Ôn tập: từ trao đổi chất tới tự dưỡng, dị dưỡng

Một chậu cây đậu và một con thỏ cùng được nuôi trong phòng thực hành. Em hãy mô tả trao đổi chất, chuyển hoá năng lượng, và nhóm dinh dưỡng của mỗi sinh vật.

Cây đậu trao đổi chất bằng cách lấy nước, khoáng, CO2, ánh sáng; biến đổi qua quang hợp (tích luỹ quang năng thành hoá năng) và hô hấp tế bào (giải phóng một phần năng lượng đó); thải O2, hơi nước, CO2. Vì tự tổng hợp được chất hữu cơ nhờ quang hợp, cây đậu thuộc nhóm tự dưỡng.

Con thỏ trao đổi chất bằng cách ăn thức ăn thực vật, hít oxygen; biến đổi qua tiêu hoá và hô hấp tế bào (giải phóng năng lượng từ chất hữu cơ ăn vào); thải CO2, chất cặn bã, nước tiểu. Vì không tự tổng hợp được chất hữu cơ, phải ăn thực vật có sẵn, con thỏ thuộc nhóm dị dưỡng.

Nguồn hoá năng ban đầu của con thỏ chính là chất hữu cơ do cây đậu tự dưỡng tạo ra qua quang hợp — khớp với nguyên tắc tự dưỡng luôn là mắt xích khởi đầu của một chuỗi thức ăn.

Vậy cây đậu là sinh vật tự dưỡng, tích luỹ năng lượng qua quang hợp; con thỏ là sinh vật dị dưỡng, phụ thuộc vào chất hữu cơ của cây đậu và giải phóng năng lượng qua hô hấp tế bào.

Một khu vườn có cây cà chua, và trong đất có nấm mốc phân giải lá cà chua rụng. Sau một trận mưa lớn, đất ngập úng nhiều ngày, cây cà chua héo dần rồi chết dù nấm mốc vẫn phát triển bình thường. Em hãy giải thích vì sao cây chết còn nấm mốc không bị ảnh hưởng nhiều, dùng đủ các khái niệm đã học trong khoá.

Đất ngập úng khiến rễ cây cà chua thiếu khí oxygen cho hô hấp tế bào và khó hút được nước, khoáng bình thường — trao đổi chất của cây bị gián đoạn nghiêm trọng ở giai đoạn lấy chất vào và biến đổi chất.

Hô hấp tế bào của rễ bị đình trệ do thiếu oxygen, cây không đủ năng lượng để duy trì hoạt động sống, dẫn tới héo dần rồi chết — đúng chuỗi hậu quả khi trao đổi chất bị ngừng.

Nấm mốc là sinh vật dị dưỡng, không phụ thuộc vào quang hợp hay điều kiện đất giống cây; miễn còn chất hữu cơ từ lá rụng để phân giải và hấp thụ, cùng đủ độ ẩm, nấm vẫn trao đổi chất và phát triển bình thường.

Sự khác biệt về mức độ chịu ảnh hưởng khớp với sự khác biệt giữa hai nhóm dinh dưỡng: cây cà chua tự dưỡng phụ thuộc rễ khoẻ mạnh để quang hợp và hô hấp, còn nấm mốc dị dưỡng chỉ cần nguồn chất hữu cơ có sẵn, ít phụ thuộc tình trạng ngập úng của đất hơn.

Vậy cây cà chua chết vì ngập úng làm gián đoạn trao đổi chất và hô hấp tế bào ở rễ, còn nấm mốc dị dưỡng ít bị ảnh hưởng vì vẫn còn đủ chất hữu cơ có sẵn từ lá rụng để trao đổi chất bình thường.