Chuyên đề sinh học 11

Thực vật hút nước và khí cacbonic từ môi trường hấp thụ năng lượng ánh sáng tổng hợp thành các chất hữu cơ khác nhau, trước hết là các gluxit đơn giản.. Dị hóa là qúa trình phân giải các

SINH HỌC LỚP 11 THPT CHUYÊN

CHƯƠNG I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CHUYỂN HOÁ

I NỘI DUNG KIẾN THỨC :

1 Khái niệm chung

2 Chuyển hoá vật chất :

- Đồng hoá

- Dị hoá

- Enzim

3 Chuyển hoá năng lượng :

- Chuyển hoá năng lượng vật lí thành năng lượng hoá học

- Chuyển hoá năng lượng hoá học thành năng lượng sinh học

- Quá trình photphorin hoá và sự hình thành ATP

II CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP

CÂU 1 Thế nào là chuyển hoá vật chất ?

Trả lời

Mỗi cơ thể sống luôn luôn có sự trao đổi vật chất với môi trường Trao đổi chất ngừng lại thì cơ thể sẽ chết Kết quả của qúa trình trao đổi chất làm cho cơ thể sống, tồn tại

và phát triển

Quá trình chuyển hoá vật chất bao gồm những quá trình trung gian với nhiều phản ứng phức tạp, mỗi phản ứng là một mắt xích của một trong hai qúa trình cơ bản của chuyển hoá vật chất là đồng hóa và dị hóa

1. Đồng hóa là qúa trình biến đổi những chất lấy từ môi

trường vào, tổng hợp chúng thành những chất sống của

cơ thể và tích luỹ năng lượng Thực vật hút nước và khí cacbonic từ môi trường hấp thụ năng lượng ánh sáng tổng hợp thành các chất hữu cơ khác nhau, trước hết là các gluxit đơn giản Động vật và người ăn thức ăn, biến đổi các chất hữu cơ của thức ăn (gluxit, lipit, protein)

từ các nguồn khác nhau (thực vật, động vật, vi sinh vật) thành các chất hữu cơ (gluxit, lipit, protein) đặc hiệu của cơ thể Qúa trình này bao gồm chủ yếu những phản ứng tổng hợp, đó là những phản ứng thu năng lượng

2 Dị hóa là qúa trình phân giải các chất hữu cơ trong cơ thể và giải phóng năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống và đào thải các chất cặn bã ra ngoài.

Quá trình dị hóa bao gồm các phản ứng phân giải các chất hữu cơ có nguồn gốc từ thức ăn hay từ kho dự trữ nội bào Qúa trình dị hóa bao gồm hàng loạt phản ứng khác nhau: oxy hóa – khử, thủy phân, chuyển nhóm, tách nhóm… Trong qúa trình phân giải các chất hữu cơ, đặc biệt trong qúa trình oxy hóa – khử có nhiều năng lượng được giải phóng dưới dạng nhiệt, một phần được tích luỹ trong các liên kết hóa học để sử dụng trong phản ứng tổng hợp, các hoạt động sinh lý như: vận động, cảm ứng, vận chuyển

chủ động các chất, phát quang sinh học, co cơ, sự hấp thu bài tiết, sự dẫn truyền xung động thần kinh Sản phẩm cuối cùng của quá trình dị hóa là CO2, H2O, NH3…

Đồng hóa và dị hóa là hai quá trình đối lập nhưng lại thống nhất với nhau trong qúa trình trao đổi chất của cơ thể Trong mỗi tế bào chúng xảy ra đồng thời và liên quan mật thiết với nhau Năng lượng giải phóng trong qúa trình

dị hóa được sử dụng trong các qúa trình tổng hợp Các sản phẩm trung gian tạo thành trong dị hoá cũng được dùng làm nguyên liệu cho qúa trình tổng hợp các chất hữu cơ Mặt khác, các chất được tổng hợp trong đồng hóa lại được

sử dụng trong dị hóa

CÂU 2 Vai trò của enzim trong chuyển hoá vật chất ?

Trả lời

Enzim là một chất xúc tác sinh học được tạo ra bởi cơ thể sống Nhờ enzim mà các qúa trình hóa học trong cơ thể sống xẩy ra với tốc độ cao trong những điều kiện sinh lý bình thường như nhiệt độ và áp suất không cao, PH môi trường gần như trung tính

Chất xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hóa ban đầu của phản ứng hóa học bằng cách tạo thành nhiều phản ứng trung gian mà các phản ứng này chỉ đòi hỏi năng lượng hoạt hóa ít hơn nhiều so với khi không có chất xúc tác tham gia

Thí dụ: Hệ thống A + B C + D có chất xúc tác X Hệ thống A + B C + D có chất xúc tác X ⇋ C + D có chất xúc tác X ⇋ C + D có chất xúc tác X tham gia phản ứng thì các phản ứng có thể tiến hành theo các giai đoạn sau:

A + B + X → ABX→ CDX→ C + D + XKhi có chất xúc tác thì tổng năng lượng hoạt hóa cần thiết cho hệ thống sẽ thấp hơn nhiều vì vậy mà phản ứng

có thể tiến hành ở nhiệt độ thấp mà vẫn làm tăng tỷ lệ các phân tử có hoạt tính hóa học của hệ thống và do đó làm tăng tốc độ phản ứng

CÂU 3 Thế nào là chuyển hoá năng lượng ?

Trả lời

Trao đổi chất và năng lượng là bản chất của hoạt động sống ở mọi sinh vật Sự trao đổi chất không thể tách rời sự trao đổi năng lượng, đó là hai qúa trình liên quan mật thiết trong hoạt động sống của sinh giới, nhằm bảo đảm cho sự tồn tại và phát triển của các cơ thể sống

Trong đồng hóa, quá trình tổng hợp chất hữu cơ trong mỗi tế bào đồng thời là qúa trình tích luỹ năng lượng Còn trong dị hóa, sự phân giải các chất hữu cơ thường gắn liền với quá trình giải phóng năng lượng dưới dạng năng lượng sinh học ATP - dạng

năng lượng được sử dụng trong các quá trình trao đổi chất,

quá trình vận chuyển tích cực, quá trình vận động, quá trình phát quang sinh học của cơ thể

Quá trình trao đổi năng lượng được thực hiện bằng hai quá

trình quang hợp và hô hấp :

1. Năng lượng ánh sáng mặt trời được clorophin hấp thụ

và được biến đổi trong quá trình quang hợp ở cây xanh thành dạng hoá năng chứa trong các hợp chất hữu cơ

Đó là quá trình quang hợp thực hiện trong lục lạp ở cây xanh

2 Hoá năng chứa trong các hợp chất hữu cơ được biến đổi

trong quá trình hô hấp ở tế bào thành dạng năng lượng sinh học dự trữ trong các hợp chất liên kết cao năng ATP Đó là quá trình hô hấp thực hiện trong ti thể ở các

tế bào

3 Sự sử dụng năng lượng khi tế bào chuyển hoá năng

lượng hoá năng của ATP thành công năng như công cơ học, công hoá học trong các quá trình sống

CÂU 4

Sự chuyển hoá vật chất và năng lượng thể hiện ở các quá trình nào ?

Trả lời

Đó là bốn quá trình trao đổi chất xảy ra trong cơ thể thực vật :

- Quá trình trao đổi nước

- Quá trình dinh dưỡng khoáng và trao đổi nitơ

- Quá trình quang hợp

- Quá trình hô hấp

cảm với các điều kiện môi trường như nhiệt độ, PH, nồng

độ cơ chất,…

enzyme ) Enzym xúc tác phản ứng oxy hoá axit glicôlic thành axit gliôxylic ở peroxixôm trong quá trình hô hấp sáng ở thực vật C3

Câu 6 ATP là gì ?

Trả lời

ATP là tên viết tắt từ Ađênôsin triphôtphát.Một nucleosit tạo nên từ adenin và đường riboza kết hợp với ba nhóm photphát Năng lượng từ quá trình quang hợp (năng lượng ánh sáng mặt trời) và từ quá trình hô hấp (năng lượng hoá học) được tích luỹ trong ATP Khi ATP bị phân giải do quá trình thuỷ phân các liên kết photphát thì năng lượng đợc giải phóng để sử dụng cho các quá trình sống của tế bào, cơ quan, cơ thể ATP được xem như ắc quy năng lượng hoặc đồng tiền năng lượng

CÂU 7

Trình bày quá trình trao đổi nước ở thực vật

a) Quá trình hấp thụ nước ở rễ

b) Quá trình vận chuyển nước ở thân

c) Quá trình thoát hơi nước ở lá

Trả lời

a) Quá trình hấp thụ nước ở rễ

- Đặc điểm: một chiều, ngắn, nước và chất khoáng hoà tan

- Hai con đường: vô bào + đai Caspari và tế bào

- Cơ chế: Thế nước từ cao đến thấp hoặc thế thẩm thấu hay sức hút nước từ thấp đến cao

b) Quá trình vận chuyển nước ở thân

- Đặc điểm: một chiều từ rễ lên lá, dài, nước và các chất khoáng hoà tan

- Con đường : qua mạch gỗ

- Cơ chế: áp suất rễ, lực liên kết giữa các phân tử nước và lực bám giữa các phân tử nước với thành mạch, lực hút của lá do quá trình thoát hơi nước tạo ra

c) Quá trình thoát hơi nước ở lá

- Đặc điểm: một chiều, ngắn, nước

- Con đường: hai con đường với các đặc điểm khác nhau

- Cơ chế: lực hút các phân tử nước từ lá ra không khí

do sự chênh lệch quá lớn về thế nước giữa lá và không khí

và cơ chế đóng mở khí khổng

CÂU 8 Thế nào là nguyên tố đại lượng và nguyên tố

Nguyên tố vi lượng là nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể với một lượng rất nhỏ, bao gồm : Cu, Zn, Mn,

Co, Mo, B,…Các nguyên tố này chỉ chiếm 0,05% khối l ượng khô của cây, nhưng lại có vai trò rất lớn trong quá trình trao đổi chất của cơ thể

Câu 9 Trình bày tóm tắt khái niệm quang hợp ?

Trả lời

Quang hợp là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ nhờ năng l ượng ánh sáng Thực vật và một số vi khuẩn quang hợp có khả năng thực hiện quá trình này

Ở cây xanh quá trình quang hợp xảy ra ở lục lạp nầm trong các tế bào mô giậu của lá Quá trình quang hợp có thể biểu diễn bằng ph ơng trình sau :

ánh sáng

6CO2 + 12H2O  C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Hệ sắc tố

Cơ chế quang hợp rất phức tạp , gồm hai pha : pha sáng và pha tối Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được hệ sắc tố quang hợp hấp thụ và nhờ năng lư ợng này

mà một chuỗi các phản ứng hoá học xảy ra, trong đó H2O được phân li, O2 được giải phóng, H+ và điện tử của H2O giúp cho việc hình thành hai sản phẩm là ATP và NADPH Trong pha tối, ATP và NADPH được sử dụng để khử CO2 thành các hợp chất hidrat cácbon C6H12O6 -đường glucôzơ -là hợp chất hữu cơ đầu tiên Quá trình khử CO2 xảy ra ở ba nhóm thực vật khác nhau theo ba chu trình khác nhau : chu trình Canvin-Benson, chu trình Hatch-Slack và chu trình thực vật CAM ( Crassulacaen Acid Metabolism )

Câu 10 Hãy trình bày tóm tắt về quá trình hô hấp ở thực vật ?

Trả lời

Hô hấp thực vật là quá trình oxi hoá các hợp chất hữu

cơ thành CO2, H2O và giải phóng ra năng lượng ở trong

cơ thể thực vật Phương trình hô hấp đư ợc viết nh sau:

C6H12O6 + O2  CO2 + H2O + Q (năng lượng: ATP + nhiệt)

Quá trình hô hấp thực vật có thể chia thành 4 giai đoạn :

1 Đư ờng phân (phân giải Glucôzơ thành Axit pyruvic)

2 Phân giải kị khí (quá trình lên men rượu và lên men axit lactíc)

3.Hô hấp hiếu khí (Chu trình Crep)

4.Chuỗi truyền điện tử trong hô hấp (năng lượng tích luỹ trong NADH và FADH2 được giải phóng thông qua chuỗi truyền điện tử để hình thành ATP và khử O2 thành H2O)

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CÂU 1 Bơm proton :

Câu 2 ATP được tổng hợp ở tế bào đều lấy năng lượng từ :

Câu 3.

Sơ đồ dưới đây minh họa chiều hướng

hoạt động của

F1/Fo-ATPase cïng với chiều

vận chuyển H+ và tổng

hợp/ph©n giải ATP

Môi trường axit

Môi trường kiềm

Môi trường axit

Môi trường kiềm

Môi trường axit

Môi trường kiềm

Trong các sơ đồ trên,

a) Chỉ có sơ đồ I đúngb) Chỉ có sơ đồ II đúng *c) Chỉ có sơ đồ III đúng

Cả hai sơ đồ I và III đúng

Câu 4 Khi các phân tử protein được sử dụng như một bản thể hô hấp tế bào thì nhóm chất nào sau đây là sản phẩm bị loại :

a.Nhóm amin *b.Các axit béoc.Các phân tử đườngd.Các phân tử axit lactice.Ethanol và CO2

CHƯƠNG II TRAO ĐỔI NƯỚC

I NỘI DUNG KIẾN THỨC

1 Các thể nước, dạng nước trong tự nhiên và trong thực vật và vai trò của nó *

2 Quá trình hấp thụ nước ở rễ

2.1 Sự hấp thụ nước ở cây thuỷ sinh và cây trên cạn *2.2 Cấu trúc của rễ liên quan đến quá trình hấp thụ nước

2.3 Quá trình hấp thụ nước và các chất khoáng hoà tan trong nước từ lông hút đến mạch gỗ của thân : - Đặc điểm - Con đường - Cơ chế

3 Quá trình vận chuyển nước ở thân

3.1 Cấu trúc của mạch gỗ, mạch rây liên quan đến quá

trình vận chuyển nước và các chất hữu cơ trong thân

*3.2 Mối liên quan giữa hai quá trình vận chuyển vật chất

ở thân *3.3Quá trình vận chuyển nước và các chất khoáng hoà

tan trong nước ở thân

4.1 Cấu trúc của lá liên quan đến quá trình thoát hơi

nước *4.2 Vai trò của quá trình thoát hơi nước

4.3 Quá trình thoát hơi nươc

5.5 Dinh dưỡng khoáng

6 Khái niệm về cân bằng nước trong cơ thể và vấn đề tưới

nước hợp lí cho cây trồng

6.1 Khái niệm về cân bằng nước *

6.2 Khái niệm về hệ số héo và hạn sinh lí *

6.3 Vấn đề tưới nước hợp lí

- Thời gian tưới

- Lượng nước tưới

- Phương pháp tưới

II CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP

CÂU 1 Trình bày về các thể nước, dạng nước trong đất, trong cây và vai trò của nó ?

TRẢ LỜI: 1 Các thể nước:

- Trong đất: Thể lỏng, thể rắn, thể hơi

- Trong cây: Thể lỏng, thể rắn, thể hơi

Đối với đất:ba thể này đều có vai trò quan trọng trong cấu trúc của đất.Tuy nhiên thể lỏng có vai trò quan trọng nhất trong việc cung cấp nước cho cây trồng

Đối với cây : Thể rắn sẽ phá vỡ tế bào, mô Thể hơi trong các mạch thường cản trở sự vận chuyển nước Chỉ có thể lỏng là giữ vai trò quan trọng bậc nhất trong cấu trúc và trong trao đổi chất của cây

2. Các dạng nước :

- Trong đất : Nước mao dẫn trong các mao mạch của đât,

nước ngầm trong khoảng trống của đât, nước ngậm bám xung quanh các keo đất, nước tẩm nằm trong các keo đất Nói chung có thể chia nước trong đất thành hai dạng : nước tự do và nước liên kết ( liên kết chặt và không chặt ) Dạng nước tự do đóng vai trò cung cấp nước cho cây, dạng nước liên kết đóng vai trò cấu trúc đât

- Trong cây : Trong tế bào thực vật, nước tồn tại trong ba

dạng là nước hydrat hoá, nước dự trữ và nước khe

1.3.1.Nước hidrat hoá

Là một thành phần liên kết hoá học của chất nguyên sinh, nước hydrat hoá kết hợp với các ion, các chất hữu cơ hoà tan và các đại phân tử, choáng hết các kẽ hở giữa các siêu cấu trúc của chất nguyên sinh và thành tế bào Nhờ tính lưỡng cực mà các phân tử nước tập hợp và tích luỹ ở các bề mặt tích điện dưới dạng chuỗi linh động

Nước hydrat hoá chỉ chiếm từ 5-10% toàn bộ nước tế bào, nhưng lại rất cần cho sự sống của tế bào Việc làm giảm không đáng kể hàm lượng nước hydrat hoá sẽ gây nên các biến đổi nghiêm trọng về cấu trúc chất nguyên sinh và từ đó dẫn đến sự chết của tế bào

1.3.2 Nước dự trữ

Nước dự trữ có mặt trong các xoang tích nước và chủ yếu trong không bào Đó là dạng nước dễ được dẫn truyền nhất

1.3.3 Nước khe

Nước khe có mặt trong các khoảng gian bào giữa các tế bào và trong các yếu tố dẫn truyền của hệ mạch (xylem) và hệ ống rây (phloem)

Chức năng của nước khe như là môi trường dẫn truyền chất hoà tan theo khoảng cách ngắn (hệ apoplast) trong rễ và lá cây và dẫn truyền khoảng cách dài trong xylem và phloem

Nhìn chung nước trong cây có thể tóm tắt ở hai dạng :

Nước tự do và nước liên kết (liên kết chặt và không chặt) Dạng nước liên kết đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc của tế bào, mô, cơ quan, cơ thể Dạng nước tự do tham gia vào quá trình trao đổi chất của cây như: điều hoà nhiệt

độ cơ thể, làm dung môi hoà tan nhiều chất, tham gia trực tiếp vào các phản ứng hoá học,

…

- Nước tự do là nước không tham gia vào vỏ thuỷ hoá xung quanh các ion, các phân tử, các chất trùng hợp, không tham gia vào các liên kết cấu trúc Dạng nư ớc này có trong các gian bào, trong không bào, trong mạch dẫn và chiếm một lượng lớn trong cây (70%) Dạng nước này vẫn giữ được tính chất vật lí, hoá học và sinh học của nước như làm dung môi, khả năng điều nhiệt khi bay hơi, tham gia vào các phản ứng hoá học, tạo độ nhớt của chất nguyên sinh Nh ư vậy dạng nước tự do có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình trao đổi chất, chúng qui định cư ờng

độ của các quá trình sinh lí

CÂU 3

Nước được hấp thụ từ đất vào cây qua rễ theo hai con

đường:

a) Đó là hai con đường nào?

b) Nêu những đặc điểm lợi và bất lợi của hai con đường

đó?

c) Hệ rễ đã khắc phục đặc điểm bất lợi của hai con đường

đó bằng cách nào?

Trả lời

a) Đó là hai con đường :

- Con đường qua thành tế bào lông hút vào các khoảng

trống gian bào, đến thành tế bào nội bì, gặp vòng đai Caspari, chuyển vào tế bào nội bì rồi vào mạch gỗ của rễ

- Con đường tế bào: nước vào tế bào chất, qua không bào, sợi liên bào Nói chung là nước đi qua các phần sống của tế bào, qua tế bào nội bì rồi vào mạch gỗ của rễ.

- Con đường dọc thành tế bào và gian bào : hấp thụ nhanh

và nhiều nước ( lợi ), nhưng lượng nước và các chất khoáng hoà tan không được kiểm tra ( bất lợi )

- Con đường tế bào : lượng nước và các chất khoáng hoà tan được kiểm tra bằng tính thấm chọn lọc của tế bào sống( lợi ), nhưng nước được hấp thụ chậm và ít ( bất lợi )