Giải Sinh học 11 Bài 1 (Cánh diều): Khái quát về trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng

Giải Sinh học 11 Bài 1: Khái quát về trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng

Giải Sinh học 11 trang 5

Mở đầu trang 5 Sinh học 11: 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?

Lời giải:

Năng lượng chủ yếu cung cấp cho sinh vật trên Trái Đất bắt nguồn từ năng lượng ánh sáng: Năng lượng ánh sáng được các sinh vật quang tự dưỡng 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 khác.

I. Quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng trong sinh giới

Câu hỏi trang 5 Sinh học 11: 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.

Giải Sinh học 11 trang 6

Câu hỏi trang 6 Sinh học 11: 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 hỏi trang 6 Sinh học 11: 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 phân giải: Trong cơ thể sinh vật, quá trình phân giải làm biến đổi các chất hữu cơ lớn thành các phân tử nhỏ hơn, đồng thời, hóa năng tích lũy trong các chất hữu cơ lớn chuyển sang hóa năng dễ chuyển đổi và sử dụng trong ATP.

- 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.

Luyện tập trang 6 Sinh học 11: Tìm hiểu thông tin và hoàn thành bảng 1.1

Lời giải:

Một số đặc điểm của sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng:

II. Quá trình trao đổi chất, chuyển hóa năng lượng ở cấp tế bào và cấp cơ thể

Câu hỏi trang 7 Sinh học 11: 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.

- Các chất không được tế bào và cơ thể sử dụng sẽ được đào thải ra ngoài môi trường qua các cơ quan chuyên biệt.

- 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

Giải Sinh học 11 trang 8

Câu hỏi trang 8 Sinh học 11: Cho biết vai trò của trao đổi chất và 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.

+ Đào thải các chất không cần thiết cho cơ thể ra môi trường ngoài.

- 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.

Vận dụng trang 8 Sinh học 11: 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.

Lý thuyết Sinh học 11 Bài 1: Khái quát về trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng

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

- Cung cấp cho quá trình tạo chất sống của cơ thể, hình thành tế bào, cơ quan, cơ thể

- Tích lũy và giải phóng năng lượng phục vụ cho các hoạt động sống

- Thải các chất độc, cặn bã dư thừa ra khỏi cơ thể

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

- Tiếp nhận các chất từ môi trường và vận chuyển các chất

- Biến đổi các chất kèm theo chuyển hóa năng lượng ở tế bào

- Thải các chất vào môi trường

- Điều hòa

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

1. Giai đoạn tổng hợp

- Nguồn năng lượng ban đầu cho sinh giới là năng lượng ánh sáng mặt trời (quang năng).

- Cây xanh chuyển hoá quang năng thành hoá năng tích luỹ trong các liên kết hoá học của các phân tử hữu cơ bằng cách thu nhận CO₂ và nước.

2. Giai đoạn phân giải

- Các liên kết hoá học trong phân tử hữu cơ chứa năng lượng thế năng.

- Hô hấp biến đổi thế năng thành động năng.

- Quá trình hô hấp biến đổi phân tử lớn thành phân tử nhỏ hơn và chuyển năng lượng hoá học sang các phân tử nhỏ dễ sử dụng (ATP, NADH,...).

3. Giai đoạn huy động năng lượng

- ATP được tạo ra từ quá trình hô hấp tế bào và được sử dụng cho các hoạt động sống.

- Phá vỡ liên kết giữa các gốc phosphate trong ATP giải phóng năng lượng.

- Năng lượng này cuối cùng sẽ chuyển thành nhiệt năng và toả vào môi trường.

IV. Mối quan hệ giữa trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở cấp tế bào và cơ thể như thế nào?

V. Các phương thức trao đổi và chuyển hóa năng lượng là gì?

*Tự dưỡng:

- Quang tự dưỡng: là phương thức sinh vật sử dụng chất vô cơ, vbv. bv bv vbv bvi nước, CO₂ và năng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu cơ và tích lũy năng lượng.

- Hóa tự dưỡng: là hình thức sinh vật sử dụng nguồn cacbon là chủ yếu để tổng hợp nên các chất vô cơ và tích lũy năng lượng.

*Dị dưỡng: là phương thức sinh vật lấy chất hữu cơ trực tiếp từ sinh vật tự dưỡng hoặc động vật khác để tích lũy và sử dụng cho mọi hoạt động sống.

Sơ đồ tư duy Khái quát về trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng

Xem thêm các bài giải SGK Sinh học 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 2: Trao đổi nước và khoáng ở thực vật

Bài 3: Nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi nước và khoáng ở thực vật

Bài 4: Quang hợp ở thực vật

Bài 5: Hô hấp ở thực vật

Bài 6: Dinh dưỡng và tiêu hóa ở động vật