Bài tập về trao đổi chất qua màng tế bào
Kiến thức cần nhớ
Khái niệm trao đổi chất qua màng tế bào
Trao đổi chất qua màng tế bào thực chất là quá trình vận chuyển chất ra, vào tế bào qua màng tế bào.
Các phân tử nhỏ ra, vào tế bào chủ yếu qua sự khuếch tán. Tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào kích thước, bản chất phân tử, nhiệt độ, áp suất của môi trường và quan trọng nhất là sự chênh lệch nồng độ của chất khuếch tán.
Các phân tử lớn không thể khuếch tán qua màng, tế bào có các cơ chế đặc biệt để vận chuyển chúng.
Các cơ chế trao đổi chất qua màng tế bào
1. Vận chuyển thụ động
Là sự khuếch tán các chất từ nơi có nồng độ chất tan cao đến nơi có nồng độ chất tan thấp (xuôi chiều gradient nồng độ) và không tiêu tốn năng lượng của tế bào.
Gồm có ba hình thức: khuếch tán đơn giản, khuếch tán tăng cường và thẩm thấu.
| Đặc điểm | Khuếch tán đơn giản | Khuếch tán tăng cường |
| Con đường | Qua lớp kép phospholipid | Qua protein kênh hoặc protein mang |
| Các chất vận chuyển | Không phân cực và nhỏ: O2, CO2, nước. | Ion, chất phân cực, nước, amino acid... |
| Tốc độ vận chuyển |
Phụ thuộc vào bản chất chất tan, sự chênh lệch nồng độ.
|
Phụ thuộc vào số lượng kênh protein. Tế bào có thể tự điều chỉnh thông qua việc thêm kênh và đồng mở kênh theo nhu cầu. |
Thẩm thấu: sự khuếch tán các phân tử nước qua màng tế bào gọi là sự thẩm thấu. Tốc độ thẩm thấu của nước phụ thuộc vào áp suất thẩm thấu của tế bào.
Áp suất thẩm thấu của tế bào cao hay thấp phụ thuộc vào nồng độ chất tan trong tế bào. Dựa vào nồng độ chất tan trong dung dịch có dung môi là nước, người ta chia môi trường bên trong và bên ngoài tế bào thành 3 loại: ưu trương, đẳng trương và nhược trương.
2. Vận chuyển chủ động
Là kiểu vận chuyển 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.
Các phân tử được vận chuyển qua bơm protein, muốn bơm hoạt động, tế bào phải cung cấp cho nó ATP.
VD: các tế bào thận sử dụng 90% năng lượng để lọc máu và bơm các amino acid và glucose từ nước tiểu trở lại máu.
3. Vận chuyển vật chất nhờ biến dạng màng tế bào
Là hình thức vận chuyển các đại phân tử như protein, đường đa, DNA, … không thể đi qua protein xuyên màng. Tế bào lấy các chất này vào bằng cách thực bào (đối với chất không tan) và ẩm bào (với chất tan) và tiêu tốn năng lượng.
a) Thực bào và ẩm bào
Tế bào lấy vào các phân tử có kích thước lớn, hoặc thậm chí là cả một tế bào nhờ sự biến dạng màng tế bào, bọc lấy vật cần chuyển và hình thành bóng chứa tách khỏi màng và di chuyển vào trong.
b) Xuất bào
Là hình thức vận chuyển các chất có kích thước lớn, có thể là các sản phẩm tiết, chất độc hại, chất thải … ra khỏi tế bào. Bóng chứa chất này tiến lại gần màng tế bào và liên kết với màng tế bào, giải phóng chất ra bên ngoài.
Sơ đồ tư duy trao đổi chất qua màng sinh chất:
Bài tập tự luyện
Bài 1: 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.
Bài 2: 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.
Phương pháp giải:
Dựa vào cấu trúc của lớp kép phospholipid
Lời giải:
- 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 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 tan trong nước, phân cực.
Vì lớp phospholipid ở màng sinh chất sắp xếp thành lớp kép, đầu ưa nước quay ra ngoài, đuôi kị nước quay vào nhau, chúng có tính lưỡng cực do đó chỉ cho những phân tử nhỏ tan trong lipid đi qua, các chất phân cực và tích điện đều phải đi qua những kênh protein thích hợp mới ra vào được tế bào.
Bài 3: 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:
|
|
Thành phần (màng tế bào) tham gia khuếch tán |
Đặc điểm chất khuếch tán |
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán |
|
Khuếch tán đơn giản |
Lớp kép phospholipid. |
Không phân cực và có kích thước nhỏ. |
Phụ thuộc vào bản chất khuếch tán, sự chênh lệch nồng độ các chất bên trong và bên ngoài cũng như thành phần hóa học của lớp phospholipid kép. |
|
Khuếch tán tăng cường |
Kênh protein chuyên biệt – protein xuyên màng. |
Các chất không thể khuếch tán qua lớp kép phospholipid của màng tế bào như các ion, các chất phân cực, các amino acid,… |
Không chỉ phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán mà còn phụ thuộc vào số lượng kênh protein đóng mở trên màng. Ngoài ra, sự khuếch tán của các ion qua các kênh protein còn phụ thuộc vào sự chênh lệch về điện thế giữa hai phía của màng. |
Bài 4: Vì sao tế bào rễ cây có thể hút được nước từ đất?
Phương pháp giải:
Dựa vào đặc điểm nồng độ chất tan và nước ở tế bào rễ cây và đất
Lời giải:
Do tế bào 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 mà nước có xu hướng đi từ nơi có nồng độ chất tan thấp đến nơi có nồng độ chất tan cao nên tế bào rễ cây có thể hút được nước từ đất.
Bài 5: 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.
Phương pháp giải:
Thẩm thấu là 1 phương thức vận chuyển thụ động.
Lời giải:
- Thẩm thấu là sự khuếch tán của các phân tử nước qua màng tế bào.
- Nếu tế bào thực vật và động vật được đưa vào dung dịch nhược trương thì nước từ bên ngoài tế bào sẽ đi vào trong tế bào tạo nên một áp lực lên màng tế bào (tế bào động vật có thể vỡ), tế bào thực vật nhờ có thành tế bào tạo nên lực cản chống lại sự khuếch tán của các phân tử nước vào tế bào (nước chỉ đi vào một mức độ nhất định làm trương tế bào).
Bài 6: 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.
Bài 7: Phân biệt vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động.
Lời giải:
|
Tiêu chí |
Vận chuyển thụ động |
Vận chuyển chủ động |
|
Chiều vận chuyển |
Từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp |
Từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao |
|
Nguyên lí |
Theo nguyên lí khuếch tán |
Không tuân theo nguyên lí khuếch tán |
|
Con đường |
Qua kênh protein đặc hiệu Trực tiếp qua màng |
Qua kênh protein đặc hiệu |
|
Năng lượng |
Không tiêu tốn năng lượng |
Tiêu tốn năng lượng ATP |
Bài 8: Phân biệt thực bào, ẩm bào và xuất bào.\
Lời giải:
Thực bào
– Khái niệm: thực bào là phương thức của tế bào động vật dùng để “ăn” các tế bào vi khuẩn, các mảnh vỡ tế bào cũng như các hợp chất có kích thước lớn.
– Cơ chế hoạt động:
+ Màng tế bào lõm vào để bao bọc lấy đối tượng
+ Nuốt hẳn đối tượng vào bên trong tế bào
+ Đối tượng được bao bọc bởi một lớp màng riêng thì liên kết với lizoxom và bị enzim phân hủy.
Ẩm bào
– Khái niệm: là quá trình vận chuyển các giọt nhỏ dịch ngoại bào vào trong tế bào.
– Quá trình ẩm bào: màng sinh chất lõm vào bao bọc lấy giọt dịch rồi đưa vào tế bào.
Xuất bào:
– Khái niệm: là hình thức vận chuyển các chất có kích thước lớn ra khỏi tế bào
– Quá trình ẩm bào:
+ Các chất có kích thước lớn cần đưa ra khỏi tế bào được bao bọc trong túi vận chuyển
+ Túi này liên kết với màng tế bào đẩy các chất thải ra bên ngoài
Bài 9: Làm thế bào 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 có thể vận chuyển được những phân tử protein có kích thước lớn ra khỏi tế bào nhờ quá trình xuất bào:
+ Các chất có kích thước lớn cần đưa ra khỏi tế bào được bao bọc trong túi vận chuyển
+ Túi này liên kết với màng tế bào đẩy các chất thải ra bên ngoài
Bài 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 tiết. Hãy mô tả cách tế bào lấy thuốc vào bên trong tế bào.
Lời giải:
Bao gói thuốc vào trong cơ thể sau đó túi tiết dung hợp với màng tế bào, các phân tử đi vào trong tế bào bằng phương thức thực bào:
+ Màng tế bào lõm vào để bao bọc lấy các phân tử thuốc
+ Nuốt hẳn đối tượng vào bên trong tế bào
Bài 11: 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:
|
|
Khái niệm |
Thành phần (màng tế bào) tham gia vận chuyển |
Đặc điểm chất được vận chuyển |
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ vận chuyển |
|
Vận chuyển thụ động |
- Là kiểu khuếch tán 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. |
- Lớp kép phospholipid - Kênh protein xuyên màng |
- Có nồng độ cao hơn trong tế bào |
- Phụ thuộc vào bản chất khuếch tán, sự chênh lệch nồng độ các chất bên trong và bên ngoài cũng như thành phần hóa học của lớp phospholipid kép. - Khuếch tán tăng cường còn phụ thuộc vào số lượng kênh protein trên màng, sự chênh lệch về điện thế giữa hai phía của màng. |
|
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 gradient nồng độ) và cần tiêu tốn năng lượng. |
- Kênh protein xuyên màng |
- Có nồng độ thấp hơn trong tế bào |
- Muốn bơm hoạt động, tế bào phải tiêu tốn năng lượng ATP. |
|
Thực bào và xuất bào |
- Thực bào là hình thức tế bào lấy các phân tử có kích thước lớn, thậm chí là cả một tế bào, nhờ sự biến dạng màng tế bào. - Xuất bào là hình thức vận chuyển các chất có kích thước lớn ra khỏi tế bào. |
- Màng tế bào - Protein thụ thể |
- Các phân tử có kích thước lớn |
- Cần có sự biến dạng của màng tế bào và cần sử dụng năng lượng. |
Bài 12: Em hãy giải thích tại sao trong thực tế, người ta sử dụng việc ướp muối để bảo quản thực phẩm.
Lời giải:
Trong thực tế, người ta sử dụng việc ướp muối để bảo quản thực phẩm vì khi ướp muối, nồng độ chất tan bên ngoài môi trường sẽ cao hơn nồng độ chất tan trong tế bào thực phẩm nên nước sẽ đi từ trong ra. Khi nước đi ra ngoài bớt thực phẩm khó bị thối, hỏng hơn.
Bài 13: 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 :
– Do môi trường 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 tế bào bên trong và bên ngoài không đều nhau, các tế bào bên ngoài có thành dày hơn các tế bào bên trong nên nước hút vào không đều nhau, vách tế bào bên trong mỏng hơn, căng lên làm rau muống chẻ cong ra bên ngoài.
Bài 14: 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:
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.
Vì khi bị xâm nhập mặn, nồng độ chất tan ngoài môi trường cao hơn bên trong tế bào (môi trường ưu trương) nên nước từ bên trong tế bào của cây trồng sẽ đi ra ngoài khiến cho cây bị thiếu nước.
Bài 15: 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:
* Động vật và người lại dự trữ năng lượng dưới dạng glycogen mà không dự trữ dưới dạng dễ sử dụng là glucose vì:
- Ở động vật và người thường xuyên hoạt động, di chuyển nhiều, đòi hỏi nhièu năng lượng hơn do các hoạt động sống nên dự trữ năng lượng dưới dạng glicogen dễ huy động, dễ phân hủy và đây là nguồn dự trữ năng lượng ngắn hạn, tích trữ ở gan và cơ.
- Glicogen dễ phân giải tạo năng lượng hơn tinh bột và bền hơn Glucose.
- Tinh bột cấu trúc phân nhánh, phần trăm chất không tan trong nước nhiều nên khó sử dụng.
- Glucose dễ phân giải khó dự trữ hơn glycogen.
Xem thêm các dạng câu hỏi và bài tập liên quan khác:
50 Bài tập phương thức lây truyền, cách phòng chống và ứng dụng của virus (có đáp án)
50 Bài tập một số bệnh do virus và các thành tựu nghiên cứu ứng dụng virus (có đáp án)
30 bài tập về nguyên phân và giảm phân (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 bài tập về lý thuyết trao đổi chất qua màng tế bào (2024) có lời giải chi tiết nhất
