Bioenergetics

Thực vật thu nhận năng lượng từ Mặt Trời; mỗi tế bào lại giải phóng nó ra. Tài liệu này bao gồm AQA GCSE Sinh học 8461, chủ đề 4.4 Sinh năng lượng.

Cách kỳ thi xử lý chủ đề này:

• Đề thi 1 có nội dung về Sinh năng lượng. RP6: cường độ ánh sáng và tốc độ quang hợp sử dụng tảo bẹ.
• Đồ thị yếu tố giới hạn với hai hoặc ba yếu tố, định luật bình phương nghịch đảo và kinh tế nhà kính là chỉ dành cho HT.
• Phương trình là phương trình chữ — hãy nhớ cả dạng ký hiệu (CO₂, H₂O, O₂, C₆H₁₂O₆).

Quang hợp là phản ứng hấp thụ nhiệt: năng lượng được truyền từ môi trường vào lạp xanh bằng ánh sáng.

Tốc độ tăng với: cường độ ánh sáng, nồng độ CO₂, nhiệt độ (cho đến điểm tối ưu của enzyme), và lượng diệp lục.

Đọc đồ thị một yếu tố: phần đỉnh phẳng cho thấy yếu tố khác đã trở thành yếu tố giới hạn. (HT) Trên đồ thị hai hoặc ba yếu tố, xác định yếu tố nào đang giới hạn tại mỗi điểm.

(HT) Định luật bình phương nghịch đảo: nhân đôi khoảng cách từ đèn sẽ làm giảm xuống còn một phần tư cường độ ánh sáng:

(HT) Kinh tế nhà kính: việc thêm nhiệt, ánh sáng hoặc CO₂ sẽ tăng tốc độ — nhưng mỗi thứ đều tốn tiền; người trồng sẽ bổ sung yếu tố rẻ nhất đang bị giới hạn, cho đến khi lượng thu hoạch thêm không cònคุ้ม chi phí nữa.

RP6: tảo bẹ trong nước ở các khoảng cách đèn khác nhau; đếm số bong bóng oxy mỗi phút (hoặc thu khí); kiểm soát nhiệt độ và CO₂ (natri hydrocacbonat); lặp lại và lấy trung bình; tốc độ = số bong bóng ÷ thời gian.

Ví dụ tính toán. Bong bóng: 30 mỗi phút ở 10 cm; ở 20 cm, cường độ ánh sáng giảm xuống còn một phần tư, nên dự kiến khoảng 8 mỗi phút (nếu ánh sáng vẫn là yếu tố giới hạn).

Glucose từ quang hợp được dùng để:

• hô hấp;
• chuyển hóa thành tinh bột không tan để dự trữ;
• chất béo hoặc dầu để dự trữ;
• cellulose cho thành tế bào;
• axit amin để tạo protein — quá trình này cũng cần ion nitrat từ đất.

Hô hấp là phản ứng toả nhiệt diễn ra liên tục trong các tế bào sống, cung cấp năng lượng để: tổng hợp phân tử lớn hơn, di chuyển, và giữ ấm cơ thể.

Hô hấp kỵ khí ở nấm men là lên men, có ý nghĩa kinh tế trong bánh mì (CO₂ giúp bánh nở) và đồ uống có cồn.

Trong khi vận động, nhịp tim, nhịp thở và dung tích phổi tăng lên để cung cấp nhiều máu giàu oxy hơn đến cơ bắp. Nếu nguồn cung cấp oxy không đủ, cơ bắp chuyển sang hô hấp kỵ khí: sự oxy hóa không hoàn toàn glucose làm tích tụ axit lactic → mệt mỏi; hình thành nợ oxy.

(HT) Máu vận chuyển axit lactic đến gan, nơi chuyển đổi nó trở lại thành glucose. Nợ oxy là lượng oxy bổ sung cần thiết sau khi vận động để phản ứng và loại bỏ axit lactic đã tích tụ.

Chuyển hóa là tổng hợp tất cả các phản ứng trong một tế bào hay cơ thể; hô hấp cung cấp năng lượng cho chúng. Bao gồm:

• glucose → tinh bột, glycogen, cellulose;
• glycerol + 3 axit béo → lipid;
• glucose + ion nitrat → axit amin → protein;
• hô hấp;
• phân hủy protein dư thừa → urea để bài tiết.

• Viết phương trình từ và ký hiệu của quá trình quang hợp; nói rằng đây là phản ứng thu nhiệt + ánh sáng→lưới叶绿素 (thận叶绿素).
• Giải thích bốn yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ; đọc đồ thị một yếu tố khi đạt ngưỡng; (HT) định luật bình phương nghịch đảo và kinh tế nhà kính.
• Mô tả RP6 với các điều khiển và cách tính tốc độ.
• Liệt kê năm công dụng của glucose (cùng nitrate để tạo protein).
• So sánh phương trình hô hấp hiếu khí và kỵ khí; nêu hai sản phẩm và công dụng của lên men.
• Bài tập: ba sự gia tăng; axit lactic và nợ oxy; (HT) vai trò của gan.
• Định nghĩa trao đổi chất với năm nhóm chính.