Sinh học

- Hệ tuần hoàn của cá, lưỡng cư, bò sát. chim và thú được gọi là hệ tuần hoàn kín vì có máu chảy trong mạch kín: Máu di chuyển từ tim → Động mạch → Mao mạch (trao đổi chất gián tiếp với các tế bào thông qua mao mạch) → Tĩnh mạch → Về tim. Không vận chuyển khí.

- Hệ tuần hoàn ở côn trùng không có vai trò trong trao đổi khí. Côn trùng trao đổi khí thông qua hệ thống ống khí phân nhánh trực tiếp tới các tế bào → Do đó côn trùng không sử dụng hệ tuần hoàn để lấy O₂ cũng như thải CO₂ .

- Ngoài ra hệ tuần hoàn của côn trùng được gọi là hệ tuần hoàn hở vì hệ tuần hoàn có một đoạn máu không chảy trong mạch kín.

- Đường đi của máu trong hệ tuần hoàn đơn của cá: tim bơm máu vào động mạch, lên hệ thống mao mạch mang, tiếp đó vào động mạch lưng và vào hệ thống mao mạch, sau đó về tĩnh mạch và trở về tim. Hệ tuần hoàn của cá gọi là hệ tuần hoàn đơn vì chỉ có 1 vòng tuần hoàn.

- Đường đi của máu trong hệ tuần hoàn kép của thú qua hai vòng tuần hoàn:

+ Vòng tuần hoàn lớn: Máu giàu O2 được tim bơm vào động mạch chủ và các động mạch nhỏ hơn và đến mao mạch ở các cơ quan, bộ phận để thực hiện trao đổi khí và chất, sau đó máu giàu CO2 đi theo tĩnh mạch về tim.

+ Vòng tuần hoàn nhỏ: Máu giàu CO2 được tim bơm lên phổi để trao đổi khí và trở thành máu giàu O2 quay trở lại tim. Hệ tuần hoàn của thú được gọi là hệ tuần hoàn kép vì có hai vòng tuần hoàn lớn và nhỏ.

- Ưu điểm của tuần hoàn máu trong hộ tuần hoàn kép so với hộ tuần hoàn đơn là:

+ Ở hệ tuần hoàn đơn của cá, khi máu từ tim đi qua hệ thống mao mạch ở mang thì huyết áp giảm nhanh, do vậy, máu chảy trong động mạch lưng đi đến các cơ quan dưới áp lực trung bình.

+ Ở hệ tuần hoàn kép, sau khi trao đổi khí ở mao mạch phổi, máu quay về tim và được tim bơm đến các cơ quan dưới áp lực cao, máu chảy nhanh, đi xa, tạo ra áp lực thuận lợi cho quá trình trao đổi chất ở mao mạch.

- Hệ tuần hoàn hở: Máu di chuyển từ tim → Động mạch → Khoang máu (trao đổi chất trực tiếp với tế bào thông qua máu và dịch mô) → Tĩnh mạch → Trở về tim. Có vận chuyển khí.

- Hệ tuần hoàn kín: Máu di chuyển từ tim → Động mạch → Mao mạch (trao đổi chất gián tiếp với các tế bào thông qua mao mạch) → Tĩnh mạch → Về tim. Không vận chuyển khí.

- Ưu điểm của hệ tuần hoàn kín so với hệ tuần hoàn hở: Hệ tuần hoàn kín có cấu tạo hoàn hảo, vận tốc chuyển máu nhanh, dòng máu lưu thông liên tục trong mạch với áp lực và có thể điều hòa được → Do đó khả năng vận chuyển chất dinh dưỡng và chất thải tốt, đáp ứng được những cơ thể có nhu cầu dinh dưỡng và đào thải cao.

- Vai trò của tim: Vai trò của tim trong tuần hoàn máu là bơm máu, đẩy máu chảy trong mạch và hút máu về.

Bề mặt trao đổi khí của chim, thú phát triển hơn của lưỡng cư và bò sát là vì: chim và thú có nhu cầu trao đổi khí cao hơn. Chúng cần năng lượng nhiều cho việc giữ ổn định nhiệt độ cơ thể, hoạt động. Vì vậy chúng có bề mặt trao đổi khí phát triển hơn để đáp ứng được nhu cầu O₂ cho cơ thể.

A Phổi của động vật có vú

Sự trao đổi khí ở côn trùng qua hệ thống ống khí xuất phát từ các lỗ thở ở 2 bên thành bụng, phân nhánh chằng chịt đcm ôxi tới tế bào cơ thể và CO2 ra khỏi cơ thể.

Sự trao đổi khí ở cá qua mang: Ôxi từ đòng nước chảy liên tục qua mang vào mao mạch ở mang theo vòng tuần hoàn đến các tế bào. Đồng thời C02 do tế bào thải ra Theo vòng tuần hoàn đến mao mạch ở mung khuếch tán ra dòng nước chảy liên tục qua mang.

Sự trao đổi khí ở lưỡng cư chủ yếu qua da, phổi (chỉ là 1 túi đơn giản): Lưỡng cư có da trần, phủ chất nhày và ẩm, dễ thấm khí. Bên dưới da có hệ thống mao mạch nên sự trao đổi O2 và CO2 giữa cơ thể và môi trường được thực hiện dễ dàng. Sự thông khí ở phổi nhở sự nâng lên hạ xuống của thềm miệng.

Sự trao đổi khí ở bò sát, chim và thú được thực hiện qua phổi:

Phổi bò sát lớn hơn phổi lưỡng cư, cấu tạo nhiều phế nang hơn.

Phổi của chim và thú rất phát triển và có rất nhiều phế nang nên bề mặt trao đổi khí rất lớn. Riêng chim có thêm hệ thống túi khí làm tăng hiệu quả trao đổi khí ở phổi.
ở phế nang có hệ thống mao mạch dày đặc. O2 từ phế nang khuếch tán vào máu đến tế bào, C02 từ tế bào thải ra theo vòng tuần hoàn đến mao mạch ở phế nang khuếch tán qua không khí ở phế nang và được thở ra ngoài qua đường dẫn khí.

Để lên mặt đất khô ráo, giun đất sẽ nhanh chết do khí 02 và C02 không khuếch tán qua da được vì da bị khô.

Sự trao đổi khí với môi trường xung quanh ở động vật đơn bào và đa bào có tổ chức thấp (ví dụ thủy tức) được thực hiện trao đổi khí qua bề mặt cơ thể.

* Các hình thức hô hấp của động vật ở nước:

- Hô hấp qua bề mặt cơ thể (giun ở nước,…)

- Hô hấp bằng mang (cá, tôm, cua,…)

- Một số hô hấp bằng phổi: cá heo, cá voi,… sau khi ở dưới nước một thời gian chúng sẽ ngoi lên mặt nước để thở.

* Các hình thức hô hấp của động vật ở cạn:

- Hô hấp bằng hệ thống ống khí (côn trùng,…)

- Hô hấp bằng phổi (chim, thú,…)

- Hô hấp qua bề mặt cơ thể (giun đất,…)

* Phổi là cơ quan trao đổi khí hiệu quả ở trên cạn vì phổi có đủ 4 đặc điểm bề mặt của trao đổi khí:

- Diện tích trao đổi khí lớn do phổi có rất nhiều phế nang

- Hệ thống mao mạch dày đặc giúp mang đioxit cacbon tới các cơ quan trao đổi khí và nhanh chóng vận chuyển oxy hoà tan đi khắp cơ thể

- Thành mao mạch và phế nang mỏng và ẩm ướt giúp không khí dễ dàng hòa tan

- Có sự lưu thông khí nhờ hoạt động thở ra và hít vào do cơ liên sườn và cơ hoành co dãn làm thay đổi thể tích của khoang bụng hoặc lồng ngực. Ở lưỡng cư nhờ sự nâng lên và hạ xuống của thềm miệng.

* Có sự khác nhau về tỉ lệ các loại khí O₂ và CO₂ trong không khí khi hít vào và thở ra vì:

- Khí O₂ từ không khí vào phổi đã khuếch tán vào máu đi nuôi cơ thể nên trong tỷ lệ oxi thở ra bị giảm.

- Khí CO₂ từ máu khuếch tán vào phế nang và thải ra ngoài nên lượng CO₂ trong không khí thở ra tăng lên.

Trao đổi khí của mang cá xương đạt hiệu quả cao do:

- Cấu tạo của mang gồm nhiều cung mang và rất nhiều phiến mang. Điều này làm cho mang cá có diện tích trao đổi khí rất lớn.

- Ở mang cá có hệ thống mao mạch dày đặc chứa máu có sắc tố đỏ, thành mao mạch rất mỏng→quá trình vận khuếch tán khí vào trong máu diễn ra dễ dàng hơn.

- Miệng và diềm nắp mang đóng mở nhịp nhàng tạo nên dòng nước chảy một chiều và gần như liên tục từ miệng qua mang.

+ Khi cá thở vào: cửa miệng cá mở ra, thềm miệng hạ thấp xuống, nắp mang đóng dẫn đến thể tích khoang miệng tăng lên, áp suất trong khoang miệng giảm, nước tràn qua miệng vào khoang.

+ Khi cá thở ra: Cửa miệng cá đóng lại, thềm miệng nâng lên, nắp mang mở ra làm giảm thể tích khoang miệng, áp lực trong khoang miệng tăng lên có tác dụng đẩy nước từ khoang miệng đi qua mang. Ngay lúc đó. cửa miệng cá lại mở ra và thềm miệng lại hạ xuống làm cho nước lại tràn vào khoang miệng.

→ Nhờ hoạt động nhịp nhàng của cửa miệng, thềm miệng và nắp mang nên dòng nước chảy từ miệng qua mang theo một chiều và gần như là liên tục → sự lưu thông khí liên tục qua mang cá. 

- Cách sắp xếp của mao mạch trong mang giúp cho dòng máu chảy trong mao mạch song song và ngược chiều với dòng nước chảy bên ngoài mao mạch của mang → quá trình trao đổi khí diễn ra hiệu quả hơn.