Bài 17: Vai trò của trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật

I. Khái niệm trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng

1. Trao đổi chất

Khái niệm: Trao đổi chất là tập hợp các biến đổi hóa học trong tế bào của cơ thể sinh vật và sự trao đổi các chất giữa cơ thể và môi trường đảm bảo duy trì sự sống.

Hình. Trao đổi chất ở người

- Phân loại: Tùy theo kiểu trao đổi chất, người ta chia sinh vật thành 2 nhóm: nhóm sinh vật tự dưỡng và nhóm sinh vật dị dưỡng. 

- Ý nghĩa: Trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường là điều kiện tồn tại và phát triển của cơ thể, là đặc tính cơ bản của sự sống.

2. Chuyển hóa năng lượng

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

Ví dụ: Chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học trong quang hợp ở thực vật. 

Hình. Quá trình quang hợp ở thực vật

- Trong tế bào và cơ thể sinh vật, năng lượng được dự trữ trong các liên kết hóa học của các chất hữu cơ. 

II. Vai trò của trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng trong cơ thể

1. Cung cấp năng lượng cho các hoạt động của cơ thể

Năng lượng được giải phóng từ các chất hữu cơ được sử dụng cho quá trình tổng hợp các chất hữu cơ mới và thực hiện các hoạt động sống như quá trình vận động cơ thể, vận chuyển chất trong tế bào và cơ thể, sinh sản tế bào,...

Các hoạt động của con người đều cần năng lượng, ngay cả khi cơ thể ở trạng thái nghỉ ngơi. Vì cơ thể nghỉ ngơi vẫn cần năng lượng để duy trì cho mọi hoạt động giúp cơ thể tồn tại như hô hấp, tiêu hóa, bài tiết,...; năng lượng này ít hơn so với khi cơ thể ở trạng thái hoạt động.

Hình. Quá trình hô hấp xảy ra khi ngủ

2. Xây dựng cơ thể

Các chất sau khi được lấy vào cơ thể, qua quá trình biến đổi tạo thành các chất cần thiết cho xây dựng, duy trì và phục hồi các tế bào, mô và cơ quan của cơ thể. Nhờ đó, sinh vật có thể sinh trưởng, phát triển và sinh sản.

Khi làm việc nhiều, chúng ta cần tiêu thụ nhiều thức ăn, lượng thức ăn này cung cấp chất dinh dưỡng nuôi tế bào, mô, cơ quan của cơ thể; đồng thời là nguyên liệu tạo ra năng lượng cho các hoạt động.

Hình. Quá trình sinh sản tế bào

3. Loại bỏ chất thải ra khỏi cơ thể

Các chất dư thừa, chất thải của quá trình trao đổi chất được thải ra khỏi tế bào và cơ thể, đảm bảo duy trì cân bằng môi trường trong cơ thể. Ví dụ, quá trình trao đổi chất ở người thải bỏ khí carbonic, mồ hôi, năng lượng nhiệt,...

Hình. Toát mồ hôi ở người

Các cơ thể sống có 55% năng lượng đã thu nhận được tích lũy trong các hợp chất hữu cơ, còn 45% năng lượng chuyển thành năng lượng nhiệt. 

Cơ thể con người có cơ chế điều hòa thân nhiệt. Khi gặp lạnh, các lỗ chân lông trên da sẽ co lại khiến lông bị dựng đứng lên, tạo thành các nốt sần trên da gọi là nổi da gà hay sởn gai ốc; đây là một phản ứng của cơ thể giúp giảm lượng nhiệt thoát ra. Bên cạnh đó, rùng mình cũng có mục đích sinh nhiệt và giữ ấm cơ thể. 

1. Trao đổi chất là tập hợp các biến đổi hóa học trong tế bào của cơ thể sinh vật và sự trao đổi các chất giữa cơ thể và môi trường đảm bảo duy trì sự sống.

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

3. Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng có vai trò cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của cơ thể; xây dựng, duy trì, sửa chữa các tế bào, mô, cơ quan của cơ thể và loại bỏ chất thải ra khỏi cơ thể.