Giải Sinh học lớp 10 sách Chân trời sáng tạo, bài 11: Vận chuyển các chất qua màng sinh chất

Mở đầu trang 56: Khi tay của chúng ta ngâm trong nước quá lâu sẽ xuất hiện các nếp nhăn nheo (Hình 11.1). Nguyên nhân của hiện tượng này là gì?

Giải:
Khi tay của chúng ta ngâm trong nước quá lâu, lớp dầu trên da sẽ bắt đầu bị mất đi, nước bắt đầu xâm nhập khiến thể tích tế bào da sẽ tăng lên gấp 2 – 3 lần bình thường dẫn đến bề mặt da căng phồng, tạo thành nếp nhăn.

I. Trao đổi chất ở tế bào
Câu hỏi 1 trang 56: Quan sát Hình 11.2, hãy cho biết trao đổi chất ở tế bào bao gồm những quá trình nào

Giải:
Trao đổi chất ở tế bào gồm 2 quá trình: chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào và trao đổi chất qua màng sinh chất. Trong đó, quá trình chuyển hóa vật chất trong tế bào gồm có đồng hóa và dị hóa.

Câu hỏi 2 trang 56: Cho một số ví dụ về quá trình đồng hóa và dị hóa trong tế bào
Giải:
- Ví dụ về quá trình đồng hóa: Quá trình quang hợp, quá trình tổng hợp các enzyme,…
- Ví dụ về quá trình dị hóa: Quá trình phân giải các chất dinh dưỡng trong tiêu hóa, quá trình hô hấp tế bào.

Luyện tập trang 57: Quá trình trao đổi chất có ý nghĩa gì đối với tế bào
Giải:
Ý nghĩa của quá trình trao đổi chất đối với tế bào: Nhờ có quá trình trao đổi chất, tế bào có thể hấp thụ các chất dinh dưỡng để cung cấp vật chất và năng lượng cho các hoạt động sống, đồng thời, đào thải các chất gây hại cho tế bào.

II. Sự vận chuyển các chất qua màn sinh chất
Câu hỏi 3 trang 57: Quan sát Hình 11.3a, hãy cho biết thế nào là vận chuyển thụ động. Quá trình này có cần sử dụng năng lượng không?

Giải:
Vận chuyển thụ động là phương thức vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp (theo chiều gradient nồng độ) mà không cần tiêu tốn năng lượng.

Câu hỏi 4 trang 57: Hãy cho biết các chất CO2, O2, H2O, NaCl, vitamin A, glucose được vận chuyển qua màng sinh chất thông qua con đường nào bằng cách điền vào bảng bên dưới.

Giải:

Câu hỏi 5 trang 57: Dựa vào Hình 11.3b, hãy: a) So sánh tốc độ vận chuyển các chất qua hai con đường vận chuyển. b) Giải thích tại sao tốc độ vận chuyển các chất qua kênh protein tăng đến một giá trị nhất định rồi sau đó giữ ở mức ổn định.

Giải:
a) Tốc độ vận chuyển theo con đường khuếch tán nhờ kênh protein nhanh hơn khuếch tán trực tiếp: Khi khuếch tán trực tiếp, tốc độ khuếch tán sẽ tỉ lệ thuận với nồng độ chất tan nhưng diễn ra chậm vì vẫn bị sự cản trở của màng. Khi khuếch tán nhờ kênh protein thì protein tạo thành con đường vận chuyển riêng cho các chất đi qua nên tốc độ nhanh hơn rất nhiều.
b) Tốc độ vận chuyển các chất qua kênh protein tăng đến một giá trị nhất định rồi sau đó giữ ở mức ổn định là do khi đó toàn bộ kênh protein đều đã tham gia vận chuyển các chất (các kênh protein đã đạt đến trạng thái bão hòa).

Câu hỏi 6 trang 58: Thế nào là môi trường nhược trương, ưu trương và đẳng trương? Xác định chiều vận chuyển chất tan giữa tế bào và môi trường trong mỗi loại môi trường đó.
Giải:
- Môi trường nhược trương: là môi trường có nồng độ chất tan thấp hơn so với nồng độ chất tan trong tế bào → Chiều vận chuyển: chất tan được vận chuyển ra khỏi tế bào.
- Môi trường ưu trương: là môi trường có nồng độ chất tan cao hơn so với nồng độ chất tan trong tế bào → Chiều vận chuyển: chất tan được vận chuyển vào trong tế bào.
- Môi trường đẳng trương: là môi trường có nồng độ chất tan bằng với nồng độ chất tan trong tế bào. → Chiều vận chuyển: các chất tan từ bên trong tế bào và bên ngoài tế bào có xu hướng trao đổi qua lại với nhau hoặc không trao đổi.

Luyện tập trang 58: Giả sử nồng độ chất tan trong một tế bào nhân tạo (có màng sinh chất như ở tế bào sống) gồm 0,06 M saccharose và 0,04 M glucose. Đặt tế bào nhân tạo trong một ống nghiệm chứa dung dịch gồm 0,03 M saccharose 0,02 M glucose và 0,01 M fructose. Hãy cho biết:
a) Kích thước của tế bào sẽ thay đổi như thế nào? Giải thích.
b) Chiều vận chuyển của glucose và fructose qua màng.
Giải:
a) - Kích thước của tế bào sẽ tăng lên.
- Giải thích: Nồng độ chất tan bên trong tế bào là (0,06 M + 0,04 M) cao hơn nồng độ chất tan ở môi trường bên ngoài tế bào là (0,03 M + 0,02 M + 0,01 M) → Môi trường trong ống nghiệm là môi trường nhược trương → Nước sẽ đi từ môi trường vào trong tế bào và làm kích thước của tế bào sẽ tăng lên.
b) Chiều vận chuyển của glucose và fructose qua màng:
+ Glucose: đi từ trong tế bào ra ngoài do nồng độ glucose trong tế bào cao hơn ở ngoài môi trường.
+ Fructose: đi từ ngoài vào trong tế bào do nồng độ fructose ở ngoài môi trường cao hơn ở trong tế bào.

Vận dụng trang 58: Tại sao khi muối dưa, cà thì sản phẩm sau khi muối lại có vị mặn và bị nhăn nheo?
Giải:
Dung dịch nước để ngâm dưa cà là môi trường ưu trương (có nồng độ muối cao hơn trong tế bào). Bởi vậy, muối được vận chuyển vào trong dưa, cà làm cho chúng có vị mặn đồng thời nước trong dưa, cà được vận chuyển ra ngoài làm tế bào mất nước dẫn đến bị nhăn nheo.

Câu hỏi 7 trang 59: Quan sát Hình 11.7, hãy cho biết thế nào là vận chuyển chủ động. Quá trình vận chuyển chủ động cần có những yếu tố nào?

Giải:
- Vận chuyển chủ động (hay vận chuyển tích cực) là phương thức vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ chất tan thấp sang nơi có nồng độ cao (ngược chiều gradient nồng độ).
- Các yếu tố cần có: Protein vận chuyển (bơm protein) và năng lượng ATP

Câu hỏi 9 trang 60: Có những hình thức nhập bào nào? Sự khác nhau giữa những hình thức đó là gì?
Giải:
- Những hình thức nhập bào: Thực bào và ẩm bào.
- Sự khác nhau giữa thực bào và ẩm bào:
+ Thực bào: là phương thức các tế bào động vật dùng để “ăn” các vật rắn như vi khuẩn, các mảnh vỡ của tế bào cũng như các chất có kích thước lớn.
+ Ẩm bào: là phương thức màng sinh chất lõm xuống bao lấy các giọt dịch rồi đưa các giọt dịch ngoại bào vào tế bào.

Luyện tập trang 60: Đối với sinh vật, quá trình xuất bào, nhập bào có ý nghĩa gì?
Giải:
Đối với sinh vật, quá trình xuất bào, nhập bào có ý nghĩa giúp cho tế bào có thể hấp thụ hoặc bài tiết các chất có kích thước lớn như đại phân tử, vi khuẩn,… vốn không thể vận chuyển qua lớp phospholipid kép hay kênh protein xuyên màng.

Bài tập 1 trang 60. Một người nông dân sau khi bón phân cho vườn rau của mình thì đến sáng hôm sau bỗng thấy các cây con trong vườn đều đã bị héo.
a. Hãy giải thích hiện tượng trên.
b. Đề xuất một cách đơn giản để làm cho các cây con có thể tươi trở lại.
Giải:
a. Cây bị héo là do trong quá trình bón phân, có thể người nông dân đã bón quá nhiều phân dẫn đến môi trường đất trở thành môi trường ưu trương (áp suất thẩm thấu lớn) khiến cây không hấp thụ được nước. Khi thiếu nước, cây sẽ bị héo.
b) Để các cây con có thể tươi trở lại cần tưới nước cho cây, giúp hòa loãng phân trong đất tạo môi trường nhược trương. Lúc này, cây sẽ dễ dàng hấp thụ nước và tươi trở lại.

Bài tập 2 trang 60. Tại sao những người bán rau cứ cách một khoảng thời gian lại phun nước lên rau?
Giải:
Khi rau đã bị bỏ rễ hay bị nhổ lên, cây không hút được nước trong khi sự thoát hơi nước vẫn xảy ra dẫn đến rau bị héo. Muốn rau không héo người ta phun nước vào rau để các phân tử nước thẩm thấu vào trong tế bào bù lại lượng nước đã mất đi. Nhờ đó, tế bào giữ được trạng thái trương nước giúp rau không bị héo.

Bài tập 3 trang 60. Tại sao người ta thường ngâm các loại rau, quả sống vào nước muối loãng trước khi ăn?
Giải:
Nước muối loãng là môi trường ưu trương nên khi ngâm các loại rau, quả sống vào nước muối loãng sẽ làm cho các tế bào vi sinh vật bám trên rau, quả bị mất nước và chết. Nhờ đó, bảo vệ sức khỏe cho người sử dụng.