Ôn tập Sinh học 11 - Chuyển hóa vật chất và năng lượng

BÀI THỨ HAI CÁC VẤN ĐỀ CẦN ÔN TẬP TRONG SINH HỌC 11 VỀ “CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT” PGS.TS Lê Đình Trung Cố vấn môn Sinh học Ở bài viết thứ nhất, thầy đã giới thiệu các vấn đề chung cần ôn tập phần Sinh học 11 để chuẩn bị cho thi THPT quốc gia năm 2018. Bài viết này xin giới thiệu với các em các vấn đề cốt lõi cần phải ôn tập về “Chuyển hoá vật chất và năng lượng ở động vật và thực vật”. PHẦN A. CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT 1. Sự hấp thu nước và ion muối khoáng 1.1. Hấp thụ nước Qua rễ cây mà chủ yếu từ các tế bào lông hút, nước được hấp thụ theo cơ chế thụ động không cần ATP từ thế nước cao trong đất đến thế nước thấp trong tế bào. Có thể nói việc hấp thụ nước của cây do 2 nguyên nhân cơ bản, đó là: quá trình thoát hơi nước ở lá có vai trò như một cái bơm hút nước từ rễ qua thân lên lá và do nồng độ các chất tan hữu cơ cao được tạo ra nhờ đồng hoá. 1.2. Hấp thụ ion khoáng Quá trình hấp thụ muối khoáng được thực hiện nhờ 2 cơ chế: - Cơ thế thụ động (không cần ATP) do nồng độ các chất khoáng trong đất cao hơn so với nồng độ của chúng trong môi trường tế bào. - Cơ chế chủ động (cần ATP) do nồng độ các chất khoáng trong đất thấp hơn so với nồng độ của chúng trong môi trường tế bào nhưng cây vẫn có nhu cầu. 2. Hai con đường vận chuyển nước và muối khoáng từ đất vào mạch gỗ của rễ cây 2.1. Qua gian bào: Đi giữa các bó sợi xenlulôzơ của tế bào, các chất khoáng và nước đến nội bì. Tại đấy, do bị bao caspari chặn lại nên chúng được vận chuyển theo con đường tế bào chất. 2.2. Qua tế bào chất: Nước và muối khoáng đi xuyên qua tế bào chất. Cần nhớ rằng việc hấp thụ nước và muối khoáng còn lệ thuộc vào áp suất thẩm thấu của dung dịch đất, độ pH và độ thoáng khí của đất. 3. Sự vận chuyển các chất trong cây từ mạch gỗ rễ đi lên và từ tế bào quang hợp ở lá đi xuống đến các cơ quan của cây 3.1. Động mạch gỗ (dòng đi lên): Trong thân của thực vật có mạch, mạch gỗ gồm các tế bào đã chết: quản bào và mạch ống. Các tế bào cùng loại nối với nhau theo cách đầu các tế bào này nối với đầu của tế bào kia thành ống dài từ rễ lên lá. Ngoài ra, quản bào và mạch ống còn xếp sít nhau, tạo đường thông giữa các lỗ bên tạo ra lối vận chuyển ngang. Dòng mạch gỗ chứa chủ yếu là nước, các ion khoáng, ngoài ra còn có các chất hữu cơ được tổng hợp từ rễ. Các chất trong dòng mạch gỗ được vận chuyển lên nhờ lực đẩy của áp suất rễ; lực hút phía trên của lá do lá thoát hơi nước; ion lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch gỗ. 3.2. Dòng mạch rây (dòng đi xuống): Mạch rây được cấu tạo bởi các tế bào sống là tế bào ống rây và tế bào kèm. Dòng mạch rây chứa chủ yếu là đường saccarozơ, các axit amin, vitamin, hoocmôn và một số chất hữu cơ khác cùng một số ion khoáng… Các chất này được di chuyển từ các tế bào quang hợp của lá vào ống rây qua các lỗ trong bản rây. Động lực của dòng mạch rây là do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa cơ quan nguồn (nơi tạo saccarôzơ) có áp suất thẩm thấu cao và các cơ quan chứa có áp suất thẩm thấu thấp dẫn tới các chất hữu cơ được vận chuyển liên tục từ nơi có áp suất cao đến nơi áp suất thấp. 4. Thoát hơi nước qua lá và sự cân bằng nước 4.1. Có hai con đường thoát hơi nước: qua khí khổng và qua lớp cutin (chủ yếu là qua khí khổng) - Khi tế bào hạt đậu no nước, thành mỏng của tế bào khí khổng căng ra làm cho thành dày căng theo thành mỏng làm khí khổng mở và nước thoát ra khỏi lá. Ngược lại, khi mất nước, thành mỏng hết căng dẫn tới thành dày duỗi thẳng và làm cho khí khổng đóng lại. - Thoát hơi nước qua cutin trên biểu bì lá: nước thoát được nhiều hay ít phụ thuộc vào độ dày của lớp cutin. 4.2. Cân bằng nước của cây được tính bằng cách so sánh lượng nước do rễ hút vào cây (A) và lượng nước thoát ra qua lá (B) Khi A = B, cây đủ nước; khi A > B, cây dư nước (2 trường hợp này cây phát triển bình thường); khi A < B, cây thiếu nước (nếu để lâu ngày cây dễ héo và chết). - Tốc độ thoát hơi nước lệ thuộc vào mấy yếu tố sau: nước, ánh sáng, nhiệt độ, gió và một số ion khoáng. - Thoát hơi nước là động lực đầu tiên của dòng mạch gỗ, có vai trò vận chuyển nước, ion khoáng và các chất hoà tan từ rễ đến mọi cơ quan; tạo môi trường liên kết các bộ phận của cây làm cho cây có độ cứng nhất định và làm dịu mát bề mặt lá trong những ngày nắng nóng. Ngoài ra, hiện tượng khí khổng mở trong quá trình thoát hơi nước sẽ tạo điều kiện cho khí CO2 khuếch tán vào lá, cung cấp cho quang hợp đồng thời giải phóng O2 cho hoạt động hô hấp của mọi loài sinh vật. 5. Vai trò của các nguyên tố dinh dưỡng khoáng đối với cây 5.1. Trong cây có tới 17 nguyên tố khoáng (một số cây cần thêm 3 nguyên tố khác Na, Si, Co) và tuỳ vào vai trò và hàm lượng, chúng được phân chia làm 2 loại: đại lượng và vi lượng. 5.2. Các nguyên tố khoáng tham gia cấu tạo nên chất sống và điều tiết các hoạt động của cơ thể. 5.3. Có 2 nguồn cung cấp các nguyên tố khoáng cần thiết, đó là đất và phân bón. Các nguyên tố khoáng trong đất tồn tại ở dạng: hoà tan và không hoà tan và cây chỉ hấp thụ ion khoáng ở dạng hoà tan. Tuỳ từng loại cây mà khi bón phân, chúng ta cần phải cân đối liều lượng và thành phần khoáng sao cho phù hợp để cây có thể phát triển tốt nhất. 6. Đồng hoá nitơ ở thực vật Được thực hiện qua 2 quá trình: 6.1. Quá trình khử nitrat: chuyển NO3− thành NH 4+ qua dạng trung gian NO2− (nitrit). Quá trình khử nitrat thành amôni được thực hiện nhờ hoạt động của enzim và diễn ra tại mô rễ và mô lá. 6.2. Quá trình đồng hoá NH 4+ trong mô thực vật theo 3 con đường: amin hoá trực tiếp các axit xêtô, chuyển vị axit amin và hình thành amit. Sự hình thành amit là con đường khử độc NH 4+ dư thừa, đồng thời tạo nguồn dự trữ NH 4+ cho quá trình tổng hợp axit amin khi cần thiết. 6.3. Nitơ cung cấp cho cây chủ yếu ở 2 nguồn: - Trong không khí: từ nitơ phân tử trong khí quyển (chiếm gần 80%), các vi sinh vật cố định nitơ sẽ chuyển hoá chúng thành NH3, một dạng khoáng mà cây hấp thu được. Các vi sinh vật cố định nitơ gồm 2 nhóm: nhóm sống tự do và nhóm cộng sinh. Các vi khuẩn này cố định được nitơ là nhờ enzim nitrôgenaza có khả năng bẻ gẫy 3 liên kết hoá trị bền vững giữa 2 nguyên tử nitơ để nitơ liên kết với hiđrô tạo thành NH3, NH3 trong môi trường nước chuyển hoá thành NH 4+ . - Trong đất: đây là nguồn chủ yếu, tồn tại 2 dạng: nitơ khoáng và nitơ hữu cơ. Cây hấp thụ nitơ từ đất dưới dạng NO3− và NH 4+ , nitơ hữu cơ trong đất cũng chỉ được cây hấp thụ sau khi được vi sinh vật khoáng hoá thành NH 4+ và NO3− . - Để đảm bảo năng suất cây trồng, đồng thời phòng ngừa nguy cơ ô nhiễm môi trường cũng như nông sản, chúng ta cần phải nắm vững các nguyên tắc về bón phân hợp lý. 7. Quang hợp ở thực vật 7.1. Khái niệm Quang hợp ở thực vật là quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời đã được diệp lục hấp thu để tổng hợp cacbohiđrat, đồng thời giải phóng ôxi và nước từ nguyên liệu ban đầu là CO2 và H2O: A / s mat troi 6CO2 + 12 H 2O ⎯⎯⎯⎯ → C6 H12O6 + 6O2 + 6H 2O Diepluc 7.2. Lá là cơ quan quang hợp - Lá có diện tích lớn giúp hấp thu được nhiều tia sáng, trong lớp biểu bì có khí khổng đảm bảo cho CO2 khuyếch tán vào bên trong lá đến lục lạp. - Lục lạp là bào quan quang hợp gồm có 2 nhóm sắc tố cơ bản là: diệp lục và carôtenôit. Diệp lục có 2 loại là diệp lục a và diệp lục b. Carôtenôit gồm có carôten và xantôphyl. Diệp lục a là trung tâm quang hợp, các sắc tố khác nhận năng lượng ánh sáng truyền năng lượng lại cho diệp lục a, sau đó quang năng được chuyển hoá thành dạng hoá năng trong ATP và NADPH. - Quang hợp có nhiều vai trò quan trọng: tạo sản phẩm chất hữu cơ cung cấp thức ăn cho toàn bộ sinh vật dị dưỡng dưới dạng năng lượng hoá học được chuyển hoá từ quang năng, đây là năng lượng duy trì toàn bộ sự sống trên Trái Đất; điều hoà không khí, giải phóng O2 và hấp thu CO2 đồng thời cung cấp nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp và thuốc chữa bệnh cho con người. 7.3. Cơ chế quang hợp - Gồm 2 pha: pha sáng và pha tối. Thực vật C3, C4 và CAM chỉ khác nhau chủ yếu ở pha tối. 7.3.1. Pha sáng: là pha chuyển hoá năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng chứa đựng trong các liên kết hoá học ATP và NADPH. Pha này diễn ra ở tilacôit khi có ánh sáng. Ở pha sáng, năng lượng ánh sáng được sử dụng để phân li nước, O2 được giải phóng ra từ nước. ATP và NADPH của pha sáng được sử dụng trong pha tối để tổng hợp chất hữu cơ. 7.3.2. Pha tối: là pha cố định CO2 diễn ra trong chất nền (strôma) của lục lạp theo chu trình Canvin gồm 3 giai đoạn: giai đoạn cố định CO2; giai đoạn khử APG thành ALPG; giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu Rib-1,5điP. Tại điểm kết thúc giai đoạn khử có ALPG tách ra khỏi chu trình để tổng hợp nên tinh bột, saccarôzơ, axit amin, lipit. Chu trình Canvin có ở mọi loại thực vật. Ở thực vật C3, con đường cố định CO2 chỉ diễn ra theo chu trình Canvin. 7.3.3. Ngoài con đường C3 như trên, việc cố định CO2 trong quang hợp còn có 2 con đường nữa: con đường cố định C4 và CAM. Thực vật C4 và CAM có chu trình C4 xảy ra trước chu trình Canvin. - Thực vật C4 quang hợp theo con đường C4 xảy ra trước chu trình Canvin. Con đường này thích ứng với cường độ ánh sáng mạnh và so với thực vật C3, thực vật C4 có cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù CO2 thấp hơn, điểm bão hoà ánh sáng cao hơn, nhu cầu nước thấp hơn, thoát hơi nước thấp hơn và năng suất quang hợp cao hơn. - Quang hợp ở thực vật CAM (sống trong môi trường khô hạn, khí khổng đóng vào ban ngày, mở vào ban đêm), về bản chất giống với con đường C4 . Tuy nhiên, điểm khác biệt với C4 là về thời gian. Ở thực vật C4, cả 2 giai đoạn cố định và tái cố định CO2 đều xảy ra ban ngày còn ở thực vật CAM, giai đoạn cố định CO2 xảy ra vào ban đêm, giai đoạn tái cố định CO2 theo chu trình Canvin diễn ra vào ban ngày. Ngoài ra, thực vật CAM không có 2 loại lục lạp tham gia vào quang hợp (nhu mô và bao bó mạch) như ở thực vật C4. 7.4. Ảnh hưởng ngoại cảnh đến quang hợp 7.4.1. Cường độ và quang phổ ánh sáng; quang hợp cực đại tại miền tia đỏ và tia xanh tím 7.4.2. Quang hợp tỉ lệ thuận với nồng độ CO2 cho đến trị số bão hoà CO2. Trên ngưỡng đó, quang hợp giảm xuống. 7.4.3. Nước là yếu tố quan trọng vì nó là nguyên liệu, môi trường của quang hợp, đồng thời có vai trò điều tiết độ mở, đóng của khí khổng và ảnh hưởng đến nhiệt độ của lá. 7.4.4. Đa số các loại cây quang hợp tăng theo nhiệt độ đến giá trị tối ưu (tuỳ loài). Trên ngưỡng đó, quang hợp giảm. 7.4.5. Các nguyên tố dinh dưỡng khoáng ảnh hưởng nhiều mặt đến quang hợp: tham gia cấu trúc nên enzim quang hợp, diệp lục; điều tiết độ mở của khí khổng cho CO2 khuyếch tán vào lá; chi phối quá trình quang phân li nước. 7.4.6. Sự ảnh hưởng của nhân tố ngoại cảnh đến quang hợp tuỳ thuộc vào đặc điểm của giống và loài cây trong điều kiện tự nhiên. Các yếu tố môi trường không tác động riêng rẽ lên quang hợp mà tác động phối hợp, trong đó, rõ nhất là sự phối hợp tác động của cường độ ánh áng và cường độ CO2. 7.5. Quang hợp với năng suất cây trồng 7.5.1. Quang hợp quyết định đến 90-95% năng suất cây trồng. 7.5.2. Muốn tăng năng suất cây trồng trong trồng trọt cần phải: - Tăng diện tích lá, tăng cường độ quang hợp (dùng biện pháp kĩ thuật, chọn và tạo giống có cường độ quang hợp cao). - Tăng hệ số kinh tế bằng cách: tuyển chọn giống, sử dụng các biện pháp nông sinh hợp lí. 8. Hô hấp ở thực vật 8.1. Khái niệm Hô hấp là quá trình ôxi hoá sinh học nguyên liệu, đặc biệt glucôzơ của tế bào sống nhờ tác động của enzim để tạo ra CO2, H2O và năng lượng (nhiệt + ATP). 8.2. Phương trình hô hấp C6 H12O6 + O2 → 6CO2 + 6H 2O + năng lượng (nhiệt + ATP). 8.3. Cơ chế hô hấp 8.3.1. Phân giải kị kí (đường phân và lên men) trong điều kiện thiếu O2. Phân giải kị khí gồm quá trình đường phân và lên men. Đường phân xảy ra ở tế bào chất, trong đó, mỗi phân tử glucôzơ được phân giải thành 2 phân tử axit piruvic. Quá trình này tiêu tốn 2 ATP và giải phóng 4 ATP nên tổng kết lại, tế bào có thêm 2 ATP từ hoạt động kể trên. Từ axit pyruvic khi lên men tạo ra rượu êtilic hoặc axit lactic. 8.3.2. Phân giải hiếu khí xảy ra ở ti thể có sự tham gia O2 bao gồm 3 giai đoạn, đường phân, chu trình Crep và chuỗi chuyền điện tử trong hô hấp. + Đường phân: diễn ra tương tự phân giải kị khí và sản phẩm tạo thành là axit piruvic kèm giải phóng ATP. + Chu trình Crep: khi có ôxi, axit piruvic được chuyển từ tế bào chất vào chất nền của ti thể và bị ôxi hoá hoàn toàn. + Chuỗi chuyền electron: Hiđrô tách ra từ axit piruvic trong chu kì Crep được chuyển tiếp qua chuỗi chuyền electron. Kết quả là từ 2 phân tử axit piruvic qua hô hấp giải phóng ra 36ATP, 6CO2, 6H2O. Như vậy 1 phân tử glucôzơ qua phân giải hiếu khí sẽ tạo ra 38 ATP. 8.3.3. Ngoài 2 con đường hô hấp nói trên ở thực vật, trong điều kiện cường độ ánh sáng cao, khi lượng CO2 cạn kiệt còn O2 tích luỹ nhiều thì ở thực vật C3 xảy ra sự chuyển hoá enzim cacboxilaza thành enzim ôxigenaza, ôxi hoá riboluzơ-1,5 điphotphat thông qua một chuỗi các phản ứng trung gian bắt đầu từ lục lạp, qua perôxixôm và kết thúc tại ti thể để thải ra CO2. Như vậy có thể nói hô hấp sáng là quá trình hấp thụ O2 tại ti thể và giải phóng CO2 xảy ra ở ngoài ánh sáng, gây lãng phí sản phẩm của quang hợp. 8.4. Mối quan hệ giữa hô hấp và quang hợp Quang hợp cung cấp nguyên liệu cho hô hấp, đó là sản phẩm glucôzơ và O2 còn hô hấp cung cấp cho quang hợp CO2 và ATP. 8.5. Mối quan hệ hô hấp với môi trường Hô hấp chịu ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp các yếu tố của môi trường như: nước, nhiệt độ, O2, hàm lượng CO2. Điều chỉnh các yếu tố môi trường là biện pháp giúp bảo quản nông phẩm. PHẦN B. CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở ĐỘNG VẬT 1. Tiêu hoá ở động vật 1.1. Khái niệm Là quá trình biến đổi chất dinh dưỡng phức tạp có trong thức ăn thành những chất đơn giản mà cơ thể động vật có thể hấp thụ được. 1.2. Các hình thức tiêu hoá ở động vật 1.2.1. Tiêu hoá ở động vật chưa có cơ quan tiêu hoá (động vật đơn bào): Hình thức tiêu hoá nội bào: Màng tế bào lõm vào hình thành không bào tiêu hoá chứa thức ăn → các lizôxôm gắn vào không bào và tiết ra enzim tiêu hoá, thuỷ phân chất dinh dưỡng phức tạp thành chất đơn giản rồi sau đó được hấp thụ vào tế bào chất. 1.2.2. Tiêu hoá ở động vật có túi tiêu hoá: Thức ăn đi qua lỗ thông của túi tiêu hoá vào túi tiêu hoá → các tế bào tuyến trên thành túi tiết ra enzim tiêu hoá thức ăn (tiêu hoá ngoại bào và nội bào). 1.2.3. Tiêu hoá ở động vật có ống tiêu hoá: - Thức ăn trong ống tiêu hoá được tiêu hoá ngoại bào theo con đường cơ học và hoá học để biến đổi các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản, dễ hấp thụ và được vận chuyển vào máu. - Đặc điểm tiêu hoá ở thú ăn thịt: có dạ dày đơn, ruột ngắn, thức ăn được tiêu hoá theo con đường cơ học và hoá học. - Đặc điểm tiêu hoá ở thú ăn thực vật: Ruột dài, dạ dày có nhiều ngăn (4 ngăn) như trâu, bò, dê. Một số động vật có dạ dày đơn như thỏ, ngựa. 2. Hô hấp ở động vật 2.1. Khái niệm Hô hấp là tập hợp những quá trình, trong đó cơ thể lấy O2 từ bên ngoài để ôxi hoá các chất trong tế bào và giải phóng năng lượng cho các hoạt động sống, đồng thời thải CO2 ra ngoài. 2.2. Bề mặt trao đổi khí Bề mặt trao đổi khí là bộ phận cho O2 từ môi trường ngoài khuyếch tán vào trong tế bào (hoặc máu) và cho CO2 khuyếch tán từ tế bào (hoặc máu) ra ngoài. Hiệu quả trao đổi khí có mối liên quan mật thiết đến bề mặt trao đổi khí. 2.3. Các hình thức hô hấp Động vật có 4 hình thức hô hấp cơ bản: 2.3.1. Hô hấp qua bề mặt cơ thể (ruột khoang, giun tròn, giun dẹp). 2.3.2. Hô hấp bằng hệ thống ống khí: hệ thống ống dẫn khí được cấu tạo bằng các ống dẫn chứa khí phân nhánh nhỏ dần, ống nhỏ nhất tiếp xúc với tế bào. Hệ thống ống dẫn khí thông ra bên ngoài nhờ các lỗ thở (côn trùng trên cạn). 2.3.3. Hô hấp bằng mang: ngoài 4 đặc điểm của bề mặt trao đổi khí, các động vật hô hấp bằng mang còn có thêm 2 đặc điểm làm tăng hiệu quả trao đổi khí, đó là: miệng và diềm mang đóng mở theo dòng nước chảy, trong mang có các mao mạch để hấp thụ trực tiếp O2 và thải CO2. 2.3.4. Hô hấp bằng phổi: sự thông khí ở phổi được thực hiện nhờ các cơ hô hấp co giãn làm thay đổi thể tích ở khoang bụng và lồng ngực. 3. Tuần hoàn ở động vật 3.1. Cấu tạo chung Hệ tuần hoàn gồm có dịch tuần hoàn, tim và hệ thống mạch máu. 3.2. Các dạng hệ tuần hoàn Có hai dạng đó là: Hệ tuần hoàn hở và hệ tuần hoàn kín (hệ tuần hoàn kín bao gồm hệ tuần hoàn đơn và hệ tuần hoàn kép). 3.2.1. Hệ tuần hoàn hở (có ở thân mềm, chân khớp) - Có 2 đặc điểm: + Máu được bơm vào động mạch và tràn vào khoang cơ thể. Ở đây, máu trộn lẫn với dịch mô tạo thành hỗn hợp tiếp xúc trực tiếp với tế bào, sau đó trở về tim. + Máu chảy trong động mạch với áp suất thấp, tốc độ chậm. 3.2.2. Hệ tuần hoàn kín (có ở mực ống, bạch tuộc, giun đốt, động vật có xương sống) - Có 2 đặc điểm: + Máu được bơm đi lưu thông trong mạch kín từ động mạch → mao mạch → tĩnh mạch → về tim, máu trao đổi chất với tế bào qua thành mao mạch. + Máu chảy trong động mạch với áp suất cao hoặc trung bình, tốc độ nhanh. - Hệ tuần hoàn kín được phân chia thành hệ tuần hoàn đơn và hệ tuần hoàn kép. Hệ tuần hoàn đơn có có 1 vòng tuần hoàn, máu chảy với áp suất trung bình (đại diện là các lớp cá). Hệ tuần hoàn kép có 2 vòng tuần hoàn: vòng tuần hoàn lớn đi khắp cơ thể, vòng tuần hoàn nhỏ qua phổi, máu chảy với áp suất cao, tốc độ nhanh (đại diện: lưỡng cư, bò sát, chim, thú). 3.3. Hoạt động của tim 3.3.1. Tính tự động của tim: Là khả năng co dãn tự động theo chu kì của tim là nhờ hệ dẫn truyền tim. Đó là tập hợp sợi đặc biệt có trong thành tim bao gồm: nút xoang nhĩ, nút nhĩ thất, bó His và mạng Puôckin. Cứ sau một thời gian, nút nhĩ thất lại phát xung điện, lan ra khắp cơ tâm nhĩ làm tâm nhĩ co, rồi lan đến nút nhĩ thất → bó His → mạng Puôckin → cơ tâm thất làm tâm thất co. 3.3.2. Chu kì hoạt động của tim: - Mỗi chu kì hoạt động của tim gồm 3 pha: pha co tâm nhĩ → pha co tâm thất → pha dãn chung. - Khi tâm nhĩ co, máu sẽ được đẩy từ tâm nhĩ xuống tâm thất. Khi tâm thất co, máu được đẩy từ tâm thất lên động mạch chủ và động mạch phổi. Ở pha dãn chung, máu được thu hồi từ tĩnh mạch chủ và tĩnh mạch phổi về tim. - Ví dụ: một chu kì tim ở người kéo dài 0,8 giây (tâm nhĩ co 0,1 giây, tâm thất co 0,3 giây, dãn chung 0,4 giây). - Nhịp tim ở các loài động vật là không giống nhau. 3.4. Hoạt động của hệ mạch 3.4.1. Cấu trúc hệ mạch: bao gồm 3 hệ thống: - Hệ thống động mạch: gồm động mạch chủ → động mạch → tiểu động mạch. - Hệ thống tĩnh mạch: gồm tiểu tĩnh mạch → tĩnh mạch → tĩnh mạch chủ - Hệ thống mao mạch: nối giữa tiểu động mạch và tiểu tĩnh mạch. 3.4.2. Huyết áp - Áp lực máu tác động lên thành mạch được gọi là huyết áp. Có 2 loại huyết áp là huyết áp tâm thu (ứng với lúc tim co) và huyết áp tâm trương (ứng với lúc tim dãn). - Có nhiều tác nhân có thể làm thay đổi huyết áp: lực co tim, nhịp tim, khối lượng máu, độ quánh của máu, sự đàn hồi của mạch máu. 3.4.3. Vận tốc máu - Là tốc độ máu chảy trong hệ mạch trong 1 giây. - Vận tốc máu ở các loại mạch khác nhau là không giống nhau. - Vận tốc máu trong các đoạn mạch liên quan chủ yếu đến tổng tiết diện của mạch và sự chênh lệch huyết áp giữa 2 đầu đoạn mạch. 4. Cân bằng nội môi 4.1. Khái niệm Cân bằng nội môi là duy trì sự ổn định của môi trường trong cơ thể. 4.2. Các bộ phận tham gia vào cơ chế cân bằng nội môi - Bộ phận tiếp nhận kích thích: là các thụ thể hoặc cơ quan thụ cảm. Chúng tiếp nhận kích thích từ môi trường trong hoặc ngoài cơ thể và hình thành các xung thần kinh truyền về bộ phận điều khiển. - Bộ phận điều khiển: là trung ương thần kinh (hoặc tuyến nội tiết) điều khiển hoạt động các cơ quan bằng cách gửi đi các tín hiệu thần kinh (hoặc tiết hoocmôn). - Bộ phận thực hiện: là các cơ quan: thận, gan, phổi, tim… dựa trên các tín hiệu thần kinh (hoặc hoocmôn) để tăng hay giảm hoạt động nhằm đưa môi trường trong về trạng thái cân bằng, ổn định. Sự trả lời của bộ phận thực hiện làm biến đổi các điều kiện lí hoá của môi trường, sự biến đổi này sẽ tác động trở lại bộ phận điều khiển (đường liên hệ ngược) và qua phân tích, xử lý, từ bộ phận điều khiển sẽ phát sinh luồng xung thần kinh điều chỉnh để trả lời kích thích một cách chính xác hơn. 4.3. Vai trò của thận và gan trong cân bằng áp suất thẩm thấu 4.3.1. Vai trò của thận trong cân bằng áp suất thẩm thấu Thận tham gia vào quá trình cân bằng áp suất thẩm thấu nhờ khả năng hấp thụ hoặc thải bớt nước và các chất hoà tan trong máu, cụ thể là: - Khi áp suất thẩm thấu trong máu tăng, thận tăng cường hấp thụ nước trả về máu → cân bằng áp suất thẩm thấu máu. - Khi áp suất thẩm thấu trong máu giảm, thận tăng cường thải nước → cân bằng áp suất thẩm thấu. 4.3.2. Vai trò của gan trong cân bằng áp suất thẩm thấu Gan có vai trò điều hoà nồng độ của các chất trong huyết tương, duy trì cân bằng áp suất thẩm thấu của máu, cụ thể là: - Khi ăn nhiều tinh bột → nồng độ glucôzơ trong máu tăng → tuyến tuỵ tiết ra insulin và chuyển hoá glucôzơ trong máu thành glicôgen, tích trữ trong gan đồng thời làm cho tế bào cơ thể tăng nhận và sử dụng glucôzơ → nồng độ glucôzơ trong máu trở về mức ổn định. - Khi nồng độ glucôzơ trong máu giảm, tuyến tuỵ tiết ra hoocmôn glucagôn → glucagôn biến đổi glicôgen dự trữ ở gan thành glucôzơ và giải phóng vào máu → glucôzơ trong máu tăng lên và duy trì ở mức ổn định. 4.4. Vai trò của hệ đệm trong cân bằng pH nội môi Hệ đệm có vai trò trong việc cân bằng pH nội môi là nhờ khả năng lấy + đi H hoặc OH- khi các ion này dư thừa trong máu. Các hệ đệm đó là: hệ đệm