Quan sát hình 13.1 và cho biết: Khi tay bị chạm vào gai trên cây xương rồng thì phản ứng của tay sẽ như thế nào?
Khi tay chạm vào gai trên cây xương rồng, các thụ thể cảm giác trên da sẽ bị kích thích. Thông tin từ thụ thể này được chuyển đến tủy sống thông qua các dây thần kinh cảm giác. Tại đây, thông tin sẽ được xử lý và phản xạ xảy ra. Cơ thể sẽ ngay lập tức thực hiện một phản ứng nhằm rút tay lại để tránh tổn thương sâu hơn. Phản ứng này được gọi là phản xạ rút tay, một loại phản xạ không điều kiện diễn ra rất nhanh và không cần ý thức.
Phản xạ này minh chứng cho vai trò quan trọng của hệ thần kinh trong việc bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân gây hại từ môi trường bên ngoài. Sự phối hợp giữa các cơ quan cảm giác, dây thần kinh, tủy sống, và cơ vận động là chìa khóa để phản ứng xảy ra một cách hiệu quả.
Giải Câu hỏi 1 trang 85 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Quan sát hình 13.2 và nêu đặc điểm cấu tạo của hệ thần kinh dạng lưới. Sứa phản ứng như thế nào khi bị kích thích vào một điểm trên cơ thể?
Hệ thần kinh dạng lưới là dạng hệ thần kinh đơn giản nhất, thường gặp ở các sinh vật bậc thấp như sứa. Đặc điểm cấu tạo chính của hệ thần kinh dạng lưới bao gồm các tế bào thần kinh được sắp xếp thành mạng lưới trải khắp cơ thể. Không có cơ quan thần kinh trung ương tập trung, các tín hiệu thần kinh được truyền đi theo nhiều hướng từ điểm kích thích.
Khi bị kích thích vào một điểm trên cơ thể, sứa phản ứng bằng cách co thắt các cơ ở khu vực gần điểm kích thích. Tín hiệu thần kinh từ điểm kích thích lan truyền qua mạng lưới tế bào thần kinh, gây ra sự co thắt phối hợp ở các phần khác nhau của cơ thể, giúp sứa thực hiện các chuyển động như co rút để tránh tác nhân kích thích.
Giải Câu hỏi 2 trang 86 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Quan sát hình 13.3 và nêu đặc điểm cấu tạo của hệ thần kinh dạng chuỗi hạch.
Hệ thần kinh dạng chuỗi hạch là hệ thần kinh có cấu trúc phát triển hơn so với dạng lưới. Đặc điểm cấu tạo chính bao gồm các hạch thần kinh liên kết với nhau thông qua các dây thần kinh, tạo thành một chuỗi chạy dọc theo cơ thể. Mỗi hạch thần kinh đóng vai trò như một trung tâm điều khiển cục bộ, tiếp nhận và xử lý các kích thích xảy ra ở vùng gần đó.
Cấu trúc này cho phép phản ứng xảy ra một cách nhanh chóng và chính xác hơn. Tín hiệu thần kinh có thể được xử lý tại hạch gần điểm kích thích mà không cần truyền toàn bộ thông tin đến cơ quan trung ương.
Giải Câu hỏi 3 trang 86 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Giun đốt có phản ứng như thế nào khi bị kích thích vào một điểm trên cơ thể?
Khi giun đốt bị kích thích vào một điểm trên cơ thể, tín hiệu thần kinh được truyền đến hạch thần kinh gần nhất trong chuỗi hạch. Hạch này xử lý thông tin và phát tín hiệu đến các cơ xung quanh, dẫn đến co cơ tại điểm kích thích và vùng lân cận. Phản ứng của giun thường là uốn cong hoặc co cơ thể lại nhằm tránh tác nhân kích thích.
Sự phối hợp giữa các hạch thần kinh trong chuỗi hạch cho phép giun đốt phản ứng nhanh và hiệu quả hơn, giúp chúng bảo vệ cơ thể khỏi những nguy hiểm.
Giải Câu hỏi 4 trang 86 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Quan sát hình 13.4 và nêu cấu trúc hệ thần kinh người.
Hệ thần kinh người được chia thành hai phần chính: hệ thần kinh trung ương và hệ thần kinh ngoại biên.
Hệ thần kinh trung ương bao gồm não và tủy sống, đóng vai trò điều khiển và xử lý các thông tin cảm giác, vận động, và các chức năng phức tạp khác như suy nghĩ, học tập, và trí nhớ.
Hệ thần kinh ngoại biên bao gồm các dây thần kinh và hạch thần kinh. Nó kết nối hệ thần kinh trung ương với các cơ quan khác trong cơ thể, truyền tín hiệu cảm giác từ các thụ thể lên não và tín hiệu vận động từ não đến các cơ quan thực hiện.
Cấu trúc này cho phép hệ thần kinh người xử lý thông tin một cách nhanh chóng, chính xác, và đa dạng, đáp ứng nhu cầu hoạt động phức tạp của cơ thể.
Luyện tập 1 trang 87 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Những khẳng định nào dưới đây là đúng khi so sánh đặc điểm cảm ứng của các dạng hệ thần kinh?
A. Tốc độ cảm ứng nhanh nhất ở hệ thần kinh dạng lưới.
Khẳng định này sai vì hệ thần kinh dạng lưới có tốc độ truyền tín hiệu chậm nhất do cấu trúc đơn giản và không có trung tâm thần kinh tập trung.
B. Độ chính xác của cảm ứng lớn nhất ở hệ thần kinh dạng chuỗi hạch.
Khẳng định này đúng, vì hệ thần kinh dạng chuỗi hạch có hạch thần kinh làm trung tâm xử lý cục bộ, giúp phản ứng chính xác hơn so với dạng lưới.
C. Độ phức tạp của cảm ứng lớn nhất ở hệ thần kinh dạng ống.
A. Tốc độ cảm ứng nhanh nhất ở hệ thần kinh dạng lưới.
Khẳng định này là sai. Hệ thần kinh dạng lưới là dạng thần kinh nguyên thủy, thường thấy ở các động vật đơn giản như ruột khoang (thủy tức, sứa). Ở dạng hệ thần kinh này, các tế bào thần kinh phân bố đều tạo thành mạng lưới. Khi kích thích, tín hiệu thần kinh lan tỏa chậm theo mạng lưới tế bào thần kinh, không theo một hướng cố định. Do đó, tốc độ dẫn truyền xung thần kinh ở hệ thần kinh dạng lưới rất chậm, không thể nhanh nhất trong các dạng hệ thần kinh.
Tốc độ cảm ứng nhanh nhất thường xuất hiện ở hệ thần kinh dạng ống (hệ thần kinh trung ương), vì ở đây tín hiệu thần kinh được dẫn truyền thông qua các sợi trục thần kinh có bao myelin, giúp tăng tốc độ dẫn truyền xung thần kinh một cách hiệu quả. Ví dụ, ở con người, tốc độ dẫn truyền thần kinh có thể đạt tới 120 m/s trong các sợi thần kinh có bao myelin.
B. Độ chính xác của cảm ứng lớn nhất ở hệ thần kinh dạng chuỗi hạch.
Khẳng định này là sai. Hệ thần kinh dạng chuỗi hạch thường gặp ở các động vật không xương sống như giun đốt, động vật thân mềm, và chân khớp. Ở dạng này, các tế bào thần kinh được tập hợp thành từng hạch thần kinh, và các hạch này liên kết với nhau tạo thành chuỗi.
So với hệ thần kinh dạng lưới, hệ thần kinh dạng chuỗi hạch có tính định hướng và độ chính xác cao hơn nhờ sự phân hóa chức năng giữa các hạch thần kinh. Tuy nhiên, khi so sánh với hệ thần kinh dạng ống (ở động vật có xương sống), độ chính xác của hệ thần kinh dạng chuỗi hạch vẫn kém hơn. Hệ thần kinh dạng ống có sự tổ chức chặt chẽ với các trung tâm thần kinh phức tạp như não và tủy sống, cho phép điều khiển hoạt động và phản ứng của cơ thể với độ chính xác cao nhất.
C. Độ phức tạp của cảm ứng lớn nhất ở hệ thần kinh dạng ống.
Khẳng định này là đúng. Hệ thần kinh dạng ống là dạng hệ thần kinh tiến hóa cao nhất, thường gặp ở các động vật có xương sống, bao gồm cả con người. Dạng này bao gồm hai phần chính: hệ thần kinh trung ương (não và tủy sống) và hệ thần kinh ngoại biên (các dây thần kinh và hạch thần kinh).
Hệ thần kinh dạng ống có sự phân hóa cao, với các trung tâm thần kinh chuyên biệt chịu trách nhiệm xử lý thông tin phức tạp. Não bộ có khả năng tiếp nhận, phân tích, và xử lý lượng lớn thông tin đến từ môi trường, đồng thời đưa ra phản ứng nhanh và chính xác. Ngoài ra, hệ thần kinh dạng ống còn kiểm soát nhiều chức năng quan trọng như tư duy, cảm xúc, trí nhớ, và các hoạt động tự ý hay không tự ý (như nhịp tim, hô hấp).
Mức độ phức tạp trong xử lý cảm ứng ở hệ thần kinh dạng ống vượt xa các dạng hệ thần kinh khác, làm cho khẳng định này hoàn toàn chính xác.
Kết luận:
Khẳng định A là sai vì hệ thần kinh dạng lưới có tốc độ cảm ứng chậm nhất, không phải nhanh nhất.
Khẳng định B là sai vì độ chính xác của cảm ứng cao nhất không phải ở hệ thần kinh dạng chuỗi hạch mà ở hệ thần kinh dạng ống.
Khẳng định C là đúng vì độ phức tạp của cảm ứng lớn nhất là ở hệ thần kinh dạng ống.
Như vậy, trong ba khẳng định trên, khẳng định đúng là C. Độ phức tạp của cảm ứng lớn nhất ở hệ thần kinh dạng ống.
Giải Câu hỏi 5 trang 87 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Quan sát hình 13.5, mô tả quá trình truyền tinh qua synapse hóa học.
Quá trình truyền tín hiệu qua synapse hóa học bao gồm các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Khi tín hiệu thần kinh dưới dạng xung điện đến đầu mút sợi trục của neuron trước synapse, màng tế bào này bị khử cực. Sự khử cực làm cho các kênh ion calci (Ca²⁺) mở ra, cho phép ion calci từ dịch ngoại bào đi vào đầu mút sợi trục.
Giai đoạn 2: Ion calci kích thích các túi synapse chứa chất trung gian hóa học (neurotransmitter) di chuyển và gắn vào màng trước synapse. Sau đó, các túi này phóng thích chất trung gian hóa học vào khe synapse thông qua quá trình xuất bào.
Giai đoạn 3: Chất trung gian hóa học khuếch tán qua khe synapse và gắn vào các thụ thể đặc hiệu trên màng tế bào sau synapse.
Giai đoạn 4: Khi chất trung gian hóa học gắn vào thụ thể, các kênh ion trên màng sau synapse mở ra, dẫn đến sự thay đổi điện thế màng của neuron sau synapse. Tùy thuộc vào loại neurotransmitter và thụ thể, tín hiệu có thể là kích thích (dẫn đến khử cực) hoặc ức chế (dẫn đến tăng phân cực).
Kết thúc quá trình: Sau khi truyền tín hiệu, các enzyme trong khe synapse phân giải neurotransmitter, hoặc chất này được tái hấp thu về neuron trước synapse để tái sử dụng.
Quá trình này cho thấy cách các neuron liên lạc hiệu quả thông qua một cơ chế phức tạp nhưng chính xác.
Giải Câu hỏi 6 trang 88 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Quan sát hình 13.6 và cho biết một cung phản xạ gồm những khâu nào. Nêu vai trò của mỗi cơ quan, bộ phận trong một cung phản xạ.
Một cung phản xạ gồm 5 khâu chính:
Thụ thể cảm giác: Đây là các cơ quan hoặc tế bào cảm nhận kích thích từ môi trường (nhiệt độ, áp suất, ánh sáng, v.v.). Vai trò của thụ thể là phát hiện kích thích và chuyển đổi chúng thành xung điện thần kinh.
Neuron cảm giác: Dẫn truyền xung điện từ thụ thể đến trung tâm thần kinh (não hoặc tủy sống).
Trung tâm thần kinh: Thường là não hoặc tủy sống, nơi tiếp nhận và xử lý thông tin, đồng thời gửi tín hiệu đáp ứng đến cơ quan thực hiện.
Neuron vận động: Dẫn truyền tín hiệu từ trung tâm thần kinh đến cơ quan thực hiện.
Cơ quan thực hiện: Thường là cơ hoặc tuyến, thực hiện phản ứng cụ thể để đáp ứng với kích thích (như co cơ, tiết chất dịch).
Vai trò của mỗi khâu là đảm bảo phản ứng nhanh chóng và chính xác nhằm bảo vệ cơ thể hoặc duy trì trạng thái cân bằng.
Tìm hiểu thêm trang 88 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Một người bị tai biến mạch máu não, chụp cộng hưởng từ cho thấy người này bị tổn thương vùng điều khiển vận động ở bán cầu não trái. Hãy tìm hiểu và cho biết khả năng vận động của người này sẽ thay đổi như thế nào so với người bình thường. Giải thích.
Bán cầu não trái điều khiển vận động của nửa cơ thể bên phải. Nếu vùng này bị tổn thương, người bệnh có thể gặp phải:
Giảm hoặc mất khả năng vận động ở nửa cơ thể bên phải, từ cử động tay, chân đến các cơ quan vận động nhỏ như ngón tay.
Mức độ tổn thương có thể từ yếu nhẹ (liệt nhẹ) đến mất hoàn toàn khả năng vận động (liệt hoàn toàn) tùy thuộc vào mức độ tổn thương não.
Khó khăn trong việc thực hiện các hoạt động hàng ngày, từ đi lại, cầm nắm đồ vật đến tự chăm sóc bản thân.
Nguyên nhân là do các tín hiệu vận động không thể truyền từ não đến các cơ quan vận động ở nửa cơ thể bên phải, làm gián đoạn sự phối hợp hoạt động.
Luyện tập 2 trang 89 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Hoàn thành bảng 13.1.
Bảng 13.1 yêu cầu so sánh các hệ thần kinh dạng lưới, chuỗi hạch, và dạng ống theo các tiêu chí: tốc độ phản ứng, độ chính xác, và mức độ phức tạp.
Hệ thần kinh dạng lưới:
Tốc độ phản ứng: Chậm nhất.
Độ chính xác: Thấp, tín hiệu lan tỏa không tập trung.
Mức độ phức tạp: Đơn giản nhất.
Hệ thần kinh dạng chuỗi hạch:
Tốc độ phản ứng: Nhanh hơn dạng lưới.
Độ chính xác: Trung bình, có hạch thần kinh điều phối cục bộ.
Mức độ phức tạp: Trung bình.
Hệ thần kinh dạng ống:
Tốc độ phản ứng: Nhanh nhất.
Độ chính xác: Cao, có trung tâm thần kinh tập trung (não và tủy sống).
Mức độ phức tạp: Phức tạp nhất.
Giải Câu hỏi 7 trang 89 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Quan sát hình 13.7a và phân tích quá trình cảm nhận hình ảnh của cơ quan cảm giác thị giác.
Quá trình cảm nhận hình ảnh diễn ra như sau:
Ánh sáng đi vào mắt qua giác mạc, thủy dịch, lỗ đồng tử và thủy tinh thể, rồi hội tụ lên võng mạc.
Võng mạc chứa các tế bào cảm quang (tế bào nón và tế bào que) tiếp nhận ánh sáng. Tế bào nón nhận diện màu sắc, còn tế bào que giúp nhìn trong điều kiện ánh sáng yếu.
Tín hiệu ánh sáng được chuyển đổi thành xung thần kinh tại các tế bào cảm quang và truyền qua dây thần kinh thị giác đến não.
Não bộ, đặc biệt là thùy chẩm, tiếp nhận và xử lý tín hiệu để hình thành hình ảnh mà chúng ta nhìn thấy.
Giải Câu hỏi 8 trang 89 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Quan sát hình 13.7b và phân tích quá trình cảm nhận âm thanh của cơ quan cảm giác thính giác.
Quá trình cảm nhận âm thanh diễn ra như sau:
Sóng âm đi qua tai ngoài, làm rung màng nhĩ.
Rung động từ màng nhĩ truyền qua chuỗi xương tai giữa (xương búa, xương đe, xương bàn đạp) và đến cửa sổ bầu dục ở tai trong.
Tại tai trong, rung động làm di chuyển dịch trong ốc tai, kích thích các tế bào lông cảm giác nằm trên màng đáy.
Tín hiệu cơ học được chuyển đổi thành xung thần kinh, truyền qua dây thần kinh thính giác đến não.
Não bộ, đặc biệt là thùy thái dương, xử lý tín hiệu và giúp chúng ta nhận biết âm thanh.
Giải Câu hỏi 9 trang 90 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Dựa vào bảng 13.2, nêu đặc điểm của phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện.
Phản xạ không điều kiện:
Là loại phản xạ bẩm sinh, được hình thành từ khi sinh ra. Phản xạ này có tính ổn định, di truyền, và không phụ thuộc vào ý thức. Nó thường liên quan đến các hoạt động bảo vệ và sinh tồn cơ bản, chẳng hạn như co rút tay khi chạm vào vật nóng, tiết nước bọt khi ăn. Phản xạ không điều kiện có trung tâm thần kinh nằm ở tủy sống hoặc các vùng não dưới.
Phản xạ có điều kiện:
Là phản xạ được hình thành qua quá trình học tập và rèn luyện. Phản xạ này không mang tính bẩm sinh mà phụ thuộc vào các điều kiện kích thích bên ngoài và sự củng cố. Ví dụ: nghe từ "chanh" và tiết nước bọt, hoặc dừng xe khi đèn giao thông chuyển đỏ. Trung tâm thần kinh của phản xạ có điều kiện nằm ở vỏ não, thể hiện sự phức tạp trong quá trình cảm ứng thần kinh.
Luyện tập 3 trang 90 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Trong các phản xạ dưới đây, phản xạ nào là phản xạ có điều kiện, phản xạ không điều kiện? Giải thích.
Bạn A toát mồ hôi khi hoạt động thể lực mạnh: Đây là phản xạ không điều kiện, vì nó xảy ra một cách tự nhiên để điều hòa thân nhiệt và không cần sự học tập hay rèn luyện.
Bạn B tiết nước bọt khi nghe từ “nước chanh”: Đây là phản xạ có điều kiện, vì việc nghe từ "nước chanh" là một kích thích được liên kết thông qua quá trình học tập và củng cố với phản xạ tiết nước bọt.
Bạn C dừng xe khi thấy đèn giao thông chuyển sang màu đỏ: Đây là phản xạ có điều kiện, vì việc dừng xe khi thấy đèn đỏ được hình thành qua quá trình học tập, dựa trên các quy tắc giao thông.
Giải Câu hỏi 10 trang 91 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Hãy nêu một số bệnh do tổn thương hệ thần kinh làm mất khả năng cảm giác, mất khả năng vận động.
Một số bệnh do tổn thương hệ thần kinh bao gồm:
Tai biến mạch máu não: Gây tổn thương não bộ, làm mất khả năng cảm giác và vận động ở một hoặc cả hai bên cơ thể.
Bại liệt: Do virus poliovirus tấn công tủy sống, gây liệt các cơ vận động.
Bệnh Parkinson: Do thoái hóa tế bào thần kinh tại vùng não điều khiển vận động, gây run rẩy và cứng cơ.
Bệnh đa xơ cứng (Multiple Sclerosis): Hệ miễn dịch tấn công myelin bao bọc dây thần kinh, gây gián đoạn tín hiệu thần kinh, dẫn đến yếu cơ và mất cảm giác.
Chấn thương tủy sống: Có thể gây liệt hoàn toàn hoặc một phần, tùy thuộc vào mức độ tổn thương.
Những bệnh này làm gián đoạn khả năng truyền tín hiệu thần kinh, khiến người bệnh mất cảm giác hoặc khả năng vận động.
Giải Câu hỏi 11 trang 91 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Quan sát hình 13.9 và cho biết cơ chế của cảm giác đau.
Cảm giác đau được phát hiện bởi các thụ thể cảm giác đau (nociceptor) nằm trên da, cơ, hoặc các cơ quan nội tạng. Khi một tác nhân kích thích mạnh (như chấn thương, nhiệt độ cao, hóa chất độc hại) tác động lên cơ thể, thụ thể đau chuyển đổi tín hiệu cơ học hoặc hóa học thành xung điện thần kinh.
Tín hiệu này được truyền qua dây thần kinh cảm giác đến tủy sống, nơi nó được xử lý sơ bộ và gửi lên não qua các đường thần kinh.
Tại não, vùng đồi thị và vỏ não cảm giác tiếp nhận tín hiệu, giúp cơ thể nhận biết cường độ và vị trí đau.
Tổn thương hệ thần kinh: Các chất này làm rối loạn hoạt động của não bộ, gây suy giảm trí nhớ, mất khả năng tập trung, và phản ứng chậm chạp.
Phụ thuộc: Sử dụng chất gây nghiện thường xuyên dẫn đến phụ thuộc cả về thể chất và tâm lý, làm người dùng mất kiểm soát và cần tăng liều lượng để đạt hiệu quả mong muốn.
Tác động tiêu cực đến sức khỏe: Gây tổn thương gan, thận, hệ tim mạch, và hệ miễn dịch.
Ảnh hưởng đến xã hội: Gây mất kiểm soát hành vi, tăng nguy cơ vi phạm pháp luật và các vấn đề xã hội khác.
Việc tránh xa chất kích thích và gây nghiện không chỉ bảo vệ sức khỏe mà còn giúp duy trì cuộc sống lành mạnh.
Vận dụng trang 92 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Giải thích tại sao việc học kiến thức, học kĩ năng là quá trình hình thành phản xạ có điều kiện.
Việc học kiến thức và kỹ năng là một quá trình hình thành phản xạ có điều kiện vì nó dựa trên sự liên kết giữa các kích thích mới với những phản xạ hoặc hành vi đã có sẵn.
Khi học, não bộ liên tục củng cố các liên kết thần kinh thông qua luyện tập và lặp lại. Quá trình này giống như việc xây dựng một phản xạ có điều kiện, trong đó:
Kích thích ban đầu: Các thông tin, tình huống, hoặc bài tập học tập được coi như kích thích mới.
Củng cố: Lặp lại và thực hành thường xuyên giúp củng cố phản xạ.
Hình thành thói quen: Khi các kết nối thần kinh được thiết lập vững chắc, phản xạ trở nên tự động hóa và hiệu quả hơn.
Quá trình này minh chứng cho vai trò của não bộ trong việc học tập và thích nghi với môi trường.
Cơ chế này giúp cơ thể phản ứng kịp thời để bảo vệ khỏi tổn thương nặng hơn.
Luyện tập 4 trang 92 SGK Sinh học 11 Cánh diều - CD
Tại sao không nên lạm dụng chất kích thích và sử dụng chất gây nghiện?
Lạm dụng chất kích thích và chất gây nghiện gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng:
