Câu hỏi mở đầu trang 5

Đề bài: Điều gì xảy ra nếu cơ thể sinh vật không lấy đủ các chất cần thiết từ môi trường và không thải các chất ra môi trường?

Lời giải:

• Nếu không lấy đủ các chất cần thiết: cơ thể thiếu nguyên liệu để tạo chất sống và thiếu năng lượng cho các hoạt động sống → sinh vật suy yếu, không sinh trưởng và phát triển bình thường, thậm chí tử vong.
• Nếu không thải chất ra môi trường: các chất thải, chất độc hại ứ đọng trong cơ thể → rối loạn các hoạt động sống, gây ngộ độc, thậm chí tử vong.

→ Vì vậy, trao đổi chất giữa cơ thể với môi trường là điều kiện bắt buộc để sinh vật tồn tại và phát triển.

I. Vai trò của trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng đối với sinh vật

Câu 1 trang 7

Đề bài: Trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng có vai trò như thế nào đối với sinh vật?

Lời giải:

Trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng có các vai trò sau đối với sinh vật:

• Cung cấp chất cần thiết cho quá trình tạo chất sống của cơ thể, hình thành tế bào, cơ quan, cơ thể.
• Tích luỹ và giải phóng năng lượng phục vụ cho các hoạt động sống như vận động, sinh sản, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển.
• Thải các chất thải, chất độc hại hoặc chất dư thừa ra môi trường → tránh ứ đọng gây rối loạn hoặc tử vong.

→ Nếu không có trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng, sinh vật không thể tồn tại và phát triển.

II. Các dấu hiệu đặc trưng của trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở sinh vật

Câu 2 trang 7

Đề bài: Những dấu hiệu nào cho thấy trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng diễn ra ở sinh vật?

Lời giải:

Trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở sinh vật thể hiện qua 4 dấu hiệu đặc trưng:

• Tiếp nhận và vận chuyển các chất từ môi trường: thực vật lấy nước, chất khoáng, CO₂ và năng lượng ánh sáng; động vật lấy thức ăn và O₂ rồi vận chuyển đến tế bào.
• Biến đổi các chất kèm theo chuyển hoá năng lượng ở tế bào: diễn ra qua đồng hoá (tổng hợp chất, tích luỹ năng lượng) và dị hoá (phân giải chất, giải phóng năng lượng).
• Thải các chất vào môi trường: các chất không sử dụng, chất dư thừa hoặc độc hại được thải ra ngoài.
• Điều hoà: quá trình trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng được điều chỉnh phù hợp với nhu cầu cơ thể thông qua hormone (ở thực vật) hoặc hormone và hệ thần kinh (ở động vật).

III. Các giai đoạn chuyển hoá năng lượng trong sinh giới

Câu 3 trang 7

Đề bài: Dựa vào Hình 1.1, mô tả tóm tắt quá trình chuyển hoá năng lượng trong sinh giới (bắt đầu từ năng lượng ánh sáng).

Lời giải:

Dựa vào Hình 1.1, quá trình chuyển hoá năng lượng trong sinh giới gồm 3 giai đoạn:

Giai đoạn 1 – Tổng hợp:

• Năng lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) được chất diệp lục của cây xanh hấp thụ.
• Cây xanh dùng năng lượng này để tổng hợp chất hữu cơ từ CO₂ và nước.
• Kết quả: quang năng được chuyển thành năng lượng hoá học tích luỹ trong các chất hữu cơ. Một phần năng lượng tỏa ra dưới dạng nhiệt.

Giai đoạn 2 – Phân giải:

• Các chất hữu cơ được phân giải qua hô hấp tế bào.
• Năng lượng tích luỹ trong các liên kết hoá học của phân tử lớn được chuyển sang năng lượng tích luỹ trong ATP (dạng dễ sử dụng).
• Một phần năng lượng tỏa ra dưới dạng nhiệt.

Giai đoạn 3 – Huy động năng lượng:

• Các liên kết giữa các gốc phosphate trong phân tử ATP bị phá vỡ, giải phóng năng lượng.
• Năng lượng này được dùng cho các hoạt động sống của cơ thể (vận động, sinh sản, sinh trưởng,…).
• Cuối cùng, các dạng năng lượng đều chuyển thành nhiệt năng và toả ra môi trường.

IV. Mối quan hệ giữa trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở cấp tế bào và cơ thể

Câu 1 trang 8

Đề bài: Nghiên cứu Hình 1.2, trình bày mối liên quan giữa trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở cấp tế bào và cơ thể sinh vật.

Lời giải:

Dựa vào Hình 1.2, mối liên quan giữa trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở cấp tế bào và cấp cơ thể được thể hiện như sau:

• Cơ thể lấy các chất cần thiết từ môi trường:
  • Thực vật: H₂O, chất khoáng, CO₂, O₂.
  • Động vật: thức ăn, H₂O, O₂.
• Các chất này được hấp thụ và vận chuyển đến tế bào.
• Tại tế bào diễn ra hai quá trình:
  • Đồng hoá: tổng hợp các chất, tích luỹ năng lượng.
  • Dị hoá: phân giải các chất, giải phóng năng lượng.
• Chất thải sinh ra từ tế bào được cơ thể thải ra môi trường:
  • Thực vật: H₂O, O₂, CO₂.
  • Động vật: phân, nước tiểu, CO₂.

→ Trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở cấp tế bào là cơ sở cho cấp cơ thể. Hai cấp độ này liên quan chặt chẽ, quyết định sự sống của sinh vật.

V. Các phương thức trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng

Câu 2 trang 8

Đề bài: Tại sao gọi thực vật là sinh vật tự dưỡng và động vật là sinh vật dị dưỡng?

Lời giải:

• Thực vật là sinh vật tự dưỡng vì: thực vật có khả năng tự tổng hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ (CO₂, H₂O) nhờ năng lượng ánh sáng và chất diệp lục. Thực vật là sinh vật quang tự dưỡng điển hình.
• Động vật là sinh vật dị dưỡng vì: động vật không tự tổng hợp được chất hữu cơ, phải lấy chất hữu cơ trực tiếp từ sinh vật tự dưỡng hoặc từ động vật khác (thông qua tiêu hoá, hấp thụ và đồng hoá) để xây dựng cơ thể và lấy năng lượng.

Câu 3 trang 8

Đề bài: Phân tích vai trò của sinh vật tự dưỡng trong sinh giới.

Lời giải:

Sinh vật tự dưỡng có 3 vai trò quan trọng trong sinh giới:

• Cung cấp O₂: đảm bảo hoạt động hô hấp cho hầu hết các sinh vật trên Trái Đất.
• Cung cấp thức ăn, nơi ở và nơi sinh sản cho động vật → là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn.
• Điều hoà khí hậu: tạo nhiệt độ và độ ẩm thuận lợi cho sự tồn tại và phát triển của các sinh vật khác.

Luyện tập và vận dụng

Câu 1 trang 8

Đề bài: Cho biết những chất nào được cơ thể thực vật, động vật lấy từ môi trường sống và đưa đến tế bào cơ thể sử dụng cho đồng hoá, dị hoá; Những chất thải nào sinh ra từ quá trình chuyển hoá được cơ thể thải ra môi trường.

Lời giải:

Ở thực vật:

• Chất lấy từ môi trường: H₂O, chất khoáng, CO₂, O₂.
• Chất thải ra môi trường: H₂O, O₂, CO₂.

Ở động vật:

• Chất lấy từ môi trường: thức ăn (chất hữu cơ), H₂O, O₂.
• Chất thải ra môi trường: phân, nước tiểu, CO₂.

Câu 2 trang 8

Đề bài: Quá trình trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường bị rối loạn sẽ ảnh hưởng như thế nào đến cơ thể? Làm thế nào để quá trình trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường diễn ra thuận lợi?

Lời giải:

Ảnh hưởng khi trao đổi chất bị rối loạn:

• Cơ thể không lấy đủ chất cần thiết → thiếu nguyên liệu tổng hợp chất sống, thiếu năng lượng → suy yếu, chậm sinh trưởng và phát triển.
• Chất thải, chất độc không được thải ra → ứ đọng trong cơ thể → rối loạn các hoạt động sống, ngộ độc, thậm chí tử vong.

Biện pháp giúp trao đổi chất diễn ra thuận lợi:

• Cung cấp đầy đủ dinh dưỡng, nước và không khí sạch cho cơ thể.
• Có chế độ ăn uống hợp lý, cân đối các chất.
• Luyện tập thể dục thể thao thường xuyên để tăng cường trao đổi chất.
• Giữ môi trường sống sạch sẽ, trong lành, tránh các tác nhân gây hại (chất độc, ô nhiễm,…).

Cô Nguyễn Ngọc Châu

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú