Giải SGK Sinh học 11 CTST Bài 1: Khái quát về trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật có đáp án

- Quá trình dẫn đến các hiện tượng trên là quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng, cụ thể là quá trình hô hấp tế bào.

- Giải thích: Khi hoạt động mạnh, các tế bào cơ tăng cường hoạt động dẫn đến nhu cầu về năng lượng tăng lên. Để đáp ứng nhu cầu năng lượng tăng lên này, quá trình hô hấp tế bào được tăng cường. Do đó:

+ Nhiệt độ cơ thể tăng lên (cảm thấy nóng) do một phần năng lượng tạo ra trong quá trình hô hấp tế bào được giải phóng dưới dạng nhiệt. Khi nhiệt độ cơ thể tăng, cơ thể toát nhiều mô hôi để tỏa nhiệt giúp ổn định nhiệt độ của cơ thể.

+ Cơ thể có cảm giác đói do cơ thể cần nhiều vật chất để làm nguyên liệu cho quá trình hô hấp tế bào.

Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng có vai trò quan trọng đối với mọi hoạt động của cơ thể sống, đảm bảo cho sinh vật tồn tại và phát triển:

- Cung cấp nguyên vật liệu cho sự hình thành chất sống, cấu tạo nên tế bào, mô, cơ quan, hệ cơ quan và cơ thể sinh vật. Ví dụ: Lipid trong thức ăn cung cấp nguyên liệu cho việc xây dựng màng tế bào.

- Cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của sinh vật như vận động, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản,… Ví dụ: Chất hữu cơ trong thức ăn chuyển hóa thành ATP cung cấp năng lượng cho hoạt động bơi lội.

- Bài tiết các chất dư thừa, chất độc hại ra ngoài môi trường nhằm đảm bảo hoạt động sống bình thường của cơ thể. Ví dụ: Cơ thể bài tiết muối, urea, uric acid,… ra ngoài môi trường.

Những dẫn chứng cho thấy ở sinh vật có sự trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng:

- Sinh vật thường xuyên thu nhận các chất từ môi trường và vận chuyển đến các bộ phận trong cơ thể.

- Trong cơ thể sinh vật, các chất được biến đổi qua quá trình tổng hợp và phân giải, đồng thời tích lũy và giải phóng năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống.

- Các chất không cần thiết, dư thừa và chất độc hại tạo ra từ quá trình trao đổi chất được bài tiết ra khỏi cơ thể.

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

Các giai đoạn chuyển hóa năng lượng trong sinh giới:

- Giai đoạn tổng hợp: Từ nguồn năng lượng khởi đầu của Mặt Trời, thực vật quang hợp để chuyển hóa quang năng thành hóa năng chứa trong các liên kết hóa học của các hợp chất hữu cơ. Đối với cơ thể động vật, quá trình đồng hóa tạo ra các chất hữu cơ đặc trưng của cơ thể từ nguyên liệu là các chất đơn giản được hấp thụ hoặc sản phẩm của quá trình dị hóa, kèm theo sự tích lũy năng lượng vào các liên kết hóa học của các sản phẩm tổng hợp.

- Giai đoạn phân giải: Thông qua quá trình dị hóa, năng lượng chứa trong liên kết hóa học của các hợp chất hữu cơ phức tạp (protein, lipid, carbohydrate,…) được giải phóng tích lũy trong ATP và thoát ra ngoài dưới dạng nhiệt năng.

- Giai đoạn huy động năng lượng: Năng lượng tích lũy trong ATP được huy động tham gia vào các quá trình sinh lí như trao đổi chất, vận động, cảm ứng, sinh trưởng, phát triển, sinh sản,… của cơ thể.

- Mối quan hệ giữa trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở cấp tế bào và cơ thể: Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở cấp độ tế bào và cơ thể có mối quan hệ tác động qua lại, hỗ trợ lẫn nhau. Trong đó: Cơ thể lấy thức ăn, nước, muối khoáng, các chất khí,… từ môi trường vào cơ thể. Tế bào hấp thụ các chất cần thiết từ cơ thể, tiến hành đồng hóa và dị hóa, tạo ra các chất bài tiết. Sau đó, các chất bài tiết này được vận chuyển qua màng sinh chất ra môi trường trong cơ thể rồi đi đến các cơ quan bài tiết để thải ra môi trường ngoài.

- Ví dụ: Ở động vật, cơ thể lấy thức ăn, nước uống, oxygen,… từ môi trường, sau đó được biến đổi nhờ hệ tiêu hóa tạo thành các chất dinh dưỡng. Các chất dinh dưỡng này được tế bào hấp thụ và tổng hợp thành các chất cần thiết đồng thời tích lũy năng lượng cho cơ thể. Đồng thời, các chất không được sử dụng trong thức ăn được thải ra ngoài dưới dạng phân qua hậu môn, các chất bài tiết khác được vận chuyển qua màng sinh chất ra môi trường trong cơ thể rồi đi đến các cơ quan bài tiết (phổi, thận,…) để thải ra môi trường ngoài.