Đề bài
Đối chiếu với 4 đặc điểm đảm bảo hiệu quả trao đổi khí, hãy lí giải tại sao phổi là cơ quan trao đổi khí hiệu quả ở trên cạn.
- Bảng 77 dưới đây cho thấy tỉ lệ phần trăm thể tích khí O2 và CO2 trong không khí hít vào và thở ra ở ngoài. Giải thích tại sao có sự khác nhau về tỉ lệ các loại khí O2 và CO2 trong không khỉ hít vào và thở ra.
Bảng 17. Thành phần không khí hít vào và thở ra
|
Loại khí |
Không khí hít vào |
Không khí thở ra |
|
O2 |
20,96% |
16,40% |
|
CO2 |
0,03% |
4,10% |
|
N2 |
79,01% |
79,50% |
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Đặc điểm của bề mặt trao đổi khí: Diện tích trao đổi lớn, bề mặt mỏng và ẩm ướt, hệ thống mao mạch và có sắc tố hô hấp, có sự lưu thông khí
Lời giải chi tiết
Phổi là cơ quan trao đổi khí hiệu quả ở trên cạn vì phổi có đủ 4 đặc điểm bề mặt của trao đổi khí:
- Phổi có rất nhiều phế nang nên diện tích bề mặt trao đổi khí rất lớn so với phổi bò sát và lưỡng cư.
- Ở phế nang có hệ thống mao mạch dày đặc và máu có sắc tố hô hấp
- Thành mao mạch và phế nang mỏng và ẩm ướt.
- Có sự lưu thông khí liên tục [hít vào, thở ra].
- Có sự khác nhau về tỉ lệ các loại khí O2 và CO2 trong không khí hít vào và thở ra vì:
+ Khí O2 từ không khí ở phế nang đã khuếch tán vào máu nên lượng O2 trong không khí thở ra bị giảm.
+ Khí CO2 từ máu khuếch tán vào phế nang làm tăng lượng CO2 trong không khí thở ra.
Loigiaihay.com
Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Sinh lớp 11 - Xem ngay
Trao đổi khí là quá trình sinh học mà theo đó các khí di chuyển thụ động bởi sự khuếch tán qua bề mặt. Thông thường, bề mặt này là - hoặc chứa - một màng sinh học tạo thành ranh giới giữa một sinh vật và môi trường ngoại bào của nó.
Các khí liên tục được tiêu thụ và sản sinh ra bởi các phản ứng tế bào và chuyển hóa ở hầu hết sinh vật, vì vậy cần có một hệ thống trao đổi khí hiệu quả giữa các tế bào và môi trường bên ngoài. Các sinh vật nhỏ, đặc biệt là động vật đơn bào, chẳng hạn như vi khuẩn và động vật nguyên sinh, có tỷ lệ diện tích bề mặtso với thể tích cao. Ở những sinh vật này, màng trao đổi khí thường là màng tế bào. Một số sinh vật đa bào nhỏ, như giun dẹp, cũng có thể thực hiện trao đổi khí đầy đủ qua da hoặc lớp biểu bì bao quanh cơ thể của chúng. Tuy nhiên, ở hầu hết các sinh vật lớn hơn, có tỷ lệ diện tích bề mặt nhỏ và khối lượng nhỏ, các cấu trúc đặc biệt có bề mặt phức tạp như mang, phế thải phổi và mesophyll xốp cung cấp diện tích lớn cần thiết cho việc trao đổi khí hiệu quả. Những bề mặt phức tạp này đôi khi có thể được xâm nhập vào cơ thể của sinh vật. Đây là trường hợp các phế nang tạo thành bề mặt bên trong của phổi động vật có vú, mesophyll xốp, được tìm thấy bên trong lá của một số loại thực vật, hoặc mang của những con nhuyễn thể có chúng, được tìm thấy trong lớp vỏ của chúng.
Trong sinh vật hiếu khí, trao đổi khí là đặc biệt quan trọng đối với hô hấp, bao gồm sự hấp thu oxy [O2] và giải phóng CO2 [CO2]. Ngược lại, trong các cơ quan quang hợp oxy như hầu hết các cây trồng trên đất, việc hấp thụ carbon dioxide và giải phóng cả oxy và hơi nước là các quá trình trao đổi khí chính xảy ra trong ngày. Các quá trình trao đổi khí khác rất quan trọng trong các sinh vật ít quen thuộc hơn: cacbon dioxide, khí mê-tan và hydrogen được trao đổi qua màng tế bào của vi khuẩn cổ sinh vật. Trong việc cố định đạm bởi các vi khuẩn diazotrophic, và khử Nitơ bởi các vi khuẩn dị dưỡng [như Paracoccus denitrificans và các pseudomonads khác nhau],[1] khí nitơ được trao đổi với môi trường, được lấy đi bởi sinh vậ trước và được giải phóng bởi sinh vật sau, trong khi Giant tube worms, Riftia pachyptila, dựa vào vi khuẩn để oxy hóa hydrogen sulfide chiết xuất từ môi trường nước biển sâu của chúng,[2] sử dụng oxy hòa tan trong nước như là một chất nhận điện tử.
Bề mặt trao đổi khí là nơi thực hiện quá trình trao đổi khí [nhận O2 và giải phóng CO2] giữa cơ thể với môi trường
Các bề mặt trao đổi khí ở động vật gồm có: bề mặt cơ thể, hệ thống ống khí, mang, phổi.
Bề mặt trao đổi khí của cơ quan hô hấp của động vật phải cần đáp ứng được các yêu cầu sau đây
Bộ trao đổi khí ở động vật có vú được hình thành ra phổi, giống như trong hầu hết các động vật trên đất liền lớn hơn. Trao đổi khí xảy ra trong các túi chứa khí gọi là phế nang, nơi có màng rất mỏng [gọi là hàng rào máu-không khí] tách máu trong các mao mạch phế nang [trong các bức tường của phế nang] từ không khí phế nang trong túi.
Động vật lưỡng cư có ba bộ phận chính liên quan đến trao đổi khí: phổi, da, và mang, có thể được sử dụng đơn lẻ hoặc trong một loạt các kết hợp khác nhau. Tầm quan trọng tương đối của các cấu trúc này khác nhau theo tuổi, môi trường và loài lưỡng cư. Da của lưỡng cư và ấu trùng của chúng được nâng cao mạch máu, dẫn đến trao đổi khí tương đối hiệu quả khi da ẩm. Ấu trùng của động vật lưỡng cư, chẳng hạn như giai đoạn tiền biến thái Nòng nọc của ếch, cũng có mang bên ngoài. Các mang được hấp thu vào cơ thể trong thời kỳ biến thái hoàn toàn, sau đó phổi sẽ tiếp nhận chức năng. Phổi thường đơn giản hơn so với các động vật có xương sống khác sống trên đất, với ít nội tạng và các phế nang lớn hơn; tuy nhiên, các con cóc sống nhiều hơn trên mặt đất, có bề mặt túi phổi phình to hơn với phổi phát triển hơn. Để tăng tỷ lệ trao đổi khí bằng cách khuếch tán, động vật lưỡng cư duy trì sự chênh lệch nồng độ trên bề mặt hô hấp bằng cách sử dụng một quá trình gọi là "bơm nước bằng miệng" [buccal pumping].[3] Tầng dưới của miệng được di chuyển theo cách "bơm", có thể quan sát bằng mắt thường.
- Hệ hô hấp
- ^ Carlson, C. A.; Ingraham, J. L. [1983]. “Comparison of denitrification by Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas aeruginosa, and Paracoccus denitrificans”. Appl. Environ. Microbiol. 45: 1247–1253.
- ^ C.Michael Hogan. 2011. Sulfur. Encyclopedia of Earth, eds. A.Jorgensen and C.J.Cleveland, National Council for Science and the environment, Washington DC Lưu trữ 2012-10-28 tại Wayback Machine
- ^ Brainerd, E. L. [1999]. “New perspectives on the evolution of lung ventilation mechanisms in invertebrates”. Experimental Biology Online. 4 [2]: 1–28. doi:10.1007/s00898-999-0002-1.
Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Trao_đổi_khí&oldid=66466912”
Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
Giải Bài Tập Sinh Học 11 – Bài 17: Hô hấp ở động vật giúp HS giải bài tập, cung cấp cho học sinh những hiểu biết khoa học về đặc điểm cấu tạo, mọi hoạt động sống của con người và các loại sinh vật trong tự nhiên:
Trả lời câu hỏi Sinh 11 Bài 17 trang 71: Đánh dấu X vào ô vuông cho câu trả lời đúng về hô hấp ở động vật:
| A – Hô hấp là quá trình tiếp nhận O2 và CO2 của cơ thể từ môi trường sống và giải phóng ra năng lượng. | |
| B – Hô hấp là tập hợp những quá trình, trong đó cơ thể lấy O2 từ bên ngoài vào để oxi hóa các chất trong tế bào và giải phóng năng lượng cho các hoạt động sống, đồng thời thải CO2 ra ngoài. | |
| C – Hô hấp là quá trình tế bào sử dụng các chất khí như O2, CO2 để tạo ra năng lượng cho các hoạt động sống. | |
| D – Hô hấp là quá trình trao đổi khí giữa cơ thể và môi trường, đảm bảo cho cơ thể có đầy đủ O2 và CO2 cung cấp cho các quá trình oxi hóa các chất trong tế bào. |
Lời giải:
Câu trả lời đúng là: B – Hô hấp là tập hợp những quá trình, trong đó cơ thể lấy O2 từ bên ngoài vào để oxi hóa các chất trong tế bào và giải phóng năng lượng cho các hoạt động sống, đồng thời thải CO2 ra ngoài.
Trả lời câu hỏi Sinh 11 Bài 17 trang 72: Quan sát hình 17.1 và 17.2, hãy mô tả quá trình trao đổi khí ở giun đất và côn trùng.
Lời giải:
Quá trình trao đổi ở giun đất:
– Bề mặt trao đổi khí: bề mặt cơ thể.
– Đặc điểm của bề mặt hô hấp:
+ Mỏng và ẩm ướt giúp khí khuếch tán qua dễ dàng.
+ Có nhiều mao mạch và máu có sắc tố hô hấp.
– Cơ chế trao đổi khí: khí O2 và CO2 khuếch tán qua bề mặt cơ thể
Quá trình trao đổi khí ở côn trùng:
– Bề mặt trao đổi khí: ống khí.
– Đặc điểm của bề mặt trao đổi khí: hệ thống ống khí được cấu tạo từ những ống dẫn chứa không khí phân nhánh nhỏ dần và tiếp xúc trực tiếp với tế bào. Hệ thống ống khí thông ra bên ngoài nhờ các lỗ thở.
– Cơ chế trao đổi khí: Khí O2 từ môi trường ngoài vào tế bào, CO2 ra môi trường ngoài thông qua hệ thống ống khí.
– Hoạt động thông khí: sự thông khí được thực hiện nhờ sự co giãn của phần bụng.
Trả lời câu hỏi Sinh 11 Bài 17 trang 73: Đối chiếu với 4 đặc điểm của bề mặt trao đổi khí, hãy lí giải tại sao trao đổi khí của mang cá xương đạt hiệu quả cao [tham khảo thêm hình 17.3 và 17.4]
Lời giải:
Trao đổi khí của mang cá xương đạt hiệu quả cao vì:
– Mang được cấu gồm nhiều cung mang, một cung mang lại gồm nhiều phiến mang. Điều này làm cho mang cá có diện tích trao đổi khí rất lớn.
– Ở mang cá có hệ thống mao mạch dày đặc chứa máu có sắc tố đỏ.
– Thành mao mạch mỏng giúp quá trình trao đổi khí thuận lợi.
– Có sự lưu thông khí [nước] liên tục qua mang.
– Miệng và diềm nắp mang đóng mở nhịp nhàng tạo nên dòng nước chảy một chiều và gần như liên tục từ miệng qua mang.
– Cách sắp xếp của mao mạch trong mang giúp cho dòng máu chảy trong mao mạch song song và ngược chiều với dòng nước chảy bên ngoài mao mạch của mang.
Nhờ tất cả các đặc điểm trên, cá xương có thể lấy được hơn 80% lượng O2 của nước khi đi qua mang.
Trả lời câu hỏi Sinh 11 Bài 17 trang 74:
– Đối chiếu với 4 đặc điểm của bề mặt trao đổi khí, hãy lí giải tại sao phổi là cơ quan trao đổi khí hiệu quả?
– Bảng 17 dưới đây cho thấy tỉ lệ phần trăm thể tích khí O2 và CO2 trong không khí hít vào và thở ra ở người. Giải thích tại sao có sự khác nhau về tỉ lệ các loại khí O2 và CO2 trong không khí khi hít vào và thở ra.
Lời giải:
* Phổi là cơ quan trao đổi khí hiệu quả ở trên cạn vì phổi có đủ 4 đặc điểm bề mặt của trao đổi khí:
– Phổi có rất nhiều phế nang nên diện tích bề mặt trao đổi khí rất lớn so với phổi bò sát và lưỡng cơ.
– Ở phế nang có hệ thống mao mạch dày đặc và máu có sắc tố hô hấp.
– Thành mao mạch và phế nang mỏng và ẩm ướt.
– Có sự lưu thông khí liên tục [hít vào, thở ra]. Sự thông khí ở phổi của bò sát, chim và thú chủ yếu nhờ các cơ hô hấp co dãn làm thay đổi thể tích của khoang bụng hoặc lồng ngực. Sự thông khí ở phổi của lưỡng cư nhờ sự nâng lên và hạ xuống của thềm miệng.
* Có sự khác nhau về tỉ lệ các loại khí O2 và CO2 trong không khí khi hít vào và thở ra vì:
– Khí O2 từ không khí ở phế nang đã khuếch tán vào máu nên lượng O2 trong không khí thở ra bị giảm.
– Khí CO2 từ máu khuếc tán vào phế nang làm tăng lượng CO2 trong không khí thở ra.
Lời giải:
* Các hình thức hô hấp của động vật ở nước:
– Hô hấp qua bề mặt cơ thể [giun ở nước,…]
– Hô hấp bằng mang [cá, tôm, cua,…]
– Một số hô hấp bằng phổi: cá heo, cá voi,… sau khi ở dưới nước một thời gian chúng sẽ ngoi lên mặt nước để thở.
* Các hình thức hô hấp của động vật ở cạn:
– Hô hấp bằng hệ thống ống khí [côn trùng,…]
– Hô hấp bằng phổi [chim, thú,…]
– Hô hấp qua bề mặt cơ thể [giun đất,…]
Lời giải:
– Động vật đơn bào trao đổi khí qua màng tế bào.
– Động vật đa bào bậc thấp trao đổi khí qua bề mặt cơ thể.
Nguyên tắc: Khí CO2 khuếch tán từ trong cơ thể ra ngoài môi trường và khí O2 khuếch tán từ môi trường vào cơ thể là do sự chênh lệch về nồng độ khí giữa tế bào [cơ thể] và môi trường.
Lời giải:
Nếu bắt giun đất để lên mặt đất khô ráo giun sẽ chóng chết vì: trong điều kiện khô ráo, da giun bị khô, không còn ẩm ướt. Khi đó O2 và CO2 không khuếch tán qua da, giun không thể hô hấp nên bị chết.
Lời giải:
Trao đổi khí ở côn trùng nhờ hệ thống ống khí. Hệ thống này được cấu tạo bởi các ống dẫn chứa không khí, một đầu thông với bên ngoài nhờ các lỗ thở, một đầu phân thành các ống nhỏ hơn tiếp xúc với tế bào cơ thể.
Trao đổi khí ở cá nhờ mang . Mang cá gồm các phiến mang, trên các phiến mang có hệ thống mao mạch. Máu chảy trong mao mạch theo hướng song song và ngược chiều với dòng nước, giúp cho cá lấy được khoảng 80% O2 trong nước. Mang được bảo vệ nhờ khoang mang và nắp mang.
Lưỡng cư trao đổi khí qua da và phổi. Chúng chủ yếu hô hấp qua da. Da trần, mềm, ẩm, dưới da có hệ thống mao mạch giúp cho lưỡng cư trao đổi khí hiệu quả. Phổi có cấu tạo đơn giản gồm các phế nang với hệ mao mạch dày đặc giúp trao đổi khí. Sự thông khí ở phổi nhờ vào sự nâng lên và hạ xuống của thềm miệng
Bò sát, thú trao đổi khí bằng phổi. Phổi gồm nhiều phế nang. Các phế nang có thành rất mỏng, nhiều mao mạch nên khí O2 và CO2 dễ dàng khuếch tán qua. Không khí đi vào và đi ra khỏi phổi nhờ hệ thống đường dẫn khí [mũi, khí quản, phế quản].
Chim trao đổi khí bằng phổi và hệ thống túi khí. Túi khí là các khoang rỗng chưa khí. Phổi cấu tạo bởi ống khí có mao mạch bao quanh, hệ thống ống khí thông với hệ thống túi khí. Chim hít vào và thở ra đều lấy được O2 nên có hiệu suất hô hấp cao.
Chim, thú, bò sát hô hấp chủ yếu nhờ các cơ hô hấp co dãn làm thay đổi thể tích của khoang bụng và lồng ngực.
▭ A – phổi của động vật có vú.
▭ B – phổi và da của ếch nhái.
▭ C – phổi của bò sát.
▭ D – da của giun đất.
Lời giải:
Đáp án : A.
Lời giải:
Bề mặt trao đổi khí của chim, thú phát triển hơn của lưỡng cư và bò sát là vì: chim và thú có nhu cầu trao đổi khí cao hơn. Chúng cần năng lượng nhiều cho việc giữ ổn định nhiệt độ cơ thể , hoạt động. Vì vậy chúng có bề mặt trao đổi khí phát triển hơn để đáp ứng được nhu cầu O2 cho cơ thể.