Trao Đổi Khí Ở Sinh Vật
Khái niệm · Khí khổng ở thực vật · Cơ quan trao đổi khí ở động vật · Hệ hô hấp người
Cơ chế trao đổi khí: sự trao đổi khí giữa cơ thể sinh vật với môi trường diễn ra theo cơ chế khuếch tán — các phân tử khí di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp.
Trao đổi khí diễn ra ở đâu?
- Quá trình trao đổi khí xảy ra ở cả thực vật và động vật, diễn ra suốt cả ngày đêm (không chỉ riêng ban ngày hay ban đêm).
- Ở động vật: trao đổi khí được thực hiện thông qua quá trình hô hấp.
- Ở thực vật: trao đổi khí được thực hiện ở cả hai quá trình quang hợp và hô hấp.
Bảng tổng hợp khí lấy vào – thải ra:
| Đối tượng | Quá trình | Khí lấy vào | Khí thải ra |
|---|---|---|---|
| 🌱 Thực vật | Quang hợp | $CO_2$ | $O_2$ |
| 🌱 Thực vật | Hô hấp | $O_2$ | $CO_2$ |
| 🐾 Động vật | Hô hấp | $O_2$ | $CO_2$ |
Trao đổi khí cung cấp $O_2$ cho hô hấp tế bào (phân giải chất hữu cơ → tạo năng lượng cho cơ thể). Đồng thời, khí $CO_2$ sinh ra từ hô hấp tế bào được trao đổi khí đưa ra ngoài môi trường.
a) Cơ quan trao đổi khí — khí khổng:
Thực vật trao đổi khí với môi trường chủ yếu thông qua khí khổng ở lá cây. Lá cây là nơi diễn ra sự trao đổi khí mạnh nhất ở thực vật (không phải rễ hay thân).
Cấu tạo khí khổng: mỗi khí khổng được cấu tạo bởi 2 tế bào hình hạt đậu nằm áp sát nhau. Hai tế bào này có đặc điểm:
- Thành ngoài mỏng, thành trong dày.
- Khi tế bào trương nước: thành ngoài căng ra kéo thành trong cong theo → khí khổng mở.
- Khi tế bào mất nước: khí khổng đóng lại.
Lá cây có dạng phiến mỏng, diện tích bề mặt lớn → tăng diện tích tiếp xúc với không khí → tăng hiệu quả khuếch tán khí qua khí khổng.
b) Chức năng của khí khổng:
Khí khổng có 2 chức năng chính:
- Trao đổi các loại khí ($O_2$, $CO_2$) giữa cây và môi trường.
- Thoát hơi nước cho cây.
Đường đi của khí qua khí khổng:
| Quá trình | Đường đi của khí |
|---|---|
| Quang hợp | $CO_2$ môi trường → khí khổng → tế bào thịt lá $O_2$ tế bào thịt lá → khí khổng → môi trường |
| Hô hấp | $O_2$ môi trường → khí khổng → tế bào thịt lá $CO_2$ tế bào thịt lá → khí khổng → môi trường |
c) Yếu tố ảnh hưởng đến trao đổi khí ở thực vật:
- Ánh sáng: khí khổng mở khi cây được chiếu sáng. Độ mở tăng dần từ sáng đến trưa, giảm dần và nhỏ nhất vào chiều tối.
- Nước: khí khổng mở khi cây có đủ nước. Khi thiếu nước, khí khổng đóng để hạn chế thoát hơi nước → trao đổi khí chậm lại.
- Nhiệt độ: những ngày nắng nóng mạnh, khí khổng đóng để giữ nước → sự trao đổi khí diễn ra chậm.
Tuỳ theo loài, động vật có cơ quan trao đổi khí khác nhau:
| Cơ quan trao đổi khí | Đại diện |
|---|---|
| 🪱Da (bề mặt cơ thể) | Giun đất, động vật đơn bào, ruột khoang, giun tròn, giun dẹp |
| 🦗Hệ thống ống khí | Côn trùng (châu chấu, kiến, bướm, ong…) |
| 🐟Mang | Cá, tôm, cua, trai, ốc |
| 🐦Phổi | Chim, bò sát, thú (mèo, chó…), người |
| 🐸Phổi & da | Ếch, nhái (kết hợp cả phổi và da) |
• Sống dưới nước + thân mềm/giáp xác → mang (cá, tôm, cua, trai, ốc).
• Côn trùng (6 chân, có cánh) → ống khí.
• Có xương sống trên cạn → phổi (chim, bò sát, thú, người).
• Giun các loại + động vật đơn bào → da.
• Ếch nhái → cả phổi và da.
Ở người, trao đổi khí được thực hiện qua hệ hô hấp với các cơ quan: khoang mũi, hầu, thanh quản, khí quản, phế quản và phổi (chứa các phế nang).
Tại phổi: $O_2$ khuếch tán từ phế nang vào máu, theo máu đến cung cấp cho tất cả các tế bào trong cơ thể (phục vụ hô hấp tế bào).
Tại tế bào: $CO_2$ sinh ra từ hô hấp tế bào được chuyển vào máu, theo máu đến phổi. Tại phổi, $CO_2$ khuếch tán từ máu vào phế nang rồi được đưa ra ngoài qua đường dẫn khí (theo chiều ngược lại với hít vào).
Những việc làm CÓ LỢI cho trao đổi khí ở người:
- Tập thể dục thường xuyên, hít thở sâu.
- Giữ môi trường sống thông thoáng, sạch sẽ.
- Trồng nhiều cây xanh để không khí trong lành.
- Không sưởi ấm bằng than, củi trong phòng kín.
- Không hút thuốc lá.
Lưu ý quan trọng về cây xanh và ban đêm:
Vì sao khi vận động mạnh, trao đổi khí diễn ra nhanh hơn?
Khi vận động mạnh, các cơ hoạt động nhiều → cơ thể cần nhiều năng lượng hơn → hô hấp tế bào tăng → cần nhiều $O_2$ hơn → hệ hô hấp tăng cường hoạt động → nhịp thở nhanh và sâu hơn.
Đầy đủ: khái niệm, khí khổng, cơ quan trao đổi khí ở động vật, hệ hô hấp người, các yếu tố ảnh hưởng và bài tập có lời giải.
Cùng luyện bài Trao đổi khí ở sinh vật!
20 câu: 15 trắc nghiệm · 3 đúng/sai · 2 tự luận
Tuyệt vời!
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu