Tại sao cá heo, cá voi sống trong nước nhưng phải thường xuyên nhô lên mặt nước để thở?
Câu hỏi này dẫn chúng ta đến một đặc điểm quan trọng trong sinh lý học của động vật sống dưới nước. Mặc dù cá heo và cá voi là động vật biển, nhưng chúng vẫn cần lấy không khí từ mặt nước. Điều này có liên quan đến cơ chế hô hấp của chúng. Cá heo và cá voi có phổi, không thể thở qua mang như các loài cá. Vì vậy, chúng phải nổi lên mặt nước để hít không khí, đặc biệt là oxy trong không khí để đáp ứng nhu cầu trao đổi khí của cơ thể.
I. VAI TRÒ CỦA HÔ HẤP
Câu 1. Phân tích mối liên quan của các giai đoạn trong quá trình hô hấp.
Hô hấp ở động vật là một quá trình sinh lý quan trọng, giúp cung cấp oxy (O2) và loại bỏ khí carbonic (CO2) ra khỏi cơ thể. Quá trình hô hấp có thể chia thành ba giai đoạn chính:
Hít vào (hấp thụ O2): Trong giai đoạn này, không khí được đưa vào phổi hoặc cơ quan hô hấp của động vật. Oxy từ không khí đi vào máu qua màng tế bào hô hấp.
Vận chuyển khí trong cơ thể: Oxy từ phổi được vận chuyển qua hệ tuần hoàn tới các tế bào trong cơ thể để tham gia vào các phản ứng sinh học. Đồng thời, khí CO2 sinh ra từ quá trình trao đổi chất được vận chuyển ngược lại phổi.
Thở ra (thải CO2): Trong giai đoạn này, khí CO2 được thải ra ngoài qua hệ hô hấp, từ đó giúp duy trì sự cân bằng của khí trong cơ thể.
Ba giai đoạn này có mối liên quan mật thiết với nhau, đảm bảo rằng cơ thể có đủ oxy cho các quá trình sống và loại bỏ khí thải CO2, giúp cơ thể duy trì chức năng sinh lý bình thường.
Câu 2. Tại sao cơ thể động vật bắt buộc phải lấy O2 từ môi trường và thải CO2 ra môi trường?
Cơ thể động vật bắt buộc phải lấy oxy từ môi trường để thực hiện quá trình hô hấp tế bào. Oxy là yếu tố cần thiết cho quá trình tạo năng lượng trong tế bào qua chu trình hô hấp tế bào (chu trình Krebs). Quá trình này giúp tế bào chuyển hóa chất dinh dưỡng (chủ yếu là glucose) thành năng lượng dưới dạng ATP. Mặt khác, CO2 là sản phẩm thải của quá trình này và nếu không được thải ra ngoài cơ thể, nó sẽ tích tụ và làm giảm pH trong cơ thể, gây hại cho tế bào và các cơ quan.
II. CÁC HÌNH THỨC TRAO ĐỔI KHÍ
Câu 1. Quan sát Hình 9.2 trang 55, cho biết thủy tức và giun đất trao đổi khí với môi trường sống như thế nào.
Thủy tức: Thủy tức trao đổi khí với môi trường sống chủ yếu qua bề mặt cơ thể. Bởi vì nó là động vật đa bào đơn giản và có bề mặt cơ thể lớn so với thể tích cơ thể, oxy có thể khuếch tán trực tiếp qua lớp tế bào ngoài cùng.
Giun đất: Giun đất trao đổi khí qua bề mặt cơ thể của mình. Chúng không có phổi hay mang, nhưng lớp da của giun đất rất mỏng và ẩm ướt, tạo điều kiện thuận lợi cho sự khuếch tán oxy vào máu và thải CO2 ra ngoài.
Câu 2. Quan sát Hình 9.3 trang 55 và giải thích tại sao sự phân nhánh của ống khí có thể giúp côn trùng trao đổi khí rất hiệu quả, đảm bảo đủ O2 cho hoạt động bình thường cũng như các hoạt động tích cực, tiêu tốn nhiều năng lượng.
Côn trùng có hệ thống ống khí phân nhánh rất phát triển, gọi là ống khí hoặc hệ thống ống dẫn khí. Các ống khí này phân nhánh thành các tiểu nhánh nhỏ và tỏa ra khắp cơ thể côn trùng, mang oxy trực tiếp đến các tế bào mà không cần phải qua hệ tuần hoàn. Sự phân nhánh này giúp oxy được cung cấp cho tất cả các phần của cơ thể, ngay cả khi côn trùng hoạt động mạnh mẽ, tiêu tốn nhiều năng lượng.
Câu 3. Nghiên cứu Hình 9.4 và 9.5 trang 56, cho biết tại sao hệ hô hấp của cá xương trao đổi khí với nước rất hiệu quả?
Hệ hô hấp của cá xương rất hiệu quả vì chúng có mang, một cơ quan đặc biệt để trao đổi khí trong nước. Mang có cấu trúc như các lá mỏng, giúp tăng diện tích tiếp xúc với nước. Khi nước chảy qua mang, oxy trong nước được hấp thụ vào máu, trong khi CO2 từ máu được thải ra ngoài. Ngoài ra, cá xương có cơ chế một chiều để dòng nước luôn lưu thông qua mang, giúp tối đa hóa hiệu quả trao đổi khí.
Câu 4. Tại sao hệ hô hấp của người và của Chim trao đổi khí với không khí rất hiệu quả?
Hệ hô hấp của người và chim rất hiệu quả nhờ cấu trúc phổi đặc biệt. Phổi của chim có các ống phế quản phụ, giúp không khí được lưu thông một chiều, làm tăng hiệu quả trao đổi khí. Ở người, phổi có các phế nang với diện tích bề mặt lớn, giúp oxy được khuếch tán vào máu và CO2 được thải ra ngoài dễ dàng. Hệ hô hấp của cả hai đều có cơ chế thông khí rất hiệu quả, đảm bảo cung cấp đủ oxy cho các hoạt động của cơ thể.
III. BỆNH VỀ HÔ HẤP
Câu 1. Tìm hiểu qua tài liệu, internet, hỏi bác sĩ, cán bộ y tế... về một số bệnh phổ biến ở đường dẫn khí và ở phổi, nguyên nhân gây bệnh, biện pháp phòng tránh các bệnh đó, sau đó kẻ và hoàn thành bảng trong vở theo mẫu dưới đây.
Các bệnh phổ biến ở đường hô hấp và phổi có thể kể đến như:
Viêm phế quản: Viêm phế quản là tình trạng viêm ở các ống dẫn khí trong phổi, gây khó thở và ho. Nguyên nhân chính là do nhiễm vi khuẩn hoặc virus. Phòng tránh bệnh bằng cách giữ vệ sinh đường hô hấp, tiêm phòng cúm và không hút thuốc.
Hen suyễn: Đây là bệnh mãn tính của đường hô hấp, khiến đường thở bị viêm và thu hẹp, gây khó thở. Hen suyễn có thể do di truyền hoặc tác động của môi trường. Biện pháp phòng ngừa bao gồm tránh các tác nhân gây dị ứng và sử dụng thuốc theo chỉ định.
Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD): Đây là bệnh phổi do hút thuốc lá lâu dài. Bệnh làm suy giảm chức năng hô hấp và gây khó thở. Phòng tránh bằng cách không hút thuốc và tránh tiếp xúc với chất độc hại.
Câu 2. Ô nhiễm không khí và khói thuốc lá là ảnh hưởng như thế nào đến hô hấp và sức khoẻ con người?
Ô nhiễm không khí và khói thuốc lá có tác động tiêu cực đến hệ hô hấp con người. Các chất độc trong khói thuốc lá và ô nhiễm không khí có thể gây viêm đường hô hấp, làm giảm khả năng trao đổi khí của phổi, dẫn đến các bệnh như viêm phế quản, hen suyễn và ung thư phổi. Ngoài ra, ô nhiễm không khí còn làm tăng nguy cơ mắc các bệnh tim mạch và các vấn đề về hô hấp khác.
Câu 3. Tham khảo Bảng 9.1 trang 59 và cho biết ý nghĩa của việc: Xử phạt người hút thuốc lá ở nơi công cộng (cơ quan, trường học, bệnh viện...) và cấm trẻ em dưới 16 tuổi hút thuốc lá.
Việc xử phạt người hút thuốc lá ở nơi công cộng nhằm giảm thiểu tác động xấu của khói thuốc đến sức khỏe cộng đồng, đặc biệt là những người không hút thuốc. Cấm trẻ em dưới 16 tuổi hút thuốc lá là để bảo vệ sức khỏe của trẻ, tránh cho chúng tiếp xúc với các tác nhân gây nghiện và các bệnh về hô hấp, tim mạch khi còn nhỏ.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Câu 1. Tại sao khi nuôi ếch và giun đất, người nuôi phải giữ cho môi trường nuôi luôn ẩm ướt?
Ếch và giun đất có thể trao đổi khí qua bề mặt da, vì vậy da của chúng cần phải luôn ẩm ướt để oxy có thể khuếch tán qua và CO2 được thải ra ngoài. Nếu môi trường quá khô, quá trình trao đổi khí sẽ bị giảm hiệu quả, ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng.
Câu 2. Tại sao nuôi tôm cá với mật độ cao người ta thường dùng máy sục khí vào nước nuôi?
Khi nuôi tôm cá với mật độ cao, lượng oxy trong nước có thể giảm nhanh chóng vì số lượng động vật lớn sử dụng oxy. Máy sục khí được sử dụng để cung cấp oxy bổ sung vào nước, giúp duy trì mức oxy đủ cho tôm cá để hô hấp và phát triển bình thường.
Câu 3. Vận dụng những hiểu biết về hô hấp, hãy đề xuất một số biện pháp giúp hệ hô hấp khoẻ mạnh, hoạt động hiệu quả.
Một số biện pháp giúp hệ hô hấp khỏe mạnh bao gồm:
Tập thể dục đều đặn để tăng cường khả năng hô hấp.
Tránh tiếp xúc với khói thuốc lá và ô nhiễm không khí.
Ăn uống lành mạnh, đặc biệt là thực phẩm giàu vitamin C và E để tăng cường sức đề kháng.
Giữ vệ sinh đường hô hấp bằng cách rửa tay thường xuyên và tránh tiếp xúc với người bị bệnh.
