Lý thuyết Sinh học 10 Bài 16 (Chân trời sáng tạo): Phân giải các chất và giải phóng năng lượng

Lý thuyết Sinh học 10 Bài 16: Phân giải các chất và giải phóng năng lượng

A. Lý thuyết Sinh học 10 Bài 16: Phân giải các chất và giải phóng năng lượng

I. Khái niệm phân giải các chất trong tế bào

- Khái niệm: Phân giải chất trong tế bào là quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn nhờ quá trình bẻ gãy các liên kết hóa học. Ví dụ: Phân giải tinh bột thành các phân tử glucose, phân giải nucleic acid thành các nucleotide,…

Sơ đồ minh họa quá trình phân giải các chất

- Thông qua sự phá vỡ các liên kết hóa học trong các chất phức tạp, năng lượng được giải phóng để cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào.

II. Quá trình phân giải hiếu khí

1. Khái niệm phân giải hiếu khí

- Khái niệm: Phân giải hiếu khí (hô hấp tế bào) là quá trình phân giải các chất hữu cơ khi có oxygen thành sản phẩm cuối cùng là CO₂ và H₂O, đồng thời giải phóng năng lượng được tích lũy trong các hợp chất hữu cơ thành dạng năng lượng dễ sử dụng cho tế bào có trong phân tử ATP.

- Phương trình tổng quát:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Q (ATP + nhiệt)

- Đặc điểm:

+ Trong phân giải hiếu khí, năng lượng trong các hợp chất hữu cơ được giải phóng từng phần thông qua một chuỗi các phản ứng oxi hóa khử.

+ Tùy vào nhu cầu năng lượng của cơ thể mà tốc độ của quá trình phân giải hiếu khí có thể diễn ra nhanh hay chậm.

2. Các giai đoạn chính

Quá trình phân giải hiếu khí được chia thành 3 giai đoạn: đường phân, oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs, chuỗi chuyền electron hô hấp.

Sơ đồ tóm tắt các giai đoạn của quá trình phân giải hiếu khí

a. Quá trình đường phân

- Vị trí diễn ra: Diễn ra trong tế bào chất.

- Cơ chế: Đường phân là quá trình biến đổi glucose xảy ra trong tế bào chất và không có sự tham gia của oxygen.

+ Phân tử glucose được hoạt hóa bằng 2 phân tử ATP.

+ Nhờ enzyme đặc hiệu, phân tử glucose tách thành 2 phân tử pyruvic acid (phân tử 3C).

- Sản phẩm thu được: 2 pyruvic acid, 2 ATP và 2 NADH.

b. Oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs

- Vị trí diễn ra: Diễn ra trong chất nền ti thể.

- Cơ chế:

+ Oxi hóa pyruvic: 2 phân tử pyruvic acid bị oxi hóa thành 2 phân tử acetyl – coenzyme A (acetyl – CoA), đồng thời sinh ra 2 phân tử CO₂, 2 NADH.

+ Chu trình Krebs: Khi đi qua chu trình Krebs, mỗi acetyl – CoA bị oxi hóa hoàn toàn tạo thành 2 phân tử CO₂, 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH₂.

Sơ đồ chu trình Krebs

- Sản phẩm thu được: 4 phân tử CO₂, 2 ATP, 8 NADH, 2 FADH₂.

c. Chuỗi chuyền electron hô hấp

- Vị trí diễn ra: Diễn ra tại màng trong ti thể.

- Cơ chế: Chuỗi chuyền electron hô hấp sẽ chuyển hóa năng lượng được tích trữ trong các phân tử NADH và FADH₂ thành năng lượng trong các phân tử ATP. Đây là giai đoạn tạo được nhiều ATP nhất.

+ Các phân tử NADH và FADH₂ bị oxi hóa thông qua một chuỗi phản ứng oxi hóa khử

+ Electron được giải phóng từ NADH và FADH₂ chuyển đến chất nhận electron cuối cùng là phân tử oxygen để tạo thành H₂O.

- Sản phẩm thu được: Khi oxi hóa 1 phân tử NADH sẽ tạo được 2,5 phân tử ATP, 1 phân tử FADH₂ sẽ tạo được 1,5 phân tử ATP.

III. Quá trình phân giải kị khí

- Khái niệm: Phân giải kị khí là quá trình phân giải các chất hữu cơ trong điều kiện không có oxygen, trong đó, chất cho và nhận electron đều là chất hữu cơ.

- Có hai hình thức lên men phổ biến là lên men rượu và lên men lactic.

+ Lên men rượu (có ở đa số vi khuẩn, nấm men):

Pyruvic acid → C₂H₅OH (rượu ethanol) + 2CO₂

+ Lên men lactic (có ở một số vi khuẩn, nấm, động vật):

Pyruvic acid → C₂H₅COOH (lactic acid)

- Hiệu quả năng lượng: Quá trình phân giải kị khí chỉ tạo được 2 ATP, mức năng lượng này rất ít so với phân giải hiếu khí.

IV. Mối quan hệ giữa tổng hợp và phân giải các chất trong tế bào

- Tổng hợp và phân giải các chất trong tế bào là hai quá trình đối lập nhưng có sự thống nhất với nhau để duy trì các hoạt động sống của tế bào:

+ Quá trình tổng hợp tạo nên các chất cung cấp nguyên liệu cho quá trình phân giải.

+ Quá trình phân giải cung cấp năng lượng và nguyên liệu cho quá trình tổng hợp.

Sơ đồ mối quan hệ giữa tổng hợp và phân giải các chất trong tế bào

B. Bài tập trắc nghiệm Sinh học 10 Bài 16: Phân giải các chất và giải phóng năng lượng

Câu 1: Giai đoạn nào sau đây không thuộc quá trình hô hấp hiếu khí?

A. Đường phân.

B. Chu trình Krebs.

C. Chu trình Calvin.

D. Chuỗi truyền electron hô hấp.

Câu 2: Giai đoạn đường phân diễn ra ở

A. màng trong ti thể.

B. chất nền của ti thể.

C. chất nền của lục lạp.

D. tế bào chất.

Câu 3: Từ 1 phân tử glucose trải qua giai đoạn đường phân sẽ thu được những sản phẩm nào sau đây?

A. 2 phân tử pyruvic acid, 2 ATP và 2 NADH.

B. 2 phân tử pyruvic acid, 4 ATP và 2 NADH.

C. 2 phân tử acetyl - CoA, 2 CO₂ và 2 ATP.

D. 2 phân tử lactic acid, 2 CO₂ và 2 ATP.

Câu 4: Tại sao giai đoạn đường phân tạo được 4 phân tử ATP nhưng hiệu quả thực sự chỉ có 2 phân tử ATP?

A. Vì trước đó tế bào đã dùng 2 phân tử ATP để hoạt hóa enzyme.

B. Vì trước đó tế bào đã dùng 2 phân tử ATP để hoạt hóa glucose.

C. Vì sau đó tế bào đã dùng 2 phân tử ATP để hoạt hóa pyruvic acid.

D. Vì sau đó tế bào đã dùng 2 phân tử ATP để hoạt hóa acetyl – CoA.

Câu 5: Giai đoạn oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs diễn ra ở

A. tế bào chất.

B. chất nền của lục lạp.

C. chất nền của ti thể.

D. màng trong của ti thể.

Câu 6: Sản phẩm tạo thành của giai đoạn oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs gồm

A. 6 phân tử CO₂, 2 phân tử ATP, 8 phân tử NADH, 2 phân tử FADH₂.

B. 2 phân tử CO₂, 2 phân tử ATP, 3 phân tử NADH, 2 phân tử FADH₂.

C. 4 phân tử CO₂, 2 phân tử ATP, 6 phân tử NADH, 2 phân tử FADH₂.

D. 4 phân tử CO₂, 1 phân tử ATP, 6 phân tử NADH, 1 phân tử FADH₂.

Câu 7: Quá trình biến đổi các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản nhờ quá trình bẻ gãy các liên kết hóa học được gọi là

A. quá trình tổng hợp.

B. quá trình phân giải.

C. quá trình tự dưỡng.

D. quá trình dị dưỡng.

Câu 8: Quá trình nào sau đây không phải là quá trình phân giải các chất?

A. Quá trình biến đổi từ tinh bột thành glucose.

B. Quá trình biến đổi từ protein thành các chuỗi peptide ngắn.

C. Quá trình biến đổi từ CO₂ và nước thành các chất hữu cơ.

D. Quá trình biến đổi từ lipid thành glycerol và acid béo.

Câu 9: Đặc điểm nào sau đây không đúng khi nói về quá trình phân giải các chất?

A. Có sự biến đổi từ chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản.

B. Có sự tích lũy năng lượng trong các sản phẩm được tạo thành.

C. Có sự bẻ gãy các liên kết hóa học của các chất tham gia.

D. Có vai trò cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống.

Câu 10: Cho các đặc điểm sau đây:

(1) Có sự tham gia của oxygen.

(2) Có sự giải phóng năng lượng ATP từng phần.

(3) Có bản chất là một chuỗi các phản ứng oxi hóa khử.

(4) Sản phẩm cuối cùng là các chất hữu cơ: rượu, giấm,…

Trong các đặc điểm trên, số đặc điểm đúng khi nói về quá trình phân giải hiếu khí là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Sinh học 10 sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:       

Lý thuyết Bài 17: Thông tin giữa các tế bào

Lý thuyết Bài 18: Chu kỳ tế bào

Lý thuyết Bài 19: Quá trình phân bào

Lý thuyết Bài 21: Công nghệ tế bào

Lý thuyết Bài 22: Khái quát về vi sinh vật