Cảm Ứng Ở Động Vật
3 hình thức HTK · Neuron & điện thế · Synapse · Cung phản xạ · Giác quan · Phản xạ KĐK & CĐK
Mỗi nhóm động vật có kiểu cảm ứng riêng, phụ thuộc vào mức độ tổ chức của hệ thần kinh (HTK). ĐV chưa có HTK (thân lỗ, bọt biển) phản ứng rất chậm. ĐV có HTK phản ứng nhanh, chính xác, đa dạng nhờ cơ chế phản xạ.
▸ Bảng so sánh 3 hình thức HTK
| HTK | Đại diện | Đặc điểm |
|---|---|---|
| ① HTK lưới | Ngành Ruột khoang (thuỷ tức, sứa, san hô) — cơ thể đối xứng toả tròn | Neuron phân tán khắp cơ thể, nối thành mạng lưới. Kích thích 1 điểm → tín hiệu lan toả toàn bộ → cả cơ thể co lại |
| ② HTK chuỗi hạch | Giun dẹp, giun tròn, chân khớp | Neuron tập hợp thành hạch thần kinh; các hạch nối thành chuỗi dọc cơ thể. Mỗi hạch điều khiển 1 vùng → kích thích vùng nào → chỉ vùng đó phản ứng |
| ③ HTK ống | Cá, Lưỡng cư, Bò sát, Chim, Thú | Số lượng neuron cực lớn, tạo thành ống dọc lưng. Hoạt động dựa trên cung phản xạ → phản ứng nhanh, chính xác cao |
▸ Cấu tạo HTK ống ở người
| Thành phần | Cấu tạo |
|---|---|
| Thần kinh trung ương | Não bộ và tuỷ sống |
| Thần kinh ngoại biên | Các hạch TK và các dây TK não, tuỷ |
▸ Cấu tạo neuron — 3 phần chính
| Bộ phận | Chức năng |
|---|---|
| Sợi nhánh | Phần nhô ra từ thân (1 đến hàng nghìn). TIẾP NHẬN thông tin từ neuron khác hoặc thụ thể cảm giác → dẫn về thân |
| Thân neuron | Trung tâm điều khiển, chứa nhân |
| Sợi trục | TRUYỀN xung TK từ thân → tế bào khác. Tận cùng phân thành chuỳ synapse |
| Bao myelin | Bọc sợi trục, cách điện |
| Eo Ranvier | Đoạn sợi trục KHÔNG có bao myelin, xen kẽ giữa các đoạn có myelin |
Chức năng cốt lõi của neuron — 3 bước:
▸ Điện thế nghỉ
Điện thế nghỉ là trạng thái điện của neuron khi KHÔNG chịu kích thích:
▸ Điện thế hoạt động (xung TK) — 3 giai đoạn
Khi neuron nhận kích thích đủ mạnh → điện thế nghỉ chuyển thành điện thế hoạt động (xung TK):
| Giai đoạn | Đặc điểm |
|---|---|
| ① Khử cực | Mặt trong màng dần bớt âm hơn |
| ② Đảo cực | Mặt trong chuyển thành DƯƠNG, mặt ngoài chuyển thành ÂM (đảo ngược lúc nghỉ) |
| ③ Tái phân cực | Phục hồi phân bố điện tích ban đầu (trong âm, ngoài dương) |
▸ Lan truyền điện thế hoạt động
Sau khi xuất hiện, xung TK lan truyền dọc sợi thần kinh. Cách truyền và tốc độ phụ thuộc loại sợi:
| Loại sợi | Cách lan truyền | Tốc độ (ở người) |
|---|---|---|
| KHÔNG có bao myelin | Khử cực → đảo cực → tái phân cực diễn ra liên tiếp từ vùng này sang vùng kế bên | ~ 3 – 5 m/s |
| CÓ bao myelin | Lan truyền theo kiểu "NHẢY CÓC" từ eo Ranvier này sang eo Ranvier tiếp theo (bỏ qua đoạn có myelin cách điện) | ~ 120 m/s |
Synapse là "cầu nối" cho phép xung TK truyền từ sợi trục của neuron này sang tế bào kế tiếp. Mỗi neuron có thể có hàng trăm đến hàng nghìn synapse.
▸ Cấu tạo synapse hoá học (loại phổ biến nhất)
| Thành phần | Vai trò |
|---|---|
| Chuỳ synapse | Phình ở đầu sợi trục, chứa các túi chất trung gian hoá học |
| Túi chứa chất TG hoá học | Chứa acetylcholine (hoặc chất TG khác như noradrenaline, dopamine,...) |
| Màng trước synapse | Màng của chuỳ — nơi túi gắn vào và vỡ ra |
| Khe synapse | Khoảng trống hẹp giữa màng trước và màng sau |
| Màng sau synapse | Có thụ thể tiếp nhận chất TG hoá học |
▸ Truyền tin qua synapse — 3 bước
↓
Bước 2: $Ca^{2+}$ kích thích các túi gắn vào màng trước, vỡ ra → acetylcholine được giải phóng vào khe synapse
↓
Bước 3: Acetylcholine khuếch tán qua khe synapse → gắn vào thụ thể trên màng sau → kênh $Na^+$ MỞ → $Na^+$ tràn vào tế bào sau → xuất hiện điện thế hoạt động ở màng sau
Sau khi truyền tin: Enzyme acetylcholinesterase ở khe synapse phân huỷ acetylcholine thành acetate và choline. Choline quay lại chuỳ synapse để tái tổng hợp acetylcholine cho lần truyền tin tiếp theo.
Mọi phản xạ được thực hiện nhờ cung phản xạ — gồm 5 bộ phận nối tiếp:
| Bộ phận | Cấu tạo | Chức năng |
|---|---|---|
| ① Tiếp nhận | Thụ thể cảm giác | Nhận biết kích thích |
| ② Hướng tâm | Dây TK cảm giác (neuron cảm giác) | Truyền xung TK từ thụ thể → TƯ |
| ③ Trung ương | Tuỷ sống, não bộ (neuron trung gian) | Xử lí thông tin, phát lệnh |
| ④ Li tâm | Dây TK vận động (neuron vận động) | Truyền xung TK từ TƯ → cơ quan đáp ứng |
| ⑤ Đáp ứng | Cơ hoặc tuyến | Thực hiện phản ứng |
▸ 5 loại thụ thể cảm giác
| Loại thụ thể | Vai trò | Ví dụ |
|---|---|---|
| Cơ học | Nhận biết biến dạng vật lí do năng lượng cơ học | Thụ thể ở dạ dày → độ căng dạ dày |
| Hoá học | Phát hiện phân tử hoá học, nồng độ | Tế bào tuyến tuỵ → nồng độ glucose máu |
| Điện từ | Phát hiện năng lượng điện từ (ánh sáng,...) | Tế bào que, nón ở võng mạc |
| Nhiệt | Nhận biết thay đổi nhiệt độ | Thụ thể nóng, lạnh ở da |
| Đau | Phát hiện tổn thương mô | Có ở hầu hết cơ quan, nhiều nhất ở da |
▸ Vị giác, khứu giác, xúc giác — tóm tắt
| Giác quan | Vai trò chính |
|---|---|
| Vị giác | Phân biệt thức ăn ăn được/không ăn được |
| Khứu giác | Kích thích tiêu hoá; tìm thức ăn, tránh kẻ thù, tìm bạn tình (pheromone) |
| Xúc giác | Cảm nhận trơn-nhám, to-nhỏ; giúp tránh trượt ngã, giữ vật chính xác |
▸ Thị giác
Bắt đầu từ mắt. Ánh sáng phản xạ từ vật → qua hệ thống khúc xạ (giác mạc, thuỷ dịch, thuỷ tinh thể, dịch kính) → xuyên qua các lớp tế bào → đến tế bào que và nón trên màng lưới.
▸ Thính giác & giữ thăng bằng
Tai có 2 chức năng:
Đường đi:
Sóng âm → Ống tai → Màng nhĩ rung → Chuỗi xương tai giữa (búa, đe, bàn đạp) → Màng cửa sổ bầu dục → Sóng áp lực trong dịch ốc tai → Tế bào có lông trên màng nền → Điện thế hoạt động → Dây TK thính giác → Vùng thính giác (thuỳ thái dương) trên vỏ não.
Cơ chế: Tư thế/chuyển động → dịch lỏng dịch chuyển → kích thích tế bào có lông → xung TK → hành não, tiểu não → điều chỉnh cơ giữ thăng bằng + vỏ não cảm nhận vị trí.
▸ Phản xạ không điều kiện vs có điều kiện
| Đặc điểm | Phản xạ KHÔNG điều kiện | Phản xạ CÓ điều kiện |
|---|---|---|
| Nguồn gốc | Bẩm sinh, di truyền | Hình thành trong đời sống cá thể, không di truyền |
| Tính chất | Rất bền vững | Dễ mất nếu không củng cố |
| Tác nhân kích thích | Tác nhân tương ứng (thích ứng) với thụ thể | Tác nhân bất kì |
| Số lượng | Có giới hạn | Không giới hạn |
| TƯ thần kinh | Tuỷ sống, thân não | Có sự tham gia của VỎ NÃO |
Ví dụ:
• PX KĐK: phản xạ nuốt, tiết nước bọt khi thức ăn chạm lưỡi, run khi lạnh, thở nhanh khi thiếu $O_2$,...
• PX CĐK: dừng xe khi đèn đỏ, tiết nước bọt khi nghe chuông (Pavlov), chuột nhấn bàn đạp lấy thức ăn (Skinner),...
▸ Điều kiện hình thành PX CĐK (theo I. Pavlov)
| Điều kiện | Giải thích |
|---|---|
| ① Dựa trên PX KĐK đã vững chắc | Phản xạ mới được "xây" trên nền tảng phản xạ cũ |
| ② Kết hợp nhiều lần kích thích CĐK và KĐK | Khoảng 20–30 lần để não thiết lập liên hệ TK mới |
| ③ Kích thích CĐK phải trước hoặc đồng thời với KĐK | Nếu CĐK đến sau → không thiết lập được liên hệ |
▸ Bệnh do tổn thương hệ thần kinh
| Loại tổn thương | Hậu quả |
|---|---|
| TK ngoại biên | Mất cảm giác hoặc vận động ở vùng tương ứng (VD: tổn thương dây TK thị giác → mất khả năng nhìn) |
| TK trung ương (diện hẹp) | Có thể mất khả năng nói, liệt tay/chân |
| TK trung ương (diện rộng) | Liệt nửa người hoặc toàn thân |
Nội dung phía trên là lý thuyết trọng tâm đã được rút gọn để các em dễ ôn tập. Nếu muốn tìm hiểu chi tiết hơn (cơ chế phân tử của điện thế, các bệnh thần kinh chi tiết, thí nghiệm Pavlov và Skinner, cơ chế giảm đau,...), hãy đọc bài viết đầy đủ dưới đây.
Toàn bộ lý thuyết, các dạng bài tập có lời giải chi tiết, sơ đồ tư duy và các sai lầm thường gặp.
Sau khi nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 28 câu bám sát SGK Kết Nối Tri Thức!
Luyện tập Bài 17 – Cảm ứng ở động vật!
28 câu: 23 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 3 tự luận
Tuyệt vời!
Cô Nguyễn Ngọc Châu
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú