khuếch tán tăng cường là sự khuếch tán của các phân tử nhỏ tích điện, phân cực qua các kênh protein của màng tế bào.

+ Thẩm thấu là sự khuếch tán của các phân tử nước từ nơi có nồng độ chất tan thấp tới nơi có nồng độ chất tan cao.

- Vận chuyển chủ động là kiểu vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ chất tan thấp đến nơi có nồng độ chất tan cao và cần có năng lượng.

- Các phân tử hay vật thể có kích thước lớn được vận chuyển qua màng bằng cách ẩm bào, thực bào và xuất bào nhờ sự biến dạng của màng tế bào và cần sử dụng năng lượng.

Dừng lại và suy ngẫm (trang 67)

Câu hỏi 1 trang 67 Sinh học 10: Trao đổi chất ở tế bào là gì? Những loại chất nào có thể đi qua được lớp kép phospholipid, chất nào không? Giải thích.

Lời giải:

- Khái niệm trao đổi chất: Trao đổi chất ở tế bào là quá trình vận chuyển các chất ra, vào tế bào qua màng tế bào.

- Những loại chất có thể đi qua và không thể đi qua được lớp kép phospholipid:

+ Những loại chất có thể đi qua được lớp kép phospholipid là các chất tan trong lipid, các chất có kích thước nhỏ, không phân cực.

+ Những loại chất không thể đi qua lớp kép phospholipid là các chất không tan trong lipid, các chất phân cực, các chất có kích thước lớn.

- Giải thích: Do lớp kép phospholipid có tính kị nước, không phân cực nên chỉ những chất không phân cực và các phân tử có kích thước nhỏ mới có thể đi qua.

Câu hỏi 2 trang 67 Sinh học 10: Nêu đặc điểm của vận chuyển thụ động. Phân biệt khuếch tán đơn giản và khuếch tán tăng cường bằng cách hoàn thành theo bảng mẫu sau:

Lời giải:

• Đặc điểm của vận chuyển thụ động:

- Vận chuyển thụ động là kiểu khuếch tán các chất từ nơi có nồng độ chất tan cao đến nơi có nồng độ chất thấp – xuôi chiều gradient nồng độ.

- Không tiêu tốn năng lượng.

- Các chất có thể khuếch tán qua lớp kép phospholipid hoặc qua các protein xuyên màng.

• Phân biệt khuếch tán đơn giản và khuếch tán tăng cường:

Câu hỏi 3 trang 67 Sinh học 10: Vì sao tế bào rễ cây có thể hút được nước từ đất?

Lời giải:

Tế bào rễ cây có thể hút được nước từ đất thông qua quá trình thẩm thấu. Sở dĩ, nước có thể thẩm thấu vào tế bào rễ cây vì tế bào của rễ cây có không bào trung tâm lớn, chứa nhiều chất tan nên có áp suất thẩm thấu cao hơn so với môi trường đất.

Câu hỏi 4 trang 67 Sinh học 10: Thẩm thấu là gì? Điều gì sẽ xảy ra nếu tế bào thực vật và động vật được đưa vào dung dịch nhược trương? Giải thích.

Lời giải:

• Khái niệm thẩm thấu: Thẩm thấu là sự khuếch tán của các phân tử nước qua màng tế bào.

• Điều gì sẽ xảy ra nếu tế bào thực vật và động vật được đưa vào dung dịch nhược trương? Giải thích.

- Khi tế bào động vật ở trong môi trường nhược trương (nồng độ chất tan thấp hơn tổng nồng độ chất tan trong tế bào), nước sẽ khuếch tán từ bên ngoài vào trong tế bào tạo nên một áp lực lên màng tế bào khiến tế bào to ra và bị vỡ ra do không có thành tế bào.

- Khi tế bào thực vật ở trong môi trường nhược trương (nồng độ chất tan thấp hơn tổng nồng độ chất tan trong tế bào), nhờ có thành tế bào, nước chỉ đi vào một mức độ nhất định làm trương tế bào tạo nên lực cản chống lại sự khuếch tán của các phân tử nước vào tế bào.

Dừng lại và suy ngẫm (trang 68)

Câu hỏi 1 trang 68 Sinh học 10: Thế nào là vận chuyển chủ động?

Lời giải:

Vận chuyển chủ động (hay vận chuyển tích cực) là kiểu vận chuyển các chất qua màng từ nơi có nồng độ chất tan thấp tới nơi có nồng độ chất tan cao (ngược chiều gradient nồng độ) và cần tiêu tốn năng lượng.

Câu hỏi 2 trang 68 Sinh học 10: Phân biệt vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động.

Lời giải:

Dừng lại và suy ngẫm (trang 69)

Câu hỏi 1 trang 69 Sinh học 10: Phân biệt thực bào, ẩm bào và xuất bào.

Lời giải:

Câu hỏi 2 trang 69 Sinh học 10: Làm thế nào tế bào có thể vận chuyển được những phân tử protein có kích thước lớn ra khỏi tế bào? Giải thích.

Lời giải:

Tế bào vận chuyển được những phân tử protein có kích thước lớn ra khỏi tế bào nhờ quá trình xuất bào: Các protein có kích thước lớn cần được bao bọc trong túi vận chuyển, sau đó túi này liên kết với màng tế bào sau đó giải phóng các chất ra bên ngoài.

Câu hỏi 3 trang 69 Sinh học 10: Để đưa một loại thuốc vào trong một tế bào nhất định của cơ thể, ví dụ tế bào ung thư, người ta thường bao gói thuốc trong các túi vận chuyển. Hãy mô tả cách tế bào lấy thuốc vào bên trong tế bào.

Lời giải:

Tế bào có thể “chọn” được những chất cần thiết nhờ những protein thụ thể trên màng tế bào. Các chất thuốc thường được bao gói trong túi vận chuyển, trên túi vận chuyển này sẽ có thụ thể ăn khớp với thụ thể trên màng tế bào cần hấp thụ thuốc. Nhờ đó, chất thuốc trong túi vận chuyển này sẽ liên kết đặc hiệu với các thụ thể trên màng làm biến dạng, lõm vào phía trong tạo thành túi vận chuyển tách khỏi màng đi vào trong tế bào chất.

Luyện tập và vận dụng (trang 70)

Câu 1 trang 70 Sinh học 10: Phân biệt các hình thức vận chuyển thụ động, vận chuyển chủ động, thực bào và xuất bào bằng cách hoàn thành bảng theo mẫu sau:

Lời giải:

Câu 2 trang 70 Sinh học 10: Em hãy giải thích tại sao trong thực tế, người ta sử dụng việc ướp muối để bảo quản thực phẩm.

Lời giải:

- Trong môi trường muối có nồng độ cao sẽ tạo ra môi trường ưu trương khiến nước từ trong tế bào vi khuẩn, nấm,… bị rút ra ngoài gây hiện tượng co nguyên sinh, dẫn đến vi sinh vật gây hại không thể tăng số lượng để phân hủy thực phẩm được. Điều đó giúp thực phẩm được bảo quản lâu hơn.

- Không chỉ giúp kéo dài thời gian sử dụng, thực phẩm ướp muối còn có hương vị đặc trưng khi được chế biến thành nhiều món ăn hấp dẫn.

Câu 3 trang 70 Sinh học 10: Tại sao khi chẻ cuống rau muống ngâm vào nước thì các sợi rau lại cuộn tròn lại?

Lời giải:

Khi chẻ cuống rau muống ngâm vào nước thì các sợi rau lại cuộn tròn lại vì:

- Môi trường nước bên ngoài tế bào là môi trường nhược trương, nước sẽ đi vào bên trong tế bào làm tế bào trương lên.

- Tuy nhiên, ở rau muống, thành của các tế bào bên trong và thành của các tế bào bên ngoài không đều nhau (thành của tế bào bên ngoài dày hơn thành của tế bào bên trong) nên các tế bào bên ngoài sẽ ít bị nở ra, phía bên trong sẽ nở ra nhiều nên nó làm cho sợi rau cong lại.

Câu 4 trang 70 Sinh học 10: Hiện tượng xâm nhập mặn có thể gây hậu quả nghiêm trọng khiến hàng loạt các cây trồng bị chết và không còn tiếp tục gieo trồng được những loại cây đó trên vùng đất này nữa. Em hãy giải thích hiện tượng trên.

Lời giải:

Xâm nhập mặn hay còn gọi là đất bị nhiễm mặn. Đây là môi trường ưu trương, tức là môi trường bên ngoài có nồng độ chất tan cao hơn so với nồng độ chất tan trong tế bào. Mà trong môi trường ưu trương, áp suất thẩm thấu của tế bào thấp hơn áp suất thấu của môi trường khiến cây sẽ không hút được nước và muối khoáng. Đó chính là nguyên nhân khiến cho cây sẽ chết hàng loạt.

Câu 5 trang 70 Sinh học 10: Tại sao động vật và người lại dự trữ năng lượng dưới dạng glycogen mà không dự trữ dưới dạng dễ sử dụng là glucose?

Lời giải:

- Glycogen là chất dự trữ năng lượng ngắn hạn lí tưởng cho tế bào động vật vì:

+ Có cấu trúc đa phân, đơn phân là glucose liên kết với nhau với nhau bởi liên kết glycosidic → Dễ dàng bị thủy phân thành glucose khi cần thiết.

+ Có kích thước phân tử lớn hơn nên không thể khuếch tán qua màng tế bào.

+ Không hòa tan trong nước nên không làm thay đổi áp suất thẩm thấu của tế bào.

- Ngược lại, glucose có tính khử, dễ hòa tan trong nước và bị khuếch tán qua màng tế bào nên rất dễ bị hao hụt.