BÀI 1: KHÁI QUÁT VỀ TRAO ĐỔI CHẤT 

VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG Ở SINH VẬT

(19 câu)

1. NHẬN BIẾT (3 câu)

Câu 1. Trao đổi chất ở sinh vật là gì? 

Trả lời:

Trao đổi chất là quá trình chuyển hóa các chất hóa học trong cơ thể sinh vật để tạo ra năng lượng và các chất cần thiết cho sự sống. Quá trình này bao gồm nhiều hoạt động, bao gồm tiêu thụ thực phẩm, hấp thụ dưỡng chất, trao đổi khí, sản xuất và tiêu hao năng lượng, và loại bỏ các chất thải.

Câu 2. Chuyển hóa năng lượng ở sinh vật là gì?

Trả lời:

Chuyển hóa năng lượng trong sinh vật là quá trình biến đổi năng lượng từ một dạng sang dạng khác để cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của sinh vật. Trong quá trình này, sinh vật sử dụng các chất dinh dưỡng và khí oxy để tạo ra ATP (adenosine triphosphate) - loại phân tử năng lượng được sử dụng trong hầu hết các quá trình sinh học.

Câu 3. Vai trò của trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng là gì?

Trả lời:

- Cung cấp nguyên vật liệu cho sự hình thành vật chất sống, cấu tạo nên mô, cơ quan, hệ cơ quan,….

- Cung cấp năng lượng cho các hoạt động sóng của sinh vật.

- Bài tiết các chất thừa, chất độc hại ra ngoài cơ thể sinh vật.

2. THÔNG HIỂU (6 câu)

Câu 1. Trình bày mối quan hệ của đồng hóa và dị hóa?

Trả lời:

Trong cơ thể sinh vật, đồng hóa và dị hóa là hai quá trình quan trọng liên quan đến sự chuyển hóa và sử dụng các chất dinh dưỡng và chất cơ bản để duy trì các hoạt động sống.

- Đồng hóa là quá trình giữ nguyên thành phần hóa học của một chất trong khi thay đổi cấu trúc của nó. 

- Dị hóa là quá trình thay đổi thành phần hóa học của một chất trong khi giữ nguyên cấu trúc của nó. 

 Đồng hóa và dị hóa không hoàn toàn độc lập với nhau. Chẳng hạn, quá trình dị hóa các chất dinh dưỡng như protein cũng đồng thời liên quan đến đồng hóa để sản xuất năng lượng cần thiết cho sự hoạt động của tế bào. Ngoài ra, các quá trình này còn ảnh hưởng đến các quá trình khác trong cơ thể, ví dụ như trao đổi khí và cung cấp năng lượng cho sự vận động của cơ bắp.

Câu 2. Trình bày các phương thức trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật?

Trả lời:

Các phương thức trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật gồm: 

- Tự dưỡng: Sinh vật tự tổng hợp các chất hữu cơ cần thiết cho cơ thể (thường có ở thực vật)

+ Quang tự dưỡng: Sinh vật sử dụng nguồn năng lượng ánh sáng mặt trời và nguồn Oxy, Carbonic để tổng hợp chất hữu cơ

+ Hóa tự dưỡng: Sử dụng nguồn năng lượng từ quá trình Oxy hóa khử các hợp chất vô cơ để tổng hợp các chất hữu cơ.

- Dị dưỡng: Sinh vật lấy chất chất dinh dưỡng từ sinh vật tự dưỡng haowcj sinh vật dị dưỡng khác cho cơ thể (thường có ở động vật)

+ Quang dị dưỡng: Sử dụng ánh sáng mặt trời và nguồn Carbon làm chất hữu cơ (vi khuẩn)

+ Hóa dị dưỡng: Sử dụng nguồn năng lượng và Carbon hữu cơ (động vật)

Câu 3. Trình bày các giai đoạn chuyển hóa năng lượng trong sinh giới? 

Trả lời:

* Quá trình chuyển hóa năng lượng có thể được phân thành các giai đoạn chính như sau:

- Tổng hợp năng lượng: Sinh vật tiêu thụ thức ăn hoặc thực hiện quang hợp để thu thập năng lượng từ môi trường.

- Phân giải năng lượng: 

+ Năng lượng trong thức ăn hoặc ánh sáng được tách ra và chuyển đổi thành các dạng khác nhau để cung cấp cho các quá trình nội bộ của cơ thể.

+ Năng lượng được lưu trữ trong các phân tử ATP (adenosine triphosphate) các phân tử này là các dạng năng lượng cao và có thể được sử dụng cho các quá trình tiếp theo.

- Huy động năng lượng: Năng lượng tichcs trữ trong ATP được huy động vào các quá trình: trao đổi chất, vận động, cảm ứng,… cho sinh vật

Câu 4. Sự giống nhau của đồng hóa và dị hóa là gì? Cho ví dụ?

Trả lời:

- Đồng hóa và dị hóa đều là các quá trình điều chỉnh cơ thể của sinh vật để phù hợp với môi trường sống của nó. Đồng hóa là quá trình thích nghi với điều kiện sống thông qua sự phát triển của các tính năng giống nhau trong một nhóm sinh vật. Dị hóa là quá trình thích nghi với điều kiện sống thông qua sự phát triển của các tính năng khác nhau giữa các nhóm sinh vật khác nhau.

- Ví dụ, đồng hóa có thể xảy ra trong các loài thủy sinh khi chúng phát triển các tính năng giống nhau để sống trong môi trường nước. Trong khi đó, dị hóa có thể xảy ra trong các loài động vật khi chúng phát triển các tính năng khác nhau để sống trong các môi trường khác nhau, như cánh tay và chân cho chạy hoặc bay, hoặc lông và da cho cách nhiệt và bảo vệ.

Câu 5. Các dấu hiệu đặc trưng của trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật là gì?

Trả lời:

- Thu nhận các chất từ môi trường và vận chuyển các chất trong cơ thể: Các sinh vật thường xuyên thu nhận các chất từ môi trường cung cấp để tiêu thụ và vận chuyển nó vào trong cơ thể để thựu hiện biến đỏi thành các chất dinh dưỡng.

- Biến đổi các chất và chuyển hóa năng lượng: Sinh vật biến đổi các chất hữu cơ phức tạp thành đơn giản cho cơ thể hấp thụ.

- Thải các chất ra khỏi cơ thể vào môi trường: Các hệ cơ quan của sinh vật đào thải các chất thừa, đọc hại, cặn bã ra khỏi cơ thể vào môi trường

- Điều hòa: Điều hòa quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng sao cho phù hợp với cơ thể

Câu 6. Trình bày, phân tích mối quan hệ giữa trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng?

Trả lời:

- Trao đổi chất là quá trình tổng hợp, phân giải và tái tổ chức các nguyên liệu sinh học trong tế bào, nhằm duy trì sự sống và hoạt động của sinh vật. 

- Chuyển hóa năng lượng là phần của quá trình trao đổi chất, trong đó năng lượng được giải phóng từ các chất dinh dưỡng và lưu trữ dưới dạng ATP - nguồn năng lượng phổ biến trong tế bào. Nhờ quá trình chuyển hóa năng lượng, sinh vật có thể duy trì động cơ trong các quá trình tổng hợp và phân giải của trao đổi chất, đảm bảo sự ổn định và phát triển. 

 Mối quan hệ giữa hai quá trình đó là mối quan hệ gắn bó, bổ sung lẫn nhau: Chuyển hóa năng lượng cung cấp nguồn năng lượng cho các phản ứng hóa học của trao đổi chất, trong khi trao đổi chất cung cấp nguyên liệu và môi trường cho chuyển hóa năng lượng để tiếp tục cung cấp năng lượng cho các quá trình sinh lý diễn ra.

3. VẬN DỤNG (7 câu)

Câu 1. Làm thế nào đường và nhiên liệu khác được sản xuất trong quá trình trao đổi chất của sinh vật?

Trả lời:

Đường và các chất dinh dưỡng khác được sản xuất thông qua quá trình trao đổi chất trong tế bào của sinh vật, trong đó các tế bào tiêu hóa thực hiện phân hủy các chất hữu cơ thành đường và các chất khác, còn các tế bào thực hiện quá trình hô hấp để tạo ra năng lượng cho các hoạt động của sinh vật.

Câu 2. Làm thế nào năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành năng lượng hóa học trong quá trình quang hợp của cây?

Trả lời:

Trong quá trình quang hợp, các phân tử chlorophyll trong tế bào lá thu nhận năng lượng ánh sáng và chuyển hóa nó thành năng lượng hóa học trong các phân tử glucose.

Câu 3. Tại sao phải trồng nhiều cây xanh ở quanh nhà và những nơi công cộng?

Trả lời:

Sở dĩ trồng cây xanh ở quanh nhà và nơi công cộng là để cây che bóng mát, mặt khác nhờ quá trình quang hợp, cây thải khí oxi, lấy khí cacbonic giúp không khí trong lành đỡ ngột ngạt hơn, nhất là ở những đô thị. 

Một lí do nữa, quá trình thoát hơi nước của cây giúp điều hòa nhiệt độ môi trường xung quanh cây, nhờ thế nên khi đứng dưới gốc cây ta luôn thấy mát mẻ

Câu 4. Tại sao sinh vật cần các loại thực phẩm khác nhau để cung cấp đủ chất dinh dưỡng cho quá trình trao đổi chất?

Trả lời:

Các loại thực phẩm khác nhau chứa các loại chất dinh dưỡng khác nhau, ví dụ như protein, carbohydrate và lipid. Để cung cấp đủ chất dinh dưỡng cho các quá trình trao đổi chất khác nhau, sinh vật cần phải tiêu thụ các loại thực phẩm khác nhau.

Câu 5. Vì sao các tế bào trong cơ thể sinh vật phải thực hiện quá trình trao đổi chất liên tục?

Trả lời:

Các tế bào trong cơ thể sinh vật không thể lưu trữ năng lượng và chất dinh dưỡng lâu dài, do đó cần thực hiện quá trình trao đổi chất liên tục để cung cấp năng lượng và các chất cần thiết cho sự sống.

Câu 6. Điều gì xảy ra với chất béo khi chúng được tiêu hóa trong cơ thể?

Trả lời:

Chất béo được chuyển hóa thành axit béo và glycerol trong quá trình tiêu hóa. Sau đó, axit béo được chuyển vào các tế bào để đóng vai trò trong việc sản xuất năng lượng.

Câu 7. Tại sao các tế bào trong cơ thể sinh vật phải thực hiện quá trình trao đổi chất?

Trả lời:

Các tế bào cần năng lượng để hoạt động và duy trì các chức năng sinh học, cũng như để sản xuất các chất cần thiết cho sự sống, như DNA và protein. Quá trình trao đổi chất giúp cung cấp năng lượng và các chất dinh dưỡng cần thiết cho các tế bào để thực hiện các chức năng này.

4. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1. Như thế nào là một quá trình trao đổi chất hiệu quả?

Trả lời:

Một quá trình trao đổi chất hiệu quả là khi các chất dinh dưỡng được hấp thụ vào tế bào và chuyển hóa thành năng lượng một cách hiệu quả, đồng thời các sản phẩm phụ và chất độc được loại bỏ một cách hiệu quả để đảm bảo sự hoạt động và phát triển của tế bào và cơ thể sinh vật.

Câu 2. Tại sao các tế bào sinh vật lại cần phải tiến hóa để tăng cường việc trao đổi chất?

Trả lời:

Các tế bào sinh vật cần phải tiến hóa để có thể tăng cường việc trao đổi chất để đáp ứng nhu cầu về năng lượng và các chất dinh dưỡng khác, đồng thời tránh được sự tổn hại của các tác nhân bên ngoài.

Câu 3. Trình bày cách thức hoạt động của hệ thống phosphorylation oxydative (quá trình chuyển hóa năng lượng để tạo ATP) bao gồm các thành phần liên quan, bước chuyển hóa năng lượng, và cơ chế thích ứng ở mô mỡ nâu của động vật endothermic (có khả năng duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định) trong điều kiện nhiệt độ môi trường thấp?

Trả lời:

Mô mỡ nâu của động vật endothermic có chức năng thermogenesis để tăng nhiệt độ cơ thể khi môi trường lạnh. Hệ thống phosphorylation oxydative bao gồm chuỗi dây chuyền chuyển electron (ETC) và ATP synthase. Trong mô mỡ nâu, chất nhận điện tử NADH và FADH2 từ chu trình Krebs chuyển electron qua ETC, tạo ra ROS, chuyển hóa năng lượng điện hóa thành proton qua Vmem và F-ATPase thành ATP. Tuy nhiên, năng lượng proton ở mô mỡ nâu không chỉ dùng cho việc tổng hợp ATP mà còn để kéo protein chuyển nhiệt không chọn lọc UCP1 (Uncoupling Protein 1). Khi nhiệt độ môi trường giảm, sản xuất UCP1 tăng lên, khiến việc chuyển hóa năng lượng dành nhiều hơn cho việc tạo nhiệt, giữ nhiệt độ cơ thể ổn định.