Mở đầu trang 56 SGK Sinh học 11 Chân trời sáng tạo – CTST
Tại sao những người sống ở vùng núi cao có số lượng hồng cầu trong máu lại tăng lên so với khi sống ở vùng đồng bằng?
Những người sống ở vùng núi cao thường có số lượng hồng cầu trong máu tăng lên so với khi sống ở vùng đồng bằng vì ở vùng núi cao, nồng độ oxy trong không khí thấp hơn. Khi nồng độ oxy giảm, cơ thể cần thích nghi để duy trì quá trình cung cấp oxy đến các tế bào. Một trong những cơ chế thích nghi quan trọng là tăng số lượng hồng cầu, bởi hồng cầu chứa hemoglobin, một loại protein có khả năng gắn kết và vận chuyển oxy. Sự gia tăng số lượng hồng cầu giúp tăng khả năng vận chuyển oxy trong máu, từ đó đảm bảo cung cấp đủ oxy cho các tế bào hoạt động bình thường, ngay cả trong điều kiện thiếu oxy.
Việc tăng số lượng hồng cầu là một biểu hiện của sự điều hòa sinh lý mà cơ thể con người thực hiện thông qua hormone erythropoietin (EPO). Hormone này được tiết ra bởi thận khi phát hiện nồng độ oxy trong máu thấp. EPO kích thích tủy xương sản sinh hồng cầu mới, dẫn đến tăng tổng số lượng hồng cầu. Tuy nhiên, sự gia tăng này cũng có thể làm tăng độ nhớt của máu, khiến tim phải hoạt động nhiều hơn để bơm máu, do đó người sống ở vùng núi cao thường phải đối mặt với nguy cơ tăng huyết áp và một số vấn đề sức khỏe khác.
Giải Câu hỏi 1 trang 56 SGK Sinh học 11 Chân trời sáng tạo – CTST
Tại sao ở động vật, quá trình trao đổi \({O_2}\) và \({CO_2}\) giữa cơ thể và môi trường luôn diễn ra?
Quá trình trao đổi \({O_2}\) và \({CO_2}\) giữa cơ thể và môi trường luôn diễn ra ở động vật vì đây là quá trình cần thiết để duy trì sự sống. Oxy là yếu tố cần thiết cho quá trình hô hấp tế bào, trong đó năng lượng được giải phóng từ các phân tử hữu cơ như glucose để cung cấp cho các hoạt động sống. Đồng thời, carbon dioxide là sản phẩm phụ của quá trình này và cần được loại bỏ để tránh gây độc cho cơ thể.
Quá trình trao đổi khí đảm bảo cân bằng giữa việc cung cấp oxy và loại bỏ carbon dioxide. Ở động vật, sự trao đổi này diễn ra thông qua hệ hô hấp, với các cơ quan hô hấp được thiết kế đặc biệt để tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với môi trường, như phổi ở người và động vật có vú, mang ở cá, hay bề mặt da ở giun đất. Sự liên tục của quá trình trao đổi khí giúp duy trì nồng độ khí ổn định trong máu và mô, đảm bảo hoạt động tối ưu của các enzyme và hệ thống sinh học khác.
Giải Câu hỏi 2 trang 56 SGK Sinh học 11 Chân trời sáng tạo – CTST
Quan sát Hình 9.1, hãy nêu mối liên hệ giữa các giai đoạn trong quá trình hô hấp.
Hô hấp là một quá trình gồm ba giai đoạn chính: thông khí, trao đổi khí và hô hấp tế bào. Thông khí là quá trình đưa khí vào và ra khỏi phổi hoặc bề mặt trao đổi khí, tạo điều kiện cho oxy từ không khí đi vào máu và carbon dioxide từ máu được thải ra ngoài. Giai đoạn trao đổi khí diễn ra ở các phế nang hoặc mang cá, nơi oxy khuếch tán từ môi trường vào máu và carbon dioxide khuếch tán theo chiều ngược lại. Cuối cùng, hô hấp tế bào là quá trình oxy được sử dụng để tạo năng lượng trong ty thể, đồng thời carbon dioxide được tạo ra như một sản phẩm phụ.
Ba giai đoạn này có mối liên hệ chặt chẽ, bổ sung lẫn nhau để duy trì sự sống. Nếu một trong các giai đoạn bị gián đoạn, quá trình cung cấp năng lượng cho tế bào sẽ bị ảnh hưởng, dẫn đến suy giảm chức năng cơ thể.
Giải Câu hỏi 3 trang 57 SGK Sinh học 11 Chân trời sáng tạo – CTST
Quan sát Hình 9.2, hãy trình bày hình thức trao đổi khí ở giun đất.
Giun đất thực hiện trao đổi khí qua bề mặt da, một phương thức đơn giản nhưng hiệu quả trong môi trường sống của chúng. Lớp da của giun đất luôn được giữ ẩm bởi dịch nhầy, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khuếch tán khí. Oxy từ môi trường bên ngoài khuếch tán qua lớp da ẩm vào mao mạch máu nằm dưới lớp da, trong khi carbon dioxide được thải ra theo chiều ngược lại.
Cơ chế trao đổi khí này phụ thuộc vào diện tích bề mặt da lớn so với thể tích cơ thể và môi trường giàu oxy. Tuy nhiên, giun đất dễ bị ảnh hưởng nếu lớp da bị khô hoặc môi trường không đủ oxy, dẫn đến giảm hiệu suất trao đổi khí.
Luyện tập trang 57 SGK Sinh học 11 Chân trời sáng tạo – CTST
Giải thích vì sao sau cơn mưa lớn giun đất thường chui hết lên khỏi mặt đất?
Sau cơn mưa lớn, đất bị bão hòa nước, làm giảm lượng oxy hòa tan trong các lỗ khí của đất. Điều này khiến môi trường sống dưới đất không còn đủ oxy để giun đất thực hiện trao đổi khí. Vì vậy, giun đất buộc phải chui lên bề mặt đất để tiếp cận môi trường có nhiều oxy hơn, giúp duy trì quá trình hô hấp. Ngoài ra, lớp nước ngập đất còn ngăn cản sự khuếch tán khí qua da, càng làm giun đất cảm thấy ngột ngạt hơn và phải trồi lên để sinh tồn.
Giải Câu hỏi 4 trang 57 SGK Sinh học 11 Chân trời sáng tạo – CTST
Quan sát Hình 9.3, hãy trình bày hình thức trao đổi khí ở côn trùng.
Côn trùng trao đổi khí thông qua hệ thống ống khí (hệ thống tracheae). Hệ thống này gồm các ống khí nhỏ phân nhánh đến từng tế bào trong cơ thể. Không khí chứa oxy đi vào cơ thể qua các lỗ thở, sau đó di chuyển qua các ống khí và phân nhánh đến từng tế bào, nơi oxy được hấp thụ trực tiếp. Carbon dioxide từ tế bào cũng theo hệ thống ống khí này và được thải ra ngoài qua lỗ thở.
Hệ thống ống khí cho phép côn trùng trao đổi khí hiệu quả mà không cần hệ tuần hoàn tham gia vào quá trình vận chuyển khí, giúp giảm chi phí năng lượng.
Giải Câu hỏi 5 trang 58 SGK Sinh học 11 Chân trời sáng tạo – CTST
Quan sát Hình 9.4, hãy trình bày hình thức trao đổi khí ở cá.
Cá trao đổi khí qua mang, một cơ quan hô hấp chuyên biệt với diện tích bề mặt lớn. Khi nước chảy qua mang, oxy hòa tan trong nước khuếch tán qua các lá mang vào máu, trong khi carbon dioxide khuếch tán từ máu ra nước. Quá trình này được hỗ trợ bởi dòng chảy ngược chiều giữa nước và máu trong mang, giúp tối đa hóa hiệu quả trao đổi khí.
Mang cá có cấu trúc phức tạp, gồm nhiều phiến mỏng và mao mạch máu, tạo điều kiện cho sự trao đổi khí hiệu quả trong môi trường nước.
Giải Câu hỏi 6 trang 58 SGK Sinh học 11 Chân trời sáng tạo – CTST
Quan sát Hình 9.5, hãy trình bày hình thức trao đổi khí ở người.
Người trao đổi khí qua phổi, một cơ quan hô hấp phức tạp với diện tích bề mặt lớn nhờ các phế nang. Oxy từ không khí được hít vào phế nang, khuếch tán qua màng phế nang vào máu trong các mao mạch. Đồng thời, carbon dioxide từ máu khuếch tán vào phế nang và được thải ra ngoài qua quá trình thở ra.
Giải Câu hỏi 7 trang 59 SGK Sinh học 11 Chân trời sáng tạo – CTST
Quan sát Hình 9.7, hãy trình bày hình thức trao đổi khí ở chim.
Chim có một cơ chế trao đổi khí đặc biệt và hiệu quả để đáp ứng nhu cầu năng lượng cao, đặc biệt trong quá trình bay. Hệ thống hô hấp của chim bao gồm phổi và các túi khí. Các túi khí không tham gia trực tiếp vào trao đổi khí nhưng hoạt động như hệ thống thông khí, tạo dòng không khí một chiều qua phổi. Nhờ đó, phổi chim luôn tiếp xúc với không khí giàu oxy trong cả hai giai đoạn hít vào và thở ra.
Trong giai đoạn hít vào, không khí đi qua khí quản, đến các túi khí sau và một phần vào phổi. Khi thở ra, không khí từ túi khí sau di chuyển qua phổi, đồng thời không khí từ túi khí trước thoát ra ngoài. Quá trình này đảm bảo sự trao đổi khí liên tục tại phổi, giúp chim nhận đủ oxy, ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt như khi bay cao.
Giải Câu hỏi 8 trang 60 SGK Sinh học 11 Chân trời sáng tạo – CTST
Hút thuốc lá có hại như thế nào đối với hệ hô hấp?
Hút thuốc lá gây hại nghiêm trọng đến hệ hô hấp, do khói thuốc chứa nhiều chất độc hại như nicotine, carbon monoxide, hắc ín và các chất gây ung thư khác. Những chất này ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc và chức năng của phổi và đường hô hấp.
Tác động lên phổi: Khói thuốc làm tổn thương các phế nang, làm giảm diện tích trao đổi khí, dẫn đến khó thở, suy giảm khả năng hấp thụ oxy. Hắc ín bám lên bề mặt phế nang, làm mất tính đàn hồi của phổi, gây các bệnh như viêm phế quản mạn tính và khí phế thũng.
Tác động lên hệ thống lông mao: Lông mao ở đường hô hấp có nhiệm vụ làm sạch không khí hít vào. Khói thuốc làm tê liệt và phá hủy lông mao, khiến bụi bẩn và vi khuẩn dễ dàng tích tụ, gây nhiễm trùng đường hô hấp.
Nguy cơ ung thư phổi: Các chất gây ung thư trong khói thuốc làm tăng nguy cơ phát triển các khối u ác tính trong phổi và các cơ quan khác.
Gây viêm và nhiễm trùng: Thuốc lá làm suy giảm hệ miễn dịch tại đường hô hấp, tăng nguy cơ mắc bệnh viêm phổi, lao phổi và các bệnh nhiễm trùng khác.
Carbon monoxide: Chất này thay thế oxy trong máu, làm giảm khả năng cung cấp oxy cho cơ thể, gây mệt mỏi và suy giảm chức năng của các cơ quan.
Ngoài ra, hút thuốc còn gây hại cho người xung quanh qua khói thuốc thụ động, đặc biệt đối với trẻ nhỏ và phụ nữ mang thai, làm tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp và tim mạch.
Luyện tập trang 60 SGK Sinh học 11 Chân trời sáng tạo – CTST
Nêu ý nghĩa của việc xử phạt người hút thuốc lá nơi công cộng và cấm trẻ em dưới 16 tuổi hút thuốc lá.
Việc xử phạt người hút thuốc lá nơi công cộng và cấm trẻ em dưới 16 tuổi hút thuốc lá có ý nghĩa to lớn đối với sức khỏe cộng đồng và xã hội.
Bảo vệ sức khỏe cộng đồng: Khói thuốc thụ động chứa nhiều chất độc hại, gây nguy hiểm cho những người không hút thuốc, đặc biệt là trẻ em, người già và người có bệnh lý mạn tính. Việc xử phạt người hút thuốc nơi công cộng giúp giảm nguy cơ tiếp xúc với khói thuốc, bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
Tạo môi trường sống trong lành: Cấm hút thuốc ở nơi công cộng giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí, đặc biệt ở các không gian kín như bệnh viện, trường học và phương tiện giao thông công cộng.
Ngăn ngừa tác hại lâu dài cho thế hệ trẻ: Trẻ em dưới 16 tuổi dễ bị ảnh hưởng bởi các chất độc hại trong thuốc lá do cơ thể chưa phát triển đầy đủ. Cấm trẻ em hút thuốc giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp và tim mạch sau này, đồng thời ngăn chặn hành vi hút thuốc từ khi còn nhỏ.
Giáo dục và nâng cao ý thức cộng đồng: Các biện pháp xử phạt và cấm đoán là cách để tuyên truyền về tác hại của thuốc lá, khuyến khích người dân từ bỏ thuốc lá và xây dựng ý thức tôn trọng không gian chung.
Giảm gánh nặng kinh tế và y tế: Việc hạn chế hút thuốc lá giúp giảm số lượng bệnh nhân mắc các bệnh liên quan đến thuốc lá, từ đó giảm áp lực lên hệ thống y tế và chi phí điều trị.
Những biện pháp này không chỉ bảo vệ sức khỏe cá nhân mà còn góp phần xây dựng một xã hội khỏe mạnh, văn minh.
Vận dụng trang 61 SGK Sinh học 11 Chân trời sáng tạo – CTST
Hãy tìm hiểu một số bệnh về đường hô hấp. Trong đó trình bày rõ nguyên nhân, triệu chứng, hậu quả và những biện pháp phòng tránh bệnh.
Bệnh hen phế quản
Nguyên nhân: Do dị ứng với các chất như phấn hoa, bụi, lông động vật hoặc do di truyền.
Hậu quả: Nếu không được điều trị, bệnh có thể gây suy hô hấp, giảm chất lượng cuộc sống.
Biện pháp phòng tránh: Tránh tiếp xúc với các yếu tố gây dị ứng, duy trì môi trường sống sạch sẽ, sử dụng thuốc theo chỉ định của bác sĩ.
Bệnh viêm phổi
Nguyên nhân: Do vi khuẩn, virus hoặc nấm gây nhiễm trùng ở phổi.
Triệu chứng: Sốt cao, ho có đờm, khó thở, đau ngực.
Hậu quả: Gây suy hô hấp, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe, thậm chí tử vong nếu không điều trị kịp thời.
Biện pháp phòng tránh: Tiêm vắc-xin phòng bệnh, giữ vệ sinh cá nhân, tránh tiếp xúc với người mắc bệnh.
Bệnh lao phổi
Nguyên nhân: Do vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis gây ra.
Triệu chứng: Ho kéo dài trên 3 tuần, sốt về chiều, sụt cân, đổ mồ hôi đêm.
Hậu quả: Bệnh có thể lây lan qua đường hô hấp, gây tử vong nếu không điều trị.
Biện pháp phòng tránh: Tiêm vắc-xin BCG, giữ khoảng cách với người mắc lao, ăn uống đủ chất để tăng cường miễn dịch.
Giải thích vì sao trong quá trình nuôi cá, tôm ở mật độ cao người ta thường dùng quạt nước.
Trong quá trình nuôi cá, tôm ở mật độ cao, nhu cầu oxy trong nước tăng cao do các sinh vật sử dụng oxy để hô hấp. Đồng thời, lượng chất thải hữu cơ từ cá, tôm và thức ăn thừa tích tụ làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước. Quạt nước được sử dụng để tăng cường sự hòa tan của oxy từ không khí vào nước, đảm bảo đủ oxy cho quá trình hô hấp của cá, tôm. Ngoài ra, quạt nước còn giúp tuần hoàn nước, tránh tình trạng nước đứng, giảm tích tụ chất thải và duy trì môi trường sống sạch sẽ, ổn định cho sinh vật nuôi.
