Bài tập Chuyển hoá vật chất và năng lượng ở động vật có lời giải

Câu 1: Ngoài 4 đặc điểm đặc trưng của bề mặt trao đổi khí, cá xương còn có thêm đặc điểm nào không ?

Trả lời :

   Ngoài 4 đặc điểm đặc trưng của bề mặt trao đổi khí, cá xương còn có thêm đặc điểm làm tăng hiệu quả trao đổi khí, đó là :

   - Miệng và diềm nắp mang đóng mở nhịp nhàng tạo nên dòng nước chảy một chiều và gần như liên tục từ miệng qua mang.

   - Cách sắp xếp của mao mạch trong mang giúp cho dòng máu chảy trong mao mạch song song và ngược chiều với dòng nước chảy bên ngoài mao mạch. Điều này sẽ làm tăng diện tích tiếp xúc của mao mạch mang với ôxi trong dòng nước, nhờ vậy mà cá tận dụng được nhiều nguyên liệu hô hấp hơn.

Câu 2: Em hãy nêu sự khác nhau cơ bản về cấu tạo ống tiêu hoá và quá trình tiêu hoá thức ăn của thú ăn thịt và ăn thực vật.

Trả lời :

    * Về cấu tạo ống tiêu hoá:

   - Răng thú ăn thịt phân hoá sâu sắc hơn răng thú ăn thực vật do tiêu hoá loại thức ăn phức tạp hơn, không đồng nhất và bộ răng còn kiêm thêm chức năng bắt mồi.

   - Cơ hàm nhai của thú ăn thực vật thường phát triển hơn thú ăn thịt vì cây cỏ là loại thức ăn khó tiêu hoá, cần nhai kĩ.

   - Dạ dày của thú ăn thực vật có thể là dạ dày đơn hoặc dạ dày 4 túi còn dạ dày của thú ăn thịt là dạ dày đơn.

   - Manh tràng (ruột tịt) của thú ăn thực vật phát triển do thực hiện chức năng tiêu hoá thức ăn về mặt sinh học (là nơi cộng sinh của các vi sinh vật phân giải xenlulôzơ) còn manh tràng của thú ăn thịt thì tiêu giảm do không đảm nhiệm chức năng tiêu hoá.

   - Ruột của thú ăn thực vật thường dài để tiêu hoá triệt để nguồn thức ăn nghèo dinh dưỡng. Ngược lại, ruột thú ăn thịt ngắn hơn do chúng sử dụng nguồn thức ăn giàu đạm và chất béo.

    * Về quá trình tiêu hoá:

   - Thú ăn thịt xé thịt và nuốt, thú ăn thực vật nhai và nghiền nát thức ăn ngay trên khoang miệng.

   - Thú ăn thịt không nhai lại nhưng tập tính này lại có ở một số loài thú ăn thịt thuộc bộ Guốc chẵn.

Câu 3: Vi sinh vật cộng sinh có vai trò gì đối với động vật nhai lại ?

Trả lời :

   Vai trò của vi sinh vật cộng sinh đối với động vật nhai lại :

   - Ống tiêu hoá của tất cả các loài động vật có xương sống đều không sản xuất ra xenlulaza nên không có khả năng tiêu hoá xenlulôzơ của tế bào thực vật. Thật may mắn, vi sinh vật cộng sinh trong dạ cỏ và manh tràng của thú ăn thực vật lại có khả năng tiết ra loại enzim này. Xenlulaza có tác dụng phân giải xenlulôzơ thành các chất béo bay hơi. Vi sinh vật còn tiết ra các enzim tiêu hoá các chất hữu cơ khác có trong tế bào thực vật thành những chất dinh dưỡng đơn giản. Các chất đơn giản và axit béo bay hơi là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho động vật nhai lại và cho bản thân vi sinh vật.

   - Vi sinh vật cộng sinh từ dạ cỏ theo thức ăn đi vào dạ múi khế và vào ruột. Tại đây, chúng sẽ bị tiêu hoá và trở thành nguồn cung cấp prôtêin quan trọng cho động vật nhai lại.

Câu 4: Em hãy cho biết những ưu điểm của tiêu hoá thức ăn trong ống tiêu hoá so với trong túi tiêu hoá.

Trả lời :

   So với tiêu hoá thức ăn trong túi tiêu hoá, tiêu hoá thức ăn trong ống tiêu hoá có một số ưu điểm sau :

   - Trong ống tiêu hoá, dịch tiêu hoá ít bị hoà loãng còn trong túi tiêu hoá, dịch tiêu hoá bị hoà loãng bởi rất nhiều nước do sự hấp thụ thụ động của con vật.

   - Nhờ thức ăn đi theo một chiều mà ống tiêu hoá hình thành nên các bộ phận chuyên hoá, thực hiện các chức năng khác nhau như tiêu hoá cơ học, tiêu hoá hoá học, hấp thụ thức ăn và thải bã. Chính sự chuyên hoá này đã khiến cho hiệu quả tiêu hoá thức ăn trong ống tiêu hoá tăng lên gấp bội so với các hình thức tiêu hoá còn lại.

Câu 5: Ống tiêu hoá ở chim ăn hạt có gì khác so với ống tiêu hoá ở người ? Những bộ phận đó có chức năng gì ?

Trả lời :

   Ống tiêu hoá ở chim ăn hạt tồn tại hai bộ phận mà ống tiêu hoá ở người không có, đó là diều và dạ dày cơ (mề). Diều là một phần của thực quản biến đổi thành, có vai trò chứa và làm mềm thức ăn. Dạ dày cơ là một bộ phận có phần cơ rất phát triển, giúp nghiền nát thức ăn dạng hạt. Đặc biệt, trong dạ dày cơ còn có những viên sỏi (do chim nuốt vào) để làm tăng hiệu quả nghiền hạt.

Câu 6: Tại sao nói tiêu hoá thức ăn trong ống tiêu hoá là tiêu hoá ngoại bào ?

Trả lời :

   Nói tiêu hoá thức ăn trong ống tiêu hoá là tiêu hoá ngoại bào bởi vì trong hình thức tiêu hoá này, thức ăn được tiêu hoá bên ngoài tế bào bởi sự có mặt của các lực cơ học (răng, lưỡi, cơ) và dịch tiêu hoá (do các tuyến tiêu hoá tiết ra).

Câu 7: Vì sao nếu bắt giun đất đặt nơi khô ráo thì chúng có thể bị chết ?

Trả lời :

   Hô hấp là nhu cầu thiết yếu và thường trực của mọi loài sinh vật. Chỉ cần hoạt động này gián đoạn trong chốc lát, cơ thể sinh vật đã có thể đối diện với nguy cơ tử vong và việc đặt giun đất ở nơi khô ráo chính là một trong những hành vi dẫn đến điều này.

   Như ta đã biết, giun đất hô hấp qua da. Như vậy da chính là bề mặt trao đổi khí của chúng. Mặt khác, một trong 4 điều kiện cần cho sự hô hấp bình thường là bề mặt trao đổi khí phải đủ ẩm để CO₂ và O₂ có thể dễ dàng khuếch tán qua. Bởi vậy, khi đặt giun đất nơi khô ráo, da của chúng sẽ bị khô dần và không còn giữ được độ ẩm cần thiết cho hoạt động hô hấp xảy ra. Dĩ nhiên trong trường hợp này, cái chết sẽ đến với giun đất trong thời gian rất ngắn.

Câu 8: Sự trao đổi khí với môi trường xung quanh ở động vật đơn bào và ruột khoang được thực hiện như thế nào ?

Trả lời :

   Động vật đơn bào trao đổi khí qua màng tế bào còn ruột khoang (thuỷ tức, hải quỳ, san hô…) trao đổi khí qua bề mặt cơ thể. Quá trình chuyển hoá bên trong cơ thể luôn tiêu tốn O₂ khiến cho phân áp O₂ trong tế bào thấp hơn bên ngoài cơ thể. Quá trình chuyển hoá bên trong cơ thể cũng liên tục sinh ra CO₂ làm cho phân áp CO₂ trong tế bào luôn cao hơn bên ngoài cơ thể. Sự chênh lệch về phân áp của hai loại khí này chính là cơ sở để khí O₂ khuếch tán vào cơ thể và khí CO₂ khuếch tán từ bên trong cơ thể ra ngoài.

Câu 9: So với hệ tuần hoàn hở, hệ tuần hoàn kín có ưu điểm là gì ?

Trả lời :

   Trong hệ tuần hoàn kín, vì máu được chảy một cách định hướng trong hệ mạch nên nhận được sức đẩy lớn (áp lực cao) từ hoạt động co bóp của tim và động mạch. Chính nhờ điều này mà dịch tuần hoàn sẽ di chuyển với tốc độ nhanh hơn, đi xa hơn, đến được với nhiều tế bào hơn, đáp ứng được nhu cầu về khí ôxi và chất dinh dưỡng cho hoạt động sống của tế bào, cơ quan, hệ cơ quan và cơ thể.

Câu 10: Hệ tuần hoàn kép có điểm gì ưu việt so với hệ tuần hoàn đơn ?

Trả lời :

   Ở hệ tuần hoàn đơn, máu từ tim phải đi tới cơ quan trao đổi khí để nhận ôxi trước khi đi đến các hệ cơ quan các để tiến hành trao đổi khí. Sau hoạt động trên, tốc lực của dịch tuần hoàn sẽ giảm mạnh do đã đi quá xa và ít chịu tác động từ lực đẩy của tim. Điều này khiến cho hoạt động trao đổi khí và chất dinh dưỡng tại các cơ quan của cơ thể trở nên chậm chạp và kém hiệu quả.

   Trong quá trình tiến hoá của sinh giới, một đặc điểm cấu tạo mới ưu việt hơn đã xuất hiện và thay thế cho hệ tuần hoàn đơn, đó chính là hệ tuần hoàn kép. Trong hệ tuần hoàn kép, vòng tuần hoàn nhỏ chuyên hoá với chức năng trao đổi khí và đưa máu giàu ôxi về tim. Vòng tuần hoàn lớn chuyên hoá với chức năng trao đổi chất tại các cơ quan còn lại và được hỗ trợ bởi lực đẩy cực lớn từ tim. Chính nhờ lực đẩy này mà dịch tuần hoàn sẽ di chuyển nhanh hơn, đi xa hơn đến tận các tế bào của mọi cơ quan trong cơ thể. Như vậy, hệ tuần hoàn kín đã khắc phục được nhược điểm của hệ tuần hoàn đơn, làm tăng hiệu quả cung cấp ôxi và chất dinh dưỡng cho tế bào, đồng thời cũng giúp cơ thể thải nhanh các chất thải ra ngoài môi trường sống.

Câu 11: Em hãy trình bày đường đi của máu trong hệ tuần hoàn hở.

Trả lời :

   Trong hệ tuần hoàn hở, máu xuất phát từ tim qua hệ thống động mạch tràn vào khoang máu và trộn lẫn với nước mô tạo thành hỗn hợp máu – nước mô. Sau khi tiếp xúc và trao đổi chất trực tiếp với tế bào, máu chảy vào tĩnh mạch và về tim. Như vậy, hệ tuần hoàn có một đoạn máu không chảy trong mạch kín được gọi là hệ tuần hoàn hở.

Câu 12: Em hãy cho biết mối tương quan giữa tốc độ máu chảy và tổng tiết diện mạch.

Trả lời :

   Tốc độ máu chảy tỉ lệ nghịch với tổng tiết diện của mạch. Tổng tiết diện càng lớn thì vận tốc máu càng nhỏ và ngược lại. Trong hệ thống động mạch, tổng tiết diện tăng dần do sự phân nhánh từ động mạch chủ thành các động mạch cấp nhỏ hơn nên tốc độ máu giảm dần. Mao mạch có tổng tiết diện lớn nhất nên máu chảy với tốc độ chậm nhất. Trong hệ thống tĩnh mạch, tổng tiết diện giảm dần khi về tim nên tốc độ máu cũng vì thế mà tăng dần.

Câu 13: Tại sao tim đập nhanh và mạnh lại làm tăng huyết áp còn tim đập chậm và yếu lại khiến huyết áp bị giảm đi ?

Trả lời :

    Sức co bóp của tim và nhịp tim là một trong những nhân tố đóng vai trò quyết định làm thay đổi huyết áp của cơ thể. Khi đập nhanh và mạnh, tim sẽ bơm một lượng máu lớn lên động mạch. Lượng máu lớn gây áp lực cao lên động mạch, kết quả là huyết áp tăng lên. Tim đập chậm và yếu thì lượng máu bơm lên động mạch ít. Lượng máu ít nên áp lực tác dụng lên thành động mạch yếu, kết quả là huyết áp giảm.

Câu 14: Những nhân tố nào tham gia vào cơ chế điều hoà pH nội môi ?

Trả lời :

   Có 3 nhân tố chủ yếu tham gia vào cơ chế điều hoà pH nội môi, đó là :

   - Hệ đệm : nhờ khả năng lấy đi H⁺ hoặc OH^- khi các ion này xuất hiện trong máu.

   - Phổi : nhờ khả năng loại thải khí CO₂

   - Thận : Nhờ khả năng thải H⁺, NH₃, HCO₃^-, urê, tái hấp thu Na⁺…

Câu 15: Tại sao thú ăn thực vật thường phải ăn với số lượng thức ăn rất lớn ?

Trả lời :

   Thức ăn của thú ăn thực vật chủ yếu là cây cỏ. Đây là loại thức ăn có thành phần dinh dưỡng rất nghèo nàn, ít đạm, chất béo và tinh bột mà chủ yếu chỉ bao gồm chất xơ, khoáng, vitamin. Do đó, để đáp ứng nhu cầu của cơ thể, những loài động vật này thích nghi bằng cách ăn với số lượng thức ăn cực lớn.