Bài 31: Trao đổi nước và chất dinh dưỡng ở động vật – Lý thuyết

I. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Con đường thu nhận và tiêu hoá thức ăn trong ống tiêu hoá ở động vật

Động vật thu nhận thức ăn từ môi trường bên ngoài chủ yếu thông qua hoạt động ăn và uống. Các chất dinh dưỡng có trong thức ăn như carbohydrate, protein, lipid,… là những chất phức tạp, cần được biến đổi thành các chất đơn giản hơn thì cơ thể mới hấp thụ được. Quá trình biến đổi này do hệ tiêu hoá thực hiện.

Con đường thu nhận và tiêu hoá thức ăn trong ống tiêu hoá ở người diễn ra qua 3 giai đoạn:

Giai đoạn 1 – Ăn: Thức ăn được đưa vào miệng, bắt đầu quá trình biến đổi (nhai, nghiền nhỏ, trộn với nước bọt).

Giai đoạn 2 – Tiêu hoá và hấp thụ: Thức ăn tiếp tục được biến đổi trong ống tiêu hoá (dạ dày, ruột non) để trở thành các chất đơn giản. Các chất dinh dưỡng đơn giản này được hấp thụ vào máu tại ruột non.

Giai đoạn 3 – Thải phân: Các chất cặn bã còn lại không được cơ thể hấp thụ sẽ được thải ra ngoài dưới dạng phân qua hậu môn.

Con đường thu nhận và tiêu hoá thức ăn trong ống tiêu hoá ở người
Con đường thu nhận và tiêu hoá thức ăn trong ống tiêu hoá ở người

2. Nhu cầu sử dụng nước và con đường trao đổi nước ở động vật

Nước là yếu tố thiết yếu giúp động vật duy trì sự sống. Mỗi loài động vật có nhu cầu sử dụng nước khác nhau, phụ thuộc vào tuổi, đặc điểm sinh học và môi trường sống.

Nhu cầu nước khác nhau ở một số loài động vật: voi cần 160–300 lít nước mỗi ngày, chuột nhảy Bắc Mỹ lấy nước từ hạt ăn
Nhu cầu nước khác nhau ở một số loài động vật: voi cần 160–300 lít nước mỗi ngày, chuột nhảy Bắc Mỹ lấy nước từ hạt ăn

Con đường nước đi vào cơ thể:

Đa số động vật và con người lấy nước vào cơ thể chủ yếu qua thức ăn và nước uống. Nước được hấp thụ trực tiếp ở các bộ phận của ống tiêu hoá, trong đó ruột già là nơi hấp thụ nước nhiều nhất. Sau khi hấp thụ vào mạch máu, nước được vận chuyển tới các tế bào và cơ quan để tham gia vào quá trình trao đổi chất.

Con đường nước đào thải ra ngoài:

Nước và các chất thải được đào thải ra khỏi cơ thể chủ yếu qua hai con đường:

  • Nước tiểu: Nước tiểu được tạo ra nhờ quá trình lọc máu ở thận, sau đó đi qua ống dẫn nước tiểu xuống bàng quang và thải ra ngoài qua ống đái.
  • Mồ hôi: Nước thoát qua các tuyến mồ hôi trên da.

Ngoài ra, nước còn được thải qua hơi thở và phân.

Vì nước luôn bị đào thải ra ngoài, nên việc bổ sung nước thường xuyên là vô cùng quan trọng.

Sự thải mồ hôi qua da
Sự thải mồ hôi qua da
Sơ đồ sự tạo thành nước tiểu và thải nước tiểu ra ngoài ở người
Sơ đồ sự tạo thành nước tiểu và thải nước tiểu ra ngoài ở người

Cách bổ sung nước cho cơ thể: uống nước trực tiếp, ăn thức ăn chứa nhiều nước (hoa quả mọng nước, canh, súp,…), trong trường hợp bệnh lí có thể truyền nước theo chỉ định của bác sĩ.

Khuyến nghị về lượng nước: Theo khuyến nghị năm 2012 của Viện Dinh dưỡng Quốc gia, trẻ em ở tuổi vị thành niên cần 40 ml nước/1 kg thể trọng mỗi ngày.

3. Sự vận chuyển các chất ở động vật

Các tế bào và cơ quan trong cơ thể động vật cần được cung cấp chất dinh dưỡng (từ cơ quan tiêu hoá) và $O_2$ (từ phổi) để hoạt động. Đồng thời, quá trình trao đổi chất ở tế bào tạo ra các sản phẩm thải (trong đó có $CO_2$), cần được vận chuyển đến phổi và cơ quan bài tiết để thải ra ngoài.

Hệ tuần hoàn là hệ cơ quan đảm nhận việc vận chuyển các chất trong cơ thể động vật.

Ở người, các chất được vận chuyển theo hai vòng tuần hoàn:

a) Vòng tuần hoàn nhỏ (vòng tuần hoàn phổi):

Tim → (bơm máu đỏ thẫm, nghèo $O_2$) → động mạch phổi → mao mạch phổi (tại đây máu nhận $O_2$ và thải $CO_2$, trở thành máu đỏ tươi) → tĩnh mạch phổi → trở về tim.

b) Vòng tuần hoàn lớn:

Tim → (bơm máu đỏ tươi, giàu $O_2$ và chất dinh dưỡng) → động mạch → mao mạch ở các cơ quan (tại đây máu cung cấp $O_2$ và chất dinh dưỡng cho tế bào, đồng thời nhận $CO_2$ và các chất bài tiết, trở thành máu đỏ thẫm) → tĩnh mạch → trở về tim.

Sơ đồ hai vòng tuần hoàn ở người
Sơ đồ hai vòng tuần hoàn ở người

4. Vận dụng vào thực tiễn

a) Nguy cơ khi thiếu hoặc thừa dinh dưỡng

Khi thiếu chất dinh dưỡng:

  • Thiếu carbohydrate (tinh bột): cơ thể thiếu năng lượng để hoạt động.
  • Thiếu protein: không đủ nguyên liệu cấu tạo tế bào, suy dinh dưỡng.
  • Thiếu vitamin A: mắc bệnh khô mắt, quáng gà.

Khi thừa chất dinh dưỡng:

  • Ăn quá nhiều đường + vệ sinh răng miệng không đúng cách: gây sâu răng.
  • Ăn quá nhiều chất béo và carbohydrate: năng lượng dư thừa tích tụ gây béo phì, tăng nguy cơ tiểu đường, tim mạch, tổn thương khớp.

Cần xây dựng chế độ ăn uống đa dạng, cân đối các nhóm chất dinh dưỡng.

b) Vệ sinh ăn uống

Nhiều tác nhân có thể gây hại cho hệ tiêu hoá: vi khuẩn, nấm trong thức ăn ôi thiu; giun, sán kí sinh trong ruột. Ngoài ra, ăn uống không đúng cách (ăn vội, nhai không kĩ, ăn không đúng giờ) cũng làm giảm hiệu quả tiêu hoá.

Bảng các biện pháp vệ sinh ăn uống:

Hoạt động Tác dụng
Vệ sinh răng miệng đúng cách sau khi ăn Bảo vệ răng, tránh sâu răng
Ăn chín, uống sôi Tiêu diệt vi khuẩn, kí sinh trùng có hại trong thức ăn, nước uống
Rửa tay trước khi ăn Loại bỏ vi khuẩn, bụi bẩn trên tay, tránh đưa mầm bệnh vào cơ thể
Tạo không khí thoải mái khi ăn Giúp hệ tiêu hoá hoạt động hiệu quả hơn, tăng khả năng tiêu hoá và hấp thụ
Chuẩn bị bữa ăn có đầy đủ các nhóm chất dinh dưỡng Đảm bảo cung cấp đủ chất cho cơ thể, tránh thiếu hoặc thừa dinh dưỡng

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Con đường tiêu hoá và trao đổi nước ở động vật

Phương pháp chung:

  • Con đường tiêu hoá gồm 3 giai đoạn: ăn → tiêu hoá và hấp thụ → thải phân.
  • Các chất cần biến đổi: carbohydrate, protein, lipid (chất phức tạp → chất đơn giản).
  • Nước vào qua thức ăn + nước uống, hấp thụ nhiều nhất ở ruột già.
  • Nước ra qua nước tiểu + mồ hôi (+ hơi thở, phân).

Ví dụ 1

Đề bài: Trong thức ăn, những chất dinh dưỡng nào cần được biến đổi thành các chất đơn giản hơn để cơ thể dễ hấp thụ?

A. Carbohydrate, protein, lipid B. Protein, lipid, vitamin C. Vitamin, carbohydrate, muối khoáng D. Nước, muối khoáng, vitamin

Lời giải:

Trong thức ăn, các chất có cấu trúc phân tử phức tạp, kích thước lớn cần được hệ tiêu hoá biến đổi thành chất đơn giản trước khi hấp thụ vào máu. Đó là carbohydrate (tinh bột → đường đơn), protein (→ axit amin) và lipid (→ axit béo và glycerol).

Còn vitamin, nước, muối khoáng đã là chất đơn giản, cơ thể hấp thụ trực tiếp mà không cần biến đổi.

Đáp án: A. Carbohydrate, protein, lipid

Ví dụ 2

Đề bài: Nơi hấp thụ nước nhiều nhất trong ống tiêu hoá là:

A. Thực quản B. Dạ dày C. Ruột non D. Ruột già

Lời giải:

Trong ống tiêu hoá, mặc dù ruột non hấp thụ phần lớn chất dinh dưỡng, nhưng nơi hấp thụ nước nhiều nhất lại là ruột già. Tại ruột già, nước được hấp thụ mạnh để làm đặc phân trước khi thải ra ngoài.

Đáp án: D. Ruột già

Dạng 2: Hai vòng tuần hoàn và sự vận chuyển các chất ở người

Phương pháp chung:

  • Hệ tuần hoàn vận chuyển các chất trong cơ thể.
  • Vòng tuần hoàn nhỏ: tim → phổi → tim. Máu đỏ thẫm (nghèo $O_2$) đi đến phổi, nhận $O_2$, thải $CO_2$, thành máu đỏ tươi, về tim.
  • Vòng tuần hoàn lớn: tim → các cơ quan → tim. Máu đỏ tươi (giàu $O_2$ + chất dinh dưỡng) đi nuôi cơ thể, nhận $CO_2$ + chất bài tiết, thành máu đỏ thẫm, về tim.

Ví dụ 1

Đề bài: Phát biểu nào sau đây là đúng nhất về vòng tuần hoàn lớn?

A. Vòng tuần hoàn lớn đưa máu giàu $O_2$ và các chất bài tiết đến các cơ quan để nuôi dưỡng cơ thể, nhận các chất dinh dưỡng và khí $CO_2$ trở về tim.

B. Vòng tuần hoàn lớn đưa máu giàu khí $CO_2$ và các chất dinh dưỡng đến các cơ quan để nuôi dưỡng cơ thể, nhận các chất bài tiết và khí $O_2$ trở về tim.

C. Vòng tuần hoàn lớn đưa máu chứa khí $CO_2$ và các chất bài tiết đến các cơ quan để nuôi dưỡng cơ thể, nhận máu giàu khí $O_2$ và các chất dinh dưỡng trở về tim.

D. Vòng tuần hoàn lớn đưa máu giàu $O_2$ và các chất dinh dưỡng đến các cơ quan để nuôi dưỡng cơ thể, nhận các chất bài tiết và khí $CO_2$ trở về tim.

Lời giải:

Vòng tuần hoàn lớn bắt đầu từ tim, bơm máu đỏ tươi (giàu $O_2$ và chất dinh dưỡng) đi đến các cơ quan trong cơ thể để cung cấp chất dinh dưỡng và $O_2$. Tại các tế bào, máu nhận lại các chất bài tiết và $CO_2$ (sản phẩm thải của hô hấp tế bào), trở thành máu đỏ thẫm rồi quay về tim.

  • A sai vì máu đi ra mang chất dinh dưỡng chứ không mang chất bài tiết.
  • B sai vì máu đi ra giàu $O_2$, không giàu $CO_2$.
  • C sai hoàn toàn vì mô tả ngược.
  • D đúng.

Đáp án: D

Ví dụ 2

Đề bài: Việc vận chuyển các chất trong cơ thể động vật do hệ cơ quan nào phụ trách?

A. Hệ tuần hoàn B. Hệ bài tiết C. Hệ tiêu hóa D. Hệ nội tiết

Lời giải:

Trong cơ thể động vật, máu là phương tiện vận chuyển các chất (chất dinh dưỡng, $O_2$, $CO_2$, chất thải,…) đi khắp cơ thể. Hệ cơ quan chịu trách nhiệm thực hiện việc vận chuyển này là hệ tuần hoàn (bao gồm tim và hệ thống mạch máu).

Hệ bài tiết có chức năng thải chất thải, hệ tiêu hoá biến đổi và hấp thụ thức ăn, hệ nội tiết tiết hoocmon.

Đáp án: A. Hệ tuần hoàn

Dạng 3: Vận dụng kiến thức về dinh dưỡng và nhu cầu nước vào thực tế

Phương pháp chung:

  • Tính lượng nước cần uống: khối lượng cơ thể (kg) × 40 ml.
  • Ăn đa dạng vì mỗi loại thức ăn chỉ chứa một số chất dinh dưỡng nhất định.
  • Thiếu/thừa dinh dưỡng đều gây hại.

Ví dụ 1

Đề bài: Bạn An nặng 30 kg. Dựa theo khuyến nghị của Viện Dinh dưỡng Quốc gia, thể tích nước bạn An cần cung cấp cho bản thân mỗi ngày là bao nhiêu?

A. 700 ml B. 1200 ml C. 40 ml D. 288 ml

Lời giải:

Theo khuyến nghị, trẻ em ở tuổi vị thành niên cần 40 ml nước cho mỗi kg thể trọng mỗi ngày.

Bạn An nặng 30 kg, vậy lượng nước cần mỗi ngày:

$$30 \times 40 = 1200 \text{ ml}$$

Đáp án: B. 1200 ml

Ví dụ 2

Đề bài: Bạn Tấn cao 1m40, nặng 50 kg. Hãy tính toán và đưa ra lời khuyên cho bạn Tấn về nhu cầu cung cấp nước và chế độ ăn uống hàng ngày.

Lời giải:

Tính lượng nước cần mỗi ngày:

$$50 \times 40 = 2000 \text{ ml} = 2 \text{ lít nước}$$

Lời khuyên cho bạn Tấn:

  • Cần uống đủ khoảng 2 lít nước mỗi ngày, chia đều trong ngày, không đợi khát mới uống.
  • Xây dựng chế độ ăn uống hợp lí, cân đối các nhóm chất (protein, carbohydrate, lipid, vitamin, khoáng chất).
  • Hạn chế ăn nhiều thức ăn chứa đường và chất béo để tránh tình trạng thừa cân, béo phì.
  • Tập thể dục thể thao thường xuyên để có cơ thể khoẻ mạnh.

Ví dụ 3

Đề bài: Giải thích vì sao chúng ta nên ăn đa dạng các loại thức ăn mà không nên chỉ ăn một loại thức ăn dù loại thức ăn đó rất bổ dưỡng.

Lời giải:

Chúng ta nên ăn đa dạng vì:

  • Mỗi loại thức ăn chỉ chứa một số loại chất dinh dưỡng nhất định, không có loại thức ăn nào chứa đầy đủ tất cả các chất mà cơ thể cần.
  • Cơ thể cần được cung cấp đầy đủ và cân đối tất cả các nhóm chất dinh dưỡng (protein, carbohydrate, lipid, vitamin, khoáng chất) để sinh trưởng và phát triển bình thường.
  • Nếu chỉ ăn một loại thức ăn dù rất bổ dưỡng, cơ thể sẽ bị thiếu hụt những chất dinh dưỡng mà loại thức ăn đó không có, dẫn đến cơ thể không phát triển bình thường, thậm chí mắc bệnh tật.

III. SƠ ĐỒ TƯ DUY

1. Con đường tiêu hoá thức ăn

  • 1.1. Giai đoạn 1: Ăn – thức ăn vào miệng, bắt đầu biến đổi
  • 1.2. Giai đoạn 2: Tiêu hoá và hấp thụ – thức ăn biến đổi thành chất đơn giản, hấp thụ vào máu
  • 1.3. Giai đoạn 3: Thải phân – chất cặn bã thải qua hậu môn
  • 1.4. Chất cần biến đổi: carbohydrate, protein, lipid

2. Trao đổi nước ở động vật

  • 2.1. Nước vào: qua thức ăn và nước uống
  • 2.2. Hấp thụ nước nhiều nhất: ruột già
  • 2.3. Nước ra: qua nước tiểu (thận), mồ hôi (da), hơi thở, phân
  • 2.4. Nhu cầu nước: 40 ml/kg thể trọng/ngày (trẻ vị thành niên)

3. Vận chuyển các chất

  • 3.1. Do hệ tuần hoàn thực hiện
  • 3.2. Vòng tuần hoàn nhỏ: tim → phổi → tim
    • Máu nghèo $O_2$ → nhận $O_2$, thải $CO_2$ → máu giàu $O_2$
  • 3.3. Vòng tuần hoàn lớn: tim → các cơ quan → tim
    • Máu giàu $O_2$ + dinh dưỡng → nuôi tế bào → nhận $CO_2$ + chất thải

4. Vận dụng thực tiễn

  • 4.1. Ăn đa dạng, cân đối các nhóm chất
  • 4.2. Thiếu dinh dưỡng: suy dinh dưỡng, bệnh tật
  • 4.3. Thừa dinh dưỡng: béo phì, tim mạch, tiểu đường
  • 4.4. Vệ sinh ăn uống: ăn chín uống sôi, rửa tay, vệ sinh răng miệng

IV. SAI LẦM THƯỜNG GẶP

STT Sai lầm Đính chính
1 Cho rằng nước hấp thụ nhiều nhất ở ruột non Ruột non hấp thụ nhiều chất dinh dưỡng nhất, nhưng nơi hấp thụ nước nhiều nhất là ruột già
2 Nhầm vòng tuần hoàn lớn đưa máu nghèo $O_2$ đi nuôi cơ thể Vòng tuần hoàn lớn đưa máu giàu $O_2$ và chất dinh dưỡng đi nuôi cơ thể. Máu nghèo $O_2$ chỉ đi trong vòng tuần hoàn nhỏ (đến phổi)
3 Nghĩ rằng vitamin, nước, muối khoáng cần được tiêu hoá biến đổi trước khi hấp thụ Chỉ có carbohydrate, protein và lipid cần biến đổi. Vitamin, nước, muối khoáng đã là chất đơn giản, được hấp thụ trực tiếp
4 Cho rằng sâu răng do ăn nhiều thịt Sâu răng chủ yếu do ăn nhiều đường kết hợp với vệ sinh răng miệng không đúng cách, không phải do ăn nhiều thịt
5 Tính nhu cầu nước sai vì nhầm đơn vị Công thức: khối lượng cơ thể (kg) × 40 ml. Kết quả là đơn vị ml, cần chia cho 1000 để đổi ra lít. Ví dụ: 30 kg × 40 = 1200 ml = 1,2 lít
6 Cho rằng chỉ ăn một loại thực phẩm bổ dưỡng là đủ Không loại thức ăn nào chứa đầy đủ tất cả chất dinh dưỡng. Cần ăn đa dạng để cơ thể nhận đủ các nhóm chất
Cô Trần Thị Thanh Thảo

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