Bài 27. Trao đổi khí ở sinh vật

Hình bên thể hiện sự trao đổi khí giữa cơ thể người với môi trường. Cơ thể chúng ta lấy khí oxygen và thải khí carbon dioxide qua những hoạt động nào? Các loại khí này vận chuyển qua các cơ quan của hệ hô hấp như thế nào?

I - Trao đổi khí ở sinh vật

Trao đổi khí là sự trao đổi khí oxygen và khí carbon dioxide giữa cơ thể sinh vật với môi trường ngoài. Ở động vật, trao đổi khí diễn ra trong quá trình hô hấp; ở thực vật, trao đổi khí được thực hiện trong cả quá trình quang hợp và hô hấp.

Trao đổi khí giữa cơ thể sinh vật với môi trường tuân theo cơ chế khuếch tán. Đó là hiện tượng phân tử khí di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Quá trình nảy xảy ra không tiêu tốn năng lượng. Tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào kích thước, hình dạng phân tử; nhiệt độ; diện tích bề mặt trao đổi khí; ...

II - Trao đổi khí ở thực vật

1. Tìm hiểu cấu tạo và chức năng của khí khổng

Ở thực vật, sự trao đổi khí với môi trường bên ngoài được thực hiện chủ yếu qua khí khổng ở lá cây. Ở cây Một lá mầm, khí khổng phân bố ở cả biểu bì mặt trên và mặt dưới của lá. Ở cây Hai lá mầm, khí khổng tập trung chủ yếu ở biểu bì mặt dưới lá.

Mỗi khí khổng có hai tế bào hình hạt đậu áp sát vào nhau. Các tế bào hình hạt đậu có thành trong dày, thành ngoài mỏng, đặc điểm này tạo nên một khe hở (lỗ khí) giữa hai tế bào hình hạt đậu.

Ở phần lớn thực vật, khí khổng mở khi cây được chiếu sáng và được cung cấp đủ nước. Hoạt động đóng, mở khí khổng giúp các loại khí khuếch tán vào và ra khỏi lá, đồng thời khí khổng còn thực hiện quá trình thoát hơi nước cho cây.

2. Mô tả quá trình trao đổi khí qua khí khổng của lá

Trao đổi khí ở thực vật diễn ra trong quá trình quang hợp và hô hấp. Sự trao đổi khí trong quá trình quang hợp diễn ra vào ban ngày; trong quá trình hô hấp, sự trao đổi khí được thực hiện cả ngày vào đêm. Sự di chuyển của các loại khí được mô tả như hình dưới đây.

❓Em có biết

Ở đa số các cây trên cạn, khí khổng thường phân bố ở lớp biểu bì mặt dưới của lá, tránh sự thoát hơi nước quá nhiều khi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời. Đối với những cây có lá nổi trên mặt nước như sen, súng, ... khí khổng chỉ có ở mặt trên của lá.

III - Trao đổi khí ở động vật

1. Tìm hiểu cơ quan trao đổi khí ở động vật

Cơ quan trao đổi khí ở động vật rất đa dạng. Các loài động vật có thể trao đổi khí qua da, hệ thống ống khí, mang, phổi, ...

Động vật đơn bào và một số động vật đa bào như ruột khoang, giun tròn, giun dẹp, ... trao đổi khí qua bề mặt cơ thể.

Các loài côn trùng trao đổi khí qua hệ thống ống khí.

Các loài sống dưới nước như cá, tôm, cua, trai, ... trao đổi khí qua mang.

Động vật thuộc lớp Bò sát, Chim, Thú trao đổi khí qua phổi.

2. Tìm hiểu đường đi của khí qua các cơ quan hô hấp ở người

Ở người, sự trao đổi khí carbon dioxide và oxygen giữa cơ thể và môi trường người được thực hiện thông qua hoạt động hít vào, thở ra. 

Khi hít vào, không khí ở môi trường ngoài đi qua khoang mũi, khí quản, phế quản để vào phổi và đến tận các phế nang trong phổi. Ở các phế nang, oxygen khuếch tán vào máu và được vận chuyển đến để cung cấp cho các tế bào trong cơ thể; carbon dioxide từ máu sẽ khuếch tán vào phế nang và được đưa ra ngoài qua hoạt động thở ra.

❓Em có biết

Nín thở là trạng thái ngưng thở tạm thời khi lặn dưới nước, khi bị ngạt khói hoặc khi đi vào vùng có khí độc, ... Người khoẻ mạnh trung bình có thể nín thở từ 3 - 5 phút. Tuy nhiên, có những trường hợp ngoại lệ: một số người tập luyện thường xuyên có khả năng sử dụng khí oxygen hiệu quả hơn, cho phép não có thể chịu được tình trạng thiếu khí oxygen lâu hơn người bình thường. Những người thợ lặn, vận động viên thường xuyên luyện tập để có thể nín thở dài hơn. 

Hít thở sâu là một trong những biện pháp giúp tăng cường sử dụng khí oxygen hiệu quả.

1. Trao đổi khí là sự trao đổi các khí (carbon dioxide và oxygen) giữa cơ thể với môi trường.

2. Thực vật trao đổi khí với môi trường chủ yếu qua khí khổng ở lá cây trong quá trình quang hợp và hô hấp. 

3. Khí khổng có hai tế bào hình hạt đậu, xếp úp vào nhau tạo ra lỗ khí. Khi khí khổng mở, các loại khí khuếch tán vào và ra khỏi lá.

4. Ở động vật, trao đổi khí giữa cơ thể với môi trường diễn ra ở cơ quan trao đổi khí như bề mặt da, hệ thống ống khí, mang hoặc phổi.

5. Ở người, trao đổi khí diễn ra ở phổi. Khi hít vào, khí oxygen trong không khí được dẫn vào phổi đến các phế nang. Tại các phế nang, khí oxygen khuếch tán vào mạch máu, khí carbon dioxide từ máu sẽ khuếch tán vào các phế nang và thải ra môi trường qua hoạt động thở ra.