Lý thuyết Sinh học 10 Bài 15: Tổng hợp các chất và tích lũy năng lượng
A. Lý Thuyết
I. Khái niệm tổng hợp các chất và tích lũy năng lượng
- Tổng hợp là quá trình hình thành các chất hữu cơ phức tạp từ các chất đơn giản dưới sự xúc tác của enzyme.
- Trong quá trình tổng hợp, năng lượng có trong liên kết hóa học của các chất phản ứng được tích lũy trong liên kết hóa học của sản phẩm.
Ví dụ minh họa quá trình tổng hợp các chất
- Vai trò của tổng hợp các chất và tích lũy năng lượng:
+ Cung cấp nguyên liệu cấu tạo nên tế bào và cơ thể.
+ Tích lũy năng lượng cho tế bào.
II. Quang hợp
1. Khái niệm quang hợp
- Quang hợp là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ nhờ năng lượng ánh sáng được hấp thụ bởi hệ sắc tố quang hợp.
- Phương trình tổng quát:
2. Cơ chế quang hợp
Quang hợp được diễn ra theo 2 pha: pha sáng và pha tối.
Sơ đồ hai pha của quá trình quang hợp
- Pha sáng:
+ Được thực hiện nhờ có hệ sắc tố quang hợp và các thành phần của chuỗi chuyền electron quang hợp nằm trên màng thylakoid.
+ Cơ chế: Hệ sắc tố quang hợp hấp thụ năng lượng ánh sáng và chuyển vào chuỗi chuyền electron quang hợp và tổng hợp ra ATP, NADPH. Phân tử O2 được giải phóng từ pha sáng có nguồn gốc từ các phân tử nước.
- Pha tối (chu trình Calvin):
+ Diễn ra ở chất nền của lục lạp.
+ Cơ chế: Lấy ATP và NADPH từ pha sáng và tiến hành khử CO2 thành carbohydrate.
Sơ đồ tóm tắt chu trình Calvin
3. Vai trò của quang hợp
Quang hợp đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống của sinh giới:
- Tổng hợp các chất và tích lũy năng lượng nuôi sống gần như toàn bộ sinh giới.
- Cung cấp nguồn nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp, xây dựng và y học.
- Điều hòa hàm lượng O2 và CO2 trong khí quyển.
III. Hóa tổng hợp và quang tổng hợp ở vi khuẩn
1. Vai trò của quá trình hóa tổng hợp ở vi khuẩn
- Khái niệm hóa tổng hợp ở vi khuẩn: Hóa tổng hợp là quá trình các loài vi khuẩn hóa tự dưỡng có khả năng đồng hóa CO2 để hình thành các hợp chất hữu cơ khác nhau nhờ năng lượng của các phản ứng oxi hóa.
- Vai trò của quá trình hóa tổng hợp ở vi khuẩn:
+ Thực hiện quá trình oxi hóa nhiều hợp chất khác nhau để lấy năng lượng.
+ Phần năng lượng giải phóng ra được dùng để tổng hợp chất hữu cơ.
- Các nhóm vi khuẩn hóa
+ Nhóm vi khuẩn oxi hóa lưu huỳnh: gồm các vi khuẩn có khả năng oxi hóa các hợp chất chứa lưu huỳnh (H2S, S) thành sulfuric acid (H2SO4), một phần năng lượng từ quá trình đó được sử dụng để tổng hợp chất hữu cơ.
+ Nhóm vi khuẩn oxi hóa nitrogen: gồm các vi khuẩn nitrit hóa (oxi hóa NH3 thành HNO2) và nitrate hóa (oxi hóa HNO2 thành HNO3). Chúng sử dụng 6 – 7% năng lượng để tổng hơp glucose từ CO2.
+ Nhóm vi khuẩn oxi hóa sắt: gồm các nhóm vi khuẩn lấy năng lượng từ quá trình oxi hóa sắt hóa trị hai (FeCO3) thành sắt hóa trị ba (Fe(OH)3).
Hoạt động chuyển hóa nitrogen của vi khuẩn
2. Vai trò của quá trình quang khử ở vi khuẩn
- Khái niệm quang tổng hợp ở vi khuẩn: Quang tổng hợp ở vi khuẩn là quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng để khử CO2 thành chất hữu cơ.
- Tùy vào sản phẩm được tạo thành, quang tổng hợp ở vi khuẩn được chia làm 2 dạng:
+ Quang hợp (thải O2). Ví dụ: Vi khuẩn lam dùng H2O là chất cho electron và H+ như ở thực vật và có giải phóng khí O2.
Vi khuẩn lam
+ Quang khử (không thải O2). Ví dụ: Vi khuẩn lưu huỳnh lục và tía lại dùng H2S, S hoặc H2 là chất cho electron và H+ và không giải phóng khí O2.
Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía
- Quá trình quang tổng hợp ở vi khuẩn được thực hiện nhờ các phân tử sắc tố nằm trên màng thylakiod (có nguồn gốc từ màng sinh chất).
- Vai trò:
+ Cung cấp nguồn chất hữu cơ cho các loài sinh vật dị dưỡng.
+ Điều hòa khí quyển và làm giảm ô nhiêm môi trường.
B. Trắc Nghiệm
Câu 1: Quá trình tổng hợp các chất trong tế bào là
A. quá trình hình thành các chất đơn giản từ các chất hữu cơ phức tạp dưới sự xúc tác của enzyme.
B. quá trình hình thành các chất hữu cơ phức tạp từ các chất đơn giản dưới sự xúc tác của enzyme.
C. quá trình hình thành các chất đơn giản từ các chất hữu cơ phức tạp dưới sự xúc tác của hormone.
D. quá trình hình thành các chất hữu cơ phức tạp từ các chất đơn giản dưới sự xúc tác của hormone.
Đáp án đúng là: B.
Tổng hợp các chất trong tế bào là quá trình hình thành các chất hữu cơ phức tạp từ các chất đơn giản dưới sự xúc tác của enzyme.
Câu 2: Cho các quá trình sau đây:
(1) Sự hình thành nucleic acid từ các nucleotide.
(2) Sự hình thành protein từ các amino acid.
(3) Sự hình thành lipid từ glycerol và acid béo.
(4) Sự hình thành lactose từ glucose và galactose.
Trong các quá trình trên, có bao nhiêu quá trình là quá trình tổng hợp các chất trong tế bào?
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Đáp án đúng là: D
Cả 4 quá trình trên đều là quá tình tổng hợp các chất trong tế bào.
Câu 3: Phát biểu nào sau đây không đúng về quá trình tổng hợp các chất trong tế bào?
A. Quá trình tổng hợp là quá trình hình thành các chất phức tạp từ các chất đơn giản.
B. Quá trình tổng hợp có vai trò cung cấp nguyên liệu cấu tạo nên tế bào và cơ thể.
C. Quá trình tổng hợp là quá trình giải phóng năng lượng trong các chất phản ứng.
D. Quá trình tổng hợp có sự hình thành liên kết hóa học giữa các chất phản ứng.
Đáp án đúng là: C
Quá trình tổng hợp các chất trong tế bào là quá trình tích lũy năng lượng trong các liên kết hóa học của sản phẩm.
Câu 4: Năng lượng được tích lũy qua quá trình tổng hợp các chất trong tế bào tồn tại ở dạng
A. hóa năng.
B. điện năng.
C. nhiệt năng.
Đáp án đúng là: A
Trong quá trình tổng hợp các chất, năng lượng được tích lũy dưới dạng hóa năng trong các liên kết hóa học của sản phẩm.
Câu 5: Quá trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ nhờ năng lượng ánh sáng được gọi là quá trình
A. quang hợp.
B. hô hấp tế bào.
C. lên men.
D. dị hóa.
Đáp án đúng là: A
Quang hợp là quá trình tổng hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ nhờ năng lượng ánh sáng được hấp thụ bởi hệ sắc tố quang hợp.
Câu 6: Cho các chất sau:
(1) Khí cacbonic.
(2) Nước.
(3) Oxygen.
(4) Glucose.
(5) Khí nitrogen.
Trong các chất trên, có bao nhiêu chất là nguyên liệu cho quá trình quang hợp?
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 5.
Đáp án đúng là: A
Có 2 chất là nguyên liệu của quang hợp là: (1) và (2).
Câu 7: Pha sáng của quá trình quang hợp được diễn ra ở
A. màng ngoài của lục lạp.
B. màng trong của lục lạp.
C. màng thylakoid của lục lạp.
D. chất nền của lục lạp.
Đáp án đúng là: C
Pha sáng của quá trình quang hợp được diễn ra ở màng thylakoid của lục lạp.
Câu 8: Bản chất của pha sáng là
A. quá trình sử dụng ATP và NADPH để cố định CO2 hình thành nên chất hữu cơ chủ yếu là carbohydrate.
B. quá trình chuyển hóa năng lượng ánh sáng mà hệ sắc tố hấp thụ được thành điện năng trong ATP và NADPH.
C. quá trình chuyển hóa năng lượng ánh sáng mà hệ sắc tố hấp thụ được thành hóa năng trong ATP và NADPH.
D. quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng để cố định CO2 hình thành nên chất hữu cơ chủ yếu là carbohydrate.
Đáp án đúng là: C
Bản chất của pha sáng là quá trình chuyển hóa năng lượng ánh sáng mà hệ sắc tố hấp thụ được thành hóa năng trong ATP và NADPH.
Câu 9: Oxygen được giải phóng trong quá trình quang hợp có nguồn gốc từ
A. carbon dioxide.
B. glucose.
C. ánh sáng.
D. nước.
Đáp án đúng là: D
Oxygen được giải phóng trong quá trình quang hợp có nguồn gốc từ nước.
Câu 10: Sự kiện nào sau đây không xảy ra trong pha sáng?
A. Diệp lục hấp thu năng lượng ánh sáng.
B. Quang phân li nước tạo thành oxygen.
C. Khử CO2 để hình thành nên carbohydrate.
D. Sử dụng năng lượng ánh sáng để tạo ATP.
Đáp án đúng là: C
Khử CO2 để hình thành nên carbohydratelà sự kiện xảy ra ở pha tối của quá trình quang hợp.
Câu 11: Sản phẩm của pha sáng được chuyển sang cho pha tối là
A. NADPH và ATP.
B. NADPH và O2.
C. ATP và O2.
D. ATP và CO2.
Đáp án đúng là: A
Sản phẩm của pha sáng được chuyển sang cho pha tối là NADPH và ATP.
Câu 12: Pha tối quang hợp diễn ra ở
A. màng thylakoid của lục lạp.
B. màng ngoài của lục lạp.
C. màng trong của lục lạp.
D. chất nền của lục lạp.
Đáp án đúng là: D
Pha tối quang hợp diễn ra ở chất nền của lục lạp.
Câu 13: Năng lượng cung cấp cho các phản ứng của pha tối được lấy từ
A. ánh sáng mặt trời.
B. ATP do ti thể cung cấp.
C. ATP và NADPH từ pha sáng.
D. glucose được tích trữ trong tế bào.
Đáp án đúng là: C
Năng lượng cung cấp cho các phản ứng của pha tối là từ ATP và NADPH của pha sáng.
Câu 14: Sự kiện nào không diễn ra trong chu trình Calvin?
A. RuBP trong chất nền của lục lạp kết hợp với CO2 tạo thành APG.
B. APG bị khử thành AlPG nhờ năng lượng được lấy từ ATP và NADPH.
C. Các photon ánh sáng làm phân li nước giải phóng electron, H+ và O2.
D. Phần lớn AlPG được sử dụng để tái tạo RuBP nhờ năng lượng từ ATP.
Đáp án đúng là: C
Quá trình quang phân li nước xảy ra ở pha sáng của quá trình quang hợp.
Câu 15: Các hợp chất hữu cơ có thể được tạo ra từ các sản phẩm của chu trình Calvin bao gồm
A. chỉ có carbohydrate.
B. chỉ có amino acid.
C. chỉ có lipid.
D. carbohydrate, amino acid và lipid.
Đáp án đúng là: D
Chu trình Calvin, ATP và NADPH cung cấp năng lượng và điện tử tham gia khử phân tử CO2 thành C6H12O6. C6H12O6 được tạo ra trong quang hợp sẽ cung cấp mạch “xương sống” carbon trong tổng hợp nhiều chất hữu cơ khác cho tế bào như carbohydrate, amino acid và lipid.
Câu 16: Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về quá trình quang hợp?
A. Quá trình quang hợp diễn ra theo hai pha là pha sáng và pha tối.
B. Pha sáng thì cần sự tham gia trực tiếp của năng lượng ánh sáng.
C. Không có ánh sáng kéo dài thì pha tối cũng không thể diễn ra.
D. Quá trình quang hợp không diễn ra sự chuyển hóa vật chất.
Đáp án đúng là: D
Quá trình quang hợp có diễn ra sự chuyển hóa vật chất cụ thể là các chất hữu cơ sẽ được tổng hợp từ các chất vô cơ (CO2, H2O) với sự tham gia của năng lượng ánh sáng và diệp lục tố.
Câu 17: Cho các vai trò sau đây:
(1) Điều hòa lượng khí O2 và CO2 trong không khí.
(2) Cung cấp nguồn dinh dưỡng nuôi sống gần như toàn bộ sinh giới.
(3) Phân giải các chất hữu cơ thành các chất vô cơ cung cấp dinh dưỡng cho đất.
(4) Tích trữ năng lượng cho sự sống của hầu hết các sinh vật.
Các vai trò của quá trình quang hợp là
A. (1), (2).
B. (1), (2), (3).
C. (1), (2), (4).
D. (1), (2), (3), (4).
Đáp án đúng là: C.
Các vai trò của quang hợp là: (1), (2), (4).
Câu 18: Quá trình đồng hóa CO2 thành các hợp chất hữu cơ nhờ năng lượng của các phản ứng oxi hóa được gọi là
A. quang tổng hợp.
B. hóa tổng hợp.
C. quang khử.
D. oxi hóa khử.
Đáp án đúng là: B
Quá trình đồng hóa CO2 thành các hợp chất hữu cơ nhờ năng lượng phản ứng oxi hóa được gọi là hóa tổng hợp.
Câu 19: Quang tổng hợp ở vi khuẩn là
A. quá trình sử dụng năng lượng từ các phản ứng hóa học để khử CO2 thành chất hữu cơ.
B. quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng để khử CO2 thành chất hữu cơ.
C. quá trình sử dụng năng lượng từ các phản ứng hóa học để oxi hóa CO2 thành chất hữu cơ.
D. quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng để oxi hóa CO2 thành chất hữu cơ.
Đáp án đúng là: B
Quang tổng hợp là quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng để khử CO2 thành chất hữu cơ.
Câu 20: Quá trình quang khử ở vi khuẩn khác quá trình quang hợp ở thực vật ở điểm là
A. sử dụng nguồn năng lượng từ ánh sáng.
B. không giải phóng khí oxygen.
C. sử dụng H2O là chất cho electron.
D. có vai trò cung cấp nguồn hữu cơ.
Đáp án đúng là: B
Quá trình quang khử ở vi khuẩn khác quá trình quang hợp ở thực vật ở điểm là không giải phóng khí oxygen và không sử dụng H2O là chất cho electron.
Xem thêm các bài Lý thuyết Sinh học 10 sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Lý thuyết Bài 11: Vận chuyển các chất qua màng sinh chất
Lý thuyết Bài 13: Chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào
Lý thuyết Bài 16: Phân giải các chất và giải phóng năng lượng
