1. Hô hấp tế bào là gì?
Hô hấp tế bào là quá trình mà các tế bào sử dụng để chuyển đổi năng lượng hóa học trong các phân tử thực phẩm (chủ yếu là glucose) thành năng lượng có thể sử dụng được dưới dạng ATP (adenosine triphosphate). Quá trình này xảy ra trong tế bào sống và là cơ sở để duy trì hoạt động sống của tế bào.

Công thức tổng quát của hô hấp tế bào:
\[
C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \text{Năng lượng (ATP)}
\]
- Quá trình hô hấp tế bào gồm ba giai đoạn chính:
Đường phân (Glycolysis): Xảy ra trong chất nền tế bào, phân giải glucose thành axit pyruvic và tạo ra một lượng ATP nhỏ.
Chu trình Krebs (Chu trình axit citric): Xảy ra trong ty thể, tiếp tục phân giải các sản phẩm của đường phân, giải phóng CO₂ và năng lượng dưới dạng ATP, NADH, FADH₂.
Chuỗi truyền electron: Xảy ra trong màng trong của ty thể, nơi electron từ NADH và FADH₂ được chuyển qua các phức hợp protein, tạo ra ATP và giải phóng O₂.

2. Quang hợp ở thực vật là gì?
Quang hợp là quá trình mà thực vật, tảo và một số vi khuẩn sử dụng ánh sáng mặt trời để chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học, tổng hợp các chất hữu cơ (chủ yếu là glucose) từ khí CO₂ và nước. Quá trình này xảy ra trong lục lạp của tế bào thực vật và là nguồn năng lượng chính cho toàn bộ hệ sinh thái.

Công thức tổng quát của quang hợp:
\[
6CO_2 + 6H_2O + \text{Ánh sáng} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2
\]
- Quang hợp gồm hai pha chính:
Pha sáng: Xảy ra trong các tilacoit của lục lạp, nơi năng lượng ánh sáng được hấp thụ và chuyển hóa thành năng lượng hóa học dưới dạng ATP và NADPH.
Pha tối (hoặc chu trình Calvin): Xảy ra trong chất nền lục lạp (stroma), CO₂ được sử dụng để tạo thành glucose thông qua một chuỗi phản ứng hóa học, tiêu tốn ATP và NADPH.

3. Khái niệm trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng và vai trò

Trao đổi chất (hay thế trao đổi chất) là tổng hợp tất cả các phản ứng hóa học diễn ra trong cơ thể sống, bao gồm sự hấp thụ, chuyển hóa và thải bỏ các chất dinh dưỡng và sản phẩm thải ra ngoài cơ thể. Trao đổi chất chia thành hai quá trình chính:

Tiêu hóa (anabolism): Là quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ từ các chất đơn giản, tạo ra năng lượng và các cấu trúc cần thiết cho tế bào.
Phân giải (catabolism): Là quá trình phân hủy các hợp chất phức tạp thành các chất đơn giản hơn, giải phóng năng lượng.

Chuyển hóa năng lượng là quá trình chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác để các tế bào có thể sử dụng. Năng lượng này có thể đến từ thức ăn (đối với động vật) hoặc ánh sáng mặt trời (đối với thực vật qua quang hợp). Trong các sinh vật, năng lượng từ các nguồn này được chuyển đổi thành ATP, chất mang năng lượng chính để thực hiện các hoạt động sinh lý và duy trì sự sống.

Vai trò của trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng:
Cung cấp năng lượng cho tế bàoCác phản ứng trao đổi chất giúp tế bào thu nhận và chuyển hóa năng lượng từ thức ăn hoặc ánh sáng, cung cấp năng lượng cần thiết cho các hoạt động sống như vận động, sinh trưởng và duy trì cấu trúc tế bào.
Duy trì sự sống: Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng giúp duy trì các quá trình sinh lý trong cơ thể, bao gồm việc tự sửa chữa tế bào, duy trì nhiệt độ cơ thể và đáp ứng với các yếu tố môi trường.
Thực hiện chức năng sinh học: Quá trình trao đổi chất là cơ sở để thực hiện các chức năng sinh học khác nhau như sinh sản, trao đổi khí (hô hấp), bài tiết và điều hòa nội môi.

Tóm lại, trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng là những quá trình thiết yếu giúp cơ thể sống duy trì sự sống và phát triển, là nền tảng cho tất cả các hoạt động sinh lý và sinh học trong cơ thể.