1. Trao đổi khí ở sinh vật là gì?
- Khái niệm: Trao đổi khí là sự trao đổi các chất ở thể khí giữa cơ thể và môi trường.
- Ví dụ: Khi hô hấp, động vật và thực vật thu nhận khí oxygen và thải ra khí carbon dioxide.
- Cơ chế trao đổi khí là cơ chế khuếch tán: Các phân tử khí di chuyển tử cùng có hàm lượng phân tử khí cao sang vùng có hàm lượng phân tử khí thấp hơn.
- Quá trình trao đổi khí diễn ra nhanh tại các bề mặt rộng và mỏng. Ví dụ: Thành tế bào của các mao mạch phổi rất mỏng, số lượng mao mạch phổi rất lớn giúp cơ thể nhanh chóng nhận khí oxygen từ phổi.
- Ở động vật có nhiều hình thức hô hấp như trao đổi khí qua ống khi, mang, da, phổi...
- Trao đổi khí của cơ thể động vật với môi trường đảm bảo cho các tế bào, mô và các cơ quan được cung cấp đầy đủ oxygen và thải carbon dioxide (chất thải) ra ngoài một cách hiệu quả. Ở người, trao đổi khí thông qua hệ hô hấp và diễn ra ở phổi.
2. Khái niệm về bề mặt trao đổi khí?
- Bề mặt trao đổi khí là nơi thực hiện quá trình trao đổi khí (nhận O2 và giải phóng CO2) giữa cơ thể với môi trường.
- Hiệu quả trao đổi khí của động vật liên quan chủ yếu đến các đặc điểm sau của bề mặt trao đổi khí:
+ Bề mặt trao đổi khí rộng.
+ Bề mặt trao đổi khí mỏng và ẩm ướt giúp O2 và CO2 dễ dàng khuếch tán qua.
+ Bề mặt trao đổi khí có nhiều mao mạch và máu có sắc tố hô hấp.
+ Có sự lưu thông khí tạo ra sự chênh lệch về nồng độ khí O2 và CO2 để các khí đó dễ dàng khuếch tán qua bề mặt trao đổi khí.
- Các hình thức hô hấp chính: Căn cứ vào bề mặt trao đổi khí, người ta phân chia thành 4 hình thức hô hấp chính, đó là :
+ Hô hấp qua bề mặt cơ thể
+ Hô hấp bằng hệ thống ống khí
+ Hô hấp bằng mang
+ Hô hấp bằng phổi.
3. Vai trò của quá trình trao đổi khí đối với con người
- Để duy trì sự sống, cơ thể phải sản xuất đủ năng lượng. Năng lượng được tạo ra bằng cách đốt cháy các phân tử trong thực phẩm, được thực hiện thông qua quá trình oxy hóa. Quá trình oxy hóa bao gồm carbon và hydro được kết hợp với oxy để tạo thành carbon dioxide và nước. Do đó, việc tiêu thụ oxy và sản xuất carbon dioxide là điều không thể thiếu đối với sự sống.
- Cơ thể con người phải có một hoạt động để loại bỏ carbon dioxide khỏi máu, đồng thời hấp thụ oxy từ khí quyển với tốc độ đủ nhanh để đáp ứng nhu cầu của cơ thể, ngay cả trong quá trình tập luyện. Đó là quá trình trao đổi khí cho phép oxy đi vào cơ thể và carbon dioxide rời khỏi cơ thể.
- Trao đổi khí đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống của cơ thể:
+ Cung cấp năng lượng: Oxy là nguyên liệu chính cho quá trình tạo ra năng lượng ATP trong tế bào. Năng lượng này nuôi sống mọi hoạt động sống của cơ thể, từ việc co bóp cơ bắp đến suy nghĩ.
+ Loại bỏ chất thải: Carbon dioxide là sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất. Nếu không được loại bỏ, carbon dioxide sẽ tích tụ trong máu, gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng.
+ Điều hòa pH máu: Quá trình trao đổi khí giúp duy trì độ pH ổn định của máu. Độ pH quá cao hoặc quá thấp đều có thể gây ảnh hưởng đến hoạt động của các enzyme và protein trong cơ thể.
+ Vận chuyển các chất: Ngoài oxy và carbon dioxide, máu còn vận chuyển nhiều chất khác như hormone, chất dinh dưỡng đến các tế bào và vận chuyển các chất thải đi.