40 câu Sinh Học Lớp 11 – Chương 1. Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật

Giải thích: Pha tổng hợp (đồng hóa) là quá trình xây dựng các chất hữu cơ phức tạp từ các chất đơn giản, đồng thời tích lũy năng lượng. Tổng hợp protein từ các amino acid là một ví dụ điển hình của quá trình đồng hóa.

Giải thích: Rễ cây, đặc biệt là các tế bào lông hút trên bề mặt rễ, là bộ phận chính thực hiện chức năng hấp thụ nước và các ion khoáng từ dung dịch đất. Cấu tạo của lông hút giúp tăng diện tích tiếp xúc với đất, tối ưu hóa quá trình hấp thụ.

Giải thích: Quá trình dị hóa (phân giải) là quá trình phá vỡ các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn, đồng thời giải phóng năng lượng. Năng lượng này một phần được tích lũy dưới dạng ATP để cung cấp cho các hoạt động sống, phần còn lại giải phóng dưới dạng nhiệt.

Giải thích: Lực hút của lá, chủ yếu do quá trình thoát hơi nước qua khí khổng, tạo ra một sức căng âm liên tục trong mạch gỗ, kéo cột nước từ rễ lên lá. Đây là động lực chính và mạnh mẽ nhất cho sự vận chuyển nước và khoáng chất ở thực vật.

Giải thích: Thoát hơi nước là quá trình mất nước dưới dạng hơi từ bề mặt lá (chủ yếu qua khí khổng) và các bộ phận khác của cây ra môi trường không khí. Quá trình này không chỉ giúp điều hòa nhiệt độ cho cây mà còn tạo ra lực hút nước từ rễ lên lá.

Giải thích: Quá trình dị hóa (phân giải các chất hữu cơ phức tạp) giải phóng năng lượng, năng lượng này được sử dụng để tổng hợp ATP. Sau đó, ATP cung cấp năng lượng cho các quá trình đồng hóa (tổng hợp các chất hữu cơ) và các hoạt động sống khác của tế bào.

Giải thích: Nước di chuyển từ môi trường có thế nước cao (đất) sang môi trường có thế nước thấp hơn (dịch tế bào lông hút) thông qua màng bán thấm của tế bào. Đây là cơ chế thẩm thấu, một hình thức khuếch tán của nước.

Giải thích: Tỉ lệ S/V, hormone và enzyme là các yếu tố bên trong của cơ thể sinh vật, ảnh hưởng đến hiệu quả và tốc độ trao đổi chất. Nhiệt độ môi trường là yếu tố bên ngoài, tác động lên sinh vật nhưng không phải do sinh vật tự điều hòa bên trong để thay đổi tốc độ trao đổi chất (mặc dù sinh vật có thể điều hòa nhiệt độ cơ thể để chống lại sự thay đổi của môi trường).

Giải thích: Khi nước bay hơi từ bề mặt lá, nó mang theo một lượng nhiệt, giúp làm mát lá và điều hòa nhiệt độ cho cây, đặc biệt quan trọng trong điều kiện nhiệt độ môi trường cao. Việc khí khổng mở để thoát hơi nước cũng là con đường để CO₂ đi vào, nhưng thoát hơi nước không trực tiếp 'tăng cường' hấp thụ CO₂, mà là một hệ quả của việc mở khí khổng. Tổng hợp chất hữu cơ là vai trò của quang hợp, và cung cấp oxy là vai trò của quang hợp, không phải thoát hơi nước.

Giải thích: Các yếu tố môi trường chủ yếu ảnh hưởng đến tốc độ thoát hơi nước bao gồm: ánh sáng (ảnh hưởng đến sự đóng mở khí khổng), nhiệt độ (ảnh hưởng đến tốc độ bay hơi nước), độ ẩm không khí (ảnh hưởng đến gradient nồng độ hơi nước giữa lá và không khí), và gió (làm tăng sự khuếch tán hơi nước ra khỏi lá).

Giải thích: Sự hấp thụ chủ động (active transport) là quá trình vận chuyển các chất qua màng sinh chất từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao (ngược chiều građien nồng độ), do đó cần tiêu tốn năng lượng ATP. Đây là cơ chế quan trọng giúp rễ cây hấp thụ được các ion khoáng cần thiết ngay cả khi nồng độ của chúng trong đất thấp hơn trong tế bào.

Giải thích: Nước có thể di chuyển từ tế bào lông hút vào mạch gỗ theo hai con đường chính:
1. Con đường gian bào (apoplast): Nước di chuyển qua không gian giữa các tế bào, thành tế bào và khoảng gian bào.
2. Con đường tế bào chất (symplast): Nước di chuyển xuyên qua tế bào chất của các tế bào, đi qua cầu sinh chất (plasmodesmata) nối liền các tế bào.

Giải thích: Thoát hơi nước là quá trình cây mất nước dưới dạng hơi nước qua bề mặt lá (chủ yếu qua khí khổng). Khi úp chuông thủy tinh lên cây và đặt dưới ánh sáng, hơi nước thoát ra từ lá sẽ tích tụ bên trong chuông. Khi gặp bề mặt lạnh của chuông thủy tinh, hơi nước sẽ ngưng tụ thành các giọt nước nhỏ li ti, làm cho thành chuông bị mờ đục. Đây là bằng chứng trực quan cho sự thoát hơi nước của cây.

Giải thích: Sự đóng mở khí khổng chủ yếu được điều hòa bởi áp suất trương nước của hai tế bào bảo vệ (tế bào hạt đậu) nằm hai bên khí khổng. Khi tế bào bảo vệ hút nước và trương lên, chúng cong lại làm khí khổng mở ra. Ngược lại, khi tế bào bảo vệ mất nước và xẹp xuống, chúng duỗi thẳng làm khí khổng đóng lại. Các yếu tố môi trường như ánh sáng, CO₂, nhiệt độ,... ảnh hưởng đến quá trình này thông qua việc tác động lên sự vận chuyển ion và nước vào/ra tế bào bảo vệ, dẫn đến thay đổi áp suất trương nước.

Giải thích: Potometer (hay đồng hồ đo nước) là một dụng cụ được sử dụng trong phòng thí nghiệm để đo tốc độ hấp thụ nước của một cành lá hoặc một bộ phận thực vật khác. Nó hoạt động dựa trên nguyên tắc đo lượng nước bị hút vào cành cây qua một ống chia vạch trong một khoảng thời gian nhất định, từ đó suy ra tốc độ hấp thụ nước.

Giải thích: Đai Caspari là một dải không thấm nước nằm trên thành tế bào nội bì của rễ, buộc nước và các ion khoáng phải đi qua tế bào chất của các tế bào nội bì trước khi vào mạch gỗ. Điều này giúp cây kiểm soát chặt chẽ các chất đi vào hệ thống dẫn truyền, ngăn chặn các chất độc hại hoặc không cần thiết.

Giải thích: Lục lạp là bào quan chuyên hóa có chứa các sắc tố quang hợp (như chlorophyll) và hệ thống enzyme cần thiết để thực hiện quá trình quang hợp, chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học.

Giải thích: Pha sáng của quang hợp diễn ra trên màng thylakoid của lục lạp. Tại đây, năng lượng ánh sáng được hấp thụ bởi các sắc tố và chuyển hóa thành năng lượng hóa học dưới dạng ATP và NADPH. Nước bị phân li (quang phân li) giải phóng O₂.

Giải thích: Thoát hơi nước là sự khuếch tán hơi nước từ bề mặt lá ra môi trường không khí. Khi độ ẩm không khí tăng cao, chênh lệch nồng độ hơi nước giữa bên trong lá (luôn bão hòa hơi nước) và không khí bên ngoài giảm. Điều này làm giảm građien nồng độ, từ đó làm giảm tốc độ khuếch tán và thoát hơi nước.

Giải thích: Đối với thực vật C₃, CO₂ là nguyên liệu chính cho chu trình Calvin (pha tối) để tổng hợp chất hữu cơ. Khi ánh sáng và nhiệt độ đã tối ưu, nếu nồng độ CO₂ thấp, nó sẽ trở thành yếu tố giới hạn, kìm hãm tốc độ quang hợp, ngay cả khi các yếu tố khác đã đạt mức thuận lợi.

Giải thích: Pha tối (chu trình Calvin) của quang hợp sử dụng ATP và NADPH từ pha sáng để cố định CO₂ và tạo ra các hợp chất hữu cơ 3 carbon (như PGAL hay G3P). Các hợp chất này sau đó được sử dụng làm tiền chất để tổng hợp glucose và các chất hữu cơ phức tạp khác. O₂, ATP và NADPH là sản phẩm hoặc chất mang năng lượng của pha sáng.

Giải thích: Oxygen là khí duy trì sự cháy. Khi que đóm còn tàn đỏ gặp khí oxygen, nó sẽ bùng cháy trở lại, xác nhận khí thoát ra từ quá trình quang hợp là oxygen.

Giải thích: Enzyme, bao gồm RuBisCO, có cấu trúc protein và hoạt động tối ưu trong một khoảng nhiệt độ nhất định. Khi nhiệt độ tăng quá cao, cấu trúc không gian ba chiều của enzyme bị phá vỡ (biến tính), làm mất khả năng xúc tác phản ứng cố định CO₂, từ đó làm giảm mạnh tốc độ quang hợp.

Giải thích: Tinh bột là sản phẩm dự trữ của quang hợp. Tinh bột phản ứng với dung dịch iodine (còn gọi là dung dịch Lugol) tạo ra màu xanh tím đặc trưng. Đây là một phương pháp phổ biến để phát hiện sự có mặt của tinh bột trong các mẫu vật sinh học.

Giải thích: Trong pha sáng, phân tử nước bị phân li (quang phân li nước) dưới tác dụng của ánh sáng. Quá trình này cung cấp electron (e^-) và proton (H⁺) cho chuỗi truyền electron để tổng hợp ATP và NADPH, đồng thời giải phóng khí O₂ ra môi trường.

Giải thích: Hô hấp hiếu khí là quá trình phân giải chất hữu cơ với sự tham gia của oxy để tạo ra năng lượng. Quá trình này diễn ra chủ yếu ở ti thể (sau giai đoạn đường phân ở tế bào chất) và sản phẩm cuối cùng của nó là CO₂, H₂O và năng lượng (dưới dạng ATP và nhiệt).

Giải thích: Dung dịch NaOH (hoặc KOH) là một chất kiềm mạnh, có khả năng hấp thụ khí CO₂ trong không khí, tạo ra môi trường không có CO₂. Điều này giúp chứng minh rằng CO₂ là một yếu tố cần thiết cho quá trình quang hợp.

Giải thích: Hô hấp kị khí (hay lên men) là quá trình phân giải chất hữu cơ không cần oxy. Ở thực vật, trong điều kiện thiếu hoặc không có oxy, quá trình này thường dẫn đến sự hình thành ethanol (rượu etylic) và CO₂ (lên men rượu) hoặc acid lactic (lên men lactic), cùng với một lượng nhỏ năng lượng.

Giải thích: Quá trình đường phân bắt đầu bằng việc tiêu tốn 2 phân tử ATP để hoạt hóa glucose. Sau đó, nó tạo ra 4 phân tử ATP. Do đó, số ATP thuần thu được từ quá trình đường phân là 4 - 2 = 2 phân tử ATP.

Giải thích: Diệp lục tố (chlorophyll) hấp thụ ánh sáng mạnh nhất ở vùng xanh lam và đỏ của quang phổ, trong khi phản xạ ánh sáng xanh lục. Ánh sáng trắng (ánh sáng tự nhiên) bao gồm đầy đủ các dải màu, trong đó có cả các bước sóng xanh lam và đỏ mà diệp lục hấp thụ hiệu quả nhất. Do đó, dưới ánh sáng trắng, tốc độ quang hợp và sự giải phóng O₂ sẽ diễn ra nhanh nhất.

Giải thích: ATP là đơn vị năng lượng mà tế bào sử dụng. Trong thực vật, năng lượng ATP được tạo ra từ hô hấp được dùng để cung cấp cho các hoạt động sống cần năng lượng như vận chuyển chủ động các ion khoáng và các chất khác, tổng hợp các đại phân tử (protein, lipid, axit nucleic), phân chia tế bào, sinh trưởng và phát triển. Quang hợp tự sản xuất ATP cho pha tối của nó. Thoát hơi nước thụ động và hấp thụ nước thụ động không trực tiếp tiêu tốn ATP.

Giải thích: Dung dịch phổ biến được sử dụng để nhận biết khí CO₂ là nước vôi trong (Ca(OH)₂). Khi CO₂ đi qua nước vôi trong, nó sẽ phản ứng với Ca(OH)₂ tạo thành kết tủa CaCO₃ màu trắng, làm cho dung dịch bị vẩn đục. Đây là dấu hiệu nhận biết CO₂ được giải phóng từ quá trình hô hấp của hạt nảy mầm.

Giải thích: Hô hấp là một quá trình sinh hóa phụ thuộc vào hoạt động của các enzyme. Trong một khoảng nhiệt độ tối ưu (thường là từ 20°C đến 35°C cho nhiều loài thực vật, bao gồm lúa), khi nhiệt độ tăng, hoạt động của enzyme cũng tăng, dẫn đến tốc độ hô hấp tăng lên. Chỉ khi nhiệt độ vượt quá ngưỡng tối ưu rất cao (thường trên 40°C - 50°C tùy loài) thì enzyme mới bắt đầu bị biến tính và tốc độ hô hấp giảm mạnh.

Giải thích: Hô hấp là quá trình oxy hóa các chất hữu cơ để giải phóng năng lượng. Một phần năng lượng này được tích trữ dưới dạng ATP, nhưng một phần lớn khác được giải phóng dưới dạng nhiệt. Hạt đỗ xanh đang nảy mầm là sinh vật sống, đang thực hiện quá trình hô hấp mạnh mẽ, do đó sẽ giải phóng nhiệt, làm tăng nhiệt độ trong bình. Ngược lại, hạt đỗ xanh đã luộc chín là hạt chết, không còn khả năng hô hấp, nên nhiệt độ trong bình đó sẽ không tăng hoặc chỉ thay đổi do nhiệt độ môi trường.

Giải thích: Trong các thí nghiệm khoa học, bình đối chứng (kiểm soát) được sử dụng để loại trừ các yếu tố không mong muốn và đảm bảo rằng sự thay đổi quan sát được là do yếu tố đang được nghiên cứu. Trong trường hợp này, hạt đã luộc chín không còn khả năng hô hấp (vì các enzyme đã bị biến tính), do đó mọi sự thay đổi về nồng độ khí (CO₂, O₂) hoặc nhiệt độ trong bình thí nghiệm chính có thể được quy cho quá trình hô hấp của hạt sống, loại trừ ảnh hưởng của các yếu tố vật lý khác như sự thay đổi áp suất, nhiệt độ môi trường xung quanh, hoặc sự tồn tại của vi sinh vật.

Giải thích: Glucose là chất hữu cơ phổ biến nhất được dùng làm chất nền cho quá trình hô hấp tế bào ở thực vật. Glucose được phân giải qua các giai đoạn của hô hấp để giải phóng năng lượng dưới dạng ATP, nhiệt và các sản phẩm cuối cùng như CO₂ và H₂O.

Giải thích: Quang hợp là quá trình hấp thụ CO₂ và giải phóng O₂, diễn ra dưới ánh sáng. Hô hấp là quá trình giải phóng CO₂ và tiêu thụ O₂, diễn ra liên tục cả ngày và đêm. Để chỉ quan sát quá trình hô hấp mà không bị ảnh hưởng bởi quang hợp (dẫn đến sai lệch kết quả về sự giải phóng CO₂ hoặc tiêu thụ O₂), thí nghiệm cần được tiến hành trong bóng tối hoặc không có ánh sáng.

Giải thích: Hô hấp hiếu khí phân giải hoàn toàn chất hữu cơ (ví dụ glucose) thành CO₂ và H₂O, tạo ra một lượng lớn ATP (khoảng 30-32 ATP từ 1 phân tử glucose). Trong khi đó, hô hấp kị khí (lên men) chỉ phân giải chất hữu cơ không hoàn toàn, chỉ tạo ra rất ít ATP (chỉ 2 ATP từ 1 phân tử glucose thông qua giai đoạn đường phân). Do đó, hiệu suất tạo ATP của hô hấp kị khí thấp hơn rất nhiều so với hô hấp hiếu khí.

Giải thích: Cường độ hô hấp của nông sản phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó nhiệt độ là một yếu tố quan trọng. Khi hạ nhiệt độ xuống thấp (làm lạnh), hoạt động của các enzyme tham gia vào quá trình hô hấp bị chậm lại, cường độ hô hấp của nông sản giảm đáng kể. Điều này giúp làm chậm quá trình phân giải chất hữu cơ dự trữ, giảm sự hao hụt khối lượng và chất lượng, từ đó kéo dài thời gian bảo quản nông sản.

Giải thích: Quá trình hô hấp hiếu khí bao gồm ba giai đoạn chính: đường phân, chu trình Krebs và chuỗi truyền electron hô hấp. Giai đoạn đường phân và chu trình Krebs chỉ tạo ra một lượng nhỏ ATP trực tiếp thông qua phosphoryl hóa cơ chất. Tuy nhiên, phần lớn năng lượng ATP (khoảng 90%) được tạo ra trong chuỗi truyền electron hô hấp thông qua quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, nơi các phân tử NADH và FADH₂ được oxy hóa để tổng hợp ATP.