MỤC TIÊU
- Sử dụng hình ảnh để mô tả được quá trình trao đổi khí qua khí khổng của lá.
- Dựa vào hình vẽ mô tả được cấu tạo khí khổng, nêu được chức năng của khí khổng.
- Dựa vào sơ đồ khái quát mô tả được con đường đi của khí qua các cơ quan của hệ hô hấp ở động vật (ví dụ ở người).
TÓM TẮT KIẾN THỨC
💡 Mở đầu
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?
- Cơ thể chúng ta lấy khí oxygen và thải khí carbon dioxide qua hoạt động chủ yếu là hô hấp (hít vào, thở ra).
- Sự vận chuyển các loại khí qua các cơ quan của hệ hô hấp ở người: Khi hít vào, không khí ở môi trường ngoài đi qua khoang mũi, khí quản, phế quản để đi 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 việc thở ra.
1. TRAO ĐỔI KHÍ Ở SINH VẬT
Tìm hiểu khái niệm 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 các phân tử khí di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp.
+ Quá trình này 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; ...
👨👩👧👦 Thảo luận
1. Quá trình trao đổi khí ở thực vật, động vật diễn ra vào thời gian nào trong ngày?
- Quá trình trao đổi khí ở thực vật, động vật diễn ra suốt ngày đêm.
- Ở động vật, trao đổi khí thực hiện qua quá trình hô hấp.
- Ở thực vật, trao đổi khí thực hiện qua cả quá trình hô hấp (suốt ngày đêm) và quang hợp (khi có ánh sáng).
👨👩👧👦 Thảo luận
2. Hãy cho biết cơ chế chung của sự trao đổi khí giữa cơ thể với môi trường ngoài.
- Cơ chế chung của trao đổi khí giữa cơ thể với môi trường ngoài là cơ chế khuếch tán.
- Cơ chế khuếch tán là hiện tượng các phân tử khí di chuyển từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp, không tiêu tốn năng lượng.
👨👩👧👦 Thảo luận
3. Nêu vai trò của sự trao đổi khí với cơ thể sinh vật.
Vai trò của sự trao đổi khí với cơ thể sinh vật: Trao đổi khí giúp sinh vật lấy vào khí oxygen hoặc carbon dioxide và thải ra môi trường khí oxygen hoặc carbon dioxide để cung cấp nguyên liệu cho các các hoạt động sống khác trong cơ thể đồng thời thải ra các chất khí dư thừa tránh hiện tượng đầu độc cơ thể.
👨👩👧👦 Thảo luận
4. Cho biết mối liên quan giữa sự trao đổi khí và hô hấp tế bào.
Trao đổi khí và hô hấp tế bào có mối quan hệ mật thiết với nhau:
- Trao đổi khí lấy oxygen từ môi trường cung cấp cho quá trình hô hấp tế bào.
- Hô hấp tế bào nhận năng lượng để thực hiện quá trình hô hấp và carbon dioxide để thải ra ngoài môi trường.
📝 Củng cố
Hoàn thành thông tin về sự trao đổi khí ở động vật, thực vật trong bảng sau:
Trao đổi khí
Khí lấy vào
Khí thải ra
Ở động vật
Hô hấp
?
?
Ở thực vật
Quang hợp
?
?
Hô hấp
?
?
|
Trao đổi khí |
Khí lấy vào |
Khí thải ra |
|
|
Ở động vật |
Hô hấp |
Oxygen |
Carbon dioxide |
|
Ở thực vật |
Quang hợp |
Carbon dioxide |
Oxygen |
|
Hô hấp |
Oxygen |
Carbon dioxide |
|
✍️ Ghi nhớ
Trao đổi khí là sự trao đổi các chất khí (carbon dioxide và oxygen) giữa cơ thể với môi trường.
2. TRAO ĐỔI KHÍ Ở THỰC VẬT
2.1. 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 hạt đậu có thành trong dày, thành ngoài mỏng, đặc điểm này tạo nên một khe hở (lỗ khí) giữa hai tế bào hạt đậu. (Hình 27.1)
- 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.
👨👩👧👦 Thảo luận
5. Khí khổng thường phân bố ở lớp biểu bì mặt trên hay mặt dưới của lá cây?
👨👩👧👦 Thảo luận
6. Quan sát Hình 27.1, mô tả cấu tạo của khí khổng phù hợp với chức năng trao đổi khí ở thực vật.
- 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.
👨👩👧👦 Thảo luận
7. Dựa vào Hình 27.2, hãy cho biết những chất khí nào có thể di chuyển ra, vào qua các khí khổng.
Những khí có thể di chuyển ra, vào qua các khí khổng: carbon dioxide, oxygen, hơi nước.
👨👩👧👦 Thảo luận
8. Khí khổng có vai trò gì đối với cây?
Khí khổng có vai trò quan trọng giúp thực vật: Khí khổng ở lá cây là nơi chủ yếu thực hiện trao đổi khí và hơi nước với môi trường qua quá trình hô hấp, quang hợp và thoát hơi nước.
2.2. 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 và đêm. Sự di chuyển của các loại khí được mô tả như trong Hình 27.3.
👨👩👧👦 Thảo luận
9. Quan sát Hình 27.3, hãy mô tả sự trao đổi khí diễn ra ở lá cây khi cây quang hợp và hô hấp.
- Sự trao đổi khí diễn ra ở lá cây khi cây quang hợp:
+ Cây quang hợp vào ban ngày hoặc khi có ánh sáng.
+ Khi cây được chiếu sáng, khí khổng mở, khí carbon dioxide khuếch tán từ môi trường qua khí khổng vào khoang chứa khí rồi tới tế bào thịt lá để cung cấp cho quá trình quang hợp.
+ Ngược lại, khí oxygen được tạo ra từ quá trình quang hợp sẽ khuếch tán từ tế bào thịt lá vào khoang chứa khí rồi qua khí khổng để đi ra ngoài môi trường.
- Sự trao đổi khí diễn ra ở lá cây khi cây hô hấp:
+ Cây hô hấp suốt ngày đêm.
+ Khi hô hấp, oxygen khuếch tán từ môi trường qua khí khổng vào khoang chứa khí rồi tới tế bào thịt lá để cung cấp cho quá trình hô hấp.
+ Ngược lại, khí carbon dioxide được tạo ra từ quá trình hô hấp tế bào sẽ khuếch tán từ tế bào thịt lá vào khoang chứa khí rồi qua khí khổng để đi ra ngoài môi trường.
📝 Củng cố
Sự trao đổi khí có vai trò gì đối với thực vật và đối với môi trường?
- Vai trò của trao đổi khí đối với thực vật: Sự trao đổi khí giúp cung cấp các chất khí (carbon dioxide hoặc oxygen) cho các hoạt động sống trong cơ thể (quang hợp, hô hấp tế bào,…). Đồng thời, sự trao đổi khí giúp đào thải các chất khí (carbon dioxide hoặc oxygen) được tạo ra từ các hoạt động sống trong cơ thể (hô hấp tế bào, quang hợp,…) tránh việc tích tụ chất khí gây hại cho cơ thể.
- Vai trò của trao đổi khí đối với môi trường: Sự trao đổi khí giúp cân bằng hàm lượng khí oxygen và khí carbon dioxide trong môi trường; tránh hiện tượng hiệu ứng nhà kính kéo theo các thảm họa môi trường khác như lũ lụt, hạn hán,…
♻️ Vận dụng
Vì sao ban đêm không nên để nhiều hoa hoặc cây xanh trong phòng ngủ đóng kín cửa?
Ban đêm không nên để nhiều hoa hoặc cây xanh trong phòng ngủ đóng kín cửa vì:
- Vào ban đêm, khi không có ánh sáng, cây không quang hợp mà chỉ hô hấp. Trong quá trình hô hấp, cây lấy vào khí oxygen và thải ra khí carbon dioxide.
- Vì vậy, trong phòng ngủ vào buổi tối đóng kín cửa (không khí khó lưu thông), nếu để nhiều hoa hoặc cây xanh, hoa và cây sẽ lấy oxygen trong phòng và thải ra khí carbon dioxide. Khi đó, hàm lượng khí oxygen trong phòng giảm và hàm lượng khí carbon dioxide tăng gây ra những tác động không tốt cho hô hấp của người trong phòng.
✍️ Ghi nhớ
• Thực vật trao đổi khí với môi trường chủ yếu qua khí khổng ở lá cây trong quá trình quang hợp và hô hấp.
• Khí khổng có hai tế bào hình hạt đậu, xếp úp vào nhau tạo ra một khe khí khổng. Khi khí khổng mở, các loại khí khuếch tán vào và ra khỏi lá.
📖 Mở rộng
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.
3. TRAO ĐỔI KHÍ Ở ĐỘNG VẬT
3.1. 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.
👨👩👧👦 Thảo luận
10. Kể tên các cơ quan thực hiện sự 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, qua hệ thống ống khí, qua mang, qua phổi,…
👨👩👧👦 Thảo luận
11. Quan sát Hình 27.4, hãy cho biết các đại diện: giun đất, ruồi, cá, chó trao đổi khí qua các cơ quan nào.
- Giun đất: Trao đổi khí qua da.
- Ruồi: Trao đổi khí qua hệ thống ống khí.
- Cá: Trao đổi khí qua mang.
- Chó: Trao đổi khí qua phổi.
3.2. 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 ngoài 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 việc thở ra.
👨👩👧👦 Thảo luận
12. Quan sát Hình 27.5, hãy:
- Nêu tên các cơ quan trong hệ hô hấp ở người.
- Mô tả đường đi của khí oxygen và carbon dioxide qua các cơ quan hô hấp ở người.
- Các cơ quan trong hệ hô hấp của người: Mũi, thanh quản, khí quản, phế quản, hai lá phổi.
- Mô tả đường đi của khí oxygen và carbon dioxide qua các cơ quan hô hấp ở người:
+ Đường đi của khí oxygen: Mũi → thanh quản → khí quản → phế quản → phổi.
+ Đường đi của khí carbon dioxide: Phổi → phế quản → khí quản → thanh quản → mũi.
👨👩👧👦 Thảo luận
13. Vì sao khi tập thể dục hoặc vận động mạnh, sự trao đổi khí diễn ra nhanh hơn?
- Khi tập thể dục hoặc vận động mạnh, nhu cầu năng lượng của cơ thể tăng cao nên tốc độ hô hấp tế bào cũng tăng lên để đáp ứng nhu cầu năng lượng cho cơ thể.
- Tốc độ hô hấp tế bào nhanh khiến cho nhu cầu oxygen của cơ thể tăng lên (oxygen là nguyên liệu của quá trình hô hấp tế bào) và nhu cầu đào thải carbon dioxide tăng lên (carbon dioxide là sản phẩm của quá trình hô hấp tế bào). Do đó, sự trao đổi khí sẽ diễn ra nhanh hơn để cung cấp kịp thời oxygen và thải nhanh carbon dioxide ra ngoài, đảm bảo các hoạt động sinh lí của cơ thể diễn ra bình thường.
📝 Củng cố
Xác định các cơ quan trao đổi khí của các sinh vật trong bảng sau:
Đại diện
Cơ quan trao đổi khí
Thủy tức
?
Mèo
?
Kiến
?
Cá rô
?
Cá sấu
?
Sán lông
?
Hươu cao cổ
?
Châu chấu
?
Chim bồ câu
?
Ếch
?
Đại diện |
Cơ quan trao đổi khí |
Thủy tức |
Bề mặt cơ thể |
Mèo |
Phổi |
Kiến |
Ống khí |
Cá rô |
Mang |
Cá sấu |
Phổi |
Sán lông |
Bề mặt cơ thể |
Hươu cao cổ |
Phổi |
Châu chấu |
Ống khí |
Chim bồ câu |
Phổi |
Ếch |
Da và phổi |
✍️ Ghi nhớ
• 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.
• 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 phế nang và thải ra môi trường qua động tác thở.
📖 Mở rộng
• Nín thở là trạng thái ngưng thở tạm thời khi lặn dưới nước, khi bị ngạt khói hoặc khi đi vào vùng 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 tập luyện để có thể nón thở dài hơn.
• Hít thở sâu là một trong những biện pháp giúp tăng cường sử dụng khí oxygen hiệu quả.
♻️ Vận dụng
Tập hít thở sâu:
• Hít một hơi thật sâu (căng bụng lên), nín thở và đếm thầm tới 6. Sau đó, thở ra từ từ và đếm thầm đến 7, cảm nhận sự thư giãn.
• Thực hiện lặp lại các bước trên khoảng 10 – 15 lần.
BÀI TẬP
✍️ Bài tập
1. Vẽ sơ đồ mô tả đường đi của khí qua khí khổng ở lá cây trong quá trình quang hợp và quá trình hô hấp.
- Sơ đồ mô tả đường đi của khí qua khí khổng ở lá cây trong quá trình quang hợp:
Môi trường Lỗ khí Tế bào thịt lá
- Sơ đồ mô tả đường đi của khí qua khí khổng ở lá cây trong quá trình hô hấp:
Môi trường Lỗ khí Tế bào thịt lá
✍️ Bài tập
2. Vào những ngày trời nắng nóng, sự trao đổi khí của cây diễn ra nhanh hay chậm? Vì sao?
- Sự trao đổi khí của cây diễn ra chậm trong những ngày trời nắng nóng.
- Giải thích: Khi trời nắng nóng, khí khổng đóng lại để hạn chế sự mất nước, làm giảm sự khuếch tán các loại khí qua khí khổng. Điều này ngăn cản quá trình trao đổi khí ở thực vật.
✍️ Bài tập
3. Vì sao khi bắt cá bỏ lên môi trường trên cạn sau một khoảng thời gian thì cá sẽ chết?
Cá hô hấp bằng mang. Khi bắt cá lên cạn, không còn lực đẩy của nước, các lá mang và cung mang xẹp xuống, dính chặt vào nhau thành một khối khiến cho diện tích trao đổi khí nhỏ. Khi đó, cá không thể hô hấp được: oxygen và carbon dioxide không khuếch tán được. Vì vậy, sau một khoảng thời gian cá sẽ chết.
✍️ Bài tập
4. Em hãy tìm hiểu và thiết kế một khẩu trang sáng tạo, an toàn từ các vật liệu dễ tìm dùng để lọc khói, bụi.
