Sinh học

- Kì trung gian là giai đoạn sinh trưởng chính của tế bào, được chia thành các pha G1, S và G2.

- Chức năng của các pha trong kì trung gian là:

+ Pha G1 có sự tăng kích thước tế bào, tổng hợp các bào quan và tổng hợp, tích lũy các chất.

+ Pha S có sự nhân đôi ADN, dẫn đến nhân đôi NST tạo thành NST kép.

+ Pha G2 là pha gia tăng kích thước tế bào và chuẩn bị cho phân chia.

- Chu kì tế bào là khoảng thời gian từ khi tế bào được sinh ra, lớn lên và phân chia thành hai tế bào con.

- Chu kì tế bào được mô tả là một vòng tròn khép kín với hai giai đoạn chính là kì trung gian và quá trình nguyên phân:

+ Kì trung gian là giai đoạn sinh trưởng chính của tế bào, được chia thành các pha G1, S và G2. Pha G1 có sự tăng kích thước tế bào, tổng hợp các bào quan và tổng hợp, tích lũy các chất. Pha S có sự nhân đôi ADN, dẫn đến nhân đôi NST tạo thành NST kép. Pha G2 là pha gia tăng kích thước tế bào và chuẩn bị cho phân chia.

+ Quá trình nguyên phân gồm 2 sự kiện chính là phân chia nhân (qua 4 kì: kì đầu, kì giữa, kì sau và kì cuối) và phân chia tế bào chất.

Tế bào ung thư được hình thành từ sự phân chia không kiểm soát của một hoặc một số tế bào trong cơ thể.

- Cơ chế gây ra hiện tượng đau mỏi cơ khi vận động nhiều là: Khi vận động nhiều, cơ thể sẽ trải qua nhiều quá trình sinh hóa để duy trì năng lượng cho các hoạt động. Thông thường, cơ thể sản xuất năng lượng thông qua hô hấp hiếu khí (cần oxy). Tuy nhiên, cơ thể có thể không cung cấp oxy đủ nhanh cho các tế bào cơ. Trong điều kiện đó, các tế bào cơ sẽ chuyển từ hô hấp hiếu khí sang trạng thái lên men lactate (không cần oxy). Sản phẩm của quá trình này là 

lactic acid khi bị tích tụ sẽ đầu độc cơ, làm cơ đau mỏi.

- Cách phòng tránh:

+ Uống nhiều nước.

+ Nghỉ ngơi hợp lí giữa các buổi tập.

+ Thực hiện các bài tập thở.

+ Có giai đoạn khởi động để làm nóng, giãn cơ trước khi tập luyện cường độ cao.

Chuyển hoá vật chất gồm 2 quá trình vừa trái ngược vừa thống nhất là:

- Quá trình đồng hóa, ví dụ như quang hợp ở thực vật và các sinh vật quang tự dưỡng khác, là quá trình tổng hợp nên phân tử phức tạp từ các phân tử đơn giản. Trong quá trình này, năng lượng ánh sáng được chuyển thành năng lượng hóa học trong các hợp chất hữu cơ giàu năng lượng nhờ tế bào có lục lạp chứa chất diệp lục có khả năng hấp thụ ánh sáng.

- Quá trình dị hóa, ví dụ như hô hấp tế bào, là quá trình phá vỡ các các phân tử phức tạp thành các phân tử đơn giản hơn. Quá trình này đã giải phóng ra năng lượng dưới dạng ATP và một phần năng lượng ở dạng nhiệt năng.

Như vậy, quá trình chuyển hoá vật chất luôn đi kèm với chuyển hóa năng lượng.

• Giống nhau:

- Đều là các quá trình tổng hợp hình thành hợp chất phức tạp từ các chất đơn giản và tiêu tốn năng lượng.

- Đều xảy ra quá trình khử CO2 để tạo thành các chất hữu cơ cần thiết.

- Đều có vai trò tổng hợp ra các chất phức tạp xây dựng nên tế bào và cơ thể, đồng thời cung cấp cho các hoạt động sống khác.

• Khác nhau:

- Điểm khác giữa hóa tổng hợp so với quang hợp ở thực vật là: Quang hợp sử dụng năng lượng ánh sáng Mặt Trời. Còn hóa tổng hợp sử dụng năng lượng sinh ra từ các phản ứng oxy hóa các hợp chất vô cơ.

- Điểm khác giữa quang khử ở vi khuẩn so với quang hợp ở thực vật là:

+ Quang hợp có sử dụng H2O làm nguồn cung cấp H+ và electron. Còn quang khử dùng H2S, S, H2 và một số chất hữu cơ khác làm nguồn cung cấp H+ và electron.

+ Quang hợp có giải phóng O2. Còn quang khử thì không giải phóng O2.

Quá trình tổng hợp sử dụng năng lượng để tạo nên phân tử phức tạp từ các phân tử đơn giản và tích lũy năng lượng. Quá trình phân giải phá vỡ các các phân tử phức tạp thành các phân tử đơn giản để giải phóng năng lượng.

Như vậy, trong tế bào, tổng hợp và phân giải các chất là hai quá trình có ngược nhau nhưng lại thống nhất với nhau và có mối quan hệ mật thiết với nhau. Sản phẩm của quá trình tổng hợp cung cấp nguyên liệu cho quá trình phân giải còn năng lượng và các sản phẩm trung gian được giải phóng ra trong quá trình phân giải lại có thể được sử dụng cho quá trình tổng hợp.

- Điểm khác giữa hóa tổng hợp so với quang hợp ở thực vật là: Quang hợp sử dụng năng lượng ánh sáng Mặt Trời. Còn hóa tổng hợp sử dụng năng lượng sinh ra từ các phản ứng oxy hóa các hợp chất vô cơ.

- Điểm khác giữa quang khử ở vi khuẩn so với quang hợp ở thực vật là:

+ Quang hợp có sử dụng H2O làm nguồn cung cấp H+ và electron. Còn quang khử dùng H2S, S, H2 và một số chất hữu cơ khác làm nguồn cung cấp H+ và electron.

+ Quang hợp có giải phóng O2. Còn quang khử thì không giải phóng O2.

Trong tổng hợp các chất và dự trữ năng lượng, quang hợp có vai trò vô cùng quan trọng và đây cũng quá trình quan trọng nhất đối với hệ thống sống. Quá trình này giúp chuyển năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học trong các hợp chất hữu cơ giàu năng lượng để dự trữ và cung cấp cho quá trình phân giải còn năng lượng và các sản phẩm trung gian được giải phóng ra trong quá trình phân giải lại có thể được sử dụng cho quá trình tổng hợp.

- Tổng hợp các chất trong tế bào là sự hình các hợp chất phức tạp từ các chất đơn giản và tiêu tốn năng lượng. Trong tế bào và cơ thể sống, quá trình tổng hợp giúp tạo ra các hợp chất phức tạp xây dựng nên tế bào và cơ thể, đồng thời cung cấp cho các hoạt động sống khác. Những đại phân tử sinh học trong tế bào là các polymer (protein, các acid nucleic) được tổng hợp từ các đơn phân nhờ các enzyme xúc tác chuyên biệt và nguồn năng lượng ATP.

- Một số ví dụ minh họa cho quá trình tổng hợp các chất trong tế bào là:

+ Các phân tử acid nucleic được hình thành từ phản ứng sinh tổng hợp tạo liên kết phosphodiester giữa các đơn phân nucleotide.

+ Các phân tử protein hay các chuỗi polypeptide được tạo thành từ sự kết hợp của nhiều amino acid với nhau bằng liên kết peptide trong quá trình sinh tổng hợp protein.

+ Phân tử lipid được tổng hợp từ các phân tử acid béo và glycerol.

- So sánh hiệu quả năng lượng của quá trình hô hấp hiếu khí và lên men: Kết quả của quá trình lên men, 1 phân tử glucose chỉ tạo được 2 phân tử ATP, ít hơn rất nhiều so với hô hấp hiếu khí.

- Giải thích:

+ Trong quá trình hô hấp hiếu khí, toàn bộ năng lượng hóa học của một phân tử glucose được giải phóng trong quá trình hô hấp hiếu khí sẽ được chuyển sang liên kết hóa học dễ sử dụng (ATP), một phần chuyển thành nhiệt năng.

+ Trong quá trình lên men, năng lượng hóa học của một phân tử glucose không được giải phóng hoàn toàn mà chỉ 1 phần nhỏ được chuyển sang liên kết hóa học dễ sử dụng (ATP) còn lại phần lớn vẫn còn được tích trữ trong sản phẩm hữu cơ cuối cùng của quá trình lên men (lactate, ethanol).

- Quá trình lên men gồm 2 giai đoạn là đường phân và lên men. Giai đoạn đường phân diễn ra tương tự như ở hô hấp hiếu khí. Trong giai đoạn lên men, electron từ glucose qua NADH được truyền tới các phân tử hữu cơ khác.

- Sự khác biệt giữa lên men rượu và lên men lactate:

+ Quá trình lên men lactate: Pyruvate nhận electron từ NADH và tạo ra sản phẩm cuối cùng là muối lactate.

+ Còn trong quá trình lên men ethanol, phân tử hữu cơ acetaldehyde là chất nhận electron từ NADH để tạo ra sản phẩm cuối cùng là ethanol.