Hướng dẫn giải chi tiết 31 Câu hỏi tự luận ôn tập phần hô hấp ở động vật và tuần hoàn máu Sinh học 11

TỰ LUẬN ÔN TẬP PHẦN HÔ HẤP Ở ĐỘNG VẬT – TUẦN HOÀN MÁU

Câu 1.

a. Những động vật có thể trao đổi khí qua bề mặt cơ thể có đặc điểm gì?

b. Vì sao cá xương hô hấp hiệu quả hơn các loại cá khác?

c. Cùng là trao đổi khí ở phổi, vì sao trao đổi khí ở thú hiệu quả hơn trao đổi khí ở bò sát?

Trả lời:

a. Đặc điểm

• Kích thước nhỏ.
• Da mỏng và ẩm ướt.
• Hoạt động ít.
• Động vật biến nhiệt.

b. Cá xương hô hấp hiệu quả hơn các loại cá khác vì mang đáp ứng được các đặc điểm của bề mặt trao đổi khí:

• Có diện tích bề mặt trao đổi khí lớn.
• Bề mặt trao đổi khí mỏng và ẩm ướt giúp O₂ và CO2 dễ dàng khuếch tán qua.
• Mang có hệ thống mao mạch dày đặc, máu có sắc tố hô hấp Hb giúp trao đổi và vận chuyển khí hiệu quả.
• Dóng nước đi từ miệng qua mang đem theo O2 hòa tan đến mang và đem CO2 từ mang thải ra ngoài.

* Ngoài ra, cá xương có thêm các đặc điểm làm tăng hiệu quả trao đổi khí:

• Dòng nước chảy một chiều, liên tục qua mang.
• Dòng nước chảy qua mang song song và ngược chiều với dòng máu chảy trong mao mạch
• Sử dụng oxi tiết kiệm do là sinh vật biến nhiệt được môi trường nước đệm đỡ.

c. Trao đổi khí ở thú hiệu quả hơn trao đổi khí ở bò sát vì:

• Số lượng phế nang nhiều hơn → tổng diện tích bề mặt trao đổi khí lớn → hiệu quả trao đổi khí cao.
• Phổi thú có cơ hoành → tăng thể tích..

Câu 2. 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?

Trả lời:

• Đặc điểm của bề mặt hô hấp:
  • Bề mặt hô hấp cần phải mỏng, rộng và ẩm ướt để các chất khí dễ dàng khuếch tán
  • Có mạng lưới mao mạch phát triển và thường chảy theo hướng ngược chiều với dòng khí đi vào để làm chênh lệch phân áp các chất khí giữa hai phía của bề mặt hô hấp.
• Đặc điểm cơ quan hô hấp của chim:
  • Dòng máu chảy trong các mao mạch trên thành ống khí ngược chiều với dòng khí đi qua các ống khí.
  • Phổi của chim gồm nhiều ống khí song song và các túi khí có thể co giãn giúp cho việc thông khí qua phổi theo một chiều và luôn giàu oxi cả khi hít vào và thở ra.

Câu 3. Giải thích vì sao khi hít vào gắng sức, các phế nang không bị dãn nở quá mức và khi thở ra hết mức thì các phế nang cũng không xẹp hoàn toàn?

Trả lời:

• Khi hít vào gắng sức: Các “thụ quan dãn” nằm trong các tiểu phế quản và màng phổi bị kích thích lúc phổi quá căng do hít vào gắng sức, sẽ kìm hãm mạnh trung khu hít vào làm ngừng ngay sự co các cơ thở => tránh cho các phế nang bị căng qúa mức.
• Khi thở ra gắng sức: Trong các phế nang, bên cạnh các tế bào biểu bì dẹt còn có các tế bào hình khối lớn, có chức năng tiết ra chất giảm hoạt bề mặt, là một prôtêin tránh cho phế nang bị xẹp hoàn toàn khi thở ra gắng sức.

Câu 4. Một người trước khi lặn đã thở sâu liên tiếp, khi anh ta lặn xuống nước có thể gặp phải nguy cơ nào ?

Trả lời:

• Thở sâu liên tiếp làm giảm sâu nồng độ CO₂ đồng thời tăng nồng độ O₂.
• Khi lặn xuống nước cơ thể sử dụng oxi và giải phóng CO₂. Tuy nhiên do thở sâu nên có thể khi thiếu oxi nhưng nồng độ CO₂ tích lũy chưa cao nên không đủ kích thích trung khu hô hấp, người này có thể bị ngạt, hôn mê,...

Câu 5. Cá, tôm, thực hiện quá trình trao đổi khí qua mang. Sự lưu thông khí qua mang của cá ,tôm, theo cơ chế nào?

Trả lời:

• Ở cá sự lưu thông khí nhờ sự nâng hạ thềm miệng kết hợp với sự đóng mở của xương nắp mang.
• Ở tôm sự lưu thông khí là nhờ hoạt động của các tấm quạt nước.

Câu 6. Giải thích vì sao nếu lấy hết CO₂ trong máu thì hoạt động hô hấp, tuần hoàn rất yếu và các tế bào mô bị thiếu ôxy?

Trả lời:

• Hoạt động hô hấp, tuần hoàn rất yếu vì: Khi trong máu không có CO₂ → không có H⁺ để kích thích lên các thụ thể hóa học ở cung động mạch cảnh và xoang động mạch chủ. Mặt khác không có CO₂ theo đường máu vào dịch não tủy và kích thích trực tiếp trung khu hô hấp ở dạng H⁺.     
• Các tế bào mô thiếu ôxy vì:
  • Hoạt động hô hấp, tuần hoàn kém do đó không nhận đủ O₂ cho cơ thể.                        
  • Theo hiệu ứng Bohr thì khi không có H⁺ sẽ làm giảm lượng O₂ giải phóng ra từ Ôxy hêmôglôbin để cung cấp cho tế bào của mô.

Câu 7. Tại sao cùng một cường độ hoạt động như nhau nhưng những người ít luyện tập thể dục thể thao thường thở gấp và mệt hơn những người thường xuyên luyện tập thể dục?

Trả lời:

Liên quan đến dung tích khí cặn. Khí cặn có nồng độ O₂ thấp, CO₂ cao.

• Khi ta hít vào, lượng khí cặn sẽ pha trộn với không khí ta vừa hít vào, sau đó hỗn hợp khí này mới trực tiếp trao đổi với máu. Vì vậy, dung tích khí cặn càng lớn thì hỗn hợp khí có nồng độ O₂ thấp CO₂ cao sẽ tăng, bất lợi cho sự trao đổi khí.
• Trong các hoạt động luyện tập thể dục thể thao, hoạt động thở sâu giúp làm giảm dung tích khí cặn. Do đó người thường xuyên luyện tập, khi hoạt động mạnh, nồng độ CO₂ không tăng nhanh chóng trong máu nên thường ít bị thở gấp và lâu bị mệt hơn người ít thường xuyên luyện tập.

Câu 8.

a. Khi huyết áp giảm đột ngột thì hoạt động hô hấp sẽ biến đổi như thế nào? Tại sao?

b. Vì sao công nhân làm việc trong các hầm than thường bị ngạt thở?

Trả lời:

a.

Khi huyết áp giảm đột ngột thì hoạt động hô hấp tăng.

Nguyên nhân:

• Khi huyết áp giảm -> Vận tốc máu giảm -> Vận chuyển cung cấp O₂ và loại thải CO₂ giảm -> Lượng CO₂ trong máu cao hơn bình thường.
• Sự thay đổi huyết áp, hàm lượng CO₂ trong máu sẽ kích thích các thụ cảm thể áp lực và thụ cảm thể hóa học ở cung động mạch chủ và xoang động mạch cảnh rồi chuyển về hành tủy -> Các trung khu hô hấp ở đây sẽ tăng cường mức hoạt động, điều khiển hoạt động hô hấp tích cực hơn để loại thải CO₂ trong máu.

b. Vì:

• Trong hầm than, hàm lượng O₂ giảm, hàm lượng CO, CO₂ tăng.
• Hemoglobin kết hợp dễ dàng với CO tạo cacboxyhemoglobin: Hb + CO ->HbCO.
• HbCO là một hợp chất rất bền, khó phân tích -> Máu thiếu Hb tự do -> Cơ thể thiếu O₂ nên có cảm giác ngạt thở.

Câu 9. Hãy so sánh hoạt động của hệ tim mạch, hô hấp khi lao động và lúc nghỉ ngơi. Sự sai khác 2 trường hợp nêu trên do đâu?

Trả lời:

-Khi lao động tim đập nhanh và mạnh hơn lúc nghỉ ngơi.

Nguyên nhân: khi lao động sự oxy hóa glucose xảy ra nhanh mạnh để cung cấp nguyên liệu cho cơ thể hoạt động, đồng thời tạo nhiều CO₂ trong máu (tích tụ H⁺), H⁺ kích thích thụ quan gây xung thần kinh hướng tâm truyền đến trung khu giao cảm ở tủy sống → hạch xoang nhĩ  → làm tim đập nhanh để cung cấp oxy → Huyết áp tăng. Mặt khác xung thần kinh truyền đến trung khu hô hấp → tăng nhịp hô hấp. Ngược lại là khi nghỉ ngơi.

Câu 10. Tại sao khi ăn no không nên tắm?

Trả lời:

Vì khi ăn no, áp lực các thụ quan hóa học cao, mạch máu đang trong tình trạng áp suất cao, không nên tắm ngay sau khi ăn vì nếu tắm sẽ gây dãn nở các mạch máu, ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe.

Câu 11. Tại sao khi ăn no lại buồn ngủ?

Trả lời:

Vì cơ thể đang dồn năng lượng cho hoạt động tiêu hóa nên năng lượng cung cấp cho các hoạt động khác sẽ giảm, hệ thần kinh sẽ kích thích cho hoạt động ngủ diễn ra để cơ thể tiêu hóa và hấp thụ các chất dinh dưỡng vào máu được tốt hơn.

Câu 12. Tại sao khi lao động nặng, những người ít luyện tập thể lực thường thở gấp hơn và chóng mệt hơn những người thường xuyên luyện tập thể lực?

Trả lời:

• Những người thường xuyên luyện tập thể lực, các cơ hô hấp phát triển hơn, sức co giãn tăng lên làm cho thể tích lồng ngực tăng giảm nhiều hơn.
• Những người ít luyện tập phải thường xuyên thở gấp mới đáp ứng yêu cầu trao đổi khí do vậy sẽ chóng mệt hơn.

Câu 13. Tại sao khi ta ngủ say hay khi đang làm việc không hề để ý mà ta vẫn thở đều đặn?

Trả lời:

* Khi ta ngủ say hay khi đang làm việc không hề để ý mà ta vẫn thở đều đặn là nhờ cơ chế tự điều hoà hô hấp:

* Phản xạ hô hấp là một phản xạ không điều kiện được điều hòa theo 2 cơ chế đó là cơ chế thần kinh và cơ chế thể dịch:  

• Sơ đồ cơ chế tự điều hoà hô hấp.
• Cơ chế thần kinh: Trung khu hô hấp gồm trung khu thở ra và trung khu hít vào (nằm ở hành tuỷ, các trung khu này chịu sự kiểm soát của cầu não.       
• Hoạt động hô hấp:
  • Khi hít vào các xung thần kinh từ các thụ quan ở thành phế nang theo các sợi hướng tâm kìm hãm trung khu hít vào và kích thích trung khu thở ra, lồng ngực xẹp xuống giảm thể tích gây thở ra. Vậy hít vào gây phản xạ xạ thở ra.
  • Khi thở ra phổi xẹp xuống các xung thần kinh trở về kìm hãm trung khu thở ra và kích thích trung khu hít vào.  
• Vậy hít vào, thở ra kế tiếp một cách nhịp nhàng theo cơ chế tự điều hoà.
• Cơ chế thể dịch:   
  • Tác nhân chủ yếu kích thích trung khu hô hấp bằng cơ chế thể dịch là sự tăng nồng độ CO2 trong máu.   
  • Tăng nồng độ CO₂ gây phản xạ thở ra nhanh gấy đôi lúc nghỉ ngơi.

Câu 14. Nêu ưu điểm về cấu tạo và hoạt động hô hấp của chim và côn trùng?

Trả lời:

• Ở côn trùng hệ hô hấp gồm:
  • Các ống khí làm nhiệm vụ dẫn khí, phân nhánh dần thành các ống khí nhỏ nhất, tiếp xúc trực tiếp với các tế bào cơ thể, thực hiện trao đổi khí.
  • Hệ thống ống khí thông với không khí bên ngoài nhờ lỗ thở.
  • Khí được lưu thông trong ống khí nhờ sự co, dãn của phần bụng.
• Ở chim, hệ hô hấp gồm:
  • Sự trao đổi khí thực hiện qua các ống khí nằm trong phổi, với hệ thống mao mạch bao quanh.
  • Sự lưu thông khí qua các ống khí thực hiện nhờ sự co, dãn của túi khí thông với ống khí.
  • Không khí lưu thông liên tục qua các ống khí ở phổi theo một chiều nhất định kể cả lúc hít vào và lúc thở ra → không có khí đọng trong các ống khí ở phổi.

Câu 15. Khi nồng độ CO₂ trong máu tăng cao thì nồng độ O₂ trong máu sẽ thay đổi như thế nào? Giải thích?

Trả lời:

Khi nồng độ CO₂ trong máu tăng cao thì nồng độ O₂ trong máu sẽ tăng

Giải thích:

• CO₂ tác động lên trung khu hô hấp thông qua hệ thống thụ thể hóa học (trên cung động mạch chủ và xoang động mạch cảnh) mạnh hơn nhiều so với O₂ →  làm tăng cường phản xạ hô hấp → tăng trao đổi O₂
• CO₂ khuếch tán từ máu vào dịch não tủy kết hợp với H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^-. H⁺  tác dụng lên thụ thể hóa học (rất nhạy) → tăng phản xạ hô hấp

Hiệu ứng Bohr: CO₂ khuếch tán vào hồng cầu kết hợp với H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃. H⁺  kết hợp với Hb tạo axit yếu Hemoglobin → giảm số lượng Hb trong hồng cầu → HbO₂ tiếp tục phân li → tăng lượng O₂

Câu 16. Cho bảng số liệu:

Khí	Áp suất từng phần (mmHg)
	Không khí	Không khí trong phế nang	Máu trong động mạch các mạch đi tới các phế nang	Máu tĩnh mạch  trong các mạch từ phế nang đi ra
O2	159	100-110	40	102
CO2	0.2-0.3	40	47	40

Từ bảng trên rút ra được điều gì? 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?

Trả lời:

Bảng cho thấy:

• Liên quan đến trao đổi khí.
• Chênh lệch O₂ và CO₂ giữa các nơi.
• Sự chênh lệch giữa áp suất thành phần của các khí trong máu đi tới phế nang và áp suất  từng phần của các khí đó trong không khí ở phế nang: O₂ là 100-40=60 đến 110-40=70 mmHg; CO₂ là 47-40=7 mmHg

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, ẩm ướt, thông khí, giàu mạch máu.