Bài 1: Khái quát về trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng

- Bắt nguồn từ năng lượng ánh sáng.

- Được hấp thụ bởi các sinh vật quang tự dưỡng và chuyển hóa thành năng lượng hóa học tích lũy trong các hợp chất hữu cơ. 

- Duy trì sự tồn tại của hầu hết các sinh vật khác nhờ việc cung cấp khí $O_2$.

- Là nguồn thức ăn cung cấp cho hầu hết các sinh vật khác.

- Giúp điều hòa khí hậu, ngăn ngừa thiên tai.

- Năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành nhiệt năng và 1 phần khác được các sinh vật quang tự dưỡng hấp thu.

- Sinh vật quang tự dưỡng chuyển năng lượng ánh sáng thành các nguồn năng lượng hóa học khác thông qua quá trình quang tự dưỡng. 

- Nguồn năng lượng sinh vật quang tự dưỡng tổng hợp là nguồn cung cấp cho các sinh vật tiêu thụ.

- Khi hết khả năng sống thì sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng (sinh vật tiêu thụ) đều là nguồn cung cấp cho sinh vật phân giải và cũng chuyển thành nhiệt năng.

Giai đoạn tổng hợp

- Năng lượng hóa học được tích lũy trong các chất hữu cơ được tổng hợp từ năng lượng ánh sáng nhờ quá trình chuyển hóa của sinh vật quang tự dưỡng.

Giai đoạn phân giải

- Năng lượng hóa học được biến đổi thành ATP nhằm dễ dàng duy trì hoạt động sống của sinh vật và 1 phần trở thành nhiệt năng.

Giai đoạn huy động năng lượng

- ATP sẽ bị phá vỡ các liên kết giữa các gốc phosphate và giải phóng năng lượng thực hiện các hoạt động sống của sinh vật. Khi các hoạt động sống được thực hiện cũng sẽ tạo ra nhiệt năng.

- Sinh vật đơn bào quá trình trao đổi chất, chuyển hóa năng lượng chỉ diễn ra ở cấp độ tế bào (giữa tế bào với môi trường và trong tế bào).

- Với sinh vật đa bào thì quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng diễn ra ở cả cấp độ cơ thể và cấp độ tế bào thông qua 3 giai đoạn:

(1) Giữa môi trường ngoài và cơ thể: cơ thể lấy các chất dinh dưỡng và năng lượng cần thiết từ môi trường.

(2) Giữa môi trường trong cơ thể và tế bào: Các chất dinh dưỡng và năng lượng được thu nhận và vận chuyển đến từng tế bào. Các chất không cần thiết được cơ thể tiếp nhận và đào thải.

(3) Trong từng tế bào: Các chất dinh dưỡng và năng lượng có thể được dùng trực tiếp hoặc được biến đổi thành các chất trước khi dùng. 

\(\Rightarrow\) 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.

Vai trò

- Cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho cơ thể sinh vật nhằm duy trì các hoạt động sống.

Ví dụ: Cây cối láy từ môi trường khí $CO_2$ và chuyển hóa qua quá trình quang hợp tạo các sản phẩm năng lượng cần thiết và thải khí $O_2$ ra môi trường.

Trồng và bảo vệ cây xanh có ý nghĩa rất lớn đối với sự sống trên trái đất:

- Cây xanh cung cấp $O_2$ duy trì sự sống.

- Cây xanh còn là nguồn cung cấp thức ăn, nơi ở cho nhiều loài sinh vật.

- Cây xanh giúp ngăn ngừa các thiên tai do thời tiết cực đoan và giúp điều hòa khí hậu được ổn định.