Giải Khoa học tự nhiên 9 trang 77
Lời giải chi tiết SGK Lớp 9 · Môn Khoa Há»c Tá»± NhiĂªn · Trang 77–78
Lưu ý: Hai trang trong hình thực tế là trang 75 và 76 của sách, thuộc Bài 16 – Chương V. Các trang này chứa phần lý thuyết và 2 câu hỏi thảo luận (sau Hình 16.1). Dưới đây là lời giải chi tiết cho các câu hỏi đó.
Câu hỏi mở đầu bài
Đề bài: Ở lớp 7, chúng ta đã biết quang hợp ở thực vật đóng vai trò quan trọng trong chuyển hoá năng lượng của Mặt Trời trên Trái Đất. Vậy, năng lượng mặt trời chuyển hoá như thế nào trên Trái Đất?
Cách giải
Năng lượng mặt trời chuyển hoá trên Trái Đất theo nhiều con đường:
- Qua quang hợp: Thực vật hấp thụ ánh sáng mặt trời, chuyển CO₂ và nước thành chất hữu cơ (đường glucose), lưu trữ năng lượng trong liên kết hoá học.
- Qua vòng tuần hoàn nước: Năng lượng mặt trời làm nước bốc hơi → ngưng tụ thành mây → mưa → dòng chảy. Nước chảy từ cao xuống thấp tạo năng lượng dòng chảy (thuỷ năng).
- Qua gió: Mặt trời đốt nóng bề mặt Trái Đất không đều, tạo ra sự chênh lệch áp suất → sinh ra gió (năng lượng gió).
- Qua chuỗi thức ăn: Năng lượng từ thực vật truyền sang động vật ăn thực vật, rồi sang động vật ăn thịt.
- Tích luỹ thành nhiên liệu hoá thạch: Xác sinh vật bị vùi lấp hàng triệu năm → than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên.
Đáp án: Năng lượng mặt trời được chuyển hoá thành năng lượng hoá học (qua quang hợp), năng lượng gió, năng lượng dòng chảy (qua vòng tuần hoàn nước), năng lượng sinh khối, và năng lượng hoá thạch trên Trái Đất.
Câu 1
Đề bài: Mô tả vòng năng lượng giữa các vật sống trên Trái Đất. Nêu dạng năng lượng trong mỗi giai đoạn của vòng năng lượng.
Cách 1 — Mô tả theo trình tự vòng năng lượng
Bước 1: Giai đoạn quang hợp (Mặt Trời → Thực vật)
- Thực vật hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời.
- Chuyển CO₂ và H₂O thành glucose (C₆H₁₂O₆) và O₂.
- Dạng năng lượng: Năng lượng ánh sáng → Năng lượng hoá học (lưu trữ trong phân tử đường, tinh bột trong lục lạp).
Bước 2: Giai đoạn truyền năng lượng qua chuỗi thức ăn (Thực vật → Động vật)
- Động vật ăn thực vật (hoặc ăn động vật khác) để lấy năng lượng.
- Dạng năng lượng: Năng lượng hoá học trong thức ăn được chuyển thành năng lượng hoá học trong cơ thể động vật.
Bước 3: Giai đoạn hô hấp tế bào (Trong cơ thể sinh vật)
- Glucose bị phân giải nhờ O₂ → CO₂ + H₂O + năng lượng (ATP).
- Dạng năng lượng: Năng lượng hoá học (glucose) → Năng lượng ATP → Năng lượng nhiệt + năng lượng cơ học (vận động).
Bước 4: Giai đoạn hoàn trả vật chất (Sinh vật → Môi trường)
- CO₂ và H₂O được thải ra môi trường.
- Thực vật lại sử dụng CO₂ và H₂O để quang hợp → vòng năng lượng khép kín.
- Dạng năng lượng: Năng lượng nhiệt toả ra môi trường.
Cách 2 — Tóm tắt bằng sơ đồ chữ
Năng lượng ánh sáng (Mặt Trời)
↓ [quang hợp]
Năng lượng hoá học (trong thực vật: glucose, tinh bột)
↓ [chuỗi thức ăn]
Năng lượng hoá học (trong động vật)
↓ [hô hấp tế bào]
Năng lượng ATP → Năng lượng cơ học + Năng lượng nhiệt
↓ [thải CO₂, H₂O]
Quay lại thực vật → Vòng lặp tiếp tục
Đáp án: Vòng năng lượng giữa các vật sống: Mặt Trời cung cấp năng lượng ánh sáng → thực vật quang hợp chuyển thành năng lượng hoá học → động vật ăn thực vật nhận năng lượng hoá học → hô hấp tế bào giải phóng năng lượng ATP, nhiệt và cơ học → CO₂ và H₂O trả lại môi trường → thực vật tái sử dụng để quang hợp.
Câu 2
Đề bài: Chứng tỏ năng lượng được chuyển hoá trong vòng năng lượng giữa các vật sống trên Trái Đất đến từ Mặt Trời.
Cách 1 — Lập luận theo chuỗi nguyên nhân
Bước 1: Thực vật là sinh vật sản xuất duy nhất trong chuỗi thức ăn. Thực vật tạo ra chất hữu cơ (glucose) nhờ quá trình quang hợp.
Bước 2: Quang hợp cần ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng đầu vào. Không có ánh sáng mặt trời → không có quang hợp → không có chất hữu cơ.
Bước 3: Tất cả động vật (trực tiếp hoặc gián tiếp) đều phụ thuộc vào thực vật để lấy năng lượng:
- Động vật ăn cỏ lấy năng lượng trực tiếp từ thực vật.
- Động vật ăn thịt lấy năng lượng gián tiếp (qua con mồi đã ăn thực vật).
Bước 4: Năng lượng mà mọi sinh vật sử dụng (ATP cho vận động, sinh trưởng, sinh sản) đều bắt nguồn từ glucose do quang hợp tạo ra.
Kết luận: Nguồn gốc của toàn bộ năng lượng trong vòng năng lượng giữa các vật sống chính là năng lượng ánh sáng từ Mặt Trời.
Cách 2 — Chứng minh bằng phản chứng
- Nếu không có Mặt Trời → thực vật không quang hợp được → không tạo ra chất hữu cơ.
- Không có chất hữu cơ từ thực vật → động vật không có thức ăn → không có năng lượng để sống.
- Toàn bộ vòng năng lượng sẽ ngừng hoạt động.
→ Điều này chứng tỏ năng lượng trong vòng năng lượng giữa các vật sống đều có nguồn gốc từ Mặt Trời.
Đáp án: Năng lượng trong vòng năng lượng giữa các vật sống đến từ Mặt Trời vì: Thực vật sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời để quang hợp, tạo chất hữu cơ. Mọi sinh vật khác đều lấy năng lượng (trực tiếp hoặc gián tiếp) từ chất hữu cơ do thực vật tạo ra. Vậy nguồn năng lượng ban đầu và duy nhất đi vào vòng năng lượng chính là từ Mặt Trời.
💡 Mẹo nhớ: "Mặt Trời → Cây xanh → Con vật → Nhiệt toả" — Năng lượng luôn đi theo một chiều: từ Mặt Trời vào sinh vật rồi toả ra dưới dạng nhiệt. Vòng năng lượng khép kín nhờ vật chất (CO₂, H₂O) được tái sử dụng, nhưng năng lượng thì không tái sử dụng mà luôn cần bổ sung từ Mặt Trời.
🎯 Ghi nhớ: - Năng lượng mặt trời là nguồn gốc của hầu hết các dạng năng lượng trên Trái Đất. - Vòng năng lượng giữa các vật sống: Ánh sáng → Năng lượng hoá học (quang hợp) → ATP (hô hấp) → Nhiệt. - Vòng tuần hoàn nước cũng được vận hành nhờ năng lượng mặt trời (làm bốc hơi nước).
