Tế bào có thể điều hòa quá trình chuyển hóa vật chất thông qua điều khiển hoạt tính của enzyme bằng những yếu tố nào? Giải thích.

- Khái niệm chuyển hóa năng lượng trong tế bào: Chuyển hóa năng lượng là sự chuyển đổi của năng lượng từ dạng này sang dạng khác và luôn tuân theo các quy luật vật lí cơ bản về nhiệt động học.

- Quá trình chuyển hóa vật chất luôn đi kèm với sự chuyển đổi năng lượng là bởi vì:

+ Trong tế bào, năng lượng được tích lũy chủ yếu trong các liên kết hóa học của các chất (vật chất). Khi năng lượng thay đổi thì thành phần cấu trúc của vật chất cũng thay đổi và ngược lại. Ví dụ: Với phân tử ATP, khi giải phóng năng lượng thì thành phần cấu trúc của ATP cũng sẽ bị thay đổi (ATP → ADP → AMP).

+ Các phản ứng hóa học trong tế bào và cơ thể cũng luôn có sự biến đổi về vật chất kèm theo sự biến đổi về năng lượng. Các phản ứng chuyển hóa vật chất trong có thể gồm: tổng hợp và phân giải: Các phản ứng tổng hợp các chất (đồng hóa) cần tiêu tốn năng lượng. Các phản ứng phân giải các chất (dị hóa) kèm theo giải phóng năng lượng.

Trong trồng trọt và chăn nuôi, muốn thu được năng suất cao, con người phải chú ý bổ sung đầy đủ các nguyên tố khoáng vi lượng, vitamin vào chế độ dinh dưỡng cho cây trồng và vật nuôi vì:

- Năng suất của cây trồng vật nuôi phụ thuộc rất lớn vào tốc độ của quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào (quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng diễn ra tốt sẽ thúc đẩy sinh vật sinh trưởng và phát triển và ngược lại). Tốc độ của quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào lại phụ thuộc vào hoạt tính của enzyme.

- Mà nhiều enzyme, ngoài thành phần protein còn có thêm cofactor là các nguyên tố khoáng vi lượng, viatmin. Mặt khác, nhiều enzyme trong tế bào bình thường ở trạng thái bất hoạt cần phải có sự xúc tác các các nguyên tố khoáng vi lượng hoặc vitamin để trở thành trạng thái hoạt động. Vậy nếu thiếu nguyên tố vi lượng, vitamin sẽ khiến enzyme đó không được hình thành hoặc không hoạt động ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng do enzyme đó xúc tác, ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển bình thường của cây trồng, vật nuôi.