MỞ ĐẦU

Năng lượng chủ yếu cung cấp cho sinh vật trên Trái Đất bắt nguồn từ đâu và được hấp thụ, chuyển hóa như thế nào?

HÌNH THÀNH KIẾN THỨC, KĨ NĂNG

I. QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG SINH GIỚI

Câu 1: Cho biết vai trò của sinh vật tự dưỡng trong sinh giới.

Lời giải:

Vai trò của sinh vật tự dưỡng trong sinh giới: Các sinh vật tự dưỡng có khả năng tổng hợp chất hữu cơ (đặc trưng là C6H12O6) từ các chất vô cơ; các hợp chất hữu cơ được chính các sinh vật tự dưỡng sử dụng cho các hoạt động sống, đồng thời cũng là nguồn cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho các hoạt động sống của sinh vật khác → Sinh vật tự dưỡng đóng vai trò là sinh vật sản xuất, cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho các sinh vật trong sinh giới.

Câu 2: Quan sát hình 1.1 và mô tả quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong sinh giới.

Lời giải: 

Quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong sinh giới:

- Năng lượng ánh sáng được các sinh vật sản xuất hấp thụ và chuyển hóa thành năng lượng hóa học tích lũy trong các hợp chất hữu cơ.

- Hợp chất hữu cơ được chính các sinh vật tự dưỡng sử dụng cho các hoạt động sống, đồng thời cũng là nguồn cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho hoạt động sống của các sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân giải thông qua chuỗi thức ăn.

→ Từ quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong sinh giới, một phần năng lượng được các sinh vật dự trữ, một phần sử dụng cho các hoạt động sống và lượng lớn được giải phóng trở lại môi trường dưới dạng nhiệt.

Câu 3: Quan sát hình 1.2 và mô tả các giai đoạn của quá trình chuyển hóa năng lượng trong sinh giới.

Lời giải:

Quá trình chuyển hóa năng lượng trong sinh giới bao gồm ba giai đoạn: tổng hợp, phân giải và huy động năng lượng.

- Giai đoạn tổng hợp: Sinh vật quang tự dưỡng chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học tích lũy trong các chất hữu cơ.

- Giai đoạn huy động năng lượng: Các liên kết giữa các gốc phosphate trong phân tử ATP sẽ bị phá vỡ, giải phóng năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống của sinh vật. Một lượng lớn năng lượng trong các giai đoạn được giải phóng dưới dạng nhiệt tỏa ra môi trường.

II. QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI CHẤT, CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG Ở CẤP TẾ BÀO VÀ CẤP CƠ THỂ

Câu hỏi: Hãy phân tích mối quan hệ giữa trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở cấp tế bào và cấp cơ thể.

Lời giải:

Ở sinh vật đa bào, trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở cấp tế bào và cấp cơ thể có mối quan hệ mật thiết với nhau:

- Cơ thể lấy chất dinh dưỡng và năng lượng từ môi trường thông qua các cơ quan chuyên biệt. Chất dinh dưỡng được cơ thể lấy vào được sử dụng trực tiếp hoặc biến đổi thành chất khác trước khi sử dụng và vận chuyển đến từng tới tế bào.

- Tế bào sử dụng nguyên liệu thu nhận được để thực hiện quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở cấp độ tế bào giúp tổng hợp các chất hữu cơ tham gia kiến tạo cơ thể; dự trữ năng lượng hoặc phân giải cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống khác của tế bào và cơ thể.

- Quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng được điều hòa dựa trên nhu cầu của cơ thể thông qua hormone (ở cả động vật và thực vật) hoặc hệ thần kinh (ở động vật).

→ Như vậy, quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở cấp tế bào và cấp cơ thể không diễn ra riêng biệt mà có mối quan hệ mật thiết với nhau, cấp độ này là tiền đề của cấp độ kia và ngược lại.

III. VAI TRÒ CỦA TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI SINH VẬT

Câu hỏi: Cho biết vai trò của trao đổi chất vào chuyển hóa năng lượng đối với sinh vật. Nêu ví dụ minh họa.

Lời giải:

- Vai trò của trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng đối với sinh vật:

+ Cung cấp nguyên liệu để kiến tạo cơ thể.

+ Cung cấp năng lượng để thực hiện các hoạt động sống của cơ thể.

- Ví dụ: Cơ thể người lấy từ môi trường O2, nước và thức ăn; chuyển hóa chúng thành sinh khối kiến tạo cơ thể và năng lượng tích lũy dưới dạng ATP để cung cấp cho các hoạt động sống của cơ thể; trả lại môi trường khí CO2 và các chất thải khác; một phần năng lượng trả lại môi trường dưới dạng nhiệt.

LUYỆN TẬP

Câu hỏi: Tìm hiểu thông tin và hoàn thành bảng 1.1

Lời giải:

VẬN DỤNG

Câu hỏi: Cho biết ý nghĩa của việc trồng và bảo vệ cây xanh.

Lời giải:

Trồng và bảo vệ cây xanh chính là bảo vệ sự sống trên Trái Đất:

- Cung cấp thức ăn và nơi sống cho các sinh vật.

- Cung cấp dưỡng khí (oxygen) cho sự sống của các sinh vật.

- Điều hòa hàm lượng carbon dioxide giúp giảm hiệu ứng nhà kính.

- Góp phần điều hòa khí hậu giúp giảm các thảm hoạ lũ lụt, sạt lở đất, xói mòn,…

- Cung cấp đủ nguyên, nhiên liệu cho quá trình sản xuất trong đời sống của con người.