Phạm vi: Bài 13–15 (Chuyển hóa vật chất và năng lượng; Phân giải và tổng hợp các chất trong tế bào; Thực hành thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính enzyme).
Phần 1: Cơ bản
Bài 1. Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở tế bào là gì?
Bài 2. Phân biệt quá trình tổng hợp và quá trình phân giải trong tế bào (nêu hai điểm khác nhau).
Bài 3. ATP là gì? Viết phương trình thủy phân ATP.
Bài 4. Nêu vai trò của enzyme trong tế bào.
Bài 5. Vì sao nói enzyme có tính đặc hiệu?
Bài 6. Kể ba yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme.
Bài 7. Nêu một ví dụ về quá trình tổng hợp và một ví dụ về quá trình phân giải trong tế bào.
Bài 8. Quang hợp và hô hấp tế bào khác nhau như thế nào? (Nêu hai điểm khác.)
Bài 9. Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme như thế nào?
Bài 10. Độ pH ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme như thế nào?
Bài 11. Nồng độ cơ chất ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng do enzyme xúc tác ra sao?
Bài 12. Trung tâm hoạt động của enzyme là gì?
Bài 13. Vì sao khi đun sôi, enzyme mất hoạt tính?
Bài 14. Lên men là gì? Cho một ví dụ.
Bài 15. Nêu vai trò của ATP trong tế bào.
Bài 16. Giải thích vì sao cơ thể bị sốt cao cần được hạ sốt sớm (liên hệ với hoạt tính enzyme).
Phần 2: Nâng cao
Bài 17. So sánh năng lượng giải phóng khi phân giải một phân tử glucose bằng hô hấp hiếu khí và bằng lên men.
Bài 18. Một thí nghiệm: ba ống nghiệm đều chứa H₂O₂ và enzyme catalase, đặt ở 0°C, 37°C và 80°C. Dự đoán lượng bọt khí thoát ra ở mỗi ống và giải thích.
Bài 19. Vì sao người ta bảo quản thực phẩm trong tủ lạnh?
Bài 20. Giải thích cơ chế "ổ khóa – chìa khóa" giữa enzyme và cơ chất.
Bài 21. Chất ức chế enzyme hoạt động như thế nào? Cho ví dụ về ứng dụng của chất ức chế enzyme trong y học.
Bài 22. Nếu hô hấp hiếu khí một phân tử glucose tạo ra khoảng 30–32 ATP, còn lên men chỉ tạo ra 2 ATP, hãy so sánh hiệu suất thu năng lượng của hai quá trình.
Bài 23. Vì sao vận động viên cần bổ sung glucose (hoặc thức ăn giàu tinh bột) sau khi thi đấu?
Bài 24. Trình bày thí nghiệm chứng minh ảnh hưởng của pH đến hoạt tính của enzyme amylase (nêu dụng cụ, cách làm, dự đoán kết quả).
Đáp án
Bài 1. Chuyển hóa vật chất và năng lượng là tập hợp các phản ứng sinh hóa xảy ra trong tế bào, gồm hai quá trình đối lập: tổng hợp và phân giải, kèm theo chuyển hóa năng lượng.
Bài 2. Tổng hợp: tạo chất hữu cơ phức tạp từ chất đơn giản, tiêu tốn năng lượng (ví dụ: quang hợp). Phân giải: phá vỡ chất hữu cơ phức tạp thành chất đơn giản, giải phóng năng lượng (ví dụ: hô hấp tế bào).
Bài 3. ATP (adenosine triphosphate) là hợp chất mang năng lượng, được ví như "đồng tiền năng lượng" của tế bào. Phương trình thủy phân: ATP + H₂O → ADP + Pi + năng lượng.
Bài 4. Enzyme là chất xúc tác sinh học, làm tăng tốc độ phản ứng sinh hóa lên nhiều lần mà không bị tiêu hao, giúp các phản ứng xảy ra nhanh ở nhiệt độ cơ thể.
Bài 5. Mỗi enzyme chỉ xúc tác cho một hoặc một số ít phản ứng nhất định, vì trung tâm hoạt động của enzyme chỉ liên kết đặc hiệu với một loại cơ chất nhất định.
Bài 6. Nhiệt độ, độ pH, nồng độ cơ chất (và nồng độ enzyme).
Bài 7. Tổng hợp: quang hợp, tổng hợp protein, tổng hợp tinh bột. Phân giải: hô hấp tế bào, phân giải tinh bột, phân giải protein.
Bài 8. Quang hợp: tổng hợp chất hữu cơ, tích lũy năng lượng, cần ánh sáng. Hô hấp tế bào: phân giải chất hữu cơ, giải phóng năng lượng, không cần ánh sáng.
Bài 9. Khi nhiệt độ tăng đến nhiệt độ tối ưu, hoạt tính enzyme tăng dần. Vượt quá nhiệt độ tối ưu, enzyme bị biến tính, hoạt tính giảm mạnh, có thể mất hoàn toàn.
Bài 10. Mỗi enzyme hoạt động tốt nhất ở một pH tối ưu nhất định. pH quá cao hoặc quá thấp làm thay đổi cấu trúc enzyme, giảm hoặc mất hoạt tính.
Bài 11. Khi nồng độ cơ chất tăng, tốc độ phản ứng tăng (do cơ hội enzyme gặp cơ chất nhiều hơn), đến khi enzyme đã bão hòa cơ chất thì tốc độ không tăng thêm.
Bài 12. Trung tâm hoạt động là vùng trên phân tử enzyme liên kết đặc hiệu với cơ chất, nơi phản ứng hóa học xảy ra.
Bài 13. Nhiệt độ cao làm enzyme bị biến tính (phá vỡ cấu trúc không gian ba chiều), trung tâm hoạt động bị thay đổi nên enzyme mất khả năng xúc tác.
Bài 14. Lên men là quá trình phân giải glucose trong điều kiện kị khí, tạo ra ít năng lượng. Ví dụ: lên men rượu, lên men lactic.
Bài 15. ATP cung cấp năng lượng trực tiếp cho các hoạt động sống: tổng hợp chất, vận chuyển chất qua màng, vận động, phát sáng…
Bài 16. Sốt cao vượt quá nhiệt độ tối ưu làm giảm hoạt tính enzyme, rối loạn chuyển hóa, cơ thể mệt mỏi; sốt quá cao và kéo dài còn có thể làm biến tính enzyme, gây nguy hiểm.
Bài 17. Hô hấp hiếu khí phân giải glucose hoàn toàn thành CO₂ và H₂O, thu được khoảng 30–32 ATP. Lên men phân giải glucose không hoàn toàn (tạo ethanol hoặc lactic acid), chỉ thu được 2 ATP, phần lớn năng lượng vẫn còn trong sản phẩm.
Bài 18. Ống 0°C: bọt khí rất ít (enzyme hoạt động yếu). Ống 37°C: bọt khí nhiều nhất (gần nhiệt độ tối ưu của catalase). Ống 80°C: hầu như không có bọt khí (enzyme bị biến tính, mất hoạt tính).
Bài 19. Nhiệt độ thấp làm giảm hoạt tính enzyme và làm chậm sinh trưởng, sinh sản của vi sinh vật, nhờ đó thực phẩm lâu hỏng hơn.
Bài 20. Trung tâm hoạt động của enzyme có hình dạng phù hợp với cơ chất như ổ khóa với chìa khóa: chỉ cơ chất có cấu hình phù hợp mới liên kết được với enzyme để phản ứng xảy ra.
Bài 21. Chất ức chế liên kết với enzyme (tại trung tâm hoạt động hoặc vị trí khác) làm giảm hoặc mất hoạt tính enzyme. Ứng dụng: nhiều loại thuốc là chất ức chế enzyme (ví dụ: thuốc ức chế enzyme của virus, thuốc hạ huyết áp ức chế enzyme chuyển angiotensin).
Bài 22. Hiệu suất thu năng lượng của hô hấp hiếu khí cao gấp khoảng 15–16 lần so với lên men (30–32 ATP so với 2 ATP trên mỗi phân tử glucose).
Bài 23. Thi đấu tiêu hao nhiều ATP và glycogen dự trữ. Bổ sung glucose giúp cơ thể tổng hợp lại ATP, phục hồi glycogen, bù năng lượng đã mất.
Bài 24. Dụng cụ: ống nghiệm, dung dịch tinh bột, dung dịch amylase, dung dịch iodine, các dung dịch đệm pH khác nhau (pH = 3, 7, 10), nồi cách thủy 37°C. Cách làm: cho tinh bột + amylase vào các ống có pH khác nhau, ủ 37°C, sau 10 phút nhỏ iodine kiểm tra tinh bột còn lại. Dự đoán: ống pH = 7 (gần pH tối ưu của amylase) tinh bột bị phân giải nhiều nhất (iodine không còn màu xanh tím); ống pH = 3 và pH = 10 tinh bột còn nhiều (màu xanh tím rõ).