Bề mặt trao đổi khí ở người là gì

Trao đổi khí của động vật hoang dã nhờ vào hầu hết vào bề mặt trao đổi khí của động vật hoang dã phụ thuộc vào vào 4 đặc thù của bề mặt trao đổi khí .Nội dung chính

• Trung khu Apneutastic
• Trung khu Hít vào
  Trung khu Thở ra
• Video liên quan

Hô hấp là tập hợp những quy trình, trong đó khung hình lấy ôxi từ bên ngoài vào để ôxi hóa những chất trong tế bào và giải phóng nguồn năng lượng cho những hoạt động giải trí sống, đồng thời thải CO2 ra ngoài .
Nguyên tắc của quy trình hô hấp : Khuyếch tán khí từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp .
Hô hấp gồm có những quy trình hô hấp ngoài và hô hấp trong, luân chuyển khí .
Hô hấp ngoài : là quy trình trao đổi khí với môi trường tự nhiên bên ngoài trải qua bề mặt trao đổi khí ( phổi, mang, da ) giữa khung hình và môi trường tự nhiên → cung ứng oxi cho hô hấp tế bào, thải CO2 từ hô hấp trong ra ngoài .
Hô hấp trong là quy trình trao đổi khí trong tế bào và quy trình hô hấp tế bào, tế bào nhận O2, triển khai quy trình hô hấp tế bào và thải ra khí CO2 để thực thi những quy trình trao đổi khí trong tế bào .

Hình 1: Các giai đoạn của quá trình hô hấp 

II. BỀ MẶT TRAO ĐỔI KHÍ

Bề mặt trao đổi khí là nơi thực thi quy trình trao đổi khí ( nhận O2 và giải phóng CO2 ) giữa khung hình với thiên nhiên và môi trường .
Bề mặt trao đổi khí của cơ quan hô hấp của động vật hoang dã phải cần phân phối được những nhu yếu sau đây
+ Bề mặt trao đổi khí rộng, diện tích quy hoạnh lớn
+ Mỏng và khí ẩm giúp khí khuếch tán qua thuận tiện
+ Có nhiều mao mạch và máu có sắc tố hô hấp
+ Có sự lưu thông khí tạo ra sự chênh lệch nồng độ để những khí khuếch tán thuận tiện

Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Sinh lớp 11 – Xem ngay

Đua top nhận quà tháng 3/2022

Hãy luôn nhớ cảm ơn và vote 5*
nếu câu trả lời hữu ích nhé!

XEM GIẢI BÀI TẬP SGK SINH 11 – TẠI ĐÂY

CHUYÊN
ĐỀ: HÔ HẤP Ở ĐỘNG VẬT

PHẦN I – MỞ ĐẦU

Sinh lí động vật là môn học được giảng dạy ở
các trường THPT, nội dung của môn học được đưa vào rất nhiều trong các kì thi
học sinh giỏi trong nước và quốc tế.

Khi học viên nghiên cứu và điều tra về chuyên đề hô hấp ở động vật hoang dã sẽ gặp rất nhiều khó khăn vất vả do đây là chuyên đề lí thuyết tương đối dài và khó. Hô hấp ở động vật hoang dã là rất phong phú, tuy nhiên trong khoanh vùng phạm vi 1 chuyên đề hẹp, tôi chỉ tập trung chuyên sâu đi sâu vào một số ít kiến thức và kỹ năng trọng tâm và những câu hỏi, bài tập vận dụng trong phần Hô hấp ở động vật hoang dã .

PHẦN II – NỘI DUNG

A. KIẾN
THỨC TRỌNG TÂM

I. Khái niệm

Hô hấp là quy trình O2 từ bên ngoài vào ôxi hoá những chất trong tế bào, giải phóng nguồn năng lượng cho những hoạt động giải trí sống, đồng thời thải CO2 ra ngoài .

– Hô hấp tế bào: Là quá trình chuyển hóa
năng lượng tích trong chất hữu cơ thành năng lượng tích trong phân tử ATP từ
ADP và Pvc là dạng năng lượng cung cấp cho tất cả các hoạt động sống
của tế bào và cơ thể.

Quá trình hô hấp gồm năm quá trình :
– Thông khí ( không khí đi vào và đi ra khỏi cơ quan trao đổi khí ) .
– Trao đổi khí ở cơ quan trao đổi khí ( mang, phổi … ) .
– Vận chuyển khí O2 và CO2 ( luân chuyển O2 từ cơ quan trao đổi khí đến tế bào và luân chuyển CO2 từ tế bào đến cơ quan trao đổi khí và thải ra ngoài ) .
– Trao đổi khí ở mô .
– Hô hấp tế bào .
* Hiệu quả trao đổi khí phụ thuộc vào vào 5 đặc thù của bề mặt trao đổi khí, đó là :
1. Diện tích bề mặt rộng
2. Bề mặt khí ẩm : Bề mặt khí ẩm rất thiết yếu so với việc hoà tan những chất khí, được cho phép chúng đi qua một cách thuận tiện .
3. Có sự lưu thông khí : tạo ra một sự chênh lệch cực lớn về nồng độ hay khuynh độ khuếch tán ở hai phía của bề mặt trao đổi khí
4. Có nhiều mao mạch máu : Ở nhiều loài động vật hoang dã máu chảy qua những mao mạch mang đioxit cacbon tới những cơ quan trao đổi khí và nhanh gọn luân chuyển oxy hoà tan đi khắp khung hình .
5. Các sắc tố hô hấp : Các sắc tố hô hấp phối hợp một cách thuận nghịch với oxy .
Nhờ sự phối hợp này mà oxy tự do còn rất ít ở trong huyết tương, do đó sự chênh lệch về nồng độ oxy trở nên lớn hơn rất thuận tiện cho việc khuếch tán oxy vào trong máu. Sắc tố thông dụng nhất là hemoglobin, thấy ở hầu hết những loài động vật hoang dã có xương sống và nhiều loài động vật hoang dã không xương sống. Các sắc tố tương tự như chứa sắt là hemerytrin và clororuorin thấy ở một vài loài giun đốt, trong khi đó hemocyanin chứa đồng thấy ở một vài loài thân mềm và 1 số ít loài chân khớp .

II. Hướng tiến hoá của hệ hô
hấp

1. Trao đổi khí qua bề mặt cơ
thể

Động vật đơn bào hay một số ít động vật hoang dã đa bào như ruột khoang, giun tròn, giun dẹp, giun đốt hoàn toàn có thể thực thi trao đổi khí trực tiếp qua bề mặt cỏ thể hoặc qua màng tế bào. Chúng hoàn toàn có thể thực thi quy trình này chính bới

chúng
có diện tích bề mặt trao đổi khí khá rộng so với thể tích của chúng. Hơn nữa
các chất khí hoà tan đi qua bề mặt trao đổi khí nhờ quá trình khuếch tán có thể
khuếch tán rất nhanh tới tất cả các bộ phận ở bên trong cơ thể và ngược lại từ
các bộ phận ra bề mặt vì khoảng cách giữa chúng rất nhỏ.

2. Trao đổi khí qua hệ thống ống khí

Ở sâu bọ, trao đổi khí triển khai nhờ mạng lưới hệ thống ống khí. Các ống khí làm trách nhiệm dẫn khí, phân nhánh thành những ống khí nhỏ nhất, tiếp xúc trực tiếp với những tế bào của khung hình và triển khai trao đổi khí. Hệ thống ống khí thông với không khí bên ngoài nhờ những lỗ thở. Sự thông khí trong những ống khí thực thi được nhờ sự co dãn của phần bụng .

3. Trao đổi khí qua mang

Sự trao đổi khí so với những động vật hoang dã ở nước như trai, ốc, cua, cá … được thực thi qua mang. Trong số đó thì lớp cá có một mạng lưới hệ thống trao đổi khí hoàn hảo nhất. Hệ thông này hoàn toàn có thể thu lấy 80 % oxy từ nước chảy qua .
Cơ quan trao đổi khí ở cá là những cung mang. Mỗi bên đầu có 4 cung mang, những cung mang này được ngăn cách với ngau bởi những khe giữa những cung mang gọi là những khe mang. Mỗi cung mang đều có một trục xương cong gọi là xương cung mang hay là cung tạng. Chỗ những khe mang mở vào hầu, từ xương cung mang phát ra nhiều gai mang dài và cứng trông như hình một cái lược. Chúng có tính năng như một cái rào chắn bảo vệ cho những lá mang mềm mại và mượt mà không bị thức ăn hay những vật thể khác lọt vào và làm hư hại mang. Từ những xương cung mang còn phát ra những que xương nhỏ gọi là những tia mang có công dụng đệm đỡ cho những phiến mang dẹt. Phía ngoài mang được bao trùm bởi nắp mang và riềm nhỏ quanh thành sau của nắp. Riềm mang có tính năng như một cái van kiểm soát và điều chỉnh sự lưu thông của dòng nước qua mang .
Sự lưu thông khí : Khi thở vào : nền hầu hạ xuống, giảm áp lực đè nén trong miệng nước tràn qua miệng lúc đó nắp mang hai bên phình ra làm diềm mang khép lại, nước liên tục chảy qua cung mang. Khi thở ra : miệng ngậm lại, nền hầu nâng lên rất nhanh tạo ra một áp lực đè nén mạnh đẩy nước qua khe giữa những cung mang, đồng thời nắp mang ép vào, van diềm mang mở ra đẩy nước ra ngoài .
Điều đáng quan tâm là chiều của dòng máu trong những mao mạch của phiến mang nhỏ ngược chiều với dòng nước qua mang có hiệu suất cao trao đổi khí rất cao .

4. Trao đổi khí ở các phế nang (trong phổi ).

* Đối với hầu hết động vật hoang dã ở cạn và số ít những động vật hoang dã ở dưới nước như rắn nước, ba ba, cá heo, cá voi … sự trao đổi khí triển khai qua bề mặt trao đổi khí ở những phế nang trong phổi .
* Ở người, phổi như thể một túi lồi ra từ khu vực hầu của ống tiêu hoá và cùng với tim, chúng lấp đầy phần nhiều hàng loạt khoảng trống trong lồng ngực. Khí quản có đường kính khoảng chừng 2 cm và dài 10 cm. Khí quản được tăng cường bởi những sụn chữ C nằm ở thành của nó. Ở đỉnh của khí quản nơi tiếp xúc với hầu là thanh quản. Phía dưới khí quản được chia thành phế quản gốc phải và trái, mỗi phế quản gốc lại liên tục phân loại thành những ống nhỏ hơn và được tăng cường đàn hồi bởi sụn tựa như như khí quản. Kiểu phân nhánh này chia mỗi phổi thành những thuỳ rõ ràng. Trong mỗi thuỳ, những đường dẫn khí của cây phế quản liên tục phân loại và ở đầu cuối là những đường ống hẹp không có sụn bao quanh, đường kính dưới 1 mm. Đây là những phế quản nhỏ, chúng lại liên tục phân loại và sau cuối là kết thúc ở những túi chứa khí nhỏ gọi là phế nang. Các phế nang sắp xếp thành từng chùm giống như chùm nho và được phân phối rất nhiều mao mạch, do đó sự trao đổi khí diễn ra một cách thuận tiện. Phổi được cấu trúc từ mô link nên có tính đàn hồi cao .

Hệ thống trao đổi
khí ở người: khoang mũi, thực quản: có các sụn hở hình C giúp tăng thể tích khí
ho, thở. Đỉnh của khí quản, nơi tiếp xúc với hầu thanh quản. Từ khí quản các
phế quả phân nhánh nhiều và kết thúc ở các phế nang. Phế nang có nhiều mao mạch
bao quanh, khoảng 700 triệu phế nang ở mỗi lá phổi. Mỗi khoang màng phổi gồm 2
lá phổi. Lá thành bám chắc vào lồng ngực tách khỏi phổi. Lá tạng bao lấy phổi.
Giữa 2 lá phổi có dịch màng phổi giúp 2 lá
không dính nhau tạo nên áp suất âm.

– Sự thông khí ở phổi được triển khai nhờ những cơ hô hấp
Đối với cử động hô hấp thông thường, cơ hô hấp tham gia gồm có :
+ Cơ hoành : làm tăng thế tích lồng ngực theo phương thẳng đứng .
+ Cơ liên sườn ngoài : theo hướng trước sau và hai bên .
Khi cơ hoành và cơ liên sườn co, thể tích lồng ngực tăng, lá thành bám chặt vào thành ngực nên bị tách khỏi phổi dẫn đến áp suất âm có trị số lớn hơn ( trải qua lá tạng có công dụng làm phổi bị đẩy căng ra dẫn đến không khí tràn vào phổiKhi những cơ hô hấp co thể tích lồng ngực tăng lên ® lá tạng bị kéo ra ® phổi bị kéo căng ® không khí tràn vào phổi ). Đó là cử động hít vào .
Khi cơ hoành và cơ liên sườn dãn, do có tính đàn hồi thể tích lồng ngực giảm phổi tự co lại, không khí được đẩy ra ngoài. Đó là cử động thở ra .
Khi thở có khoảng chừng 500 ml khí lưu thông trong đó chỉ có khoảng chừng 350 ml khí trao đổi còn 150 ml khí đọng nằm lại trong phổi .
Thở sâu hoàn toàn có thể hít thêm 2500 ml, thở ra thêm 1500 ml .
Dung tích sống khoảng chừng 45000 ml .
Có khoảng chừng 1000 ml khí cặn trong phổi .
* Ở chim, sự trao đổi khí thực thi qua những ống khí nằm trong phổi với mạng lưới hệ thống mao mạch bao quanh. Sự lưu thông khí qua những ống khí thực thi được là nhờ sự co dãn của những túi khí thông với những ống khí. Không khí lưu thông liên tục qua những ống khí ở phổi theo một chiều nhất định kể cả lúc hít vào và lúc thở ra nên không có khí đọng trong những ống khí ở phổi. Như vậy, trao đổi khí xảy ra liên tục giữa máu trong mao mạch với không khí giàu O2 lưu thông trong ống khí .

5. Quá trình hô hấp

5.1. Thông khí

Khí oxi khuếch tán vào trong, ngay lập tức nó bị đẩy sâu khỏi bề mặt
trao đổi khí. Sự cung cấp oxi từ môi
trường bên ngoài sẽ có hiệu quả hơn nếu như không khí hay nước chứa oxi
hoà tan thường xuyên được thay thế. Các dòng chảy tạo nên các điều kiện như thế
được gọi là sự lưu thông khí, chúng tạo ra một sự chênh lệch cực đại về
nồng độ hay khuynh độ khuếch tán ở hai phía của bề mặt trao đổi khí.

Tham gia vào sự lưu thông khí, ở những khung hình khác nhau có những cấu trúc khác nhau, tuy nhiên thường có sự tham gia hoạt động của cơ. Dòng khí trao đổi hoàn toàn có thể là liên tục hay ngắt quãng ( dòng liên tục thường thấy ở những sinh vật sống dưới nước, dòng ngắt quãng như hô hấp ở người ) .

5.2. Trao đổi khí ở phổi và mô

* Nguyên lí chung

– Nguyên lí động học
PA = P.V / 100 ( trong đó PA : Phân áp riêng của một khí ; P. : áp suất hỗn hợp không khí khô ; V : % thể tích của khí trong hỗn hợp ) .

	% CO ­ ­ 2	% O2
Không khí	0.04 %	210 %
Phế nang	6 %	13 %

* Cơ
chế

– Ở phổi, oxi khuếc tán từ phế nang đến màng phế nang và thành mao mạch phổi rồi được luân chuyển vào máu. CO ­ 2 được luân chuyển ngược lại .
– Ở mô, oxi từ mao mạch mô vào dịch gian bào qua màng tế bào vào trong chất nguyên sinh, CO2 khuếc tán ngược lại .

5.3. Vận chuyển O2, CO2

Vận chuyển O2 từ cơ quan hô hấp đến tế bào và CO2 từ tế bào tới cơ quan hô hấp ( mang hoặc phổi ) được triển khai nhờ máu và dịch mô .
O2 trong không khí hít vào phổi ( phế nang hay ống khí ) hoặc O2 hoà tan trong nước khi qua mang sẽ được khuếch tán vào máu, phối hợp với hêmôglôbin hoặc hêmôxianin ( những sắc tố hô hấp ) được luân chuyển tới những tế bào .
CO2 là loại sản phẩm của hô hấp tế bào khuếch tán vào máu và được luân chuyển tới mang hoặc phổi. CO2 được luân chuyển đa phần dưới dạng kết natri bicacbônat ( NaHCO3 ), một mẫu sản phẩm dưới dạng hoà tan trong huyết tương qua phổi hoặc mang ra ngoài .

5.4. Hô hấp tế bào

– Hô hấp tế bào xảy ra trong ty thể, cần được phân phối O2 và loại sản phẩm ở đầu cuối là CO2 cần được đào thải. Quá trình thu nhận O2 từ thiên nhiên và môi trường ngoài và thải CO2 ra khỏi khung hình được gọi là sự hô hấp ngoài .
– Hô hấp tế bào khi xuất hiện oxi gọi là hô hấp hiếu khí. Quá trình này gồm 3 quy trình tiến độ : Đường phân, quy trình Crep và chuỗi truyền electron .
– Hô hấp tế bào khi không xuất hiện oxi gội là hô hấp kị khí. Hô hấp kị khí chi gồm đường phân và quy trình lên men tạo loại sản phẩm hữu cơ trung gian .

5.5. Điều hòa hô hấp

a. Điều hoà hoạt động hô hấp bằng
yếu tố thần kinh

Hoạt động hô hấp được điều hoà bởi yếu tố thần kinh. Đó là những nhóm tế bào đặc biệt quan trọng, nằm ở nửa bên phải và nửa bên trái của hành tuỷ, tạo thành những trung khu hô hấp, gồm có trung khu hít vào và trung khu thở ra. Hai trung khu này hoạt động giải trí mang tính tự động hóa, nhưng lại chịu sự giám sát của TT ức chế nằm tại cầu não. Nếu cắt bỏ khối tế bào ở một bên hành tuỷ sẽ gây ra sự ngừng cử động những cơ hô hấp cùng bên .
Phần ngoại biên gồm những nhánh tận cùng của dây thần kinh hướng tâm chuyển hưng phấn về não, nằm ở thành trong của đường hô hấp, đặc biệt quan trọng trong phế quản và trong phế nang, trong những cơ hô hấp như cơ ngực và cơ bụng .
Ngoài ra, phản xạ hô hấp hoàn toàn có thể xảy ra khi kích thích ở những phần khác nhau của cơ quan hô hấp. Chẳng hạn, khi kích thích niêm mạc đường hô hấp sẽ gây phản xạ hắt hơi hoặc ho .

Sự
điều hoà hô hấp bằng cơ chế thần kinh

Não trước

Trung khu Phneumotaxic

Trung khu Apneutastic

Trung khu Hít vào
Trung khu Thở ra

Dây thần kinh hoạt động Dây thần kinh hoạt động

Thụ

Phổi Giãn

thích

* Vai trò của vỏ não : Ngoài hành tuỷ, những phần khác của hệ thần kinh TW như cầu não, vỏ não cũng có tác động ảnh hưởng đến ra quy trình hô hấp, nên khi khung hình ở trong những trạng thái xúc cảm khác nhau, nhịp thở, độ sâu và tính uyển chuyển của động tác hô hấp cũng biến hóa. Chính vì thế, người ta hoàn toàn có thể địa thế căn cứ vào sự biến hóa đó để chẩn đoán những trạng thái hoạt động giải trí ý thức của con người .

b. Điều hoà hoạt động hô hấp bằng yếu tố thể
dịch

Nhịp hô hấp còn chịu tác động ảnh hưởng của những chất hoà tan trong máu, đặc biệt quan trọng là CO2 và O2. Các chất này tăng hay giảm đều là nguyên do gây tăng hay giảm nhịp hô hấp. Điều hoà hô hấp bằng chính sách thể dịch hầu hết dựa vào sự chênh lệch phân áp khí CO2 và O2 trong máu. Thực chất đó chính là sự kiểm soát và điều chỉnh phân áp của CO2 và O2 trải qua những cơ quan thụ cảm hoá học nằm trong cung động mạch chủ và xoang động mạch cảnh .
Khi phân áp khí O2 trong máu giảm sẽ kích thích những cơ quan thụ cảm hoá học, gây ra xung thần kinh, truyền tới trung khu hô hấp ở hành tuỷ, từ đó làm tăng cường hô hấp .
Khi phân áp CO2 trong máu tăng, sẽ kích thích những cơ quan thụ cảm hoá học. Xung thần kinh được truyền tới trung khu hô hấp, từ đó làm tăng cường hô hấp để thải CO2. Người ta thấy rằng, sự thừa khi CO2 hoàn toàn có thể làm tăng hô hấp lên gấp 8 lần so với thông thường. Khi đó CO2 sẽ tích hợp với H2O tạo thành axít cacbonic làm nồng độ ion H + trong máu tăng, kích thích vào trung khu thở, gây thở gấp .
Sự tích tụ CO2 và thiếu O2 trong máu của trẻ sơ sinh khi lọt khỏi bụng mẹ do dây rốn bị cắt đứt, là nguyên do của cử động thở tiên phong, gây nên tiếng khóc chào đời của trẻ .

B. CÂU
HỎI, BÀI TẬP VẬN DỤNG

Câu 1: a. Thí nghiệm “tuần hoàn chéo” của Frederic tiến hành trên chó
vào năm 1890 chứng minh điều gì? Hãy trình bày thí nghiệm trên?

b. Cho bảng số liệu:

Khí	Áp suất từng phần tính mm thuỷ ngân
	Không khí	Không khí trong phế nang	Máu trong động mạch những mạch đi tới những phế nang	Máu tĩnh mạch trong những mạch từ phế nang đi ra
O2	159	100-110	40	102
CO2	0.2-0.3	40	47	40

1. Từ bảng trên rút ra được điều gì?

2. Tại sao sự chênh lệch của khí CO2 tuy thấp, mà sự trao
đổi khí CO2 giữa máu và không khí trong phế nang vẫn diễn ra bình
thường?

HD :
a. Thí nghiệm trên chứng tỏ vai trò của CO2 trong hô hấp .
Tiến hành : Dùng ống nối chéo động mạch cổ của 2 con chó với nhau để máu từ khung hình con này chảy lên não con kia và ngược lại. Sau khi đã nối như vậy, nếu bịt khí quản của một con chó ( ví dụ điển hình chó A ) gây không thở được để làm tăng nồng độ CO2 trong máu của nó hoặc cho nó thở khí có nhiều khí CO2, nhịp hô hấp sẽ không tăng ở con chó A mà ở con chó B, chó B sẽ thở hổn hển do trung khu hô hấp bị máu của chó A có nhiều CO2 kích thích, trong lúc chó A vẫn thở thông thường .

b. 1. Bảng
cho thấy:

– Liên quan đến trao đổi khí .
– Chênh lệch O2 và CO2 giữa những nơi .
Sự chênh lệch giữa áp suất thành phần của những khí trong máu đi tới phế nang và áp suất từng phần của những khí đó trong không khí ở phế nang : O2 là 100 – 40 = 60 đến 110 – 40 = 70 mmHg ; CO2 là 47-40 = 7 mmHg
2. Vì :
– Vận tốc khuếch tán của CO2 vào không khí trong phế nang lớn hơn O2 là 25 lần .
– Bề mặt trao đổi khí rộng, khí ẩm, thông khí, giàu mạch máu .

Câu 2: Các bề mặt trao đổi khí cần những đặc điểm gì để giúp cho
quá trình khuếch tán đạt hiệu quả cao hơn?

– Diện tích bề mặt rộng, năng lực trao đổi khí của khung hình với thiên nhiên và môi trường bên ngoài phụ thuộc vào trực tiếp vào bề mặt khuếch tán .
– Bề mặt khí ẩm rất thiết yếu so với việc hoà tan những chất khí, được cho phép chúng đi qua một cách thuận tiện. Đối với đa phần những loài sinh vật sống trên cạn thực vật cũng như động vật hoang dã bề mặt trao đổi khí tất yếu trở thành bề mặt hoàn toàn có thể làm tiêu tốn nước .
– Sự lưu thông khí. Giúp sự phân phối khí O2 từ thiên nhiên và môi trường sẽ hiệu suất cao hơn. Nếu không khí hay nước chứa O2 hoà tan liên tục được thay thế sửa chữa. Các dòng chảy tạo nên điều kiện kèm theo như vậy gọi là sự lưu thông khí, chúng tạo ra một sự chênh lệch cực lớn về nồng độ hay khuynh độ khuếch tán ở hai phía của bề mặt trao đổi khí .
– Được cung ứng nhiều mao mạch máu. Máu đến phổi nhiều qua đó bảo vệ cho sự trao đổi khí nhanh và hiệu suất cao .
– Các sắc tố hô hấp phối hợp thuận nghịch với O2 và làm tăng năng lực luân chuyển O2. nhờ sự tích hợp này mà O2 tự do còn rất ít trong huyết tương, do đó sự chênh lệch nồng độ O2 trở nên lớn hơn rất thuận tiện cho việc khuếch tán vào trong máu .

Câu 3: Tại sao người bình thường có thể thở ngay cả khi không
hề suy nghĩ gì (kể cả lúc ngủ)?

HD:

– Nhờ phản xạ hô hấp : là phản xạ không điều kiện kèm theo mà trung khu nằm ở khu hành tuỷ
– Phản xạ xảy ra như sau :
+ Phế nang xẹp kích thích cơ quan thụ cảm nằm trong thành phế nang, làm Open xung thần kinh. Xung thần kinh về trung khu hô hấp và theo dây ly tâm đến làm co những cơ thở, gây nên sự hít vào .
+ Khi phế nang căng sẽ kích thích cơ quan thụ cảm nằm trong thành phế nang làm Open xung thần kinh về trung khu hô hấp ngưng trệ trung khu hít vào, làm dãn những cơ cơ hít vào, đồng thời kích thích trung khu thở ra, làm co những cơ thở ra gây hiện tượng kỳ lạ thở ra. Cứ như vậy, hít vào thở ra tiếp nối nhau và liên tục diễn ra .

Câu 4: Khi huyết áp giảm thì hoạt động
hô hấp sẽ biến đổi như thế nào? Tại sao?

HD :
– Khi huyết áp giảm thì hoạt động giải trí hô hấp sẽ ngày càng tăng .
– Nguyên nhân là khi huyết áp giảm tốc độ máu sẽ giảm .
Nên việc luân chuyển phân phối O2 và loại thải CO2 sẽ giảm đi thế cho nên lượng CO2 trong máu sẽ cao hơn thông thường. Sự đổi khác huyết áp cũng như hàm lượng CO2 trong máu sẽ kích thích những thụ cảm thể áp lực đè nén và thụ thể hoá học ở cung động mạch chủ và xoang động mạch cảnh rồi truyền về hành tuỷ, những trung khu hô hấp ở đây sẽ tăng cường mức hoạt động giải trí, điều khiển và tinh chỉnh hoạt động giải trí hô hấp tích cực hơn để loại thải nhanh CO2 trong máu .

Câu 5: a. Giải thích tại sao công nhân làm việc trong các hầm
than trường có hiện tượng ngạt thở?

b. Tại khi lao động nặng, những người ít luyện tập thể lực thường thở
gấp hơn và chóng mệt hơn những người hay tập luyện?

HD :
a. Do hàm lượng O2 giảm hàm lượng CO, CO2 tăng .
Hb phối hợp thuận tiện với CO taọ thành cacboxihemoglobin qua phản ứng :
Hb + CO -> HbCO
HbCO là một hợp chất rất bền khó nghiên cứu và phân tích, do đó mà máu thiếu Hb tự do chuyên chở vì vậy khung hình thiếu O2 nên có cảm xúc ngạt thở .
b. Người thường xuyên rèn luyện thể lực, những cơ hô hấp tăng trưởng hơn sức co và giãn tăng lên làm cho thể tích lồng ngực tăng giảm nhiều hơn .
– Những người ít tập luyện phải thở gấp mới cung ứng được nhu yếu trđk và do vậy sẽ chóng mệt hơn .

Câu 6: a. Tại sao lại có sự chênh lệch về tỉ lệ các loại khí
CO2 và O2 trong không khí hít vào thở ra?

b. Một số loài cá trong bụng có bong hơi. Bóng hơi để làn gì?

HD :
a. Nguyên nhân dẫn dến sự trao đổi khí giữa không khí trong phế nang và máu trong mao mạch phổi là do sự chênh lệch nồng độ những khí ( khi thở ra nồng độ khí O2 thấp hơn và nồng độ khí CO2 cao hơn so với không khí hít vào là do khí O2 từ không khí phế nag đã khuếch tán vào máu làm giảm hàm lượng O2 trong không khí phế nang và khí CO2 từ máu khuếch tán vào phế nang làm tăng lượng CO2 trong không khí phế nang ) .
b. Một số loài cá trong bụng có bong hơi có tính năng :
– Không dùng để thở mà để bơi, nổi .
– Một số loài có buồng mang phụ để tăng diện tích quy hoạnh trao đổi khí .

Câu 7: Tại sao người ta lại dùng khí cacbogen (5%CO­2 và 95%
O2) để cấp cứu người bị ngất do ngạt thở mà không phải là O2
nguyên chất?

HD:

– CO2 kích thích trung khu hô hấp nhờ cơ quan thụ cảm CO2 ở xoang động mạch cảnh và cung động mạch chủ làm tăng phản xạ hô hấp => thở nhanh hơn .
+ Nếu không có CO2 => ngừng thở do không kích thích trung khu hô hấp .
+ Nếu Pco2 thông thường => duy trì nhịp thở thông thường .
+ Nếu Pco2 cao => nhiễm độc CO2 => nhức đầu, da tím tái, rối loạn tuần hoàn .

Câu 8: a. Cơ chế điều hoà hô hấp được diễn ra như
thế nào?

b. Những dẫn chứng về vai trò của CO2 trong hô hấp.

HD :
a. Cơ chế điều hoà hô hấp được diễn ra như sau : Khi hít vào, phổi bị căng ra, áp lực đè nén khí trong phổi tăng, gây ra kích thích ảnh hưởng tác động lên những thụ quan của thần kinh hướng tâm đi trong dây thần kinh phế vị và thần kinh giao cảm. Xung động đó được truyền về trung khu hít vào. Trung khu này đồng thời gửi một luồng xung thần kinh đến những cơ thực thi động tác hít vào và một luồng xung thần kinh lên trung khu ức chế ở cầu não. Trung khu ức chế gửi lệnh đến trung khu hít vào và làm ức chế cơ hít vào, đồng thời gửi một luồng xung thần kinh đến trung khu thở ra để thực thi động tác thở ra. Các chu kì đó được lặp lại tái diễn, tạo nên nhịp hô hấp. Do đó hoàn toàn có thể nói, hít vào là phản xạ của thở ra và ngược lại, thở ra là phản xạ của hít vào .

b. – Tiếng
khóc chào đời: sau khi lọt lòng, bị cắt đứt mối liên hệ với mẹ qua nhau thai,
lượng CO2 sản sinh do hoạt động của các cq bên trong cơ thể tích lũy
ngày 1 nhiều sẽ kích thích trung khu
hô hấp phát động hoạt động
của các cơ thở gây nên cử động hô hấp đầu tiên. Tiếng khóc chào đời là động tác
hít vào thở ra đầu tiên để thải CO2 và lấy O2.

– Ngáp : là động tác hít vào sâu và thở ra từ từ, xảy ra khi khung hình stress sau một ngày thao tác miệt mài nhưng vẫn giữ nhịp và mức độ hô hấp thông thường khiến không kịp thải CO2, CO2 bị tích góp nhiều vượt quá mức thông thường, trung khu hô hấp gây hiện tượng kỳ lạ ngáp để lấy được nhiều O2 thải bớt lượng CO2 .

– Thí
nghiệm tuần hoàn chéo của Feredrich:

Dùng ống nối chéo động mạch cổ của 2 con chó với nhau để máu từ cổ con chó này chảy lên não của con chó kia và ngược lại. Sau đó bịt khí quản con A ® [ CO2 ] trong máu của nó tăng lên ® kích thích trung khu hô hấp ® con B thở hổn hển, con A được phân phối lượng O2 nhiều nên nhịp thở chậm lại .

Câu 9: Quá trình trao đổi khí ở côn trùng
diễn ra như thế nào? Ưu điểm của hình thức

trao đổi khí đó?

Quá trình trao đổi khí ở côn trùng nhỏ
– Ưu điểm :
+ Hệ thống ống khí côn trùng nhỏ đã giảm xuống mức tối thiểu mức hao phí nguồn năng lượng trong trao đổi khí do những ống khí trực tiếp đến những tế bào khung hình, không tốn nguồn năng lượng chuyển khí trung gian qua hệ tuần hoàn .
+ Hình thức TĐK này thích nghi với 1 số ít nhóm loài động vật hoang dã có kích thức nhỏ, hệ tuần hoàn hở .

Câu 10:

a. Giải thích vì sao bề mặt trao đổi khí của chim và thú phát triển hơn
bề mặt trao đổi khí của lưỡng cư và bò sát? Hãy chứng minh sự trao đổi
khí của chim hiệu quả hơn ở thú?

b. Trong cơ thể người có sắc tố hô hấp là hemoglobin và mioglobin. Cả 2
loại sắc tố này đều có khả năng kết hợp và phân li oxi. Tại sao cơ thể không sử
dụng mioglobin vào việc vận chuyển và cung cấp oxi cho tất cả các tế bào của cơ
thể?

HD :
a. * Vì nhu yếu trao đổi khí của chim và thú cao hơn :
– Chim và thú là những động vật hoang dã hằng nhiệt nên cần nguồn năng lượng để giữ cho thân nhiệt không thay đổi .
– Hơn nữa, chim và thú hoạt động giải trí tích cực nên nhu yếu nguồn năng lượng cao hơn .
* Chứng minh sự trao đổi khí của chim hiệu suất cao hơn ở thú :

Sự trao đổi khí ở chim	Sự trao đổi khí ở thú
Sự TĐK xảy ra liên tục giữa máu trong mao mạch với không khí giàu oxi lưu thông trong những ống khí . Có hiện tượng kỳ lạ dòng chảy song song ngược chiều .	Sự trao đổi khí gián đoạn khi thở ra .
Không có khí đọng trong những ống khí ở phổi .	Có khí đọng trong những phế nang ở phổi .

b. Cơ thể không sử dụng mioglobin … vì : oxi gắn với mioglobin chặt hơn rất nhiều so với hemoglobin và chỉ được giải phóng ra khi nồng độ oxi rất thấp à nếu sử dụng mioglobin vào việc luân chuyển và phân phối oxi cho tổng thể những tế bào của khung hình thì sẽ không cung ứng kịp thời nhu yếu oxi của tế bào, không bảo vệ cho khung hình hoạt động giải trí được thông thường .

Câu 11:

a. Vì sao ở người khi hít vào gắng sức thể tích khí bổ sung ở phổi
không lớn hơn 1,5 đến 2,0 lít? Ý nghĩa của hiện tượng này.

b. Áp lực âm của lồng ngực là gì? Nguyên nhân tạo ra áp lực âm của lồng
ngực? Nếu màng phổi bị thủng thì dẫn đến hậu quả gì?

HD :
a. Vì :
+ Khi hít vào gắng sức ; lượng không khí qua phế quản, tiểu phế quản tăng ảnh hưởng tác động vào những thụ thể căng cơ hô hấp ở cơ thành phế quản, tiểu phế quản và phế nang bị kích thích phát xung thần kinh theo dây sống số X đến trung khu hô hấp thần hít vào, gây cử động thở ra .
+ Khi thở ra phế nang co nhỏ lại dây X không bị kích thích, trung khu hít vào không bị ức chế lại phát xung thần kinh đến cơ hô hấp và gây cử động hít vào
– Ý nghĩa : là phản xạ bảo vệ tránh cho những phế nang bị căng dãn quá mức .
b. Áp lực âm màng phổi là áp lực đè nén xoang màng phổi luôn thấp hơn áp suất của khí quyển
– Nguyên nhân :
+ Phổi có hai màng ở giữa tạo thành một túi chứa khí
+ Khi hô hấp lồng ngưc co và giãn nhanh hơn kéo phổi nở to dần chậm hơn và có xu thế kéo co làm khoang màng phổi bị tách rộng ( Do tính đàn hồi của mô xốp ở phế nang )
– Khi màng phổi thủng làm không khí từ khoang mang phổi vào xoang lồng ngực mất áp lực đè nén âm lồng ngực dẫn đến phổi xẹp dần và mất năng lực cử động hô hấp .

Câu 12:

a. Trình bày mối liên quan giữa hai quá trình trao đổi khí ở phổi và
trao đổi khí ở mô?

b. Đối với 1 số động vật hô hấp bằng phổi (cá voi, hải cẩu,…) nhờ những
đặc điểm nào có thể giúp chúng lặn được rất lâu trong nước?

HD:

a. Mối tương quan giữa 2 quy trình này :
– Sự trao đổi khí ở mô : giúp tế bào thu nhận oxi và thải CO2, CO2 tích góp trong máu sẽ kích thích trung khu hô hấp gây ra phản xạ hô hấp. Như vậy, trao đổi khí ở tế bào là nguyên do bên trong của sự trao đổi khí ở phổi .
– Nhờ có sự trao đổi khí ở phổi tiếp tục thì mới đủ để phân phối oxi cho mọi hoạt động giải trí sống của tế bào và thải khí CO2 do quy trình dị hóa của tế bào tạo nên. Vậy, trao đổi khí ở phổi tạo điều kiện kèm theo cho sự trao đổi khí ở tế bào .
b. – Lá lách rất lớn dự trữ nhiều máu, trong máu lượng oxi rất lớn .
– Hàm lượng mioglobin cao trong hệ cơ để tích góp O ­ 2
– Để bảo tồn oxi, chúng hoạt động cơ ít, đổi khác độ chìm nổi của khung hình trong nước 1 cách thụ động .

–
Nhịp tim và tốc độ tiêu thụ oxi giảm trong thời gian lặn, máu cung cấp cho cơ
bị hạn chế trong thời gian lặn.

Câu 13:

a. Hb được gọi là sắc tố hô hấp nhờ đặc tính nào?

b. Nhờ đặc tính và sự chênh lệch áp suất CO2 và O2,
Hb có khả năng kết hợp với O2 và CO2 nhờ đó cung cấp O2
và lấy CO2 cho tế bào bằng các phản ứng:

I. HbCO2 à Hb + CO2 II. Hb + 4O2
à HbO8

III. HbO8 à 4O2
+ Hb IV. Hb + CO2 à HbCO2

Hãy cho biết các phản ứng trên xảy ra ở đâu và có vai trò gì?

c. Giải thích hiệu ứng Borh?

HD :
a. Hb được gọi là sắc tố hô hấp :
– Cấu tạo phân tử : mang được 4 phân tử O2 ­ và 1 phân tử CO2. Mỗi phân tử Hb có 4 nhân Hem ( chứa Fe2 + ) và 1 phân tử pr là globulin .
– Là hợp chất có độ nhớt nhất định để dễ kết dính những phân tử O2 và CO2 .
– Mỗi phân tử globin của Hb link với 1 phân tử CO2
b. Vị trí và vai trò
I. Xảy ra khi máu đến phổi, điều kiện kèm theo PCO2 trong phổi thấp
II. Xảy ra khi máu đến phổi, điều kiện kèm theo PO2 trong phổi cao
III. Xảy ra ở tế bào, phân phối oxi cho tế bào
IV. Lấy CO2 của tế bào để chuyển để phổi
c. Hiệu ứng Borh
Sự biến hóa nồng độ CO2 tác động ảnh hưởng đến sự phân li HbO2

Câu 14:

a. Phân tích những đặc điểm độc đáo
giống nhau về bề mặt trao đổi khí ở cá xương và chim mà ở thú không có được
giúp cá xương và chim trao đổi khí hiệu quả với môi trường sống?

b. Tại sao nồng độ CO2
trong máu tăng cao thì dẫn tới tăng nhanh trao đổi O2 trong
máu?

HD :
a. Có 2 điểm độc lạ giống nhau là :
– Có mạng lưới hệ thống mao mạch ở mang ( phổi ) sắp xếp luôn song song và ngược chiều với dòng nước chảy bên ngoài mao mạch của phiến mang ( ống khí ) tạo nên hiện tượng kỳ lạ dòng chảy song song và ngược chiều giúp tăng hiệu suất cao trao đổi khí giữa mang với dòng nước giàu oxi qua mang .
– Có sự thông khí gần như liên tục hoặc liên tục qua bề mặt trao đổi khí :
+ Dòng nước chảy 1 chiều gần như là liên tục qua mang nhờ hoạt động giải trí uyển chuyển của cửa miệng, thềm miệng, nắp mang và diềm nắp mang .
+ Quá trình hô hấp ở phổi chim là hô hấp kép nên cả khi hít vào và thở ra ở chim đều có dòng không khí giàu oxi liên tục qua phổi ( không có khí đọng như ở thú ) .
b. * CO2 tác động ảnh hưởng lên trung khu hô hấp trải qua mạng lưới hệ thống thụ thể hóa học ( trên cung đm chủ và xoang động mạch cảnh ) mạnh hơn nhiều so với oxi dẫn đến nhanh gọn làm tăng cường phản xạ hô hấp, từ đó tăng cường trao đổi oxi .
* Đặc biệt lên thụ thể hóa học TW nằm sát trung khu hô hấp, mặc dầu tính năng trực tiếp của CO2 lên thụ thể hóa học TW là yếu nhưng tính năng gián tiếp trải qua H + ( thụ thể này rất nhạy cảm với H + ) lại rất mạnh trải qua việc CO2 khuếch tán từ máu vào dịch não tủy, CO2 à H2CO3 à nồng độ H + trong dịch não tủy tăng .
* Thông qua hiệu ứng Borh : phần đông CO2 khuếch tán vào hồng cầu và tích hợp với nước thành H2CO3 ( nhờ xúc tác của enzim cacbonic anhidraza ). H2CO3 phân li thành HCO3 – và H +. Các ion H + tạo ra bên trong hồng cầu phối hợp với hemoglobin để tạo ra 1 axit yếu gọi là axit hemoglobinic. Phản ứng này sử dụng mất một số ít hemoglobin ở bên trong hồng cầu kích thích cho oxyhemoglobin liên tục phân li. Vì vậy CO2 trải qua tổng số lượng H + tăng lên sẽ làm tăng lượng oxi giải phóng ra .

Câu 15:

a. Dựa vào hiểu biết về các ái lực của các sắc tố hô hấp đối với oxy,
hãy cho biết trong các đường cong A, B, C và D ở hình bên đường nào là đường
cong phân ly oxy của hemoglobin người lớn, hemoglobin thai nhi, hemoglobin lạc
đà sống trên núi cao và của mioglobin. Giải thích.

b. Tại sao đường cong phân ly của hemoglobin lại có dạng gần giống hình
chữ S?

HD :
a. Đường cong A là của mioglobin, B – hemoglobin của lạc đà núi, C – hemoglobin của thai nhi, D – hemoglobin của người lớn .
– Ta nhận ra những đường cong B, C và D là của hemoglobin vì hemoglobin link và nhả oxy một cách linh động hơn nhiều so với mioglobin để cung ứng công dụng luân chuyển oxy, trong khi đó mioglobin có công dụng dự trữ oxy nên có link chặt hơn với oxy do đó đường cong phân ly của nó phải là A .
– Hemoglobin của lạc đà núi phải có ái lực cao hơn so với những lạc hemoglobin của người vì lạc đà sống ở vùng núi cao nơi có phân áp oxy thấp hơn so với phân áp oxy ở nơi ở của người. Vì thế nó phải có ái lực cao hơn với oxy so với ái lực của những loại hemoglobin của người .
– Hemoglobin của thai nhi có ái lực cao hơn so với ái lực của hemoglobin người lớn, vì có như vậy khi hemoglobin của mẹ nhả oxy thì hemoglobin của thai nhi mới link được với oxy do mẹ phân phối .

b. Đường cong phân ly của hemoglobin có
dạng hình chữ S là do có sự phối hợp của 4 tiểu đơn vị của hemoglobin. Khi một
trong bốn polipeptit liên kết được với oxy thì sự biến đổi cầu hình không gian
của nó lại kích thích các phân tử bên cạnh thay đổi cấu hình làm tăng ái lực
liên kết với oxy của nó. Như vậy chỉ cần gia tăng chút ít phân áp oxy của môi
trường cũng nhanh chóng làm tăng mức độ liên kết với oxy của hemoglobin.

Câu 16:

a. Ở người, khi nồng độ CO2 trong máu tăng thì huyết áp,
nhịp và độ sâu hô hấp thay đổi như thế nào? Tại sao?

b. Sự tăng lên của nồng độ ion H+ hoặc
thân nhiệt có ảnh hưởng như thế nào đến đường cong phân li của ôxi – hêmôglobin
(HbO2)? Liên hệ vấn đề này với sự tăng cường hoạt động thể lực.

HD :
a. – Nồng độ CO2 trong máu tăng tác động ảnh hưởng lên trung khu điều hoà tim mạch ở hành não trải qua thụ thể ở xoang động mạch cảnh và gốc động mạch chủ, làm tăng nhịp và lực co của tim nên làm tăng huyết áp .
– Đồng thời CO2 cũng ảnh hưởng tác động lên trung khu hô hấp ở hành não dưới dạng ion H + làm tăng nhịp và độ sâu hô hấp .

b. – Sự tăng ion H+ và nhiệt độ máu làm
đường cong phân li dịch về phía phải nghĩa là làm tăng độ phân li của HbO2,
giải phóng nhiều O2 hơn.

– Sự tăng giảm về ion H + và nhiệt độ máu tương quan đến hoạt động giải trí của khung hình. Cơ thể hoạt động giải trí mạnh sẽ sản sinh ra nhiều CO2 làm tăng ion H + và tăng nhiệt độ khung hình cũng sẽ làm tăng nhu yếu oxi, nên tăng độ phân li HbO2 giúp giải phóng nguồn năng lượng .

Câu 17: Để tối ưu hóa
hiệu quả trao đổi khí thì bề mặt hô hấp phải có những đặc điểm gì? Giải thích
đặc điểm cấu tạo cơ quan hô hấp của chim thích nghi với đời sống bay lượn.

HD :
– Đặc điểm của bề mặt hô hấp :
+  Bề mặt hô hấp cần phải mỏng mảnh, rộng và khí ẩm để những chất khí thuận tiện khuếch tán .
+ Có mạng lưới mao mạch tăng trưởng và thường chảy theo hướng ngược chiều với dòng khí đi vào để làm chênh lệch phân áp những chất khí giữa hai phía của bề mặt hô hấp .
– Đặc điểm cơ quan hô hấp của chim :
+  Dòng máu chảy trong những mao mạch trên thành ống khí ngược chiều với dòng khí đi qua những ống khí .
 + Phổi của chim gồm nhiều ống khí song song và những túi khí hoàn toàn có thể co và giãn giúp cho việc thông khí qua phổi theo một chiều và luôn giàu ôxi cả khi hít vào và khi thở ra .

PHẦN III – KẾT LUẬN VÀ KIẾN
NGHỊ

Chuyên đề là nguồn tài liệu tìm hiểu thêm cho giáo viên dạy chuyên đề Hô hấp ở động vật hoang dã, đặc biệt quan trọng là học viên trong những lãnh đội tham gia những kì thi học viên giỏi những cấp. Đây là phần kỹ năng và kiến thức tương đối khó nên việc nghiên cứu và điều tra kĩ chuyên đề này sẽ giúp những em nắm được những kỹ năng và kiến thức cơ bản và khái quát nhất trong chương .
Tuy nhiên, chuyên đề được viết trong một thời hạn ngắn, để có tính hiện thực tổng lực cần một thời hạn nhất định và sự góp vốn đầu tư điều tra và nghiên cứu thâm thúy. Vì vậy, rất mong nhận được sự góp ý và tham gia của đồng nghiệp cùng những em học viên để chuyên đề được hoàn hảo thêm và thực sự có ích cho công tác làm việc giảng dạy sinh học .

TÀI LIỆU THAM KHẢO

2. Tài liệu giáo
khoa chuyên sinh học THPT: Sinh lí động vật – NXB Giáo
dục – Lê Đình Tuấn (chủ biên).

3. Bồi dưỡng học
sinh giỏi sinh học sinh học THPT Sinh lí học động vật – NXB Giáo dục – Lê Đình Tuấn.

4.
Tuyển tập đề thi olympic 30-4 năm 2010, 2011, 2012, 2013 và các đề thi học sinh
giỏi cấp quốc gia – NXB Giáo dục.

6. Tuyển tập các đề thi HSG
Quốc gia và Quốc tế các năm từ 2008 -2010 -NXB Giáo
Dục.

7. Campbell biology.