Khoa học tự nhiên 7 Bài 23 (Cánh diều): Trao đổi khí ở sinh vật

Giải bài tập Khoa học tự nhiên 7 Bài 23: Trao đổi khí ở sinh vật

Mở đầu trang 107 Bài 23 KHTN lớp 7: Tế bào trong cơ thể cần khí oxygen và thải khí carbon dioxide trong quá trình hô hấp. Cơ thể đảm bảo quá trình đó bằng cách nào và do cơ quan nào thực hiện?

Trả lời:

- Cơ thể đảm bảo quá trình hô hấp của tế bào trong cơ thể nhờ sự trao đổi khí giữa cơ thể và môi trường.

+ Ở thực vật: trao đổi khí chủ yếu qua khí khổng ở lá cây.

+ Ở động vật: trao đổi khí chủ yếu qua cơ quan hô hấp như bề mặt cơ thể, ống khí, mang hoặc phổi.

I. Khái niệm trao đổi khí ở sinh vật

Câu hỏi 1 trang 107 KHTN lớp 7: Quan sát hình 23.1, mô tả sự trao đổi khí ở sinh vật.

Trả lời:

- Trao đổi khí ở sinh vật 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 từ môi trường, chuyển lượng khí đó đến tế bào, tế bào thực hiện quá trình hô hấp tế bào thải ra khí carbon dioxide thông qua môi trường trong cơ thể thải ra ngoài môi trường.

- Sự trao đổi khí giữa cơ thể và môi trường dựa theo cơ chế khuếch tán: Các phân tử khí từ vùng có nồng độ phân tử khí cao sang vùng có nồng độ phân tử khí thấp hơn.

- Sự sao đổi khí diễn ra nhanh khi diện tích khuếch tán lớn nên các bề mặt trao đổi khí có xu hướng rộng và mỏng.

Luyện tập 1 trang 107 KHTN lớp 7: Sự trao đổi khí và hô hấp tế bào ở cơ thể sinh vật có liên quan như thế nào?

Trả lời:

Sự trao đổi khí và hô hấp tế bào ở cơ thể sinh vật có liên quan mật thiết, chặt chẽ với nhau:

- Trao đổi khí cung cấp nguyên liệu (O₂) tạo điều kiện cho hô hấp tế bào đồng thời giúp đào thải khí thải (CO₂) do quá trình hô hấp tế bào tạo ra để tránh gây độc cho cơ thể.

- Ngược lại, sự tiêu tốn O₂ ở tế bào và nồng độ CO₂ cao do hô hấp tế bào tạo ra động lực thúc đẩy sự trao đổi khí diễn ra.

II. Trao đổi khí ở thực vật

Câu hỏi 2 trang 108 KHTN lớp 7: Quan sát hình 23.2, cho biết chất nào đi vào và chất nào đi ra qua khí khổng trong quá trình quang hợp.

Trả lời:

Trong quá trình quang hợp:

- Chất đi vào: Carbon dioxide.

- Chất đi ra: Oxygen và hơi nước.

Câu hỏi 3 trang 108 KHTN lớp 7: Cho biết khí khổng có ở mặt trên hay mặt dưới của lá cây.

Trả lời:

- Ở cây hai lá mầm: khí khổng chủ yếu phân bố nhiều ở lớp biểu bì mặt dưới lá.

- Ở cây một lá mầm: khí khổng nằm ở cả biểu bì mặt trên lá và biểu bì mặt dưới lá.

Câu hỏi 4 trang 108 KHTN lớp 7: Quan sát hình 23.3, mô tả cấu tạo khí khổng. Chức năng khí khổng là gì?

Trả lời:

- Cấu tạo khí khổng:

+ Ở khí khổng có hai tế bào hình hạt đậu, xếp úp vào nhau tạo nên khe khí khổng.

+ Tế bào hình hạt đậu có thành trong dày và thành ngoài mỏng.

+ Trong tế bào hình hạt đậu chứa nhiều lục lạp có vai trò đóng, mở khe khí khổng thông qua hoạt động quang hợp.

- Chức năng chính của khí khổng: thực hiện quá trình trao đổi khí và thoát hơi nước cho cây.

+ Khi tế bào hạt đậu hút nước, không bào lớn lên, thành mỏng của tế bào hình hạt đậu căng ra nên thành dày cong theo làm khe khí khổng mở rộng cho khí và nước thoát ra ngoài.

+ Khi tế bào hạt đậu mất nước, không bào nhỏ đi, thành mỏng hết căng và thành dày duỗi thẳng làm khí khổng đóng lại (không đóng hoàn toàn) làm hạn chế sự thoát hơi nước và trao đổi khí.

Tìm hiểu thêm trang 109 KHTN lớp 7: Tìm hiểu vì sao ở những loài cây có lá nổi trên mặt nước (ví dụ cây súng) thì khí khổng chỉ có ở mặt trên của lá cây.

Trả lời:

Những loài cây có lá nổi trên mặt nước (ví dụ cây súng) thì khí khổng chỉ có ở mặt trên của lá cây vì hàm lượng khí hòa tan trong nước thấp hơn so với hàm lượng khí trong không khí nên khí khổng tập trung ở mặt trên của lá cây (mặt không tiếp xúc với nước) sẽ tạo điều kiện thuận lợi hơn cho quá trình trao đổi khí và thoát hơi nước của lá.

Câu hỏi 5 trang 109 KHTN lớp 7: Mô tả sự trao đổi khí diễn ra ở lá cây. Nêu ảnh hưởng của môi trường tới trao đổi khí trong quang hợp của cây.

Trả lời:

- Trao đổi khí ở lá cây:

+ Diễn ra cả ngày và đêm.

+ Trong quang hợp, khí carbon dioxide khuếch tán từ ngoài môi trường qua khí khổng vào lá, khí oxygen khuếch tán từ trong lá qua khí khổng ra môi trường. Cây chỉ quang hợp khi có ánh sáng.

+ Trong hô hấp, khí oxygen đi vào và carbon dioxide đi ra khỏi lá qua khí khổng. Cây hô hấp suốt ngày đêm.

- Ảnh hưởng của môi trường tới trao đổi khí trong quang hợp ở lá cây:

Những yếu tố của môi trường có ảnh hưởng đến sự đóng mở của khí khổng sẽ có ảnh hưởng đến quá trình trao đổi khí của cây. Một số yếu tố môi trường có ảnh hưởng đến quá trình trao đổi khí của cây là:

+ Ánh sáng

+ Nhiệt độ.

+ Độ ẩm và nước.

+ Nồng độ khí carbon dioxide.

Luyện tập 2 trang 109 KHTN lớp 7: Quan sát hình 23.4, cho biết quá trình trao đổi khí trong quang hợp và hô hấp của thực vật như thế nào theo gợi ý ở bảng 23.1.

Trả lời:

III. Trao đổi khí ở động vật

Câu hỏi 6 trang 110 KHTN lớp 7: Cho biết cơ quan nào thực hiện quá trình trao đổi khí ở động vật.

Trả lời:

Cơ quan thực hiện quá trình trao đổi khí ở động vật: ống khí, mang, da, phổi.

Câu hỏi 7 trang 110 KHTN lớp 7: Quan sát hình 23.5, cho biết cơ quan trao đổi khí ở cá, châu chấu, ếch và chim.

Trả lời:

- Cơ quan trao đổi khí ở cá: mang.

- Cơ quan trao đổi khí ở châu chấu: ống khí.

- Cơ quan trao đổi khí ở ếch: da.

- Cơ quan trao đổi khí ở chim: phổi.

Luyện tập 3 trang 110 KHTN lớp 7: Nếu bắt giun đất để lên mặt đất khô ráo giun sẽ nhanh bị chết vì: Giun đất hô hấp qua bề mặt da. Trong điều kiện khô ráo, da giun bị khô, không còn ẩm ướt. Khi đó O2 và CO2 không khuếch tán qua da, giun không thể hô hấp nên bị chết.

Trả lời:

Nếu bắt giun đất để lên mặt đất khô ráo giun sẽ chóng chết vì: Giun đất hô hấp qua da. Trong điều kiện khô ráo, da giun bị khô, không còn ẩm ướt. Khi đó, oxygen và carbondioxide không khuếch tán qua da, giun không thể hô hấp nên bị chết.

Câu hỏi 8 trang 110 KHTN lớp 7: Sự trao đổi khí giữa cơ thể người với môi trường được thực hiện như thế nào?

Trả lời:

Sự trao đổi khí giữa cơ thể người với môi trường được thực hiện thông qua hệ hô hấp:

- Khi ta hít vào, oxygen cùng các khí khác có trong không khí được đưa vào phổi đến tận phế nang (bề mặt trao đổi khí). Tại phế nang xảy ra quá trình trao đổi khí giữa phế nang và mạch máu. Khí oxygen đi vào máu và được vận chuyển đến các tế bào.

- Khí carbon dioxide từ máu về phế nang và được thải ra ngoài môi trường cùng các khí khác qua động tác thở ra.

Câu hỏi 9 trang 111 KHTN lớp 7: Quan sát hình 23.6, mô tả con đường đi của khí qua các cơ quan của hệ hô hấp ở người.

Trả lời:

Mô tả con đường đi của khí qua các cơ quan của hệ hô hấp ở người:

- Khi hít vào, khí oxygen từ môi trường đi vào khoang mũi → hầu và họng → thanh quản → khí quản → phế quản → phế nang → máu → đi đến từng tế bào thông qua hoạt động của hệ tuần hoàn.

- Khi thở ra, khí carbon dioxide được thải ra từ các hoạt động hô hấp của tế bào được khuếch tán vào máu theo hệ tuần hoàn trở về phế nang → phế quản → khí quản → thanh quản → hầu và họng → khoang mũi rồi được đẩy ra ngoài môi trường.

Luyện tập 4 trang 111 KHTN lớp 7: Phân biệt trao đổi khí ở động vật và thực vật theo gợi ý nội dung như bảng 23.2.

Trả lời:

Bảng 23.2. Trao đổi khí ở động vật và thực vật

Vận dụng 1 trang 111 KHTN lớp 7: Vì sao mở nắp mang cá có thể biết cá còn tươi hay không?

Trả lời:

Mở nắp mang cá có thể biết cá còn tươi hay không vì:

- Máu giàu oxygen sẽ có màu đỏ tươi còn máu nghèo oxygen (giàu carbon dioxide) sẽ có màu đỏ thẫm.

- Cá hô hấp bằng mang nên nếu cá còn sống thì mang cá sẽ phập phồng và mang cá tươi có màu đỏ hồng (chứng tỏ mạch máu ở mang cá vẫn nhận được oxygen). Điều này chứng tỏ, cá còn hô hấp tức là cá còn tươi.

- Ngược lại, nếu mang cá có màu xám, nâu (tức là mạch máu ở mang cá không còn nhận được oxygen) hoặc nhiều chất nhờn, mùi hôi khó chịu thì cá đã bị ươn do cá chết lâu, không còn hô hấp và máu bị oxy hoá.

Vận dụng 2 trang 111 KHTN lớp 7: Vì sao sơn kín da ếch thì ếch sẽ chết sau một thời gian?

Trả lời:

Sơn kín da ếch thì ếch sẽ chết sau một thời gian vì: Ếch hô hấp qua da và phổi nhưng qua da là chủ yếu nên khi sơn kín da ếch bề mặt trao đổi khí bị che lấp → Sự hô hấp của ếch bị hạn chế → Ếch không được cung cấp đủ oxygen cho các hoạt động sống đồng thời khí carbon dioxide không được thải ra ngoài sẽ tích lũy gây độc → Ếch sẽ chết dần.

Vận dụng 3 trang 111 KHTN lớp 7: Nêu vai trò của tập thể dục và hít thở sâu đối với rèn luyện sức khoẻ?

Trả lời:

Khi tập thể dục, cơ thể tiêu thụ nhiều oxygen hơn và sản sinh ra nhiều carbon dioxide hơn do các cơ phải hoạt động nhiều. Để đáp ứng nhu cầu tăng thêm này, cơ thể phản ứng thông qua việc hít thở sâu hơn và thường xuyên hơn. Nếu duy trì tập thể dục và hít thở sâu thường xuyên sẽ giúp tăng dung tích lồng ngực, giảm thiểu lượng khí cặn trong phổi. Điều này sẽ giúp cho tất cả các tế bào trong cơ thể được cung cấp đầy đủ dưỡng khí để hoạt động → sức khỏe cơ thể được tăng cường.

Lý thuyết Khoa học tự nhiên 7 Bài 23: Trao đổi khí ở sinh vật

I. KHÁI NIỆM TRAO ĐỔI KHÍ Ở SINH VẬT

- Trao đổi khí là quá trình trao đổi các chất khí giữa cơ thể với môi trường.

+ Ở động vật và thực vật, khi hô hấp lấy vào khí oxygen và thải ra khí carbon dioxide.

+ Ở thực vật, khi quang hợp lấy vào khí carbon dioxide và thải ra khí oxygen.

- Vai trò của trao đổi khí: Sự trao đổi khí và hô hấp tế bào ở cơ thể sinh vật có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, nếu một trong hai quá trình dừng lại thì quá trình còn lại cũng không thể diễn ra. Cụ thể:

Mối quan hệ giữa trao đổi khí và hô hấp tế bào

+ Quá trình hô hấp tế bào phân giải các chất hữu cơ để giải phóng năng lượng cung cấp cho hoạt động trao đổi khí.

+ Trao đổi khí cung cấp khí oxygen – nguyên liệu để thực hiện quá trình hô hấp tế bào đồng thời giúp đào thải khí carbon dioxide – sản phẩm thải của quá trình hô hấp tế bào ra ngoài.

- Cơ chế trao đổi khí: được thực hiện theo cơ chế khuếch tán (các phân tử khí di chuyển từ vùng có nồng độ cao sang vùng có nồng độ thấp hơn) thông qua các bề mặt trao đổi khí.

II. TRAO ĐỔI KHÍ Ở THỰC VẬT

1. Cấu tạo và chức năng của khí khổng

a. Cấu tạo của khí khổng

- Khí khổng phân bố chủ yếu ở biểu bì mặt dưới của lá, một số loài cây khí khổng xuất hiện ở cả biểu bì mặt trên lá.

- Mật độ khí khổng ở lá thay đổi tùy từng loại cây.

- Cấu tạo khí khổng: Mỗi khí khổng có 2 tế bào hình hạt đậu, xếp úp vào nhau tạo nên khe khí khổng. Các tế bào hình hạt đậu chứa nhiều lục lạp (có vai trò đóng mở khe khí khổng), không bào và nhân.

Cấu tạo của khí khổng

b. Chức năng của khí khổng

- Khí khổng là cơ quan chủ yếu thực hiện quá trình trao đổi khí ở thực vật.

Sự trao đổi khí qua khí khổng mở trong quang hợp ở lá cây

- Khí khổng điều tiết quá trình trao đổi khí và thoát hơi nước thông qua hoạt động đóng mở của khí khổng:

+ Khi tế bào hạt đậu hút nước, không bào lớn lên, thành mỏng của tế bào hình hạt đậu căng ra nên thành dày cong theo làm khí khổng mở rộng → tạo điều kiện cho sự trao đổi khí và thoát hơi nước diễn ra.

+ Khi tế bào hạt đậu mất nước, không bào nhỏ đi, thành mỏng hết căng và thành dày duỗi thẳng làm khí khổng đóng lại, khí khổng không đóng lại hoàn toàn → sự trao đổi khí và thoát hơi nước diễn ra hạn chế.

Khí khổng đóng (bên trái) và khí khổng mở (bên phải)

2. Quá trình trao đổi khí qua khí khổng ở lá cây

- Quá trình trao đổi khí ở thực vật diễn ra cả ban ngày lẫn ban đêm.

- Sự trao đổi khí ở lá cây:

Trao đổi khí qua khí khổng của lá cây

Trao đổi khí trong quang hợp	Trao đổi khí trong hô hấp
+ Khí carbon dioxide khuếch tán từ môi trường bên ngoài qua khí khổng vào lá, khí oxygen khuếch tán từ trong lá qua khí khổng ra môi trường bên ngoài.	+ Khí oxygen khuếch tán từ môi trường ngoài vào lá và khí carbon dioxide khuếch tán từ lá ra môi trường ngoài.
+ Cây quang hợp khi có ánh sáng.	+ Cây hô hấp cả ngày đêm.

- Ảnh hưởng của môi trường tới trao đổi khí:

+ Ánh sáng: Ban ngày, khí khổng mở rộng, cây thực hiện chức năng quang hợp được nhiều hơn → trao đổi khí diễn ra mạnh. Vào đầu buổi tối và ban đêm, khí khổng đóng bớt lại, cây thực hiện chứ năng quang hợp giảm đi → trao đổi khí diễn ra giảm.

+ Ngoài ra, các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, gió,… cũng ảnh hưởng đến độ mở của khí khổng nên cũng ảnh hưởng đến tốc độ trao đổi khí giữa thực vật với môi trường.

III. TRAO ĐỔI KHÍ Ở ĐỘNG VẬT

1. Hệ hô hấp ở động vật

- Ở động vật, sự trao đổi khí giữa cơ thể với môi trường xảy ra ở các cơ quan hô hấp như da, ống khí, mang, phổi,… đảm bảo cho các tế bào, mô, cơ quan trong cơ thể được cung cấp đầy đủ khí oxygen và thải ra ngoài khí carbon dioxide.

Trao đổi khí qua da ở giun đất	Trao đổi khí qua ống khí ở châu chấu
Trao đổi khí qua mang ở cá	Trao đổi khí qua phổi ở người

Các hình thức trao đổi khí ở động vật

2. Quá trình trao đổi khí ở động vật

- Ở người, trao đổi khí được diễn ra ở phổi.

Đường dẫn khí ở người

- Hoạt động trao đổi khí ở người:

+ Khi ta hít vào, oxygen cùng các khí khác có trong không khí được đưa vào phổi đến tận phế nang (bề mặt trao đổi khí). Tại phế nang xảy ra quá trình trao đổi khí giữa phế nang và mạch máu. Khí oxygen đi vào máu và được vận chuyển đến các tế bào.

+ Khí carbon dioxide từ máu về phế nang và được thải ra ngoài môi trường cùng các khí khác qua động tác thở ra.

Quá trình trao đổi khí ở người

Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 7 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 24: Vai trò của nước và các chất dinh dưỡng đối với cơ thể sinh vật

Bài 25: Trao đổi nước và các chất dinh dưỡng ở thực vật

Bài 26: Trao đổi nước và các chất dinh dưỡng ở động vật

Bài tập Chủ đề 8

Bài 27: Khái quát về cảm ứng và cảm ứng ở thực vật

Xem thêm tài liệu Khoa học tự nhiên lớp 7 Cánh diều với cuộc sống hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 23: Trao đổi khí ở sinh vật