Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit.Morbi adipiscing gravdio, sit amet suscipit risus ultrices eu.Fusce viverra neque at purus laoreet consequa.Vivamus vulputate posuere nisl quis consequat.
Create an account
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.
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 mặtso 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.
Trong sinh vật hiếu khí, trao đổi khí là đặc biệt quan trọng đối với hô hấp, bao gồm sự hấp thu oxy [O2] và giải phóng CO2 [CO2]. Ngược lại, trong các cơ quan quang hợp oxy như hầu hết các cây trồng trên đất, việc hấp thụ carbon dioxide và giải phóng cả oxy và hơi nước là các quá trình trao đổi khí chính xảy ra trong ngày. Các quá trình trao đổi khí khác rất quan trọng trong các sinh vật ít quen thuộc hơn: cacbon dioxide, khí mê-tan và hydrogen được trao đổi qua màng tế bào của vi khuẩn cổ sinh vật. Trong việc cố định đạm bởi các vi khuẩn diazotrophic, và khử Nitơ bởi các vi khuẩn dị dưỡng [như Paracoccus denitrificans và các pseudomonads khác nhau],[1] khí nitơ được trao đổi với môi trường, được lấy đi bởi sinh vậ trước và được giải phóng bởi sinh vật sau, trong khi Giant tube worms, Riftia pachyptila, dựa vào vi khuẩn để oxy hóa hydrogen sulfide chiết xuất từ môi trường nước biển sâu của chúng,[2] sử dụng oxy hòa tan trong nước như là một chất nhận điện tử.
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
Các bề mặt trao đổi khí ở động vật gồm có: bề mặt cơ thể, hệ thống ống khí, mang, phổi.
Bề mặt trao đổi khí của cơ quan hô hấp của động vật phải cần đáp ứng được các yêu cầu sau đây
- Bề mặt trao đổi khí rộng, diện tích 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
Động vật có vú
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.
Động vật có xương sống khác
Loài 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].[3] Tầng dưới của miệng được di chuyển theo cách "bơm", có thể quan sát bằng mắt thường.
Xem thêm
- Hệ hô hấp
Tham khảo
- ^ Carlson, C. A.; Ingraham, J. L. [1983]. “Comparison of denitrification by Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas aeruginosa, and Paracoccus denitrificans”. Appl. Environ. Microbiol. 45: 1247–1253.
- ^ C.Michael Hogan. 2011. Sulfur. Encyclopedia of Earth, eds. A.Jorgensen and C.J.Cleveland, National Council for Science and the environment, Washington DC Lưu trữ 2012-10-28 tại Wayback Machine
- ^ Brainerd, E. L. [1999]. “New perspectives on the evolution of lung ventilation mechanisms in invertebrates”. Experimental Biology Online. 4 [2]: 1–28. doi:10.1007/s00898-999-0002-1.
Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Trao_đổi_khí&oldid=66466912”
Câu hỏi:So sánh sự trao đổi khí ở phổi và tế bào
Trả lời:
Giống nhau:
Các chất khí trao đổi đều theo cơ chế khuếch tán khí từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp.
Khác nhau:
Trao đổi khí ở phổi |
Nồng độ Oxy trong phế nag cao hơn và nồng độ khí cacbonic trong phế nang thấp hơn so với nồng độ các chất khí tương ứng có ở trong máu của các mao mạch phổi.→ Oxy khuyếch tán từ phế nang vào máu và CO khuyếch tán từ máu vào phế nang. |
Trao đổi khí ở tế bào |
Nồng độ Oxy trong tế bào thấp hơn và nồng độ cacbonic trong tế báo cao hơn so với nồng độ các chất khí tương ứng có trong máu của các mao mạch tế bào.→ Oxy khuyếch tán từ máu vào tế bào và cacbonic khuyếch tán từ tế bào vào máu. |
Cùng Top lời giải tìm hiểu về vấn đề này nhé!
1.Trao đổi khí là gì ?
Trao đổi khílà 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.
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 vàđộng 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 nhưmang,phế thải phổivà 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 connhuyễn thểcó chúng, được tìm thấy trong lớp vỏ của chúng.
2. Trao đổi khí ở phổi
Nhờ hoạt động của lồng ngực với sự tham gia của các cơ hô hấp mà ta thực hiện được hít vào và thở ra, giúp cho không khí trong phổi thường xuyên được đổi mới.
Trao đổi khí ở phổi gồm sự khuếch tán của O2 từ không khí ở phế nang vào máu và của CO2 từ máu vào không khí phế nang.
Sự trao đổi khí được diễn ra trên bề mặt hô hấp. Ở người có khoảng 700 triệu phế bào với diện tích chung là 120m2 ở nữ và 130m2 ở nam. Lớp mô bì của phế bào rất mỏng khoảng 0,007 mm [0,7µm]. Diện tích chung của mao mạch tiếp xúc với phế bào rất lớn, khoảng 6000 m2.
Trao đổi khí ờ tế bào gồm sự khuếch tán của O2 từ máu vào tế bào của CO2 từ tế bào vào máu.các khí trao đổi ở phổi và tế bào đều theo cơ chế khuếch tán từ nơi có nồng độ cao tới nơi có nồng độ thấp .trao đổi khí ở phổi khí oxi từ phế bào được chuyển đến hồng cầu và trao đổi thành cacbonic rồi trở về phế bào . còn trao đổi khí ở tế bào thì : oxi từ hồng cầu →tế bào ở các mô cơ thể chuyển thành cacbonic →mao mạch
3. Trao đổi khí ở tế bào
Nồng độ Oxy trong tế bào thấp hơn và nồng độ cacbonic trong tế bào cao hơn so với nồng độ các chất khí tương ứng có trong máu của các mao mạch tế bào.→ OXy Khuyếch tán từ máu vào tế bào và cacbonic khuếch tán từ tế bào vào máu.
Hệ tuần hoàn lấy O2 từ các phế nang để vận chuyển tới tế bào và lấy CO2 từ tế bào tới phổi để hệ hô hấp thải ra ngoài.
Hai chu trình luân phiên nhau, liên tục. Nếu một trong hai ngừng thì cơ thể không tồn tại. Không có trao đổi khí ở tế bào thì cơ thể không cần nhu cầu lấy O2 [vì thực chất tế bào là nơi chi dùng dinh dưỡng,O2 và là nơi tạo ra các sản phẩm phân hủy như CO2, các chất thải mà tế bào không xài thì O2 dư nên cơ thể không có nhu cầu lấy thêm; mặt khác quá trình chuyển hóa vật chất và dinh dưỡng ngay bên trong tế bào để tạo ra năng lượng cho cơ thể hoạt động] mà như vậy thì các chất dinh dưỡng sẽ không được oxi hóa [quá trình chuyển hóa vật chất và dinh dưỡng] do đó không có năng lượng cho cơ thể hoạt động.
Ở mô, các tế bào luôn xảy ra quá trình Oxy hóa các chất hữu cơ, nên hàm lượng O2 thấp hơn và hàm lượng CO2 cao hơn nhiều so với trong máu động mạch đến mô. chất khí khuếch tán từ nơi có phân áp cao đến nơi có phân áp thấp. Sự chênh lệch phân áp của mỗi nơi sẽ quy định chiều di chuyển của chất khí.
Ở bảng trên, ta thấy phân áp O2 trong động mạch đến mô cao hơn ở bào chất, nên O2 khuếch tán từ máu động mạch sang bào chất của mô. Còn CO2 lại khuếch tán từ bào chất sang máu động mạch cho đến khi cân bằng phân áp O2 và CO2 giữa máu và dịch gian bào. Kết quả làm máu từ đỏ tươi [giàu O2] thành máu đỏ thẫm [giàu CO2], theo tĩnh mạch về tim.
Do áp suất CO2 rất cao, nên CO2 khuyếch tán qua màng tế bào hồng cầu, CO2 kết hợp với H2O tạo thành H2CO3 nhờ chất xúc tác cacbonidraza trong hồng cầu. Sau đó H2CO3 phân ly thành H+ và HCO3- , HCO3- lại khuếch tán ra ngoài huyết tương và kết hợp với Na+ tạo thành NaHCO3, rồi thành KHCO3
Sự trao đổi khí ở tế bào cung cấp ôxi cho tế bào hô hấp và loại CO2 khỏi tế bào