TRAO ĐỔI CHẤT BẰNG HỆ THỐNG KHÍ LÀ HÌNH THỨC HÔ HẤP CỦA

I. HÔ HẤP LÀ GÌ?

- Trong sinh lý học, hô hấp được định nghĩa cơ thể lấy ôxi từ bên ngoài vào để ôxi hóa các chất trong tế bào và giải phóng năng lượng cho các hoạt động sống, đồng thời thải CO2 ra ngoài. Hô hấp bao gồm hô hấp ngoài và hô hấp trong. Sự hô hấp này khác với định nghĩa hóa sinh về hô hấp, trong đó đề cập đến hô hấp tế bào: sự trao đổi chất của một sinh vật thu được năng lượng bằng phản ứng của oxy với glucose tạo ra nước, cacbon dioxide và ATP (năng lượng).

Bạn đang xem: Trao đổi chất bằng hệ thống khí là hình thức hô hấp của

II. BỀ MẶT TRAO ĐỔI KHÍ


- Trao đổi khí là quá trình sinh học mà theo đó các khí di chuyển thụ động bởi sự khuếch tán qua bề mặt. Thông thường, bề mặt này là - hoặc chứa - một màng sinh học tạo thành ranh giới giữa một sinh vật và môi trường ngoại bào của nó.

*

- Bề mặt trao đổi khí của cơ quan hô hấp ở động vật phải có 4 đặc điểm sau:

+ Diện tích bề mặt lớn.

+ Mỏng và ẩm ướt giúp khí khuếch tán qua dễ dàng.

+ Có nhiều mao mạch và máu có sắc tố hô hấp.

+ Có sự lưu thông khí tạo ra sự chênh lệch nồng độ để các khí khuếch tán dễ dàng.

- Đặc điểm:

Các khí liên tục được tiêu thụ và sản sinh ra bởi các phản ứng tế bào và chuyển hóa ở hầu hết sinh vật, vì vậy cần có một hệ thống trao đổi khí hiệu quả giữa các tế bào và môi trường bên ngoài. Các sinh vật nhỏ, đặc biệt là động vật đơn bào, chẳng hạn như vi khuẩn và động vật nguyên sinh, có tỷ lệ diện tích bề mặt so với thể tích cao. Ở những sinh vật này, màng trao đổi khí thường là màng tế bào. Một số sinh vật đa bào nhỏ, như giun dẹp, cũng có thể thực hiện trao đổi khí đầy đủ qua da hoặc lớp biểu bì bao quanh cơ thể của chúng. Tuy nhiên, ở hầu hết các sinh vật lớn hơn, có tỷ lệ diện tích bề mặt nhỏ và khối lượng nhỏ, các cấu trúc đặc biệt có bề mặt phức tạp như mang, phế thải phổi và mesophyll xốp cung cấp diện tích lớn cần thiết cho việc trao đổi khí hiệu quả. Những bề mặt phức tạp này đôi khi có thể được xâm nhập vào cơ thể của sinh vật. Đây là trường hợp các phế nang tạo thành bề mặt bên trong của phổi động vật có vú, mesophyll xốp, được tìm thấy bên trong lá của một số loại thực vật, hoặc mang của những con nhuyễn thể có chúng, được tìm thấy trong lớp vỏ của chúng.

III. CÁC HÌNH THỨC HÔ HẤP

Căn cứ vào bề mặt hô hấp có thể chia thành 4 hình thức hô hấp:

1. Hô hấp qua bề mặt cơ thể

- Động vật đơn bào hoặc đa bào có tổ chức thấp như: ruột khoang, giun tròn, giun dẹp có hình thức hô hấp qua bề mặt cơ thể.

- Sự trao đổi khí được thực hiện trực tiếp qua màng tế bào hay bề mặt cơ thể nhờ sự khuếch tán.

Xem thêm: Cách Chơi Vợ Lâu Ra An Toàn Hiệu Quả Nhất, Cách Quan Hệ Lâu Ra

Ví dụ: giun đất, con đĩa… hô hấp qua da.

2. Hô hấp bằng hệ thống ống khí

- Gặp ở côn trùng. Bao gồm nhiều hệ thống ống nhỏ, phân nhánh tiếp xúc với tế bào của cơ thể và thông ra ngoài nhờ các lỗ thở.

3. Hô hấp bằng mang

- Mang là cơ quan hô hấp thích nghi với môi trường nước của cá, thân mềm, chân khớp.

+ Miệng và nắp mang đóng mở nhịp nhàng làm cho dòng nước chảy một chiều và liên tục từ miệng qua khe mang.

+ Dòng máu trong mao mạch chảy song song và ngược chiều với dòng nước chảy qua mang.

4. Hô hấp bằng phổi

- Phổi là cơ quan hô hấp của động vật sống trên cạn: bò sát, chim, thú.

+ Thú: khoang mũi → hầu → khí quản → phế quản. Bộ trao đổi khí ở động vật có vú được hình thành ra phổi, giống như trong hầu hết các động vật trên đất liền lớn hơn. Trao đổi khí xảy ra trong các túi chứa khí gọi là phế nang, nơi có màng rất mỏng (gọi là hàng rào máu-không khí) tách máu trong các mao mạch phế nang (trong các bức tường của phế nang) từ không khí phế nang trong túi. 

+ Chim: Hô hấp bằng phổi và hệ thống túi khí.

+ Lưỡng cư: Động vật lưỡng cư có ba bộ phận chính liên quan đến trao đổi khí: phổi, da, và mang, có thể được sử dụng đơn lẻ hoặc trong một loạt các kết hợp khác nhau. Tầm quan trọng tương đối của các cấu trúc này khác nhau theo tuổi, môi trường và loài lưỡng cư. Da của lưỡng cư và ấu trùng của chúng được nâng cao mạch máu, dẫn đến trao đổi khí tương đối hiệu quả khi da ẩm. Ấu trùng của động vật lưỡng cư, chẳng hạn như giai đoạn tiền biến thái Nòng nọc của ếch, cũng có mang bên ngoài. Các mang được hấp thu vào cơ thể trong thời kỳ biến thái hoàn toàn, sau đó phổi sẽ tiếp nhận chức năng. Phổi thường đơn giản hơn so với các động vật có xương sống khác sống trên đất, với ít nội tạng và các phế nang lớn hơn; tuy nhiên, các con cóc sống nhiều hơn trên mặt đất, có bề mặt túi phổi phình to hơn với phổi phát triển hơn. Để tăng tỷ lệ trao đổi khí bằng cách khuếch tán, động vật lưỡng cư duy trì sự chênh lệch nồng độ trên bề mặt hô hấp bằng cách sử dụng một quá trình gọi là "bơm nước bằng miệng" (buccal pumping). Tầng dưới của miệng được di chuyển theo cách "bơm", có thể quan sát bằng mắt thường.