Giải Sinh 10 Kết nối tri thức Bài 10: Trao đổi chất qua màng tế bào

Mở đầu

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?
Trả lời:

- Quá trình trao đổi chất qua màng tế bào diễn ra theo 3 hình thức:

+ Đối với vận chuyển thụ động: Quá trình này bao gồm thẩm thấu, khuếch tán đơn giản, khuếch tán tăng cường.

+ Đối với vận chuyển chủ động: Các phân tử chất tan được đưa từ vùng nồng độ thấp sang vùng nồng độ cao và cần tiêu tốn năng lượng.

+ Đối với vận chuyển nhờ biến dạng màng tế bào: Các phân tử hay vật thể có kích thước lớn được ận chuyển qua màng bằng các hình thức: xuất bào, ẩm bào và thực bào.

II. Các cơ chế trao đổi chất qua màng tế bào

1. Vận chuyển thụ động

Câu hỏi 1 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 67): 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.
Trả lời:
- 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 được lớp kép phospholipid: Các chất tan trong lipid, các phân tử không phân cực hoặc những hạt có kích thước siêu nhỏ.

- Những loại chất không thể đi qua lớp kép phospholipid: Các chất kích thước lớn, phân cực hoặc không có khả năng hòa tan trong lipid.

* Giải thích: 

- Do lớp kép phospholipid có tính kị nước và không phân cực. Do đó nó chỉ cho phép các phân tử có cùng tính chất không phân cực hoặc có kích thước nhỏ đi qua.

Câu hỏi 2 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 67): 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:

Trả lời:
* Đặc điểm của vận chuyển thụ động:
- Không tiêu hao năng lượng.

- Chất tan khuếch tán từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp (xuôi chiều gradient nồng độ).

- Các chất dịch chuyển thông qua các protein xuyên màng hoặc trực tiếp qua lớp kép phospholipid.

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

Câu hỏi 3 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 67): Vì sao tế bào rễ cây có thể hút được nước từ đất?
Trả lời:
- Tế bào rễ cây có thể hút được nước từ đất là nhờ quá trình thẩm thấu. Bên trong tế bào rễ có không bào trung tâm có kích thước rất lớn, chứa nhiều chất tan, làm cho áp suất thẩm thấu ở rễ cao hơn áp suất môi trường đất. Vì nước có xu hướng di chuyển từ vùng có nồng độ chất tan thấp đến vùng có nồng độ chất tan cao nên rễ cây hút được nước từ đất để vận chuyển đi nuôi cây.

Câu hỏi 4 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 67): 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.
Trả lời:
- Thẩm thấu là sự khuếch tán của các phân tử nước qua màng tế bào.

+ Nếu tế bào thực vật ở trong môi trường nhược trương: Nước từ bên ngoài tế bào sẽ đi vào trong tạo nên một sức ép lớn. Tuy nhiên, nhờ lớp thành tế bào vững chắc bao bọc phía ngoài, tế bào chỉ chỉ đi vào một lượng nhất định làm làm trương tế bào tạo nên lực cản chống lại sự khuếch tán của các phân tử nước vào tế bào.

+ Nếu tế bào động vật ở trong môi trường nhược trương: Nước đi từ ngoài vào tạo áp lực lên màng tế bào; tuy nhiên nhờ có thành tế bào vững chắc nên nước chỉ vào một lượng nhất định, tạo lực cản chống lại sự khuếch tán tiếp theo và làm trương tế bào.

2. Vận chuyển chủ động

Câu hỏi 1 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 68): Thế nào là vận chuyển chủ động?
Trả lời:
- Vận chuyển chủ động 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 gradien nồng độ) và cần tiêu tốn năng lượng.
Câu hỏi 2 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 68): Phân biệt vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động.
Trả lời:

3. Vận chuyển vật chất nhờ biến dạng màng tế bào

Câu hỏi 1 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 69): Phân biệt thực bào, ẩm bào và xuất bào.
Trả lời:

Câu hỏi 2 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 69): Làm thế bào tế bào có thể vận chuyển được những phân tử protein có kích thước lớn ra khỏi tế bào? Giải thích.
Trả lời:

- Tế bào có thể vận chuyển được những phân tử protein có kích thước lớn ra khỏi tế bào nhờ quá trình xuất bào, cụ thể như sau:

+ Đầu tiên, những phân tử protein có kích thức lớn cần bài tiết sẽ được bao bọc cẩn thận bên trong các túi vận chuyển nội bào. Sau đó,  sau đó các túi này liên kết với màng tế bào để giải phóng chất thải ra môi trường bên ngoài.

Câu hỏi 3 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 69): 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 tiết. Hãy mô tả cách tế bào lấy thuốc vào bên trong tế bào.
Trả lời:

- Đầu tiên, nhờ hệ thống các protein thụ thể nằm trên bề mặt màng, tế bào có khả năng nhận diện chính xác các chất cần thiết. Sau đó, người ta sẽ thiết kế túi chứa thuốc có các thụ thể bề mặt khớp hoàn toàn với thụ thể của tế bào đích cần hướng tới. Cuối cùng, khi hai loại thụ thể này tìm liên kết với nhau, làm biến dạng màng tế bào tạo thành túi vận chuyển tách khỏi màng đi vào trong tế bào chất.

Luyện tập và Vận dụng

Bài tập 1 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 70): 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:

Bài tập 2 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 70): Em hãy giải thích tại sao trong thực tế, người ta sử dụng việc ướp muối để bảo quản thực phẩm? 
Trả lời:

- Trong thực tế, người ta sử dụng việc ướp muối để bảo quản thực phẩm vì:

+ Khi ướp muối, chúng đã biến môi trường xung quanh thực phẩm thành một vùng có nồng độ chất tan cực cao. Lúc này, nước từ trong các tế bào thực phẩm sẽ bị rút dần ra ngoài và các phân tử muối sẽ thẩm thấu ngược vào thay thế. Việc mất nước khiến thực phẩm khô đi, từ đó không còn môi trường ẩm, vi khuẩn không thể sống sót, thực phẩm bảo quản được lâu hơn, khó bị thối, hỏng. 

Bài tập 3 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 70): Tại sao khi chẻ cuống rau muống ngâm vào nước thì các sợi rau lại cuộn tròn lại?
Trả lời:

- Hiện tượng các sợi rau muống chẻ bị cong ra ngoài rồi cuộn tròn lại khi ngâm nước là do môi trường nước bên ngoài tế bào là môi trường nhược trương. Khi ngâm, các phân tử nước sẽ thẩm thấu vào bên trong làm các tế bào căng mọng lên. Tuy nhiên, cấu trúc thành tế bào của rau muống lại dày mỏng không đều, lớp phía vỏ ngoài có vách dày dặn, trong khi lớp tế bào phía trong lại có vách mỏng. Do đó, khi có nước đi vào tế bào, vách mỏng ở phía trong giãn nở mạnh và căng phồng hơn hẳn, đẩy khối tế bào cong ra bên ngoài, cuộn tròn lại. 

Bài tập 4 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 70): 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.
Trả lời:
- Cây trồng bị thiếu nước và chết hàng loạt do nước từ bên trong tế bào bị rút ra ngoài. Hiện tượng này xảy do trong môi trường ưu trương, đất nhiễm mặn có nồng độ chất tan cao hơn so với nồng độ chất tan trong tế bào. Trong điều kiện môi trường này,  tế bào cây có áp suất thẩm thấu thấp hơn khiến cho rễ cây không hút được nước và muối khoáng. Nước từ trong sẽ đi ra ngoài mà không được hút lại gây ra trạng thái mất nước nghiêm trọng, dẫn đến hàng loạt các cây trồng bị chết và không còn tiếp tục gieo trồng được nữa. 

Bài tập 5 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức (trang 70): 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?
Trả lời:

- Động vật và người lại dự trữ năng lượng dưới dạng glycogen mà không dự trữ dưới dạng dễ sử dụng là glucose vì con người và động vật có nhu cầu di chuyển, vận động thường xuyên, đòi hỏi cần nhiều năng lượng lớn cho các hoạt động sống. Do đó, việc tích trữ năng lượng dưới dạng glycogen (nguồn dự trữ ngắn hạn tại cơ và gan) sẽ giúp việc huy động và phân hủy diễn ra dễ dàng. Ngược lại, với cấu tạo phức tạp cùng tỷ lệ không hòa tan trong nước ủa tinh bột khiến nó trở thành một dạng dự trữ khó sử dụng và không phù hợp với nhịp sống năng động. Vậy nên, cơ thể người và động vật lựa chọn dự trữ năng lượng bằng glycogen thay vì glucose.

---------------------------------------

     Trên đây là phần hướng dẫn Giải Sinh 10 Kết nối tri thức Bài 10: Trao đổi chất qua màng tế bào (chi tiết nhất) giúp bạn hệ thống lại những kiến thức về sự Trao đổi chất qua màng tế bào. Hy vọng rằng những kiến thức này sẽ giúp bạn hiểu sâu hơn về kiến thức môn Sinh học và đạt kết quả cao trong các bài kiểm tra. Để xem trọn bộ lời giải chi tiết theo chương trình mới, đừng quên truy cập ngay tại link dưới đây!

>>> Full lời giải SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức: Xem ngay!