Khi chơi thể thao, cơ bắp hoạt động liên tục nên cần sử dụng nhiều năng lượng (nhu cầu năng lượng của cơ thể tăng lên) dẫn đến quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng diễn ra mạnh để đáp ứng nhu cầu năng lượng của cơ thể. Từ đó, ta thấy:

- Quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ngoài giải phóng năng lượng cho cơ thể sử dụng còn giải phóng ra nhiệt. Do đó, khi quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng diễn ra mạnh, nhiệt lượng tỏa ra càng nhiều khiến nhiệt độ cơ thể tăng hơn mức bình thường.

- Quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng cần sử dụng khí oxygen và thải ra khí carbon dioxide. Do đó, khi quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng diễn ra mạnh, nhu cầu trao đổi khí cũng cao hơn khiến nhịp hô hấp cũng tăng lên.

a)

- Cơ thể người lấy từ môi trường những chất gồm: oxygen, nước, các chất dinh dưỡng.

- Cơ thể thải ra môi trường những chất gồm: carbon dioxide, chất thải, nhiệt.

b) Các chất được lấy từ môi trường được sử dụng vào quá trình chuyển hóa trong cơ thể, giúp cơ thể tổng hợp vật chất và năng lượng.

c) Trao đổi chất ở sinh vật gồm hai quá trình là: quá trình trao đổi chất giữa cơ thể sinh vật với môi trường và quá trình chuyển hóa các chất trong tế bào.

d) Trao đổi chất ở sinh vật là quá trình cơ thể sinh vật lấy các chất từ môi trường cung cấp cho quá trình chuyển hóa trong tế bào đồng thời thải các chất không cần thiết ra ngoài môi trường.

• Trao đổi chất ở sinh vật gồm hai quá trình là: quá trình trao đổi chất giữa cơ thể sinh vật với môi trường và quá trình chuyển hóa các chất trong tế bào. Căn cứ vào đó, những quá trình thuộc trao đổi chất ở sinh vật là:

a) Phân giải protein trong tế bào. (Vì đây là quá trình chuyển hóa các chất trong tế bào)

b) Bài tiết mồ hôi. (Vì đây là quá trình trao đổi chất giữa cơ thể sinh vật với môi trường)

d) Lấy carbon dioxide và thải oxygen ở thực vật. (Vì đây là quá trình trao đổi chất giữa cơ thể sinh vật với môi trường)

• “c) Vận chuyển thức ăn từ miệng xuống dạ dày” là quá trình vận chuyển các chất trong cơ thể chứ không phải là quá trình trao đổi chất giữa cơ thể sinh vật với môi trường hay quá trình chuyển hóa các chất trong tế bào.

- Chuyển hóa các chất trong tế bào là tập hợp tất cả các phản ứng hóa học diễn ra trong tế bào, được thể hiện qua quá trình tổng hợp và phân giải các chất.

- Ví dụ:

+ Thực vật tổng hợp đường glucose từ nước và carbon dioxide qua quá trình quang hợp.

+ Phân giải đường glucose để tạo ra năng lượng trong quá trình hô hấp tế bào.

- Chuyển hóa năng lượng là sự biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác.

- Ví dụ: Năng lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) được chuyển hóa thành năng lượng được tích trữ trong các liên kết hóa học (hóa năng) trong quá trình quang hợp.

• Sự biến đổi là chuyển hóa năng lượng trong cơ thể sinh vật là:

a) Quang năng → Hóa năng (Đây là sự biến đổi thường thấy trong quá trình quang hợp của thực vật,…)

c) Hóa năng → Nhiệt năng (Đây là sự biến đổi thường thấy trong quá trình phân giải tạo năng lượng của cơ thể).

• “b) Điện năng → Nhiệt năng” và “d) Điện năng → Cơ năng” không phải là sự chuyển hóa năng lượng trong cơ thể sinh vật mà là sự chuyển hóa năng lượng thường thấy trong các thiết bị điện như nồi cơm điện, quạt điện,…

Sinh vật không sử dụng hết toàn bộ các chất được lấy từ môi trường vì trong quá trình trao đổi chất có thải ra ngoài các chất không cần thiết và các chất dư thừa.

Quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng có vai trò:

- Cung cấp nguyên liệu cấu tạo, thực hiện chức năng của tế bào và cơ thể. Ví dụ: Protein – sản phẩm của quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng là thành phần cấu tạo nên màng sinh chất, diệp lục - sản phẩm của quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng tham gia quá trình quang hợp.

- Cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của cơ thể như vận động, vận chuyển các chất, sinh trưởng và phát triển, cảm ứng, sinh sản,… Ví dụ: Quá trình phân giải đường glucose tạo ra năng lượng ATP cung cấp cho các hoạt động sống của cơ thể.

→ Quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng là điều kiện cơ bản giúp duy trì các hoạt động sống của cơ thể. Không có quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng thì cơ thể sẽ chết.

Nếu quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng bị ngừng lại thì sự sống, sự sinh trưởng, phát triển và sinh sản của sinh vật không được duy trì (sinh vật sẽ chết) do tế bào, cơ thể không được cung cấp nguyên liệu cấu tạo, nguyên liệu thực hiện chức năng và năng lượng để thực hiện các hoạt động sống.

- Nhiệt độ cơ thể của một vận động viên đang thi đấu cao hơn nhiệt độ cơ thể của một nhân viên đang làm việc trong văn phòng.

- Giải thích: Ở vận động viên đang thi đấu, cơ thể hoạt động mạnh nên nhu cầu năng lượng của cơ thể tăng nên khiến cho tốc độ chuyển hóa vật chất và năng lượng nhanh hơn. Quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ngoài giải phóng năng lượng cho cơ thể sử dụng còn giải phóng ra nhiệt. Do đó, khi quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng diễn ra nhanh hơn, nhiệt lượng tỏa ra càng nhiều khiến nhiệt độ cơ thể của vận động viên đó tăng hơn mức bình thường.

a)

- Tốc độ trao đổi chất giảm dần ở các trường hợp theo thứ tự: (A), (C), (B).

- Giải thích:

+ Nhu cầu năng lượng của cơ thể càng cao thì quá trình chuyền hóa vật chất và năng lượng diễn ra càng nhanh nhằm đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng của cơ thể. Mà quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng càng nhanh thì tốc độ trao đổi chất càng nhanh nhằm đáp ứng nhu cầu cung cấp vật chất và đào thải các chất thải ra ngoài.

+ Do người chơi thể thao tiêu hao năng lượng nhiều nhất, người đang ngủ tiêu hao năng lượng ít nhất nên tốc độ trao đổi chất ở người chơi thể thao là cao nhất và thấp nhất ở người đang ngủ.

b) Xác định quá trình chuyển hóa năng lượng ở trường hợp (A) và (C): Hóa năng (năng lượng tích trữ trong các hợp chất hóa học của cơ thể) chuyển hóa thành động năng (hoạt động của cơ bắp) và nhiệt năng (nhiệt độ của cơ thể).

Đề xuất một số biện pháp giúp tăng cường quá trình trao đổi chất ở cơ thể người:

- Uống đủ nước, cung cấp đầy đủ các nhóm chất cho cơ thể.

- Vận động thường xuyên và chú ý nâng cao cường độ luyện tập.

- Sử dụng hợp lí một số loại đồ ăn, thức uống có khả năng giúp tăng cường quá trình trao đổi chất ở cơ thể người như cà phê đen, trà xanh, đồ cay,…

- Không thức khuya, ngủ đủ giấc (6 - 8 tiếng/ngày).