Chương 1. TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG Ở SINH VẬT
Bài 1. Khái quát về trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng
YÊU CẦU CẦN ĐẠT:
Phân tích được vai trò của trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng đối với sinh vật.
Nêu được các dấu hiệu đặc trưng của trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng.
Dựa vào sơ đồ chuyển hoá năng lượng trong sinh giới, mô tả tóm tắt ba giai đoạn chuyển hoá năng lượng (tổng hợp, phân giải và huy động năng lượng).
Trình bày được mối quan hệ giữa trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở cấp tế bào và cơ thể.
Nêu được các phương thức trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng (tự dưỡng và dị dưỡng). Lấy được ví dụ minh hoạ.
Nêu được khái niệm tự dưỡng và dị dưỡng.
Phân tích được vai trò của sinh vật tự dưỡng trong sinh giới.
Điều gì xảy ra nếu cơ thể sinh vật không lấy đủ các chất cần thiết từ môi trường và không thải các chất ra môi trường?
I. VAI TRÒ CỦA TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI SINH VẬT
Sinh vật không thể tồn tại và phát triển nếu không thực hiện trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng. Sinh vật lấy các chất từ môi trường cung cấp cho quá trình tạo chất sống của cơ thể, hình thành tế bào, cơ quan, cơ thể, đồng thời tích luỹ và giải phóng năng lượng phục vụ cho các hoạt động sống như vận động, sinh sản, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển,...
Chất thải, chất độc hại hoặc dư thừa sinh ra từ quá trình chuyển hoá được cơ thể thải ra môi trường. Các chất này nếu ứ đọng lại trong cơ thể sẽ gây rối loạn các hoạt động sống, thậm chí gây tử vong.

II. CÁC DẤU HIỆU ĐẶC TRƯNG CỦA TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG Ở SINH VẬT
Dấu hiệu đặc trưng của trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở sinh vật thể hiện qua các quá trình dưới đây:
1. Tiếp nhận các chất từ môi trường và vận chuyển các chất
Thực vật lấy chất khoáng, nước, $CO_2$ và năng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu cơ cần thiết cho cơ thể. Hệ vận chuyển đưa các chất hữu cơ đến tế bào cơ thể, đồng thời vận chuyển nước, chất khoáng hấp thụ từ rễ lên lá.
Hầu hết động vật lấy chất dinh dưỡng từ thức ăn nhờ hệ tiêu hoá và lấy $O_2$ từ không khí nhờ hệ hô hấp. Chất dinh dưỡng và $O_2$ được vận chuyển đến các tế bào cơ thể nhờ hệ tuần hoàn.
2. Biến đổi các chất kèm theo chuyển hoá năng lượng ở tế bào
Các chất tiếp nhận từ môi trường được vận chuyển đến tế bào và tham gia vào quá trình đồng hoá và dị hoá. Quá trình đồng hoá tổng hợp chất hữu cơ phức tạp từ các chất đơn giản, kèm theo tích luỹ năng lượng trong các liên kết hoá học. Quá trình dị hoá phân giải các chất hữu cơ phức tạp (hình thành trong quá trình đồng hoá) thành các chất đơn giản, kèm theo giải phóng năng lượng từ các liên kết hoá học.
3. Thải các chất vào môi trường
Các chất không được cơ thể sử dụng, các chất dư thừa, thậm chí độc hại tạo ra từ quá trình chuyển hoá được cơ thể thải ra môi trường.
4. Điều hoà
Quá trình trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng luôn được điều chỉnh phù hợp với nhu cầu của cơ thể thông qua hormone ở thực vật hoặc hormone và hệ thần kinh ở động vật.
III. CÁC GIAI ĐOẠN CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG SINH GIỚI
Quá trình chuyển hoá năng lượng trong sinh giới có thể chia làm ba giai đoạn: tổng hợp, phân giải và huy động năng lượng (H 1.1).
1. Giai đoạn tổng hợp
Nguồn năng lượng khởi đầu trong sinh giới là năng lượng ánh sáng mặt trời (quang năng). Chất diệp lục của cây xanh thu nhận quang năng để tổng hợp chất hữu cơ từ các phân tử $CO_2$ và nước. Như vậy, cây xanh đã chuyển hoá quang năng thành hoá năng tích luỹ trong các liên kết hoá học ở các phân tử hữu cơ.
Hình 1.1. Sơ đồ chuyển hoá năng lượng trong sinh giới (Các mũi tên là chỉ các giai đoạn chuyển hoá năng lượng)

Động vật không có khả năng nhận năng lượng trực tiếp từ ánh sáng mặt trời để tổng hợp chất hữu cơ, chúng lấy năng lượng (hoá năng) sẵn có trong thức ăn.
2. Giai đoạn phân giải
Các liên kết hoá học trong phân tử hữu cơ chứa năng lượng ở dạng thế năng, nhờ quá trình hô hấp mà thế năng này biến đổi thành động năng.
Nhìn bề ngoài hô hấp lấy O${2}$ và thải CO${2}$, nhưng thực chất đó là những phản ứng biến đổi vật chất kèm theo sự biến đổi về năng lượng trong tế bào. Quá trình hô hấp làm biến đổi các phân tử lớn (carbohydrate, lipid, protein) thành các phân tử nhỏ hơn, đồng thời, năng lượng tích luỹ trong các liên kết hoá học ở các phân tử lớn chuyển sang năng lượng tích luỹ trong các liên kết hoá học của các phân tử nhỏ ở dạng dễ chuyển đổi và sử dụng (ví dụ: ATP, NADH,...).
3. Giai đoạn huy động năng lượng
Năng lượng tạo ra từ hô hấp tế bào (chủ yếu là ATP) được sử dụng cho các hoạt động sống như tổng hợp chất sống, vận động, sinh sản, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển,... Các liên kết giữa các gốc phosphate trong phân tử ATP sẽ bị phá vỡ, giải phóng năng lượng. Các dạng năng lượng khác nhau cuối cùng đều chuyển thành nhiệt năng và toả ra môi trường.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng có vai trò như thế nào đối với sinh vật?
Những dấu hiệu nào cho thấy trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng diễn ra ở sinh vật?
Dựa vào Hình 1.1, mô tả tóm tắt quá trình chuyển hoá năng lượng trong sinh giới (bắt đầu từ năng lượng ánh sáng).
IV. MỐI QUAN HỆ GIỮA TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG Ở CẤP TẾ BÀO VÀ CƠ THỂ
Chất dinh dưỡng cơ thể lấy vào được chuyển tới tế bào. Tại đây các chất tham gia vào quá trình đồng hoá tổng hợp nên chất hữu cơ xây dựng cơ thể và dự trữ năng lượng. Một phần chất hữu cơ được phân giải, giải phóng năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào và cơ thể. Chất thải sinh ra từ quá trình dị hoá tế bào được thải ra ngoài môi trường.
Mối quan hệ giữa trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở cấp độ tế bào và cơ thể sinh vật được thể hiện ở Hình 1.2.
Hình 1.2. Mối quan hệ giữa trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở cấp tế bào và cơ thể (chiều mũi tên cho biết hướng di chuyển của các chất)

V. CÁC PHƯƠNG THỨC TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG
Phương thức trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở sinh vật là tự dưỡng hoặc dị dưỡng.
1. Tự dưỡng
Tự dưỡng gồm quang tự dưỡng và hoá tự dưỡng.
Quang tự dưỡng là phương thức sinh vật sử dụng chất vô cơ, nước, $CO_2$ và năng lượng ánh sáng để tổng hợp nên các chất hữu cơ cần thiết cho cơ thể và tích luỹ năng lượng. Thực vật là sinh vật quang tự dưỡng điển hình.
Hoá tự dưỡng là phương thức sinh vật sử dụng nguồn carbon (chủ yếu là $CO_2$) và nguồn năng lượng từ chất vô cơ như $H_2S$, $NO_2^-$, $NH_4^+$,… để tổng hợp nên các chất hữu cơ và tích luỹ năng lượng. Một số vi khuẩn là sinh vật hoá tự dưỡng.
Vai trò của sinh vật tự dưỡng trong sinh giới:
– Cung cấp $O_2$, đảm bảo cho hoạt động sống của hầu hết sinh vật.
– Cung cấp thức ăn, nơi ở và nơi sinh sản cho động vật.
– Điều hoà khí hậu: tạo nhiệt độ, độ ẩm thuận lợi cho sự tồn tại và phát triển của sinh vật.
2. Dị dưỡng
Dị dưỡng là phương thức sinh vật lấy chất hữu cơ trực tiếp từ sinh vật tự dưỡng hoặc từ động vật khác, thông qua tiêu hoá, hấp thụ và đồng hoá các chất để xây dựng cơ thể, tích luỹ và sử dụng năng lượng cho mọi hoạt động sống. Động vật là sinh vật dị dưỡng điển hình.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Nghiên cứu Hình 1.2, trình bày mối liên quan giữa trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở cấp tế bào và cơ thể sinh vật.
Tại sao gọi thực vật là sinh vật tự dưỡng và động vật là sinh vật dị dưỡng?
Phân tích vai trò của sinh vật tự dưỡng trong sinh giới.
KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng giúp sinh vật tồn tại và phát triển.
– Các dấu hiệu đặc trưng của trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở sinh vật gồm: tiếp nhận, vận chuyển các chất từ môi trường sống, chuyển hoá các chất kèm theo chuyển hoá năng lượng ở tế bào và thải các chất thải vào môi trường.
– Chuyển hoá năng lượng trong sinh giới gồm 3 giai đoạn: tổng hợp, phân giải và huy động năng lượng.
– Trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở cấp tế bào và cơ thể sinh vật liên quan chặt chẽ với nhau.
– Trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở cấp độ tế bào là cơ sở cho quá trình trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng của cơ thể sinh vật.
– Phương thức trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở sinh vật là tự dưỡng và dị dưỡng.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Cho biết những chất nào được cơ thể thực vật, động vật lấy từ môi trường sống và đưa đến tế bào cơ thể sử dụng cho đồng hoá, dị hoá; Những chất thải nào sinh ra từ quá trình chuyển hoá được cơ thể thải ra môi trường.
Quá trình trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường bị rối loạn sẽ ảnh hưởng như thế nào đến cơ thể? Làm thế nào để quá trình trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường diễn ra thuận lợi?

Bài 2. Trao đổi nước và khoáng ở thực vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT:
Trình bày được vai trò của nước đối với thực vật và mô tả được ba giai đoạn của quá trình trao đổi nước trong cây gồm: hấp thụ nước ở rễ, vận chuyển nước ở thân và thoát hơi nước ở lá.
Trình bày được cơ chế hấp thụ nước và khoáng ở tế bào lông hút của rễ.
Nêu được sự vận chuyển các chất trong cây theo hai dòng: dòng mạch gỗ và dòng mạch rây. Nêu được vai trò của sự vận chuyển các chất hữu cơ trong mạch rây.
Trình bày được vai trò của quá trình thoát hơi nước và nêu được cơ chế đóng mở của khí khổng.
Nêu được khái niệm dinh dưỡng ở thực vật và vai trò sinh lí của một số nguyên tố khoáng đa lượng và vi lượng đối với thực vật. Quan sát và nhận biết được một số biểu hiện của cây do thiếu khoáng.
Nêu được nguồn cung cấp nitrogen cho cây. Trình bày được quá trình hấp thụ và biến đổi nitrate và ammonium ở thực vật.
Phân tích được một số nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi nước và quá trình dinh dưỡng khoáng ở thực vật.
Giải thích được sự cân bằng nước và tưới tiêu hợp lí, phân tích được vai trò của phân bón đối với năng suất cây trồng.
Nước và chất khoáng có vai trò gì đối với thực vật? Chúng được thực vật hấp thụ và sử dụng như thế nào?
I. VAI TRÒ CỦA NƯỚC VÀ CHẤT KHOÁNG
Nước, chất khoáng là những chất dinh dưỡng của thực vật. Dinh dưỡng ở thực vật là quá trình hấp thụ nước, chất khoáng và đồng hoá chúng thành chất sống của cơ thể thực vật.
1. Vai trò của nước
Nước chiếm khoảng 70 – 90% khối lượng tươi của thực vật. Nước tham gia vào thành phần cấu tạo của tế bào và chi phối các quá trình sinh lí diễn ra trong cây, vai trò cụ thể của nước được thể hiện trong sơ đồ dưới đây:
Là thành phần cấu tạo của tế bào
VAI TRÒ CỦA NƯỚC
Là dung môi hoà tan các chất, tham gia vào quá trình vận chuyển các chất trong cây
Điều hoà nhiệt độ của cơ thể thực vật
Là nguyên liệu, môi trường của các phản ứng sinh hoá

$2. Vai trò của các nguyên tố khoáng Trong thành phần cấu tạo của cơ thể thực vật có hơn 50(^{}) nguyên tố, nhưng chỉ có khoảng 17(^{}) nguyên tố được xem là thi$

2. Vai trò của các nguyên tố khoáng
Trong thành phần cấu tạo của cơ thể thực vật có hơn 50(^{}) nguyên tố, nhưng chỉ có khoảng 17(^{}) nguyên tố được xem là thiết yếu với cây. Đó là những nguyên tố mà khi thiếu chúng cây sẽ không hoàn thành được chu kì sống của mình.
Trong cây, các nguyên tố khoáng thiết yếu có hai vai trò chính, đó là: cấu trúc nên các thành phần của tế bào và điều tiết các quá trình sinh lí. Bảng 2.1 dưới đây thể hiện vai trò của một số nguyên tố đa lượng và vi lượng.
Bảng 2.1. Vai trò của một số nguyên tố khoáng thiết yếu đối với thực vật(^{**})
Nguyên tố, Dạng hấp thụ, Vai trò
Các nguyên tố đa lượng
Calcium (Ca), Ca(^{2+}), Thành phần của thành tế bào, hoạt hoá enzyme thuỷ phân ATP và phospholipid.
Magnesium (Mg), Mg(^{2+}), Thành phần của diệp lục, tham gia hoạt hoá enzyme liên quan đến sự vận chuyển gốc phosphate.
Nitrogen (N), NO(_3^-), NH(_4^+), Thành phần của nhiều hợp chất hữu cơ.
Phosphorus (P), PO(_4^{3-}), H(_2)PO(_4^-), Thành phần của nucleic acid, phospholipid, ATP và một số coenzyme,...
Potassium (K), K(^{+}), Điều tiết áp suất thẩm thấu của tế bào, tham gia thúc đẩy quá trình vận chuyển sản phẩm quang hợp về cơ quan dự trữ.
Sulfur (S), SO(_4^{2-}), Thành phần cấu tạo của protein, coenzyme,...
Các nguyên tố vi lượng
Chlorine (Cl), Cl(^{-}), Tham gia vào quá trình quang phân li nước trong quang hợp và có chức năng cân bằng nước trong cây.
Iron (Fe), Fe(^{2+}), Fe(^{3+}), Thành phần của cytochrome, hoạt hoá các enzyme của quá trình tổng hợp diệp lục.
Manganese (Mn), Mn(^{2+}), Thành phần cấu trúc của một số enzyme oxy hoá khử, đồng thời hoạt hoá các enzyme của quá trình quang hợp,...
Molybdenum (Mo), MoO(_4^{2-}), Tham gia vào quá trình dinh dưỡng nitrogen ở thực vật như cố định N(_2), quá trình khử nitrate.
Zinc (Zn), Zn(^{2+}), Tham gia vào quá trình hình thành diệp lục, hoạt hoá một số enzyme xúc tác cho các phản ứng quang hợp, hô hấp,...
Hậu quả của thừa hoặc thiếu nguyên tố khoáng thường được biểu hiện thành các triệu chứng quan sát thấy trên cây như hiện tượng biến màu, biến dạng của lá, thân, quả,...(H 2.1).
Hình 2.1. Màu lá cà chua bình thường (a) và triệu chứng biến màu trên lá cà chua khi thiếu một số nguyên tố khoáng (b)
* Nguồn: Sinh học, N.A. Campbell và cộng sự, 2016.
** Nguồn: Plant physiology, L.Taiz & E.Zeiger, 2014.

II. QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ KHOÁNG Ở THỰC VẬT Trao đổi nước ở cơ thể thực vật diễn ra theo ba giai đoạn: hấp thụ nước ở rễ, vận chuyển nước ở thân và thoát h

b) Hấp thụ khoáng ở tế bào lông hút
Rễ hấp thụ khoáng theo hai cơ chế: thụ động và chủ động.
Cơ chế thụ động: Chất khoáng hoà tan trong đất khuếch tán từ đất (nơi có nồng độ chất khoáng cao) vào rễ (nơi nồng độ chất khoáng thấp).
Cơ chế chủ động: Chất khoáng được vận chuyển từ đất vào rễ ngược chiều gradient nồng độ, nhờ các chất mang được hoạt hoá bằng năng lượng.
c) Vận chuyển nước và chất khoáng từ lông hút vào mạch gỗ của rễ
Nước và các chất khoáng được vận chuyển từ lông hút vào mạch gỗ của rễ theo hai con đường: con đường gian bào và con đường tế bào chất (H 2.4).
– Con đường gian bào: Nước và chất khoáng di chuyển qua thành tế bào và dọc theo không gian giữa các tế bào (gian bào), qua lớp vỏ đến nội bì gặp vành đai Caspary không thấm nước nên nước và chất khoáng phải xuyên qua lớp màng tế bào nội bì. Kết quả là thực vật có thể kiểm soát được lượng chất khoáng đi vào mạch gỗ của cây.
Hình 2.4. Hai con đường vận chuyển của nước và chất khoáng từ lông hút vào mạch gỗ của rễ
– Con đường tế bào chất: Sau khi vào tế bào lông hút, nước và chất khoáng sẽ di chuyển từ tế bào chất của tế bào lông hút, qua tế bào chất của các lớp tế bào trong rễ thông qua hệ thống cầu sinh chất và vào mạch gỗ ở trung trụ.
2. Vận chuyển nước và các chất trong thân
a) Dòng mạch gỗ
– Nước và chất khoáng từ rễ, qua thân, lên lá theo mạch gỗ.
– Mạch gỗ (xylem) được cấu tạo từ hai loại tế bào là quản bào và mạch ống (H 2.5a). Chúng là các tế bào chết, chỉ còn lại thành tế bào đã thấm lignin (hoá gỗ). Mạch ống có bề ngang rộng hơn, nhưng chiều dài ngắn hơn so với quản bào. Cách sắp xếp của mạch ống và quản bào trong mạch gỗ tương tự nhau. Cụ thể, các tế bào xếp chồng lên nhau theo chiều thẳng đứng, thông với nhau qua các lỗ ở đầu tận cùng. Trên quản bào và mạch ống còn có các lỗ bên, khiến dòng mạch gỗ có thể vận chuyển theo chiều ngang.
– Dịch mạch gỗ với thành phần chính là nước, chất khoáng và một số chất hoà tan khác như đường, amino acid, hormone, alkaloid, acid hữu cơ,... được vận chuyển thành dòng liên tục trong mạch gỗ nhờ sự kết hợp của ba lực chính (H 2.5b).

Quản bào Lỗ thông thông giữa các tế bào quản bào Chiều di chuyển của nước và chất khoáng Mạch ống Lỗ bên (a) 3 Lực kéo do thoát hơi nước ở lá 2 Lực liên kết giữ

– Khác với kiểu vận chuyển một chiều ở mạch gỗ, trong mạch rây, các chất vận chuyển (dịch mạch rây) có thể di chuyển theo hai hướng, từ lá xuống rễ hoặc ngược lại tuỳ thuộc vào vị trí của cơ quan nguồn so với cơ quan đích.
– Mạch rây (phloem) cấu tạo từ các tế bào ống rây và tế bào kèm (H 2.6a). Các tế bào ống rây xếp chồng lên nhau theo chiều thẳng đứng và thông với nhau qua các lỗ ở hai đầu của tế bào. Các tế bào kèm nằm dọc theo các ống rây, cung cấp năng lượng và nguyên liệu duy trì sự sống cho các tế bào ống rây.
– Dịch mạch rây có thành phần chính là đường sucrose, ngoài ra còn có các amino acid, hormone, chất khoáng,… Dịch mạch rây được vận chuyển từ cơ quan nguồn (lá) đến cơ quan đích hay cơ quan dự trữ (rễ) hoặc ngược lại, từ cơ quan dự trữ (củ) lên cơ quan sử dụng (lá non, chồi non) xuôi theo chiều gradient nồng độ của các chất vận chuyển (H 2.6b). Mạch rây còn nhận nước từ mạch gỗ chuyển sang, đảm bảo cho quá trình vận chuyển chất tan diễn ra thuận lợi.
3. Thoát hơi nước ở lá
Thoát hơi nước là sự bay hơi của nước qua bề mặt cơ thể thực vật vào khí quyển. Trong đó, lá là cơ quan thoát hơi nước chủ yếu. Thoát hơi nước ở lá diễn ra theo hai con đường: qua bề mặt lá và qua khí khổng, trong đó thoát hơi nước qua khí khổng là chủ yếu.
a) Thoát hơi nước qua bề mặt lá
Lượng hơi nước thoát qua bề mặt lá phụ thuộc vào độ dày tầng cutin và diện tích lá. Ở cây non, lượng nước thoát hơi qua bề mặt lá tương đương với qua khí khổng do lớp cutin bao phủ phiến lá còn mỏng. Khi cây trưởng thành, tầng cutin dày lên, lượng nước thoát qua bề mặt chỉ chiếm 10 – 20%. Lá của nhóm thực vật sống ở nơi khô hạn thường có tầng cutin dày làm giảm sự thoát hơi nước, giúp tăng khả năng chịu hạn.
b) Thoát hơi nước qua khí khổng
Lượng hơi nước thoát qua khí khổng phụ thuộc vào số lượng, sự phân bố và hoạt động đóng mở của khí khổng.
Hình 2.7. Khí khổng mở khi tế bào trương nước (a) và đóng khi tế bào mất nước (b)
Khí khổng là khe hở trên bề mặt lớp tế bào biểu bì lá được tạo nên giữa hai tế bào khí khổng. Khí khổng đóng hay mở phụ thuộc vào hàm lượng nước trong hai tế bào này (H 2.7). Cụ thể, do tế bào khí khổng có cấu tạo thành trong dày, thành ngoài mỏng nên khi tế bào hút nước (trương nước), thành ngoài dãn nhanh hơn thành trong làm cho khí khổng mở ra; ngược lại, khi tế bào mất nước xẹp xuống thì khí khổng đóng lại. Sự trương nước hay mất nước của tế bào khí khổng được điều tiết bởi hai tác nhân chính đó là ánh sáng và stress.

Ánh sáng thúc đẩy quang hợp làm tăng tổng hợp đường trong tế bào khí khổng và hoạt hoá bơm ion trên màng tế bào khí khổng dẫn đến tăng nồng độ các ion K⁺, NO₃⁻, Cl⁻,… trong tế bào. Kết quả là áp suất thẩm thấu của tế bào khí khổng tăng lên, làm tế bào hút nước và khí khổng mở. Tuy nhiên, nếu cường độ ánh sáng quá mạnh làm tăng nhiệt độ lá, khi đó tế bào khí khổng sẽ bị mất nước và đóng lại.
Khi thực vật bị stress (ví dụ: hạn hán) cây tăng tổng hợp abscisic acid, hàm lượng acid này tăng thúc đẩy bơm ion bơm K⁺ ra khỏi tế bào và làm khí khổng đóng lại, giúp hạn chế mất nước.
c) Vai trò của thoát hơi nước
Chỉ khoảng 2% lượng nước được cây hấp thụ sử dụng cho các hoạt động sống, còn lại 98% mất đi qua thoát hơi nước. Lượng nước thoát ra lớn thể hiện vai trò quan trọng của quá trình thoát hơi nước:
– Thoát hơi nước ở lá tạo lực hút kéo nước và các chất hoà tan đi theo một chiều từ rễ lên lá.
– Trong quá trình thoát hơi nước, khí khổng mở ra tạo điều kiện để CO₂ từ môi trường khuếch tán vào lá, cung cấp nguyên liệu cho quá trình quang hợp.
– Thoát hơi nước làm giảm nhiệt độ bề mặt của lá, đảm bảo cho lá không bị hư hại, đặc biệt trong những ngày nắng nóng.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Nước tham gia vào những hoạt động, quá trình sinh lí nào trong đời sống của thực vật?
Thực vật hấp thụ nước và ion khoáng theo những cơ chế nào? Làm thế nào để nhận biết được triệu chứng thiếu khoáng ở cây trồng?
Trình bày quá trình trao đổi nước và khoáng ở nhóm thực vật trên cạn bằng cách hoàn thành bảng mẫu sau vào vở.
Giai đoạn, Cơ quan thực hiện, Con đường, Vai trò
Hấp thụ nước và khoáng, ?, ?, ?
Vận chuyển nước và khoáng, ?, ?, ?
Thoát hơi nước, ?, ?, ?
Thực vật điều tiết quá trình thoát hơi nước theo cơ chế nào?
III. DINH DƯỠNG NITROGEN
1. Vai trò của nitrogen
Nitrogen là nguyên tố đặc biệt quan trọng đối với sự sinh trưởng, phát triển của thực vật, nó vừa có vai trò cấu trúc, vừa giữ chức năng điều tiết nhiều quá trình sinh lí diễn ra trong cây.
– Vai trò cấu trúc: Nitrogen là thành phần của các hợp chất hữu cơ quan trọng như protein, nucleic acid, diệp lục,…
(a)
(b)
Hình 2.8. Hình thái và màu sắc cây trạng nguyên (3 tháng tuổi) trồng trong điều kiện thiếu nitrogen (a) và đủ nitrogen (b)

– Vai trò điều tiết: Nitrogen tham gia cấu tạo nên enzyme, các hormone thực vật,... qua đó điều tiết các quá trình sinh trưởng, phát triển của thực vật.
Khi thiếu nitrogen, lá có màu vàng, cây sinh trưởng chậm (H 2.8). Ngược lại, nếu thừa nitrogen, thân và lá phát triển mạnh, cây yếu, dễ đổ và mắc sâu bệnh.
2. Nguồn cung cấp nitrogen cho thực vật
Trong tự nhiên, nitrogen tồn tại ở dạng tự do ($N_2$ trong khí quyển) và dạng hợp chất (vô cơ, hữu cơ). Thực vật chỉ có thể hấp thụ được nitrogen ở dạng vô cơ ($NH_4^+$, $NO_3^-$). Tuy nhiên, dưới tác động của yếu tố vật lí (sấm sét) hoặc hoạt động của một số nhóm vi khuẩn mà nitrogen trong khí quyển và trong các hợp chất hữu cơ được chuyển hoá thành dạng $NH_4^+$, $NO_3^-$ cây có thể hấp thụ được (H 2.9).
Hình 2.9. Nguồn nitrogen cung cấp cho thực vật
Con người có thể bổ sung nguồn nitrogen cung cấp cho cây trồng thông qua quá trình bón phân. Phân bón sử dụng có thể dưới dạng vô cơ như các loại phân đạm urea, phân đạm chứa gốc $NH_4^+$ hay $NO_3^-$. Phân hữu cơ được khuyến khích sử dụng vì nó cung cấp thành phần dinh dưỡng cân bằng, đa dạng cho cây và tham gia cải tạo đất trồng.
3. Quá trình biến đổi nitrate và ammonium ở thực vật
Nitrogen có trong $NH_4^+$ và $NO_3^-$ sau khi được cây hấp thụ sẽ được biến đổi thành nitrogen chứa trong các hợp chất hữu cơ. Đây là hoạt động đồng hoá nitrogen trong cơ thể thực vật, bao gồm hai quá trình: khử nitrate và đồng hoá ammonium.
a) Quá trình khử nitrate
Quá trình chuyển nitrogen từ dạng $NO_3^-$ thành dạng $NH_4^+$ gọi là quá trình khử nitrate. Quá trình này diễn ra qua hai bước dưới sự xúc tác của enzyme nitrate reductase và nitrite reductase theo sơ đồ sau:
$$NO_3^- \text{ (dạng oxy hoá)} \xrightarrow{\text{Nitrate reductase}} NO_2^- \xrightarrow{\text{Nitrite reductase}} NH_4^+ \text{ (dạng khử)}$$

b) Quá trình đồng hoá ammonium
Ammonium (NH$_4^+$) được cây hấp thụ và hình thành từ quá trình khử nitrate sẽ tham gia vào quá trình tổng hợp amino acid hoặc tạo các amide theo các cách sau:
Ammonium kết hợp với keto acid (pyruvic, ketoglutatic, fumaric và oxaloacetic) tạo thành amino acid.
Ví dụ: NH$_4^+$ + Pyruvic acid $\longrightarrow$ Alanine
Sau đó, các amino acid này có thể tham gia tổng hợp nên các amino acid khác và protein.
Ammonium kết hợp với các amino dicarboxylic tổng hợp nên các amide. Quá trình này giúp giải độc cho tế bào khi lượng NH$_4^+$ tích luỹ quá nhiều, đồng thời là cơ chế dự trữ ammonium cho tế bào thực vật.
Ví dụ: NH$_4^+$ + Glutamic acid $\longrightarrow$ Glutamin
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Khi bón quá nhiều phân đạm cho một số loại cây ngũ cốc như lúa, ngô thì hiện tượng gì sẽ xảy ra? Giải thích.
Dựa vào sơ đồ Hình 2.9, kể tên các nguồn cung cấp nitrogen cho cây. Cho biết thực vật có thể sử dụng trực tiếp nitrogen tự do có trong không khí hay không?
Nitrogen vô cơ (NH$_4^+$, NO$_3^-$) cây hấp thụ vào được chuyển hoá thành nitrogen trong các hợp chất hữu cơ (amino acid, protein,...) theo những cách nào?
IV. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT ĐỘNG TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ DINH DƯỠNG KHOÁNG
Quá trình trao đổi nước và dinh dưỡng khoáng ở thực vật chịu ảnh hưởng của một số nhân tố như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm đất và không khí,...
1. Ánh sáng
Ánh sáng thúc đẩy khí khổng mở, làm tăng tốc độ thoát hơi nước ở lá (H 2.10), tạo động lực cho quá trình hấp thụ, vận chuyển nước và chất khoáng ở rễ và thân.
Bên cạnh đó, ánh sáng cần cho hoạt động quang hợp tạo chất hữu cơ, cung cấp nguyên liệu cho hoạt động hô hấp, qua đó giải phóng năng lượng cần thiết cho quá trình hấp thụ và vận chuyển chủ động các chất trong cây.
Trong trồng trọt, cần đảm bảo mật độ gieo trồng (trồng theo hàng, tỉa cây, tỉa cành,...), chọn khu vực trồng,... nhằm cung cấp đủ ánh sáng cho cây.
Hình 2.10. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến tốc độ thoát hơi nước của lá cây xô thơm (Salvia officinalis)
Nguồn: Influence of Light Intensity on Growth and Physiological Characteristics of Common Sage (Salvia officinalis L.), G. Zervoudakis et al., 2012.

2. Nhiệt độ
Trong giới hạn sinh thái về nhiệt độ của mỗi loài thực vật, tốc độ hấp thụ nước và nguyên tố khoáng tỉ lệ thuận với sự tăng nhiệt độ. Nhiệt độ giảm làm giảm khả năng hô hấp của rễ và khuếch tán của chất khoáng trong đất, dẫn đến khả năng hấp thụ khoáng của hệ rễ giảm.
Bảng 2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ ở vùng rễ đến khả năng hấp thụ chất khoáng của cây dưa chuột (Cucumis sativus L.)$^{(*)}$
Nhiệt độ, Tổng lượng chất khoáng hấp thu được (mg/kg chất khô) / Nitrogen (N), Tổng lượng chất khoáng hấp thu được (mg/kg chất khô) / Postassium (K), Tổng lượng chất khoáng hấp thu được (mg/kg chất khô) / Phosphorus (P)
$10\ ^{\circ}C$, 13,48, 18,98, 7,45
$20\ ^{\circ}C$, 21,47, 20,97, 15,23
Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tăng quá cao (trên $45\ ^{\circ}C$) thì lông hút có thể bị tổn thương hoặc chết, enzyme tham gia vào hoạt động trao đổi chất bị biến đổi, dẫn đến giảm hoặc dừng hấp thụ nước và khoáng.
Trong sản xuất, để hạn chế ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến khả năng hút nước và chất khoáng của hệ rễ có thể tiến hành ủ ấm gốc cây bằng rơm rạ, bao tải gai,... Trong phương pháp trồng cây thuỷ canh, các ống trồng cây được bọc hoặc làm từ vật liệu cách nhiệt nhằm duy trì nhiệt độ ổn định trong dung dịch dinh dưỡng, từ đó tăng khả năng hút khoáng của hệ rễ.
3. Độ ẩm đất và không khí
Trong giới hạn nhất định, độ ẩm đất tỉ lệ thuận với khả năng hấp thụ nước và khoáng của hệ rễ. Độ ẩm đất phù hợp giúp cho quá trình hô hấp thuận lợi và làm tăng trưởng kích thước của hệ rễ, do đó tăng lượng nước và khoáng hấp thụ được. Ngược lại, độ ẩm đất quá cao hoặc quá thấp sẽ làm giảm hô hấp và ức chế sinh trưởng của rễ, dẫn đến giảm lượng nước và chất khoáng hấp thụ.
Ví dụ: Chiều dài của rễ cây đậu tương tăng 8,8 cm và lượng Fe rễ hấp thụ được tăng khoảng 50 µg khi độ ẩm tăng từ 60% lên 90%.
Độ ẩm không khí ảnh hưởng gián tiếp đến hoạt động trao đổi nước và khoáng thông qua việc tác động đến quá trình thoát hơi nước. Độ ẩm không khí cao làm giảm tỉ lệ hoạt động và độ mở của khí khổng (H 2.11), từ đó dẫn đến giảm cường độ thoát hơi nước. Ngược lại, khi độ ẩm không khí thấp, cường độ thoát hơi nước tăng lên, qua đó thúc đẩy quá trình hấp thụ nước và khoáng.
Hình 2.11. Ảnh hưởng của độ ẩm không khí đến độ mở của khí khổng ở cây Arabidopsis thaliana$^{(**)}$
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng như thế nào đến hoạt động trao đổi nước và khoáng ở thực vật?
($*$) Nguồn: Effects of root-zone temperature and N, P, and K supplies on nutrient uptake of cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings in hydroponics, Q. Yan et al., 2012.
($**$) Nguồn: Natural variation in stomatal responses to environmental changes among arabidopsis thaliana ecotypes, S. Takahasi et al., 2015.

V. ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ KHOÁNG Ở THỰC VẬT TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP
1. Tưới nước hợp lí cho cây trồng
Cân bằng nước trong cơ thể thực vật đạt được khi lượng nước cây hấp thụ vào bằng hoặc lớn hơn lượng nước thoát ra. Ngược lại, khi lượng nước thoát ra môi trường cao hơn lượng nước cây hấp thụ được, hiện tượng mất cân bằng nước sẽ xảy ra, triệu chứng héo ở lá và thân non xuất hiện.
Trạng thái mất cân bằng nước có thể xuất hiện khi thực vật sinh trưởng trong các điều kiện như hạn, mặn, ngập úng,... Thực vật thường có các phản ứng thích nghi với các điều kiện bất lợi này thông qua một số biến đổi về hình thái, giải phẫu (lá biến thành gai, lá có lớp lông phủ trên bề mặt (H 2.12), khí khổng nằm sâu dưới biểu bì lá,...), quá trình sinh lí - sinh hoá hoặc biến đổi ở cấp độ phân tử (protein chống chịu). Các biến đổi này có tác dụng hạn chế thoát hơi nước, tăng cường khả năng hấp thụ nước và khoáng (tăng tích luỹ chất tan trong không bào của lông hút, tăng số lượng rễ,...), từ đó thiết lập trạng thái cân bằng nước mới, đảm bảo cho thực vật có thể chống chịu được trong một thời gian nhất định.
Bên cạnh các phản ứng có tính chất thích nghi tạm thời của thực vật, con người có thể chủ động tiến hành các biện pháp chọn lọc, lai tạo, chuyển gene để tạo ra các giống có khả năng chống chịu hạn, mặn, ngập úng,... Ngoài ra, các kĩ thuật canh tác như cải tạo đất trồng, rèn luyện hạt giống, bón phân cân đối,... cũng được áp dụng nhằm hạn chế ảnh hưởng bất lợi của môi trường đến cây trồng.
Trong sản xuất, để duy trì trạng thái cân bằng nước trong cây, cần tưới tiêu nước hợp lí, tức là cung cấp vừa đủ lượng nước cần thiết, đáp ứng nhu cầu của cây trồng. Lượng nước này thay đổi theo loài, giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây và cách tưới. Như vậy, tưới tiêu nước hợp lí là tưới nước đúng nhu cầu sinh lí của cây, đúng thời điểm cây cần và đúng phương pháp.
Hình 2.12. Xương rồng (Cephalocereus senilis) có lá biến thành lông (a) và xương rồng (Echinocactus grusonii) có lá biến thành gai (b) làm giảm sự thoát hơi nước
2. Phân bón và năng suất cây trồng
Trong sản xuất nông nghiệp, phân bón là một trong những nguồn cung cấp chất khoáng quan trọng nhất cho cây trồng. Trong giới hạn nhất định, lượng phân bón cung cấp tỉ lệ thuận với năng suất cây trồng (H 2.13).
Nếu bón phân với lượng quá ít, không đáp ứng đủ nhu cầu dinh dưỡng của cây, triệu chứng thiếu khoáng sẽ xuất hiện, cây còi cọc và chậm lớn dẫn đến giảm năng suất cây trồng.

Hình 2.13. Mối quan hệ giữa phân bón và năng suất cây trồng
Ngược lại, bón phân quá nhiều sẽ dẫn đến dư thừa và gây độc cho cây. Dư thừa phân bón có thể tiêu diệt các sinh vật có lợi trong đất (vi sinh vật cố định đạm, phân giải chất hữu cơ,...), làm ô nhiễm đất và nước ngầm, tồn dư trong mô thực vật gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của người và vật nuôi khi sử dụng thực vật làm thức ăn.
Vì vậy, để nâng cao năng suất cây trồng, cần phải bón phân hợp lí, cụ thể là phân bón phải đáp ứng được nhu cầu dinh dưỡng và phù hợp với từng giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây trồng. Trong thực tế, để đạt được hiệu quả kinh tế cao, việc bón phân cần tuân thủ theo 4 nguyên tắc chính: đúng loại phân bón, đúng liều lượng, đúng thời điểm và bón đúng phương pháp.
Ví dụ: Lượng phân bón và phương pháp bón khuyến cáo cho cây mía trồng thâm canh trên đất cát pha được thể hiện trong Bảng 2.3 dưới đây.
Bảng 2.3. Lượng phân bón khuyến cáo cho cây mía$^{(*)}$
Thời điểm bón, Phân hữu cơ, Đạm, Lân ($P_2O_5$), Kali ($K_2O$), Phương pháp bón
Bón lót, 10-20 tấn, 70-80, 90-100, 60-65, Trộn đều vào đất
Bón thúc lần 1 (đẻ nhánh), 70-80, 60-65, Bón theo hốc
Bón thúc lần 2 (thúc lóng), 70-80, 60-65, Bón theo hốc
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Trong hoạt động tưới nước, cần lưu ý gì để đảm bảo trạng thái cân bằng nước cho cây?
Việc bón quá ít hoặc quá nhiều phân bón sẽ ảnh hưởng như thế nào đến đất và cây trồng?
$^{(*)}$ Nguồn: Quyết định số 383/QĐ-TT-CCN, Ban hành quy trình kĩ thuật tạm thời thâm canh cây mía, Cục Trồng trọt – Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (nay là Cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật – Bộ Nông nghiệp và Môi trường), 2015.

KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Nước, chất khoáng là những chất dinh dưỡng của thực vật. Quá trình dinh dưỡng thực vật là quá trình hấp thụ nước, chất khoáng và đồng hoá chúng thành chất sống của cơ thể thực vật.
– Hoạt động trao đổi nước ở thực vật diễn ra theo ba giai đoạn kế tiếp nhau gồm: hấp thụ nước ở hệ rễ, vận chuyển nước ở thân và thoát hơi nước ở lá. Nguyên tố khoáng hoà tan trong nước, do vậy, quá trình trao đổi khoáng đi kèm với trao đổi nước.
– Rễ hấp thụ nước theo cơ chế thụ động, trong khi hấp thụ khoáng theo cả cơ chế chủ động và thụ động.
– Trong cây tồn tại hai con đường vận chuyển vật chất là dòng mạch gỗ vận chuyển nước, muối khoáng từ rễ lên lá và dòng mạch rây vận chuyển chất hữu cơ từ lá xuống rễ (hoặc theo chiều ngược lại).
– Thoát hơi nước diễn ra theo hai con đường: qua bề mặt lá hoặc qua khí khổng. Trong đó, lượng nước bay hơi khỏi lá được điều tiết chủ yếu bởi cơ chế đóng mở khí khổng.
– Đất là nguồn cung cấp nitrogen chính cho cây trồng. Cây hấp thụ nitrogen ở hai dạng là $NH_4^+$ và $NO_3^-$; nhờ quá trình khử nitrate và đồng hoá ammonium, nitrogen vô cơ được chuyển thành dạng hữu cơ.
– Hoạt động trao đổi nước và chất khoáng chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm đất và không khí,... Trong sản xuất, có thể điều khiển các yếu tố ngoại cảnh và áp dụng chế độ bón phân, tưới nước hợp lí để nâng cao năng suất cây trồng.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Trong tự nhiên, ở một số cây trồng như cà rốt, khoai tây,... chất dự trữ trong củ sẽ được vận chuyển lên các cơ quan phía trên trong giai đoạn sinh trưởng, phát triển nào của thực vật?
Khi rễ cây bị ngập úng trong thời gian dài, cây trồng có biểu hiện như thế nào? Giải thích.
Giải thích tại sao trong trồng trọt, phân hữu cơ (phân chuồng, phân xanh,...) thường được sử dụng để bón lót (bón vào đất trước khi gieo trồng), trong khi các loại phân vô cơ (đạm, kali) được dùng để bón thúc.
EM CÓ BIẾT
Nấm rễ là gì?
Nấm rễ là hiện tượng cộng sinh giữa nấm và rễ cây ở thực vật trên cạn, trong đó thực vật cung cấp chất hữu cơ cho nấm, ngược lại, nấm hỗ trợ thực vật hấp thụ nước, chất khoáng từ đất. Nấm rễ có ở hơn 90% các loài thực vật, chúng đặc biệt phát triển ở thông nhựa, vân sam, sồi. Nấm rễ hỗ trợ thực vật hấp thụ nước và chất khoáng, ngoài ra, nấm rễ còn giúp cải thiện các đặc tính của môi trường đất như độ ẩm, độ thoáng khí, hàm lượng dinh dưỡng,... nhờ đó kích thích sinh trưởng của cơ thể thực vật.

Thực hành: Trao đổi nước và khoáng ở thực vật
I. YÊU CẦU CẦN ĐẠT
– Thực hiện được các thí nghiệm chứng minh sự hút nước ở rễ, vận chuyển nước ở thân và thoát hơi nước ở lá. Thực hành tưới nước chăm sóc cây.
– Thực hiện được các bước trồng cây thuỷ canh, khí canh.
– Thực hành quan sát được cấu tạo khí khổng ở lá.
II. CHUẨN BỊ
1. Dụng cụ, thiết bị
– Lam kính, ống nghiệm, cốc thuỷ tinh 100 mL, chậu trồng cây.
– Kim mũi mác, kẹp (gỗ, nhựa), giấy thấm, dao lam, giá ống nghiệm.
– Kính hiển vi.
– Video về quy trình trồng cây thuỷ canh, khí canh.
2. Hoá chất
– Dung dịch màu thực phẩm, xanh methylene,...
– Dung dịch cobalt chloride.
3. Mẫu vật
– Cành có hoa màu trắng: hoa hồng, hoa cúc, hoa đồng tiền,...
– Cây cảnh: dừa cạn, mười giờ, sử quân tử,...
– Cây có hệ rễ chùm hoàn chỉnh: ngô, cần tây,...
III. CÁCH TIẾN HÀNH
1. Thí nghiệm trao đổi nước ở thực vật
a) Chứng minh quá trình hấp thụ nước ở rễ
– Nguyên lí: Dựa vào sự thay đổi lượng nước cung cấp cho cây trước và sau thời gian thí nghiệm để chứng minh có hoạt động hấp thụ nước ở hệ rễ.
– Quy trình thí nghiệm: Các bước tiến hành thí nghiệm được thể hiện ở Hình 3.1.
Ống đối chứng
Lớp dầu trên bề mặt
Vạch đánh dấu mực nước ban đầu
Mực nước ban đầu
Mực nước sau thời gian thí nghiệm
Bước 1: Đặt và cố định hai cây con vào 2 ống nghiệm chứa nước, sao cho mực nước chạm đến phần gốc cây; bố trí một ống nghiệm đối chứng không có cây.
Bước 2: Ngắt toàn bộ lá của một cây, nhỏ vào mỗi ống nghiệm 1 giọt dầu để tránh thoát hơi nước, đánh dấu mực nước ban đầu ở 3 ống nghiệm và đặt ở nơi thoáng gió.
Bước 3: Quan sát, nhận xét và giải thích về sự thay đổi mực nước trong 3 ống nghiệm so với mực nước ban đầu sau khoảng 1 giờ bố trí thí nghiệm.
Hình 3.1. Quy trình thí nghiệm chứng minh hấp thụ nước ở rễ

b) Chứng minh quá trình vận chuyển nước ở thân – Nguyên lí: Sử dụng dung dịch màu để đánh dấu và quan sát đường đi của nước trong hệ mạch của thực vật, qua đó c

d) Thực hành quan sát cấu tạo khí khổng ở lá Bước 1: Sử dụng kim mũi mác bóc một lớp mỏng phần biểu bì ở mặt sau lá thài lài tía. Bước 2: Đặt lớp biểu bì lá thà

2. Thực hành trồng cây thuỷ canh, khí canh
a) Nguyên lí
Thuỷ canh và khí canh là hai phương pháp trồng cây không cần đất, dinh dưỡng được cung cấp cho cây dưới dạng các chất khoáng hoà tan trong dung dịch trồng cây. Điều chỉnh hàm lượng và thành phần các nguyên tố khoáng trong dung dịch sẽ cho năng suất và chất lượng sản phẩm khác nhau. Trong hệ thống thuỷ canh, cây được trồng vào các giá thể trơ (xơ dừa, đất sét nung,...) chứa trong các rọ trồng cây và đặt trong dung dịch dinh dưỡng. Trong hệ thống khí canh, dung dịch dinh dưỡng được cung cấp cho cây dưới dạng sương nhờ máy bơm.
b) Quy trình thực hành
Học sinh xem video về quy trình trồng cây theo phương pháp thuỷ canh và khí canh, thực hiện các nhiệm vụ sau:
– Nêu các dụng cụ, hoá chất được sử dụng để trồng cây thuỷ canh, khí canh.
– Vẽ sơ đồ các bước tiến hành trồng cây thuỷ canh và khí canh.
– So sánh, rút ra nhận xét về ưu điểm và hạn chế của hai phương pháp này so với phương pháp trồng cây trên đất.
Tuỳ từng điều kiện, học sinh có thể tham quan các mô hình trồng cây thuỷ canh, khí canh tại địa phương (nếu có), tham gia thực hiện một số bước trong quy trình sản xuất cây thuỷ canh theo quy trình được hướng dẫn bởi cơ sở sản xuất.
IV. THU HOẠCH
Học sinh viết báo cáo thực hành theo các nội dung sau:
BÁO CÁO THỰC HÀNH
Mục đích
Kết quả và giải thích
Trình bày kết quả thí nghiệm chứng minh sự hấp thụ nước, vận chuyển nước ở thân và thoát hơi nước ở lá; kết quả thí nghiệm trồng cây thuỷ canh và khí canh. Giải thích kết quả các thí nghiệm.
Trả lời câu hỏi
a) Đề xuất phương án thí nghiệm khác với cách tiến hành được mô tả trong bài để chứng minh lá là cơ quan thoát hơi nước.
b) Trình bày phương án thí nghiệm để nhuộm được hai hoặc ba màu khác nhau cho một số loại hoa trắng khác như đồng tiền, cúc, huệ,...

Bài 4. Quang hợp ở thực vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT
Phát biểu được khái niệm quang hợp ở thực vật. Viết được phương trình quang hợp. Nêu được vai trò của quang hợp ở thực vật.
Trình bày được vai trò của sắc tố trong việc hấp thụ năng lượng ánh sáng. Nêu được các sản phẩm của quá trình biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học (ATP và NADPH).
Nêu được các con đường đồng hoá carbon trong quang hợp. Chứng minh được sự thích nghi của thực vật C₄ và CAM trong điều kiện môi trường bất lợi.
Trình bày được vai trò của sản phẩm quang hợp trong tổng hợp chất hữu cơ (chủ yếu là tinh bột) đối với cây và đối với sinh giới.
Phân tích được ảnh hưởng của các điều kiện bên ngoài đến quang hợp.
Phân tích được mối quan hệ giữa quang hợp và năng suất cây trồng.
Vận dụng hiểu biết về quang hợp để giải thích được một số biện pháp kĩ thuật và công nghệ nâng cao năng suất cây trồng.
Nguồn thức ăn và nguồn oxygen góp phần duy trì sự sống trên Trái Đất bắt nguồn từ đâu?
I. KHÁI QUÁT VỀ QUANG HỢP
1. Khái niệm về quang hợp
Quang hợp ở thực vật là quá trình lục lạp hấp thụ và sử dụng năng lượng ánh sáng để chuyển hoá CO₂ và nước thành hợp chất hữu cơ C₆H₁₂O₆ đồng thời giải phóng O₂.
Phương trình tổng quát của quá trình quang hợp:
$$6CO_2 + 12H_2O \xrightarrow[\text{lục lạp}]{\text{Ánh sáng}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2 + 6H_2O$$
2. Vai trò của quang hợp
– Quang hợp cung cấp nguồn chất hữu cơ vô cùng đa dạng và phong phú, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của hầu hết các sinh vật trên Trái Đất.
– Quang hợp cung cấp nguồn chất hữu cơ là nguyên liệu, nhiên liệu cho các ngành công nghiệp, xây dựng, y dược. Nguồn năng lượng từ các sản phẩm quang hợp như than đá, củi đun, hơi đốt, dầu hoả,... chiếm 90% tổng năng lượng con người sử dụng.
– Quang hợp cung cấp nguồn năng lượng lớn duy trì hoạt động của sinh giới.
– Khí O₂ được tạo ra trong quang hợp có ý nghĩa quan trọng đối với sự cân bằng O₂/CO₂ trong khí quyển.

3. Hệ sắc tố quang hợp
a) Các nhóm sắc tố
Hệ sắc tố quang hợp ở cây xanh gồm hai nhóm chính là diệp lục (chlorophyll) và carotenoid.
Diệp lục tạo nên màu xanh của lá và các bộ phận có màu xanh ở cây. Ngày nay, các nhà khoa học đã phát hiện ra khoảng 10 loại diệp lục, trong đó loại sắc tố chủ đạo mà thiếu nó cây không thể quang hợp được là diệp lục a. Diệp lục hấp thụ ánh sáng đỏ và xanh tím. Đây là nhóm sắc tố có vai trò quan trọng nhất trong quang hợp.
Carotenoid là nhóm sắc tố tạo nên màu vàng, đỏ, cam của lá, hoa, củ, quả ở nhiều loài cây như gấc, xoài, cà rốt,... Carotenoid gồm hai loại là xanthophyll (loại có oxygen) và carotene (loại không có oxygen), trong đó $\beta$–carotene là tiền chất của vitamin A.
b) Vai trò của hệ sắc tố
Hệ sắc tố quang hợp phân bố trên màng thylakoid có vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và biến đổi năng lượng ánh sáng thành dạng hoá năng.
Phân tử sắc tố hấp thụ photon ánh sáng và chuyển thành trạng thái có electron bị kích động. Năng lượng đã hấp thụ được truyền cộng hưởng đến phân tử sắc tố khác rồi đến phân tử diệp lục a ở trung tâm phản ứng (H 4.1). Tại đây, phân tử diệp lục a làm nhiệm vụ biến đổi quang năng thành hoá năng chứa trong ATP và NADPH.
Hình 4.1. Sơ đồ hấp thụ và truyền năng lượng ánh sáng giữa các sắc tố quang hợp ()*: trạng thái kích động của electron
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Nguyên liệu, năng lượng được sử dụng trong quang hợp có nguồn gốc từ đâu? Sản phẩm của quang hợp là gì và chúng có vai trò như thế nào đối với sinh giới?
Hệ sắc tố ở cây xanh được chia làm mấy nhóm? Cho biết vai trò của các nhóm sắc tố này trong quang hợp.
Một số loài thực vật có lá màu đỏ thực hiện quang hợp được không? Vì sao?

II. QUÁ TRÌNH QUANG HỢP Ở THỰC VẬT
Quá trình quang hợp ở thực vật diễn ra tại lục lạp theo hai pha: pha sáng và pha tối (pha đồng hoá $CO_2$). Pha sáng diễn ra trên màng thylakoid với sự tham gia của ánh sáng và các phân tử sắc tố, có diễn biến giống nhau ở tất cả các nhóm thực vật ($C_3$, $C_4$ và CAM). Pha tối diễn ra trong chất nền của lục lạp, sử dụng các sản phẩm của pha sáng cùng với sự tham gia của các enzyme để đồng hoá carbon thành các phân tử hữu cơ. Tuỳ từng nhóm thực vật mà pha tối sẽ diễn ra theo các con đường khác nhau.
Hình 4.2. Hai pha của quá trình quang hợp
1. Pha sáng
Diệp lục hấp thụ ánh sáng và chuyển thành trạng thái kích động electron làm cho một số electron (e) của diệp lục bật ra khỏi quỹ đạo. Dưới tác dụng của ánh sáng nước phân li, giải phóng $O_2$, electron và $H^+$ theo sơ đồ sau:
$$2 \text{ H}_2\text{O} \rightarrow 4 \text{ H}^+ + 4 \text{ e} + \text{O}_2$$
Electron sinh ra từ quá trình phân li nước được dùng để bù lại cho phân tử diệp lục a đã mất electron. $H^+$ tham gia tổng hợp ATP và khử $NADP^+$ thành NADPH. Như vậy, sản phẩm của pha sáng gồm có: $O_2$, ATP và NADPH.
2. Pha tối
Sự cố định $CO_2$ tạo thành các hợp chất hữu cơ (glucose,...) diễn ra ở pha tối nhờ nguồn năng lượng ATP và NADPH do pha sáng cung cấp.
a) Con đường cố định $CO_2$ ở thực vật $C_3$ (chu trình Calvin hay chu trình $C_3$)
Năm 1951, hai nhà bác học Calvin và Benson cùng cộng sự phát hiện ra con đường cố định $CO_2$ ở nhiều loài thực vật phân bố rộng rãi trên thế giới, chủ yếu ở vùng ôn đới và cận nhiệt đới như lúa, khoai, sắn, các loại rau, đậu,...
Hình 4.3. Chu trình $C_3$
(Dấu ● thể hiện số nguyên tử C trong hợp chất)

Ribulose 1,5 biphosphate (RuBP) là chất nhận $CO_2$ đầu tiên để tạo thành 3–Phosphoglyceric acid (3–PGA). Đây là hợp chất 3 carbon đầu tiên được tạo thành nên chu trình này còn gọi là chu trình $C_3$. Với sự tham gia của ATP và NADPH (từ pha sáng), phân tử 3–PGA bị khử thành glyceraldehyde 3 phosphate (G3P). Một phần G3P đi ra khỏi chu trình để tạo thành glucose và các hợp chất hữu cơ khác. Phần còn lại sẽ được sử dụng cho tái tạo RuBP.
b) Con đường cố định $CO_2$ ở thực vật $C_4$ (con đường $C_4$)
Năm 1965, hai nhà khoa học Úc là Hatch và Slack đã tìm thấy quá trình cố định $CO_2$ ở các thực vật sống ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như mía, rau dền, ngô, kê, cao lương, cỏ gấu,... Ở các loài này, chất nhận $CO_2$ đầu tiên trong tế bào mô giàu là hợp chất 3 C (phosphoenol pyruvate – PEP) và sản phẩm đầu tiên được tạo thành là hợp chất 4 C (oxaloacetic acid – OAA) nên con đường này còn được gọi là con đường $C_4$ (H 4.4). Hợp chất 4 C đi qua cầu sinh chất đến tế bào bao bó mạch rồi phân giải thành pyruvate và $CO_2$. $CO_2$ sẽ tham gia vào chu trình Calvin để tạo carbohydrate.
Hình 4.4. Sơ đồ con đường $C_4$
c) Con đường cố định $CO_2$ ở thực vật CAM (con đường CAM)
Nhóm thực vật CAM gồm các loài thực vật sống ở sa mạc hoặc trong các điều kiện hạn chế về nước như dứa, xương rồng, thuốc bỏng,... Sống trong điều kiện khô hạn, thực vật CAM có con đường cố định $CO_2$ theo cách riêng của mình (H 4.5).
Để hạn chế sự thoát hơi nước, khí khổng của các thực vật này sẽ đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm để $CO_2$ khuếch tán vào bên trong tế bào thịt lá.
Hình 4.5. Sơ đồ quá trình cố định $CO_2$ ở thực vật CAM
3. Sự thích nghi của thực vật $C_4$ và CAM trong điều kiện môi trường bất lợi
Sống trong điều kiện nóng, hạn thực vật $C_4$ và CAM đã hình thành đặc điểm thích nghi trong quang hợp đảm bảo cho chúng tổng hợp được chất hữu cơ trong điều kiện khí hậu không thuận lợi.
Cụ thể, pha tối ở cây $C_4$ và CAM có thêm chu trình sơ bộ cố định $CO_2$, đảm bảo nguồn cung cấp $CO_2$ cho quang hợp.
Dưới tác dụng của enzyme PEP–carboxylase có ái lực cao với $CO_2$, cây $C_4$ và CAM có thể cố định nhanh $CO_2$ ở nồng độ rất thấp. Điều này rất có lợi đối với cây trồng khi trời nóng, hạn, khí khổng đóng một phần để tránh mất nước khiến nồng độ $CO_2$ trong gian bào thấp. Thực vật $C_4$ tích luỹ $CO_2$ trong không gian rộng (nhu mô thịt lá) nên chúng dự trữ được nhiều $CO_2$, vì thế đây là nhóm thực vật cho năng suất cao.

4. Vai trò của sản phẩm quang hợp
Glyceraldehyde 3 phosphate (G3P) là sản phẩm quang hợp ở các nhóm thực vật C${3}$, C${4}$ và CAM. Đây là hợp chất 3 carbon đóng vai trò quan trọng, là nguyên liệu tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ cần thiết cho cơ thể thực vật và sinh giới (H 4.6).
Hình 4.6. Vai trò của sản phẩm quang hợp
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Quá trình quang hợp gồm những pha nào? Nguyên liệu và sản phẩm của mỗi pha là gì?
Tại sao lại gọi là thực vật C${3}$, thực vật C${4}$ và thực vật CAM? Ba nhóm thực vật này có quá trình quang hợp thích nghi với điều kiện sống như thế nào?
III. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ NGOẠI CẢNH ĐẾN QUANG HỢP
Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến quang hợp ở thực vật là ánh sáng, khí CO$_{2}$ và nhiệt độ. Ngoài ra, nước và chất khoáng cũng ảnh hưởng đến quang hợp.
1. Ánh sáng
Ánh sáng là điều kiện cơ bản để cây tiến hành quang hợp. Ánh sáng ảnh hưởng đến hoạt động quang hợp của cây thông qua cường độ ánh sáng và thành phần ánh sáng.
a) Cường độ ánh sáng
Cường độ ánh sáng ảnh hưởng rõ rệt tới cường độ quang hợp của cây. Hai chỉ tiêu quan trọng để đánh giá ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến quang hợp là điểm bù ánh sáng và điểm bão hoà ánh sáng.
– Điểm bù ánh sáng (I${o}$) là cường độ ánh sáng mà tại đó cường độ quang hợp bằng cường độ hô hấp (I${gh}$ = I$_{hh}$). Cây ưa bóng có điểm bù ánh sáng thấp hơn cây ưa sáng.
– Điểm bão hoà ánh sáng (I$_{m}$) là cường độ ánh sáng mà ở đó cường độ quang hợp đạt cao nhất, dù có tăng cường độ ánh sáng thì cường độ quang hợp cũng không tăng.
Hình 4.7. Mối quan hệ giữa cường độ ánh sáng và cường độ quang hợp
b) Thành phần ánh sáng
Thành phần ánh sáng tại vùng ánh sáng khả kiến (mắt người có thể nhìn thấy các màu khác nhau) có 6 tia sáng là tím, xanh, lục, vàng, da cam, đỏ tương ứng với các bước sóng 400 – 700 nm.

Thành phần ánh sáng thay đổi theo thời gian trong ngày: buổi sáng và buổi chiều nhiều tia đỏ, bước sóng dài; buổi trưa nhiều tia xanh tím, có bước sóng ngắn.
Các tia sáng có độ dài bước sóng khác nhau sẽ có ảnh hưởng khác nhau đến cường độ quang hợp. Quang hợp diễn ra chủ yếu ở miền ánh sáng đỏ và xanh tím, trong đó cường độ quang hợp mạnh nhất tại miền ánh sáng đỏ. Nếu cùng cường độ ánh sáng, hiệu quả quang hợp của ánh sáng đơn sắc màu đỏ cao hơn ánh sáng đơn sắc xanh tím.
Thành phần ánh sáng không chỉ ảnh hưởng đến cường độ quang hợp mà còn ảnh hưởng tới sự chuyển hoá sản phẩm quang hợp. Ví dụ: Ánh sáng xanh tím kích thích sự tổng hợp các amino acid, protein, trong khi ánh sáng đỏ lại thúc đẩy sự hình thành carbohydrate.
2. Khí $CO_2$
Trong giới hạn nhất định, khi nồng độ $CO_2$ tăng thì cường độ quang hợp cũng tăng (H 4.8). Tuy nhiên, nồng độ $CO_2$ tăng quá cao (khoảng 0,2%) có thể làm cây chết vì ngộ độc, còn nồng độ khí $CO_2$ quá thấp, quang hợp sẽ không xảy ra.
Điểm bù $CO_2$ là nồng độ $CO_2$ tối thiểu mà tại đó cường độ quang hợp bằng cường độ hô hấp. Điểm bù $CO_2$ thay đổi tuỳ theo từng loại cây. Điểm bù $CO_2$ của thực vật CAM và cây $C_4$ thấp hơn các cây $C_3$.
Điểm bão hoà $CO_2$ là điểm mà ở đó nếu nồng độ $CO_2$ tăng lên thì cường độ quang hợp cũng không tăng (quang hợp đạt cực đại). Cây trồng có điểm bão hoà $CO_2$ dao động khoảng 0,06 – 0,1%.
A. Điểm bù $CO_2$
B. Điểm bão hoà $CO_2$
Hình 4.8. Mối quan hệ giữa nồng độ $CO_2$ và cường độ quang hợp
3. Nhiệt độ
Các cây nhiệt đới bắt đầu quang hợp ở nhiệt độ khoảng 5 – 7 °C. Trong khi đó, nhiệt độ cây vùng lạnh và ôn đới có thể bắt đầu quang hợp là khoảng ($-15$) – ($-5$) °C.
Sự phụ thuộc giữa nhiệt độ và quang hợp theo chiều hướng: nhiệt độ tăng thì cường độ quang hợp tăng nhanh và thường đạt cực đại ở nhiệt độ tối ưu, sau đó giảm dần.
Nhiệt độ tối ưu thay đổi theo từng loài thực vật. Đa số thực vật nhiệt đới có nhiệt độ tối ưu khoảng 25 – 30 °C. Các cây vùng ôn đới có cường độ quang hợp mạnh nhất ở nhiệt độ tối ưu khoảng 8 – 15 °C.

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Những yếu tố ngoại cảnh nào ảnh hưởng đến cường độ quang hợp? Giải thích cơ sở khoa học.
Tại sao trong sản xuất nông nghiệp, muốn cây sinh trưởng, phát triển tốt và cho năng suất cao thì không nên trồng với mật độ quá dày?
IV. QUANG HỢP VÀ NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG
1. Mối quan hệ giữa quang hợp và năng suất cây trồng
Khi phân tích thành phần hoá học của các sản phẩm nông nghiệp, người ta nhận thấy tổng số chất khô do quang hợp tạo ra chiếm tới 90 – 95% tổng số chất khô của thực vật. Chính vì vậy, quang hợp là nhân tố chủ yếu quyết định năng suất cây trồng; 5 –10% còn lại là do dinh dưỡng khoáng quyết định.
2. Một số biện pháp kĩ thuật và công nghệ nâng cao năng suất cây trồng thông qua quang hợp
Quang hợp quyết định phần lớn năng suất cây trồng, vì vậy, muốn nâng cao năng suất cây trồng cần tăng diện tích bộ lá, tăng cường độ và hiệu quả quang hợp thông qua một số biện pháp dưới đây:
a) Biện pháp kĩ thuật nông học
Bón phân hợp lí giúp thúc đẩy quá trình vận chuyển sản phẩm đồng hoá về cơ quan dự trữ, làm tăng năng suất. Ví dụ: Bón phân kali đầy đủ cho các cây lấy củ (khoai tây, sắn, củ cải,...) sẽ làm củ to, hàm lượng tinh bột và đường tăng; bón phân lân cho các cây họ Đậu làm tăng tổng hợp chất béo và chuyển hoá nitrogen thành đạm. Phân bón (nhất là đạm) cũng là yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển bộ lá của cây. Diện tích lá lớn sẽ nâng cao hiệu suất quang hợp. Vì vậy, tăng diện tích lá là biện pháp quan trọng để tăng năng suất cây trồng.
Cung cấp nước đầy đủ cho cây trồng, đặc biệt là khi cây bắt đầu chuyển sang giai đoạn sinh sản sẽ quyết định đến sự vận chuyển vật chất trong cây về cơ quan dự trữ. Thiếu nước, hoa sẽ không thụ tinh, hạt lép, quả bị rụng,... Nước là nguyên liệu của quang hợp, cung cấp nước đầy đủ sẽ làm tăng hiệu quả quang hợp, từ đó làm tăng năng suất cây trồng.
Gieo trồng đúng thời vụ tạo điều kiện thuận lợi về các yếu tố thời tiết,... giúp cây sinh trưởng, phát triển tốt, cho năng suất cao. Các yếu tố ngoại cảnh về thời vụ đặc biệt là nhiệt độ, cường độ ánh sáng đều ảnh hưởng đến cường độ quang hợp, hiệu suất quang hợp và năng suất cây trồng. Ví dụ: Khoai tây trồng trong điều kiện nhiệt độ cao (vụ xuân hè), mặc dù được tưới nước và bón phân đầy đủ nhưng củ vẫn ít và nhỏ, năng suất thấp. Tuy nhiên, khoai tây trồng vào vụ đông, nếu được tưới nước, bón phân hợp lí sẽ cho năng suất củ rất cao vì nhiệt độ thích hợp cho khoai tây hình thành củ là 18 – 23 °C.

Ngoài các biện pháp kĩ thuật nêu trên, công tác chọn, tạo những giống cây trồng có diện tích lá lớn, cường độ quang hợp và năng suất cao, kết hợp với các biện p

KIẾN THỨC CỐT LÕI
Quang hợp là quá trình thực vật tổng hợp carbohydrate và giải phóng O$_2$ từ các chất vô cơ đơn giản (CO$_2$, H$_2$O) dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng và sự tham gia của hệ sắc tố quang hợp.
Quang hợp tạo ra chất hữu cơ cung cấp cho cây và các sinh vật dị dưỡng trên Trái Đất; cung cấp nguyên liệu cho các ngành công nghiệp, cung cấp nguồn năng lượng lớn duy trì hoạt động của sinh giới; đảm bảo sự cân bằng O$_2$, CO$_2$ giúp điều hoà khí quyển.
Trong pha sáng của quang hợp, hệ sắc tố quang hợp có vai trò nhận năng lượng ánh sáng và chuyển hoá năng lượng đó (quang năng) thành hoá năng dưới dạng ATP và NADPH. Các sản phẩm này được sử dụng làm nguồn năng lượng để cố định CO$_2$ trong pha tối của quang hợp. Tuỳ từng nhóm thực vật mà pha tối sẽ diễn ra theo chu trình C$_3$ hay con đường C$_4$ hoặc CAM. Sản phẩm quang hợp là nguyên liệu để tổng hợp các hợp chất hữu cơ cần thiết cho cơ thể như protein, lipid và carbohydrate.
Các yếu tố bên ngoài như ánh sáng, nhiệt độ và CO$_2$ ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ quang hợp. Hoạt động quang hợp quyết định 90 – 95% năng suất cây trồng. Do vậy, để nâng cao năng suất cây trồng, cần áp dụng các biện pháp kĩ thuật và công nghệ để tăng cường độ quang hợp.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Tại sao các cây xương rồng, thuốc bỏng,... thường sinh trưởng và phát triển chậm hơn so với các cây thuộc nhóm thực vật C$_3$, C$_4$?
Tại sao trong trồng trọt người ta thường trồng xen cây có điểm bù ánh sáng thấp với cây có điểm bù ánh sáng cao? Lấy ví dụ.
Trong trồng trọt, muốn tăng năng suất và chất lượng cây trồng như khoai tây, khoai lang, sắn dây, mía, củ cải đường,... thông qua quang hợp, cần áp dụng các biện pháp kĩ thuật nào?
EM CÓ BIẾT
Carotene thuộc nhóm carotenoid, là nhóm sắc tố tạo nên màu sắc vàng, đỏ, da cam của hoa, quả, lá, củ ở một số loài thực vật. Thực vật có bốn loại carotene quan trọng là $\alpha$, $\beta$, $\gamma$ – carotene và lycopene, trong đó, $\beta$ – carotene có giá trị dinh dưỡng cao hơn hẳn các loại còn lại. Khi bị thuỷ phân, $\beta$ – carotene tách thành hai phân tử vitamin A, trong khi mỗi phân tử của các carotene khác chỉ cho một phân tử vitamin A. Chính vì vậy, $\beta$ – carotene được coi là tiền vitamin A và là nguồn cung cấp vitamin A quan trọng cho cơ thể người và động vật, đặc biệt đối với thị giác của con người. Nguồn cung cấp đầy đủ vitamin A là các loại rau, củ, quả có màu vàng, đỏ như gấc, cà rốt, đu đủ, xoài,…

Thực hành: Quang hợp ở thực vật
I. YÊU CẦU CẦN ĐẠT
Quan sát được lục lạp trong tế bào thực vật; nhận biết, tách chiết các sắc tố (diệp lục a, b; carotene và xanthophyll) trong lá cây.
Thiết kế và thực hiện được các thí nghiệm về sự hình thành tinh bột, thải khí oxygen trong quá trình quang hợp.
II. CHUẨN BỊ
1. Dụng cụ, thiết bị
Kim mũi mác, lam kính, lamen, kính hiển vi có vật kính $10\times$ và $40\times$.
Bình tam giác, cốc thuỷ tinh, giấy sắc kí, ống eppendorf, bình sắc kí hình trụ có nắp đậy, ống mao dẫn chuyên dùng cho sắc kí, thước kẻ, bút chì.
Giá thí nghiệm, panh, băng giấy đen, nước ấm (khoảng $40\ ^{\circ}C$), đĩa Petri, đèn cồn, ống nghiệm, cốc thuỷ tinh, que đóm, bật lửa/diêm.
2. Hoá chất
Nước cất.
Acetone $80%$, dung môi dùng để chạy sắc kí là hỗn hợp petroleum ether và ethanol tỉ lệ $14 : 1$.
Cồn $90^{\circ}$, dung dịch iodine.
3. Mẫu vật
Cây rong mái chèo hoặc lá thài lài tía.
Lá cây (các loại lá rau theo mùa: rau muống, rau ngót, rau cải, rau dền đỏ,...).
chậu cây khoai tây hoặc chậu cây khác (cây theo mùa), cành rong đuôi chó.
III. CÁCH TIẾN HÀNH
1. Quan sát lục lạp trong tế bào thực vật
a) Nguyên lí
Lục lạp là bào quan có màu, di chuyển trong dịch tế bào, có thể quan sát dưới kính hiển vi.
b) Quy trình thí nghiệm
Bước 1: Lấy một lá rong mái chèo còn tươi, nguyên vẹn và cuốn phiến lá vòng qua ngón tay trỏ (kẹp giữ lá bằng ngón cái và ngón giữa). Dùng kim mũi mác bóc lấy lớp biểu bì của lá.
Bước 2: Đặt mẫu biểu bì lên lam kính, nhỏ 1 giọt nước cất lên trên, đậy lamen. Quan sát bằng kính hiển vi với vật kính $10\times$ và $40\times$.
Bước 3: Vẽ hình ảnh quan sát được vào vở.

2. Tách chiết các sắc tố trong lá cây
a) Nguyên lí
Một số dung môi hữu cơ có khả năng phá vỡ liên kết giữa diệp lục, lipid và protein trong lá, nhờ đó có thể tách chiết sắc tố ở trạng thái dung dịch. Sử dụng sắc kí giấy với dung môi thích hợp có thể tách và quan sát các sắc tố thành phần.
Bản sắc kí
Vạch xuất phát đánh dấu bằng vết chì mờ, cách mép dưới 2 cm, mép bên 1 cm
Hình 5.1. Giấy sắc kí
b) Quy trình thí nghiệm
Bước 1: Chuẩn bị dung dịch sắc tố: cân khoảng 2 g lá tươi đã cắt bỏ cuống và gân chính. Dùng kéo cắt nhỏ lá, cho vào bình tam giác. Đổ vào đó khoảng 20 mL acetone 80% cho ngập mẫu. Sau 1 giờ, thu được dung dịch sắc tố.
Bước 2: Chuẩn bị dung dịch sắc kí: hỗn hợp petroleum ether và ethanol tỉ lệ $14 : 1$.
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm:
– Lấy 0,3 mL dung dịch sắc tố đậm đặc cho vào ống eppendorf, đậy kín để tránh bay hơi.
– Dùng bút chì và thước kẻ, kẻ một đường mờ trên giấy sắc kí theo Hình 5.1.
– Dùng ống hút mao dẫn hút dung dịch sắc tố và chấm dịch theo vết chì mờ trên bản sắc kí khoảng 10 lần.
– Đặt bản sắc kí theo chiều thẳng đứng vào bình sắc kí đã đựng sẵn dung dịch sắc kí, sao cho vết sắc tố không chạm vào dung dịch bên dưới như Hình 5.2.
– Để cho các sắc tố tách riêng thành 4 loại trong khoảng 10 phút.
Bước 4: Quan sát hiện tượng và ghi lại kết quả thí nghiệm vào vở.
Nắp bình sắc kí
Vệt sắc tố trên cùng
Dung môi sắc kí
Vệt sắc tố không chạm dung môi bên dưới
Hình 5.2. Bộ sắc kí giấy
3. Sự tạo thành tinh bột trong quang hợp
a) Nguyên lí
Iodine là thuốc thử tinh bột. Khi nhỏ iodine vào tinh bột, tinh bột sẽ chuyển thành màu xanh tím.
b) Quy trình thí nghiệm
Bước 1: Chuẩn bị thí nghiệm:
– Đặt chậu cây khoai tây trong bóng tối 2 ngày.
– Dùng băng giấy đen bịt kín một phần lá ở cả hai mặt, đem chậu cây để ra ngoài nắng khoảng 4 – 6 giờ.
– Ngắt chiếc lá, bỏ băng giấy đen.
Bước 2: Tiến hành thí nghiệm:
– Đun sôi cách thuỷ lá trong cồn $90^{\circ}$.
– Rửa sạch lá trong cốc nước ấm.
– Nhúng lá vào dung dịch iodine đựng trong đĩa Petri và quan sát sự thay đổi màu sắc trên lá.

Hình 5.3. Các bước thí nghiệm chứng minh sự tạo thành tinh bột trong quang hợp Bước 3: Ghi lại kết quả thí nghiệm vào vở. 4. Sự thải oxygen trong quang hợp a) N

Bài 6. Hô hấp ở thực vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT
Nêu được khái niệm hô hấp ở thực vật.
Phân tích được vai trò của hô hấp ở thực vật.
Trình bày được sơ đồ các giai đoạn của hô hấp ở thực vật.
Phân tích được ảnh hưởng của các điều kiện môi trường đến hô hấp ở thực vật. Vận dụng được những hiểu biết về hô hấp giải thích các vấn đề thực tiễn.
Phân tích được mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp.
Để thực hiện các hoạt động sống như trao đổi nước, khoáng, sinh trưởng, phát triển, sinh sản,... thực vật sử dụng nguồn năng lượng do quá trình nào cung cấp?
I. KHÁI QUÁT VỀ HÔ HẤP Ở THỰC VẬT
1. Khái niệm
Hô hấp là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp, phổ biến là carbohydrate thành các chất đơn giản, đồng thời tạo ra ATP và nhiệt năng.
Hô hấp có thể diễn ra trong điều kiện có oxygen (hô hấp hiếu khí) hoặc không có oxygen (lên men). Ở thực vật, hô hấp hiếu khí là hình thức hô hấp chủ yếu.
Phương trình tổng quát của hô hấp hiếu khí được viết như sau:
$$C_6H_{12}O_6 + 6 O_2 \longrightarrow 6 CO_2 + 6 H_2O + \text{Năng lượng (nhiệt + ATP)}$$
2. Vai trò của hô hấp
– Năng lượng (dưới dạng ATP) sinh ra từ hô hấp được sử dụng cho hầu hết các hoạt động sống của cây như tổng hợp và vận chuyển các chất, sinh trưởng và phát triển, cảm ứng,...
– Nhiệt năng được giải phóng ra trong hô hấp giúp duy trì nhiệt độ cơ thể, đảm bảo cho các hoạt động sống trong cơ thể thực vật diễn ra một cách bình thường.
– Hô hấp tạo ra các sản phẩm trung gian (đường 3 carbon, pyruvate,...) là nguyên liệu để tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ trong cơ thể như protein, acid béo,...
II. CÁC CON ĐƯỜNG HÔ HẤP Ở THỰC VẬT
Hô hấp ở thực vật có thể diễn ra theo 2 con đường: hô hấp hiếu khí và lên men. Hô hấp hiếu khí là con đường diễn ra phổ biến ở thực vật trong điều kiện bình thường, có $O_2$; lên men chỉ xảy ra trong điều kiện thiếu $O_2$ như trường hợp rễ cây bị ngập úng, hạt ngâm trong nước,... Lên men là một phản ứng thích nghi của cây, giúp cây tồn tại tạm thời trong điều kiện thiếu $O_2$.

Hai con đường hô hấp hiếu khí và lên men có chung giai đoạn đường phân (H 6.1). Hình 6.1. Sơ đồ con đường hô hấp hiếu khí và lên men ở thực vật 1. Hô hấp hiếu k

Như vậy, từ 1 phân tử glucose, qua hô hấp hiếu khí giải phóng 6 phân tử $H_2O$, 6 phân tử $CO_2$ và tạo ra 30 – 32 phân tử ATP. Đây là nguồn năng lượng lớn cung cấp cho các hoạt động sống của cây, đảm bảo cho cây tồn tại và phát triển.
2. Lên men
Con đường lên men gồm 2 giai đoạn: đường phân và lên men, trong đó, giai đoạn đường phân diễn ra tương tự như ở hô hấp hiếu khí.
Ở giai đoạn lên men, pyruvate được tạo ra từ quá trình đường phân, trong điều kiện không có $O_2$ sẽ lên men tạo thành ethanol hoặc lactate.
Như vậy, 1 phân tử glucose phân giải theo con đường lên men chỉ thu được 2 phân tử ATP.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Nêu khái niệm hô hấp ở thực vật và phân tích vai trò của hô hấp đối với cơ thể thực vật.
Con đường hô hấp hiếu khí và lên men gồm những giai đoạn nào? Nguyên liệu và sản phẩm của từng giai đoạn là gì?
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÔ HẤP Ở THỰC VẬT
1. Nước
Nước là dung môi, là môi trường cho các phản ứng hoá học xảy ra, đồng thời hoạt hoá các enzyme hô hấp. Vì vậy, nước trong mô, cơ quan, cơ thể thực vật liên quan trực tiếp đến cường độ hô hấp.
Trong giới hạn nhất định, cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước. Các hạt khô đang ở trạng thái ngủ, nghỉ có hàm lượng nước rất thấp, khi hạt hút nước và nảy mầm thì cường độ hô hấp tăng nhanh. Ví dụ: Hạt ngô, hạt thóc phơi khô có hàm lượng nước khoảng 11 – 12%; khi hàm lượng nước trong hạt tăng lên 14 – 15% thì cường độ hô hấp tăng lên 4 – 5 lần; tăng hàm lượng nước lên 30 – 35% thì cường độ hô hấp tăng lên hàng nghìn lần$^{(*)}$.
2. Nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động của các enzyme hô hấp, từ đó ảnh hưởng đến cường độ hô hấp. Trong giới hạn nhất định, khi nhiệt độ tăng, cường độ hô hấp cũng tăng, thúc đẩy sự nảy mầm của hạt, tạo năng lượng cung cấp cho các giai đoạn tiếp theo của cây non. Mỗi loại hạt khác nhau thường có giới hạn nhiệt độ cho sự nảy mầm khác nhau (Bảng 6.1).
Bảng 6.1. Giới hạn nhiệt độ cho sự nảy mầm của một số loại hạt$^{(**)}$
Loại hạt, Nhiệt độ ($^{\circ}$C) / Tối thiểu, Nhiệt độ ($^{\circ}$C) / Tối ưu, Nhiệt độ ($^{\circ}$C) / Tối đa
Ngô, 8 – 10, 35, 45
Lúa, 10 – 12, 35 – 37, 44 – 50
Dưa hấu, 12 – 14, 35, 40
$^{(*)}$ Nguồn: Sinh lí thực vật – Hoàng Minh Tấn và cộng sự, 2006.
$^{(**)}$ Nguồn: Sinh lí thực vật ứng dụng – Nguyễn Quang Sáng và cộng sự, 2007.

3. Hàm lượng O$_2$
Khí O$_2$ là nguyên liệu của hô hấp nên nồng độ O$_2$ ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ hô hấp. Nếu hàm lượng O$_2$ trong không khí giảm xuống dưới 10% thì hô hấp bị ảnh hưởng; dưới 5% thì cây chuyển sang con đường lên men. Khi đó, năng lượng tạo ra không đủ cung cấp cho các hoạt động của cây, cây có thể chết nếu tình trạng này kéo dài.
4. Hàm lượng CO$_2$
Hàm lượng CO$_2$ trong không khí cao sẽ ức chế hô hấp hiếu khí, cây chuyển sang con đường lên men, tạo nhiều sản phẩm độc, gây hại cho cây trồng hoặc làm giảm sức sống của hạt. Khi hàm lượng CO$_2$ trong không khí tăng 35% so với nồng độ CO$_2$ ở điều kiện bình thường thì hầu hết các hạt giống đều mất khả năng nảy mầm$^{(*)}$.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Tại sao để hạt nảy mầm cần cung cấp đủ nước?
Nước, nhiệt độ, hàm lượng O$_2$, CO$_2$ có ảnh hưởng như thế nào đến hô hấp ở thực vật? Giải thích.
IV. ỨNG DỤNG CỦA HÔ HẤP Ở THỰC VẬT VÀO THỰC TIỄN
Những hiểu biết về hô hấp ở thực vật đã được con người vận dụng trong trồng trọt và bảo quản nông sản nhằm nâng cao năng suất cây trồng và kéo dài thời gian bảo quản nông sản sau thu hoạch.
1. Hô hấp trong bảo quản nông sản
Trong quá trình bảo quản nông sản, cần đảm bảo giữ được cả về số lượng và chất lượng của sản phẩm bằng cách làm giảm cường độ hô hấp đến mức tối thiểu. Người ta có thể kéo dài thời gian bảo quản nông sản thông qua việc khống chế các yếu tố ngoại cảnh (nước, CO$_2$, O$_2$) ảnh hưởng đến hô hấp.
a) Điều chỉnh hàm lượng nước
Trong giới hạn nhất định, hàm lượng nước tỉ lệ thuận với cường độ hô hấp, vì vậy, cần điều chỉnh hàm lượng nước trong nông sản phù hợp với mục đích và đối tượng bảo quản nhằm kéo dài thời gian bảo quản. Ví dụ: Để bảo quản hiệu quả các loại hạt, cần điều chỉnh độ ẩm của hạt về mức 10 – 13% bằng cách phơi hoặc sấy khô sau thu hoạch, sau đó cất giữ hạt trong các dụng cụ có nắp đậy hoặc trong kho. Đối với các loại rau có hàm lượng nước cao, có thời gian bảo quản ngắn, cần duy trì độ ẩm không khí khoảng 90 – 95%. Độ ẩm phù hợp để bảo quản các loại quả khoảng 80 – 90%.
b) Điều chỉnh nhiệt độ
Nhiệt độ môi trường thấp làm giảm cường độ hô hấp ở thực vật, đồng thời ức chế sự sinh trưởng của các vi sinh vật gây hỏng nông sản. Do đó, có thể điều chỉnh nhiệt độ môi trường bảo quản về mức phù hợp với từng đối tượng nông sản để kéo dài thời gian bảo quản. Ví dụ: Nhiệt độ tối ưu cho bảo quản khoai tây là 4 °C, cam và chanh là 6 °C, bắp cải là 1 °C.
($*$) Nguồn: Sinh lí thực vật ứng dụng – Vũ Quang Sáng, 2007.

c) Điều chỉnh thành phần không khí trong môi trường bảo quản
Thành phần không khí, đặc biệt là hàm lượng $O_2$ và $CO_2$ trong môi trường có ảnh hưởng rõ rệt tới cường độ hô hấp ở thực vật. Vì vậy, chủ động điều chỉnh hàm lượng các khí này trong môi trường bảo quản là một trong những biện pháp bảo quản nông sản hiệu quả. Ví dụ: Rau được bảo quản trong môi trường có hàm lượng $CO_2$ là 10%, $O_2$ 11% hoặc $N_2$ 79% thì thời gian bảo quản có thể kéo dài thêm 30 – 40% so với bảo quản thông thường.
2. Hô hấp trong trồng trọt
Trong trồng trọt, cần áp dụng một số biện pháp canh tác như làm đất (cày, bừa, xới đất) trước khi gieo hạt, làm cỏ sục bùn, vun gốc,... nhằm tạo môi trường thoáng khí, cung cấp $O_2$ cho cây hô hấp hiếu khí.
Ngoài ra, trồng cây đúng thời vụ, đảm bảo hệ thống cấp và thoát nước trong canh tác để có thể chủ động tưới tiêu hợp lí, tránh hiện tượng ngập úng cho cây, tạo điều kiện thuận lợi cho cây hô hấp hiếu khí cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống, qua đó thúc đẩy quá trình sinh trưởng, phát triển, nâng cao năng suất cây trồng.
V. MỐI QUAN HỆ GIỮA QUANG HỢP VÀ HÔ HẤP
Quang hợp và hô hấp là hai quá trình sinh lí quan trọng, liên quan đến trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng diễn ra trong cây.
Hai quá trình này liên quan chặt chẽ với nhau, trong đó quang hợp tạo ra chất hữu cơ và $O_2$ cung cấp nguyên liệu cho quá trình hô hấp. Ngược lại $CO_2$ là sản phẩm của hô hấp được sử dụng làm nguyên liệu cho quang hợp (H 6.2). Hô hấp còn tạo ra các sản phẩm trung gian làm tăng áp suất thẩm thấu của tế bào rễ, tạo điều kiện cho rễ hút nước, cung cấp nguyên liệu cho quang hợp.
Hình 6.2. Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp trong cây
Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp ảnh hưởng đến lượng chất hữu cơ tích luỹ trong cây và quyết định đến năng suất cây trồng.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Sơ đồ hoá các ứng dụng thực tiễn của quá trình hô hấp ở thực vật. Vì sao điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp có thể kéo dài thời gian bảo quản nông sản và góp phần nâng cao năng suất cây trồng?
Quan sát Hình 6.2, hãy phân tích mối quan hệ giữa 2 quá trình quang hợp và hô hấp ở thực vật.

KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Hô hấp là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp, phổ biến là carbohydrate tạo thành các chất đơn giản, đồng thời tạo ra ATP và nhiệt năng.
– Hô hấp tạo ra năng lượng để duy trì nhiệt độ cho cơ thể và sử dụng cho các hoạt động sống của cây, đồng thời tạo ra các sản phẩm trung gian cung cấp nguyên liệu cho quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ khác trong cơ thể.
– Hô hấp hiếu khí là con đường phổ biến ở thực vật, xảy ra trong điều kiện có O₂, gồm 3 giai đoạn là đường phân, chu trình Krebs và chuỗi truyền electron. Năng lượng thu được khi phân giải hiếu khí 1 phân tử glucose là 30 – 32 ATP.
– Lên men diễn ra trong điều kiện môi trường thiếu O₂, gồm 2 giai đoạn là đường phân và lên men; 1 phân tử glucose qua lên men chỉ thu được 2 ATP.
– Hô hấp chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố môi trường như nhiệt độ, nước, hàm lượng CO₂,… Con người có thể dựa vào hiểu biết về các yếu tố đó để điều khiển quá trình hô hấp ở thực vật theo hướng có lợi trong trồng trọt và bảo quản nông sản.
– Hô hấp và quang hợp có mối quan hệ mật thiết, phụ thuộc lẫn nhau. Quang hợp cung cấp nguyên liệu cho hô hấp và ngược lại.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Tại sao trong quá trình bảo quản nông sản, cần đưa cường độ hô hấp của nông sản về mức tối thiểu?
Giải thích cơ sở khoa học của việc ngâm hạt giống vào nước và ủ hạt trước khi gieo trồng.
Hãy nêu các biện pháp bảo quản nông sản mà em biết. Giải thích cơ sở khoa học của việc rau trong siêu thị được bảo quản trong túi nylon đục lỗ và để trong tủ mát.
Hãy giải thích vai trò của hô hấp đối với sự hút nước và khoáng của cây. Hiểu biết này có ý nghĩa gì trong trồng trọt?
EM CÓ BIẾT
Hô hấp sáng (quang hô hấp) là quá trình oxy hoá hợp chất hữu cơ và giải phóng CO₂, diễn ra trong điều kiện cường độ ánh sáng cao. Hô hấp sáng thường xảy ra ở thực vật C₃ như lúa, đậu, khoai, sắn, cam, chanh, nhãn, vải,…
Khác với hô hấp hiếu khí, hô hấp sáng không tạo ra năng lượng cung cấp cho hoạt động sống của cây mà tiêu tốn năng lượng ATP một cách vô ích và tiêu tốn khoảng 30 – 50% lượng sản phẩm quang hợp, dẫn đến làm giảm năng suất cây trồng.
Vì vậy, trong chọn và tạo giống cây trồng, người ta thường chú trọng chọn, tạo những giống có cường độ hô hấp sáng thấp nhằm giảm tiêu hao chất hữu cơ, giúp tăng năng suất cây trồng.

Thực hành: Hô hấp ở thực vật I. YÊU CẦU CẦN ĐẠT Thực hành được thí nghiệm hô hấp ở thực vật. II. CHUẨN BỊ Dụng cụ, thiết bị Tủ sấy (nếu có), đĩa Petri, bông y t

Bước 2: Tiến hành thí nghiệm: – Chuẩn bị 2 chuông thuỷ tinh đã dán nhãn (A, B) và 2 cốc nước vôi trong. – Đặt đĩa hạt nảy mầm và 1 cốc nước vôi trong vào chuông

Bài 8. Dinh dưỡng và tiêu hoá ở động vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT
Nêu được quá trình dinh dưỡng bao gồm: lấy thức ăn, tiêu hoá, hấp thụ và đồng hoá chất dinh dưỡng.
Dựa vào sơ đồ (hoặc hình ảnh), trình bày được các hình thức tiêu hoá ở động vật.
Vận dụng được hiểu biết về dinh dưỡng trong xây dựng chế độ ăn uống và các biện pháp dinh dưỡng phù hợp ở mỗi lứa tuổi và trạng thái cơ thể.
Giải thích được vai trò của việc sử dụng thực phẩm sạch trong đời sống con người.
Thực hiện tìm hiểu được các bệnh về tiêu hoá ở người và các bệnh học đường liên quan đến dinh dưỡng và cách phòng tránh.
Vận dụng hiểu biết về hệ tiêu hoá để phòng các bệnh về tiêu hoá.
Thức ăn sau khi ăn vào sẽ được cơ thể người tiêu hoá, hấp thụ và sử dụng như thế nào?
I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG
Ở động vật và người, dinh dưỡng là quá trình lấy chất dinh dưỡng cần thiết dưới dạng thức ăn và tổng hợp thành chất sống của cơ thể, đảm bảo cho cơ thể tồn tại và phát triển.
Quá trình dinh dưỡng gồm bốn giai đoạn: lấy thức ăn, tiêu hoá thức ăn, hấp thụ chất dinh dưỡng và đồng hoá các chất.
1. Lấy thức ăn
Động vật lấy thức ăn từ môi trường sống theo 3 kiểu chính: ăn lọc, ăn hút và ăn thức ăn rắn kích cỡ khác nhau.
a) Ăn lọc
Đây là kiểu lọc nước qua bộ phận chuyên hoá để lấy thức ăn. Ví dụ: Trai có các tấm mang lọc những sinh vật rất nhỏ trong nước để làm thức ăn (H 8.1a).
Miệng
Mang lọc thức ăn từ nước
Nước ra
Nước vào
Chân
Thức ăn bị cuốn vào miệng
Các phần tử thức ăn trong dịch nhầy
(a)
Vòi chích lỗ và hút máu
(b)
(c)
Hình 8.1. Ăn lọc ở trai (a), ăn hút ở muỗi (b) và ăn thức ăn rắn kích cỡ khác nhau ở hổ (c)

b) Ăn hút
Ở kiểu ăn hút, thức ăn được lấy vào bằng cách hút dịch lỏng từ cơ thể động vật hoặc thực vật. Động vật lấy thức ăn theo kiểu ăn hút có cấu tạo miệng phù hợp với đục lỗ và hút dịch. Ví dụ: Muỗi cái dùng vòi chích lỗ, hút máu qua da người và động vật (H 8.1b).
c) Ăn thức ăn rắn kích cỡ khác nhau
Các loài động vật lấy thức ăn theo kiểu này thể hiện rất nhiều phương thức lấy thức ăn khác nhau. Ví dụ: Voi dùng vòi để lấy thức ăn đưa vào miệng; Hổ cắn chết con mồi rồi dùng răng cắt từng miếng thịt và nuốt (H 8.1c).
2. Tiêu hoá thức ăn
Tiêu hoá là quá trình biến đổi thức ăn chứa các chất dinh dưỡng có cấu tạo phức tạp thành các phân tử nhỏ, đơn giản mà cơ thể có thể hấp thụ được.
Tiêu hoá thức ăn có thể diễn ra bên trong tế bào, gọi là tiêu hoá nội bào hoặc diễn ra bên ngoài tế bào, gọi là tiêu hoá ngoại bào. Trong tiêu hoá nội bào, các mảnh thức ăn nhỏ được tế bào thực bào, sau đó các enzyme của lysosome phân giải thành các chất dinh dưỡng đơn giản mà cơ thể có thể sử dụng được. Trong tiêu hoá ngoại bào, thức ăn được biến đổi thành những mảnh nhỏ nhờ các enzyme tiêu hoá (ở túi tiêu hoá) hoặc biến đổi thành các chất đơn giản nhờ hoạt động cơ học và enzyme tiêu hoá (ở ống tiêu hoá).
Động vật thể hiện nhiều hình thức tiêu hoá khác nhau.
a) Tiêu hoá thức ăn ở động vật chưa có cơ quan tiêu hoá
Ở động vật chưa có cơ quan tiêu hoá, thức ăn được tiêu hoá nội bào.
Ví dụ: Ở động vật thuộc ngành Thân lỗ, thức ăn là các vụn hữu cơ nhỏ trong nước biển được tế bào cổ áo có roi hoặc tế bào amip trên thành cơ thể thực bào và tiêu hoá nội bào. Tế bào amip di chuyển tự do trong thành cơ thể và chuyển chất dinh dưỡng cho các tế bào khác trong cơ thể.
b) Tiêu hoá thức ăn trong túi tiêu hoá
Túi tiêu hoá có ở động vật thuộc ngành Ruột khoang, Giun dẹp. Ở động vật có túi tiêu hoá, thức ăn được tiêu hoá ngoại bào và nội bào.
Ví dụ: Ở thuỷ tức, thức ăn đi qua miệng vào trong túi, chất thải cũng đi qua miệng ra ngoài. Tiêu hoá thức ăn ở thuỷ tức được thể hiện ở Hình 8.2.
Hình 8.2. Tiêu hoá thức ăn trong túi tiêu hoá ở thuỷ tức
c) Tiêu hoá thức ăn trong ống tiêu hoá
Ống tiêu hoá có ở hầu hết động vật không xương sống và có xương sống. Trong ống tiêu hoá, thức ăn được tiêu hoá ngoại bào.

Ở người, ống tiêu hoá cùng với gan, tuỵ và các tuyến nước bọt tạo thành hệ tiêu hoá (H 8.3).
Trong ống tiêu hoá của người, thức ăn được tiêu hoá cơ học (nhờ sự co dãn của các lớp cơ trơn trên thành ống tiêu hoá) và tiêu hoá hoá học (nhờ các enzyme do các tuyến tiêu hoá tiết ra). Quá trình tiêu hoá cơ học và hoá học được điều khiển bởi hệ thần kinh và hormone.
Quá trình tiêu hoá thức ăn trong hệ tiêu hoá của người diễn ra theo trình tự dưới đây:
– Tiêu hoá ở khoang miệng:
Tiêu hoá cơ học: Hoạt động của miệng và lưỡi làm nhỏ thức ăn, trộn thức ăn với nước bọt.
Tiêu hoá hoá học: Enzyme amylase trong nước bọt thuỷ phân tinh bột trong thức ăn thành đường maltose.
Phản xạ nuốt có tác dụng chuyển thức ăn từ miệng xuống thực quản. Thực quản co bóp tạo ra nhu động kiểu làn sóng, đẩy thức ăn xuống dạ dày.
Hình 8.3. Ống tiêu hoá và các tuyến tiết dịch tiêu hoá ở người
– Tiêu hoá ở dạ dày:
Tiêu hoá cơ học: Dạ dày co bóp làm nhỏ thức ăn và trộn thức ăn với dịch vị.
Tiêu hoá hoá học: Enzyme pepsin và HCl trong dịch vị dạ dày phân giải protein trong thức ăn thành các peptide.
Dạ dày co bóp theo kiểu sóng nhu động đẩy thức ăn từ dạ dày qua môn vị (cơ vòng ngăn cách dạ dày với tá tràng) vào ruột non.
– Tiêu hoá ở ruột non:
Tiêu hoá cơ học: Các nhu động của ruột non (co thắt từng đoạn, dao động kiểu con lắc và nhu động kiểu làn sóng) có tác dụng nhào trộn thức ăn với dịch tuỵ, dịch mật, dịch ruột, đồng thời đẩy thức ăn dịch chuyển trong ruột non về phía ruột già.
Tiêu hoá hoá học: Các enzyme trong dịch tuỵ và dịch ruột thuỷ phân các chất dinh dưỡng trong thức ăn thành các chất dinh dưỡng đơn giản có thể hấp thụ được.
Tiêu hoá tinh bột: Các enzyme (amylase, maltase, lactase, sucrase) thuỷ phân carbohydrate thành các đường đơn.
Tiêu hoá lipid: Dịch mật do gan sản xuất làm giảm sức căng bề mặt của các giọt lipid lớn, tạo thành các giọt lipid nhỏ, nhờ đó tăng diện tích tác động của lipase. Lipase trong dịch tuỵ và dịch ruột thuỷ phân lipid thành các dạng đơn giản (H 8.4).

Tiêu hóa lipid: Mỡ được nhũ tương hóa nhờ dịch mật, tạo thành các giọt nhỏ. Sau đó, enzyme lipase thủy phân lipid thành glycerol, acid béo và monoglyceride. Hìn

Các chất dinh dưỡng đơn giản được ruột non hấp thụ theo hai phương thức: vận chuyển chủ động và vận chuyển thụ động.
Các chất dinh dưỡng được hấp thụ ở ruột non là amino acid, đường đơn (glucose, galactose, fructose), acid béo, glycerol, monoglyceride, cholesterol, vitamin (A, D, E, K, B, C,...), khoáng chất ($Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Cl^-$, $HCO_3^-$, $I^-,...$) và nước.
4. Đồng hoá và sử dụng chất dinh dưỡng
Chất dinh dưỡng đã hấp thụ được hệ tuần hoàn vận chuyển đến các tế bào của cơ thể và được đồng hoá thành chất sống của cơ thể (các chất này tham gia tạo tế bào mới, đổi mới các thành phần tế bào, sửa chữa các tế bào, mô hư hỏng) và dự trữ năng lượng, cung cấp năng lượng cho tế bào hoạt động.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Điền tên một số loài động vật: hà, sò, rept, nhện, ong, thằn lằn, cá chép, cá voi, đại bàng vào bảng kẻ trong vở và đánh dấu × vào kiểu lấy thức ăn tương ứng.
Loài, Kiểu lấy thức ăn
Ăn lọc, Ăn hút, Ăn thức ăn rắn kích cỡ khác nhau
1....?......, ?, ?, ?
Phân biệt tiêu hoá nội bào với tiêu hoá ngoại bào.
Cho biết tác dụng của tiêu hoá cơ học và tiêu hoá hoá học thức ăn trong ống tiêu hoá.
II. ỨNG DỤNG
1. Xây dựng chế độ ăn uống khoa học
Cuộc sống ngày nay đang làm thay đổi lối sống của con người. Nhiều người ít vận động và ăn uống không khoa học. Một số người ăn quá nhiều thức ăn, ăn rất nhiều hoặc rất ít một loại thức ăn nào đó, dẫn đến ngày càng nhiều người, trong đó có trẻ em, mắc các bệnh khác nhau như béo phì, suy dinh dưỡng,... Để giúp cơ thể khoẻ mạnh, mỗi người cần biết lựa chọn một chế độ ăn uống khoa học. Chế độ ăn uống khoa học là chế độ ăn uống đủ năng lượng và đủ các chất mà cơ thể cần.
a) Đủ năng lượng
Chế độ ăn uống đủ năng lượng là chế độ ăn đảm bảo cung cấp đủ năng lượng mà cơ thể cần theo độ tuổi, giới tính, trạng thái sinh lí (mang thai, cho con bú,...) (Bảng 8.1). Carbohydrate, lipid và protein là những chất cung cấp năng lượng (1 g carbohydrate hoặc 1 g protein cung cấp 4,1 kcal, 1 g lipid cung cấp 9,3 kcal).
b) Đủ các chất dinh dưỡng và khối lượng mỗi chất dinh dưỡng
Cơ thể người cần được cung cấp đủ 6 nhóm chất dinh dưỡng (carbohydrate, lipid, protein, vitamin, khoáng chất và nước) đặc biệt là những chất dinh dưỡng thiết yếu, đồng thời phải

đảm bảo đủ khối lượng mỗi chất dinh dưỡng. Trong xây dựng chế độ ăn, nhu cầu protein luôn được quan tâm do protein đảm nhận nhiều chức năng quan trọng đối với cơ thể (Bảng 8.1).
Bảng 8.1. Nhu cầu năng lượng và protein theo lứa tuổi và trạng thái sinh lí (*)
Tuổi, Nhu cầu năng lượng (Kcal/ngày) / Nam, Nhu cầu năng lượng (Kcal/ngày) / Nữ, Nhu cầu protein (g/ngày) / Nam, Nhu cầu protein (g/ngày) / Nữ
1 – 2, 1 000, 930, 20, 20
3 – 5, 1 320, 1 230, 25, 25
6 – 7, 1 570, 1 460, 33, 32
8 – 9, 1 820, 1 730, 40, 40
10 – 11, 2 150, 1 980, 50, 48
12 – 14, 2 500, 2 040, 65, 60
15 – 19, 2 820, 2 110, 74, 63
20 – 29, 2 570, 2 050, 69, 60
30 – 49, 2 350, 2 010, 68, 60
50 – 69, 2 330, 1 980, 70, 62
≥ 70, 2 190, 1 820, 68, 59
Phụ nữ mang thai
– 3 tháng giữa, + 250, + 10
– 3 tháng cuối, + 450, + 31
Phụ nữ cho con bú, + 500, + 13 đến 19
Đặc biệt, cần đảm bảo đủ nước cho cơ thể. Nhu cầu về nước khác nhau tuỳ thuộc vào độ tuổi, thời tiết, mức độ lao động,... Mỗi ngày cơ thể người trưởng thành mất đi khoảng $1{,}5 - 2$ L nước qua nước tiểu, phân, mồ hôi và hơi thở. Vì vậy, cần ăn, uống bù lại lượng nước đã mất.
Ngoài ra, chế độ ăn uống cần đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Thực phẩm phải tươi, ngon và phải là thực phẩm sạch.
2. Vai trò của việc sử dụng thực phẩm sạch trong đời sống
Cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể, tạo điều kiện tối ưu cho sự tồn tại và phát triển của cơ thể. Từ đó, nâng cao năng suất lao động, tạo ra nhiều của cải, giảm thiểu các chi phí về y tế và thời gian điều trị bệnh.
An toàn cho người sử dụng, tránh được các bệnh do tác nhân sinh học, hoá học, vật lí trong thức ăn gây ra.
(*) Nguồn: Viện Dinh dưỡng – Bộ Y tế, 2016.

3. Các bệnh về tiêu hoá và cách phòng tránh
Có rất nhiều bệnh về đường tiêu hoá như tiêu chảy, viêm loét dạ dày tá tràng, ung thư đại tràng,... Nguyên nhân gây ra bệnh rất khác nhau, có bệnh là do ăn uống không đúng cách, chế độ ăn uống không cân đối, ăn thực phẩm không đảm bảo vệ sinh; có bệnh là do lối sống như uống rượu bia nhiều, hút nhiều thuốc, thời gian ăn uống tuỳ tiện, không hợp lí,...
Nhìn chung, để phòng tránh các bệnh về tiêu hoá cần có chế độ ăn đủ chất, đủ lượng, hạn chế đồ mặn, đồ chiên xào, đảm bảo vệ sinh, ăn uống điều độ, tránh vận động ngay sau khi ăn,... Tuỳ từng bệnh cụ thể mà có biện pháp phòng tránh phù hợp.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Cần áp dụng chế độ ăn uống như thế nào để đảm bảo đủ chất dinh dưỡng và năng lượng cho cơ thể? Giải thích.
Tại sao cần có chế độ ăn phù hợp với mỗi lứa tuổi như trẻ em, phụ nữ mang thai, phụ nữ trong thời kì cho con bú?
Tìm hiểu qua tài liệu, internet, đồng thời tìm gặp bác sĩ hoặc những người có chuyên môn về dinh dưỡng hỏi về các bệnh tiêu hoá phổ biến, các bệnh học đường liên quan đến dinh dưỡng, sau đó kẻ và hoàn thành các bảng vào vở theo mẫu sau:
Các bệnh tiêu hoá, Nguyên nhân, Cách phòng tránh
1. ..................?...................., ?, ?
Các bệnh học đường, Nguyên nhân, Cách phòng tránh
1. ..................?...................., ?, ?
KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Quá trình dinh dưỡng gồm: lấy thức ăn, tiêu hoá, hấp thụ và đồng hoá các chất.
– Tiêu hoá nội bào là quá trình biến đổi thức ăn bên trong tế bào, tiêu hoá ngoại bào là quá trình biến đổi thức ăn bên ngoài tế bào.
– Trong túi tiêu hoá, thức ăn được tiêu hoá ngoại bào và nội bào; trong ống tiêu hoá, thức ăn được tiêu hoá ngoại bào.
– Chế độ ăn uống khoa học là chế độ ăn uống cân đối, đủ chất và đủ lượng.
– Sử dụng thực phẩm sạch đảm bảo cho cơ thể khoẻ mạnh, tránh mắc bệnh.
– Các bệnh về tiêu hoá do nhiều nguyên nhân khác nhau như ăn uống không đúng cách, chế độ ăn uống không cân đối, ăn thực phẩm không đảm bảo vệ sinh,... Tuỳ từng loại bệnh mà có cách phòng tránh phù hợp.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG Ở người, để đảm bảo đủ chất dinh dưỡng cho cơ thể, cần phải đa dạng thực phẩm trong chế độ ăn. Giải thích. Vận dụng những hiểu biết về tiê

Bài 9. Hô hấp ở động vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT
Phân tích được vai trò của hô hấp ở động vật.
Trình bày được các hình thức trao đổi khí và giải thích được một số hiện tượng trong thực tiễn.
Tìm hiểu được các bệnh về đường hô hấp và vận dụng hiểu biết về hô hấp để phòng các bệnh về đường hô hấp.
Giải thích được tác hại của thuốc lá đối với sức khoẻ và ô nhiễm không khí đối với hô hấp.
Trình bày ý nghĩa của việc xử phạt người hút thuốc lá nơi công cộng và cấm trẻ em dưới 16 tuổi hút thuốc lá.
Giải thích được vai trò của thể dục, thể thao đối với hô hấp.
Tại sao cá heo, cá voi sống trong nước nhưng phải thường xuyên nhô lên mặt nước để thở?
I. VAI TRÒ CỦA HÔ HẤP
Hô hấp là quá trình lấy O₂ liên tục từ môi trường cung cấp cho hô hấp tế bào, tạo năng lượng cho hoạt động sống, đồng thời thải CO₂ sinh ra từ quá trình chuyển hoá ra ngoài.
Đối với động vật, hô hấp có những vai trò sau:
– Lấy O₂ từ môi trường sống cung cấp cho hô hấp tế bào, tạo năng lượng cho các hoạt động sống của cơ thể.
– Thải CO₂ sinh ra từ hô hấp tế bào vào môi trường, đảm bảo cân bằng môi trường trong cơ thể.
Quá trình hô hấp ở người và Thú gồm 5 giai đoạn liên quan mật thiết với nhau: thông khí (hít vào và thở ra), trao đổi khí ở phổi, vận chuyển khí O₂ và CO₂, trao đổi khí ở mô và hô hấp tế bào (H 9.1).
Hình 9.1. Các giai đoạn của quá trình hô hấp ở người và Thú
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Phân tích mối liên quan của các giai đoạn trong quá trình hô hấp.
Tại sao cơ thể động vật bắt buộc phải lấy O₂ từ môi trường và thải CO₂ ra môi trường?
II. CÁC HÌNH THỨC TRAO ĐỔI KHÍ
Ở động vật, bộ phận hoặc cơ quan thực hiện trao đổi khí O₂ và CO₂ với môi trường gọi là bề mặt trao đổi khí. Bề mặt trao đổi khí là cơ quan chuyên hoá như da, mang, phổi, hệ thống ống khí hoặc bề mặt cơ thể.
Trao đổi khí O₂ và CO₂ qua bề mặt trao đổi khí dựa trên hai nguyên lí, đó là khuếch tán từ nơi có phân áp cao sang nơi có phân áp thấp và khuếch tán qua bề mặt mỏng, ẩm ướt.

Tất cả động vật đều có xu hướng tối ưu hoá tốc độ khuếch tán khí qua việc tăng diện tích bề mặt trao đổi khí và thông khí.
1. Trao đổi khí qua bề mặt cơ thể
Trao đổi khí qua bề mặt cơ thể thấy ở động vật không có cơ quan trao đổi khí chuyên hoá thuộc ngành Ruột khoang, Giun dẹp,… và cũng gặp ở động vật có cơ quan trao đổi khí chuyên hoá như Giun đốt, ếch,… Khí O$_2$ và CO$_2$ khuếch tán qua toàn bộ bề mặt cơ thể của các động vật này (H 9.2).
Lớp tế bào lót khoang tiêu hoá
O$_2$
CO$_2$
O$_2$
CO$_2$
Lớp tế bào biểu bì
(a)
(b)
Mạch lưng nhận máu từ da và nội quan về
Các tim bên
Mạch bụng đưa máu giàu CO$_2$ đến hệ thống mao mạch trên khắp bề mặt da thực hiện trao đổi khí
Hình 9.2. Trao đổi khí qua bề mặt cơ thể ở thuỷ tức (a) và ở giun đất (b)
2. Trao đổi khí qua hệ thống ống khí
Côn trùng và một số chân khớp khác sống trên cạn trao đổi khí qua hệ thống ống khí.
Hệ thống ống khí bao gồm các ống khí lớn phân nhánh thành các ống khí nhỏ dần và ống khí nhỏ nhất là ống khí tận. Số lượng ống khí rất nhiều, tạo ra bề mặt trao đổi khí rất lớn với tế bào. Ống khí tận là nơi trao đổi khí O$_2$ và CO$_2$ với tế bào. Các ống khí thông với bên ngoài qua các lỗ thở. Lỗ thở có van đóng, mở điều tiết không khí ra, vào ống khí (H 9.3).
Hệ thống ống khí
Lỗ thở
Tế bào
Ống khí tận
Ống khí nhỏ
Ống khí trung bình
Ống khí lớn
Lỗ thở
Thành bụng
Hình 9.3. Hệ thống ống khí ở côn trùng
Thông khí ở côn trùng là nhờ hoạt động của các cơ hô hấp làm thay đổi thể tích khoang thân, phối hợp với đóng, mở các van lỗ thở. Thông khí tạo ra sự chênh lệch về phân áp khí O$_2$ và CO$_2$ giữa không khí trong ống khí tận và tế bào cơ thể, nhờ đó các tế bào cơ thể thực hiện trao đổi khí O$_2$ và CO$_2$ với không khí.

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM Quan sát Hình 9.2, cho biết thuỷ tức và giun đất trao đổi khí với môi trường sống như thế nào. Quan sát Hình 9.3 và giải thích tại sao sự p

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM Nghiên cứu Hình 9.4 và 9.5, cho biết tại sao hệ hô hấp của Cá xương trao đổi khí với nước rất hiệu quả. 4. Trao đổi khí qua phổi Phổi là cơ

Kiểu thông khí như của người (khi hít vào lồng ngực và phổi giãn rộng ra, kéo không khí từ ngoài vào phổi) được gọi là thông khí nhờ áp suất âm. Bò sát, Chim và

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Tại sao hệ hô hấp của người và của Chim trao đổi khí với không khí rất hiệu quả?
III. BỆNH VỀ HÔ HẤP
Bệnh hô hấp ở người có rất nhiều và gây ra hậu quả xấu đối với sức khoẻ, thậm chí gây tử vong. Bệnh có thể ở đường dẫn khí (viêm mũi, viêm phế quản, ung thư khí quản,...) hoặc ở phổi (viêm phổi, lao phổi,...). Bệnh hô hấp do nhiều nguyên nhân khác nhau, trong số đó, ô nhiễm không khí và khói thuốc lá là nguyên nhân hàng đầu.
Không khí bị ô nhiễm chứa các tác nhân gây bệnh như virus, vi khuẩn, nấm mốc và các khí độc hại như CO, SO₂, NO₂, CH₄, Pb, bụi lớn nhỏ các loại,... Các tác nhân gây bệnh này đến từ nhiều nguồn khác nhau như hoạt động công nghiệp, giao thông vận tải, cháy rừng,...
Khói thuốc lá chứa nhiều chất độc hại không chỉ gây ra những hậu quả xấu cho sức khoẻ người hút thuốc lá mà còn gây ra những hậu quả tương tự đối với người hít phải khói thuốc lá do người khác hút (Bảng 9.1).
Bảng 9.1. Khói thuốc lá và tác hại của khói thuốc lá
Các chất hoá học trong khói thuốc lá, Tác động lên cơ thể
Nicotin, Gây nghiện, tăng nhịp tim, tăng huyết áp, tăng nguy cơ hình thành cục máu đông.
Carbon monoxide (CO), Kết hợp với hemoglobin, làm giảm khả năng vận chuyển O₂ của máu.
Tar (hỗn hợp chất hoá học), Gây nguy cơ ung thư phổi, họng, miệng; làm tê liệt lông rung trong đường dẫn khí.
Các chất gây kích thích lên hệ hô hấp (hydrogen cyanide, acrolein,...), Gây tiết nhiều dịch nhày làm tê liệt lông rung trong đường dẫn khí, dịch nhày bám giữ khiến các hạt khói thuốc lá không được đẩy lên hầu dẫn đến viêm, hẹp đường dẫn khí, gây khó thở và ho.
IV. LỢI ÍCH CỦA LUYỆN TẬP THỂ DỤC, THỂ THAO ĐỐI VỚI HÔ HẤP
Rèn luyện thể dục, thể thao tác động rõ rệt đến hệ hô hấp. Cơ hô hấp phát triển hơn (to hơn, săn chắc hơn, co khoẻ hơn), dẫn đến tăng thể tích khí lưu thông (thể tích khí khi hít vào hoặc khi thở ra bình thường), tăng thông khí phổi/phút (thể tích khí lưu thông nhân với nhịp thở) và giảm nhịp thở.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Tìm hiểu qua tài liệu, internet, hỏi bác sĩ, cán bộ y tế,... về một số bệnh phổ biến ở đường dẫn khí và ở phổi, nguyên nhân gây bệnh, biện pháp phòng tránh các bệnh đó, sau đó kể và hoàn thành bảng trong vở theo mẫu dưới đây:
Tên bệnh, Nguyên nhân gây bệnh, Biện pháp phòng tránh
1. ......................?......................, ?, ?

Ô nhiễm không khí và khói thuốc lá ảnh hưởng như thế nào đến hô hấp và sức khoẻ con người? Tham khảo Bảng 9.1 và cho biết ý nghĩa của việc: Xử phạt người hút th

Bài 10. Tuần hoàn ở động vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT
Trình bày được khái quát hệ vận chuyển trong cơ thể động vật và nêu được một số dạng hệ vận chuyển ở các nhóm động vật khác nhau.
Dựa vào hình ảnh, sơ đồ, phân biệt được các dạng hệ tuần hoàn ở động vật, mô tả được cấu tạo và hoạt động của hệ mạch và quá trình vận chuyển máu trong hệ mạch (huyết áp, vận tốc máu và sự trao đổi chất giữa máu với các tế bào).
Trình bày được cấu tạo, hoạt động của tim và sự phù hợp giữa cấu tạo và chức năng của tim. Giải thích được khả năng tự phát nhịp gây nên tính tự động của tim.
Nêu được hoạt động tim mạch được điều hoà bằng cơ chế thần kinh và thể dịch.
Phân tích được tác hại của việc lạm dụng rượu, bia đối với sức khoẻ của con người, đặc biệt là hệ tim mạch. Trình bày được vai trò của thể dục, thể thao đối với tuần hoàn.
Kể được các bệnh thường gặp về hệ tuần hoàn. Trình bày được một số biện pháp phòng chống các bệnh tim mạch.
Mạch máu bị hẹp hoặc tắc do xơ vữa có thể gây hậu quả gì đối với cơ thể?
I. KHÁI QUÁT HỆ TUẦN HOÀN
Ở động vật, hệ vận chuyển được gọi là hệ tuần hoàn.
Hệ tuần hoàn của động vật cấu tạo từ các bộ phận sau:
– Dịch tuần hoàn: là máu hoặc hỗn hợp máu – dịch mô.
– Tim: là một bơm hút và đẩy máu chảy trong hệ thống mạch máu.
– Hệ thống mạch máu: gồm động mạch, mao mạch và tĩnh mạch. Động mạch gồm các mạch máu từ lớn đến nhỏ, có chức năng đưa máu từ tim đến các cơ quan. Tĩnh mạch gồm các mạch máu từ nhỏ đến lớn, có chức năng đưa máu từ các cơ quan về tim. Mao mạch nối động mạch nhỏ nhất với tĩnh mạch nhỏ nhất, là nơi thực hiện trao đổi chất giữa máu và tế bào cơ thể.
Hệ tuần hoàn có chức năng vận chuyển các chất từ bộ phận này đến bộ phận khác, đảm bảo các hoạt động sống của cơ thể.
II. CÁC DẠNG HỆ TUẦN HOÀN
Hệ tuần hoàn ở động vật bao gồm các dạng sau:

1. Hệ tuần hoàn hở Hệ tuần hoàn hở có ở đa số động vật thuộc ngành Chân khớp và một số loài Thân mềm (H 10.1a) Hình 10.1. Hệ tuần hoàn hở (a) và hệ tuần hoàn kí

Hình 10.2. Hệ tuần hoàn đơn ở Cá xương (a) và hệ tuần hoàn kép ở Thú (b) DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM Nghiên cứu Hình 10.1 và mô tả đường đi của máu (bắt đầu từ tim) tr

2. Hoạt động của tim
a) Tính tự động của tim
Tim bị cắt rời khỏi cơ thể vẫn co dãn nhịp nhàng thêm một thời gian nếu được cung cấp đủ chất dinh dưỡng, $O_2$ và nhiệt độ thích hợp. Khả năng tự co dãn của tim gọi là tính tự động của tim. Tim co dãn được là nhờ hệ dẫn truyền tim. Hệ dẫn truyền tim gồm nút xoang nhĩ, nút nhĩ thất, bó His và mạng lưới Purkinje. Nút xoang nhĩ tự động phát xung điện, cứ sau một khoảng thời gian nhất định, nút xoang nhĩ lại phát xung điện. Xung điện lan ra khắp cơ tâm nhĩ và làm 2 tâm nhĩ co, tiếp đó xung điện lan đến nút nhĩ thất, bó His, rồi theo mạng Purkinje lan ra khắp cơ tâm thất, làm 2 tâm thất co (H 10.4).
Hình 10.4. Hệ dẫn truyền tim
b) Chu kì hoạt động của tim (chu kì tim)
Tim co và dãn nhịp nhàng theo chu kì. Pha co của tim gọi là tâm thu, pha dãn của tim gọi là tâm trương.
Chu kì tim bắt đầu bằng tâm nhĩ (phải và trái) co, đẩy máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất. Tâm nhĩ dãn có tác dụng thu nhận máu từ tĩnh mạch chủ và tĩnh mạch phổi. Tiếp đó tâm thất (phải và trái) co, đẩy máu từ tâm thất vào động mạch phổi và động mạch chủ. Tâm thất dãn hút máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất. Chu kì tim mới lại bắt đầu bằng hai tâm nhĩ co (H 10.3).
Ở người trưởng thành, mỗi chu kì tim kéo dài khoảng 0,8 s, trong đó tâm nhĩ co 0,1 s, tâm thất co 0,3 s, thời gian dãn chung là 0,4 s, tương ứng với 75 chu kì tim trong một phút hoặc nhịp tim là 75 nhịp/phút (H 10.5).
0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8 s, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8 s
Tâm nhĩ, ■, ■
Tâm thất, ■, ■, ■, ■
Tâm nhĩ co: 0,1 s; Tâm thất co: 0,3 s; Dãn chung: 0,4 s; Chu kì tim: 0,8 s
Hình 10.5. Chu kì hoạt động của tim
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Van tim có vai trò như thế nào trong tuần hoàn máu?
Hệ dẫn truyền tim có vai trò như thế nào đối với hoạt động của tim và tuần hoàn máu?

IV. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ MẠCH
Cấu tạo của hệ mạch
Các động mạch và tĩnh mạch từ lớn đến nhỏ đều được cấu tạo từ ba lớp (H 10.6). Các tĩnh mạch lớn ở chân có van cho máu đi theo một chiều, từ chân về tim. Mao mạch cấu tạo từ một lớp tế bào biểu mô dẹt (H 10.9).
Hình 10.6. Cấu tạo động mạch và tĩnh mạch
Hoạt động của hệ mạch
a) Huyết áp
Huyết áp là áp lực của máu lên thành mạch. Tim co bóp đẩy máu vào động mạch tạo ra huyết áp. Do hoạt động co giãn của tim theo chu kì nên máu được bơm vào động mạch theo từng đợt và tạo ra huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương. Huyết áp tâm thu (còn gọi là huyết áp tối đa) ứng với tâm thất co, huyết áp tâm trương (còn gọi là huyết áp tối thiểu) ứng với tâm thất dãn.
Huyết áp của người thường được đo ở cánh tay, gọi là huyết áp động mạch. Trị số bình thường của huyết áp tâm thu của người trưởng thành là 110 – 120 mmHg và huyết áp tâm trương là 70 – 80 mmHg.
Trong suốt chiều dài của hệ mạch, từ động mạch chủ đến mao mạch và tĩnh mạch chủ, có sự biến động rõ rệt về huyết áp (H 10.7).
Hình 10.7. Biến động của huyết áp trong hệ mạch
b) Vận tốc máu
Vận tốc máu là tốc độ máu chảy trong một giây. Vận tốc máu biến động trong hệ thống động mạch, tĩnh mạch và mao mạch.
Biến động vận tốc máu trong hệ mạch liên quan đến tổng tiết diện mạch máu (H 10.8).
Vận tốc máu trong hệ mạch có thể thay đổi. Ví dụ: Khi huyết áp tăng thì vận tốc máu tăng và ngược lại, khi huyết áp giảm thì vận tốc máu cũng giảm.
Hình 10.8. Liên quan giữa vận tốc máu và tổng tiết diện mạch máu

c) Trao đổi chất ở mao mạch
Mao mạch có đường kính 5 – 10 µm và chiều dài khoảng 0,4 – 2 mm. Số lượng mao mạch rất lớn, tạo ra diện tích trao đổi chất giữa máu và tế bào cơ thể khoảng 500 – 700 m². Thành mao mạch cấu tạo từ một lớp tế bào biểu mô dẹt và có các lỗ nhỏ cho phép các chất đi qua. Máu trao đổi chất với tế bào cơ thể qua dịch mô (H 10.9).
Hình 10.9. Trao đổi chất giữa máu và tế bào cơ thể
V. ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG TIM MẠCH
Hoạt động tim mạch được điều hoà bằng cơ chế thần kinh và thể dịch, qua đó điều hoà tuần hoàn máu. Cơ chế thần kinh theo nguyên tắc phản xạ, cơ chế thể dịch thực hiện nhờ các hormone.
Dựa trên thông tin truyền về từ thụ thể áp lực hoặc thụ thể hoá học (thụ thể $O_2$ và $CO_2$) ở xoang động mạch cảnh và gốc cung động mạch chủ, trung khu điều hoà tim mạch tăng hay giảm xung thần kinh trên dây thần kinh giao cảm hoặc đối giao cảm, qua đó ảnh hưởng đến hoạt động của tim và mạch máu.
Ví dụ: Khi huyết áp giảm, thụ thể áp lực ở xoang động mạch cảnh và gốc cung động mạch chủ gửi xung thần kinh về trung khu điều hoà tim mạch ở hành não. Trung khu điều hoà tim mạch tăng tần số xung thần kinh trên dây giao cảm, làm tim đập nhanh, mạnh và các mạch máu nhỏ co lại. Xung thần kinh còn theo dây giao cảm đến tuyến trên thận, làm tuyến này tăng tiết adrenalin và noradrenalin vào máu. Hai hormone này làm tim đập nhanh, mạnh và các mạch máu nhỏ co lại. Tim đập nhanh, mạnh kèm theo mạch máu co làm huyết áp tăng trở lại (H 10.10).
Hình 10.10. Sơ đồ điều hoà thần kinh và thể dịch đối với tuần hoàn máu
Ngược lại, khi huyết áp tăng cao, trung khu điều hoà tim mạch lại tăng tần số xung thần kinh trên dây đối giao cảm, làm tim giảm nhịp và làm các mạch máu ngoại vi giãn, nhờ đó huyết áp trở lại bình thường.
Bên cạnh hệ tuần hoàn máu còn có hệ tuần hoàn bạch huyết với chức năng tiếp nhận lipid hấp thụ từ ruột non và thu hồi dịch mô đưa về hệ tuần hoàn máu.

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Quan sát Hình 10.7, giải thích sự biến động huyết áp trong hệ thống mạch máu.
Quan sát Hình 10.8, sau đó trả lời các câu hỏi sau:
a) Vận tốc máu biến động như thế nào trong hệ mạch?
b) Cho biết mối liên quan giữa vận tốc máu và tổng tiết diện mạch máu.
Tại sao trao đổi chất giữa máu và tế bào cơ thể chỉ diễn ra ở mao mạch?
VI. ỨNG DỤNG
Lợi ích của luyện tập thể dục, thể thao thường xuyên đối với hệ tuần hoàn
Luyện tập thể dục, thể thao thường xuyên tác động đến cấu tạo và chức năng của tim và mạch máu.
a) Đối với tim
– Cơ tim phát triển, thành tim dày, buồng tim dãn rộng hơn và co mạnh hơn, dẫn đến tăng thể tích tâm thu cả khi nghỉ ngơi và khi đang luyện tập.
– Nhịp tim khi nghỉ ngơi giảm (do thể tích tâm thu tăng). Nhịp tim 75 nhịp/phút có thể giảm xuống còn 50 nhịp/ phút nhưng lưu lượng tim vẫn giữ nguyên.
– Khi lao động nặng, lưu lượng tim của người luyện tập thể dục, thể thao thường xuyên cao hơn so với người ít vận động.
b) Đối với mạch máu và máu
– Mạch máu bền hơn và tăng khả năng đàn hồi, nhờ đó tăng lưu lượng máu khi lao động nặng.
– Tăng thêm mao mạch ở cơ xương, nhờ đó tăng khả năng điều chỉnh huyết áp.
– Tăng thể tích máu, tăng số lượng hồng cầu, nhờ đó tăng khả năng cung cấp O$_{2}$.
Tác hại của lạm dụng rượu, bia đối với tim mạch và sức khoẻ
Rượu, bia làm tim đập nhanh, mạnh dẫn đến huyết áp tăng cao. Về lâu dài, huyết áp cao kéo dài gây suy yếu cơ tim, rối loạn nhịp tim, tổn thương mạch máu, xuất huyết não,...
Riêng đối với hệ thần kinh, uống nhiều rượu, bia trong thời gian dài gây trì trệ hoạt động thần kinh, não mất đi sự linh hoạt vốn có. Người uống nhiều rượu, bia không làm chủ được bản thân, dễ nổi nóng, có những hành động không nghĩ đến hậu quả, các động tác thiếu chính xác,...
Bệnh về hệ tuần hoàn
Bệnh ở hệ tuần hoàn do nhiều nguyên nhân khác nhau, có bệnh do di truyền, bẩm sinh (ví dụ: bệnh hở, hẹp van tim,...), có bệnh do lối sống (ví dụ: bệnh xơ vữa mạch máu do ăn nhiều chất béo,...).
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Dựa vào tài liệu, internet, hỏi bác sĩ, cán bộ y tế,... về một số bệnh phổ biến ở hệ tuần hoàn, nguyên nhân gây bệnh đó và cách phòng chống. Sau đó kể và hoàn thành bảng vào vở theo mẫu dưới đây:
Tên bệnh, Nguyên nhân gây bệnh, Biện pháp phòng chống
1.........?..........., ?, ?

2. Dựa vào tác động của rượu, bia đối với hoạt động thần kinh, hãy phân tích tầm quan trọng của quy định xử phạt người có sử dụng rượu, bia khi tham gia giao thông.
KIẾN THỨC CỐT LÕI
Hệ tuần hoàn gồm các dạng: tuần hoàn hở, tuần hoàn kín (tuần hoàn đơn, tuần hoàn kép).
Tim co dãn tự động là do hệ dẫn truyền tim. Tim co dãn nhịp nhàng theo chu kì. Pha co của tim gọi là tâm thu, pha dãn của tim gọi là tâm trương.
Động mạch và tĩnh mạch đều được cấu tạo từ ba lớp: lớp tế bào biểu mô dẹt, lớp sợi cơ trơn, sợi đàn hồi và lớp mô liên kết. Mao mạch cấu tạo từ một lớp tế bào biểu mô dẹt. Ở hệ tuần hoàn kín, trao đổi chất giữa máu và tế bào thực hiện qua dịch mô.
Huyết áp là áp lực của máu lên thành mạch máu. Huyết áp giảm dần từ động mạch đến mao mạch và tĩnh mạch.
Vận tốc máu tỉ lệ nghịch với tổng tiết diện mạch máu.
Hoạt động tim mạch được điều hoà bằng cơ chế thần kinh và thể dịch.
Lạm dụng rượu, bia gây hậu quả xấu đối với hệ tim mạch và sức khoẻ.
Thể dục, thể thao giúp hệ tuần hoàn khoẻ mạnh, hoạt động hiệu quả.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Tại sao máu ở tĩnh mạch phổi có nồng độ O₂ cao hơn so với máu ở tĩnh mạch chủ?
Bảng dưới đây cho thấy nhịp tim của một số động vật:
Động vật, Nhịp tim/phút
Voi, 25 – 40
Trâu, 40 – 50
Lợn, 60 – 90
Mèo, 110 – 130
Chuột, 720 – 780
Cho nhận xét về mối liên quan giữa nhịp tim và kích thước cơ thể động vật. Tại sao nhịp tim lại khác nhau ở các loài động vật?
Người luyện tập thể dục, thể thao đều đặn vài tháng có nhịp tim lúc nghỉ ngơi giảm đi so với trước đây, điều này được giải thích như thế nào?
Vận dụng những hiểu biết về hệ tuần hoàn, hãy đề xuất một số biện pháp giúp hệ tuần hoàn khoẻ mạnh, hoạt động hiệu quả.
EM CÓ BIẾT
Hươu cao cổ có huyết áp ở động mạch chủ rất cao, khoảng 250 mmHg, áp lực này đảm bảo đưa đủ máu lên não. Khi hươu cao cổ cúi đầu xuống uống nước, các van một chiều và các xoang có chức năng giảm lượng máu lớn dồn về não, ngăn áp lực cao gây tổn thương não.

Thực hành: Một số thí nghiệm về hệ tuần hoàn
I. YÊU CẦU CẦN ĐẠT
– Thực hành đo được huyết áp ở người và nhận biết được trạng thái sức khoẻ từ kết quả đo; đếm được nhịp tim của người ở các trạng thái hoạt động khác nhau và giải thích kết quả.
– Mổ được tim ếch và tìm hiểu tính tự động của tim; tìm hiểu được vai trò của dây thần kinh giao cảm, đối giao cảm; tìm hiểu được tác động của adrenalin đến hoạt động của tim.
II. CHUẨN BỊ
1. Dụng cụ, thiết bị
Đồng hồ bấm giây, huyết áp kế điện tử, dụng cụ mổ (kéo, dao mổ, panh, kim chọc tuỷ), khay mổ, kim găm ếch, bông thấm nước, móc thuỷ tinh, chỉ, máy kích thích điện, nguồn điện 6 V, cốc thuỷ tinh 250 mL.
2. Hoá chất
Dung dịch sinh lí cho động vật biến nhiệt và dung dịch sinh lí có adrenalin nồng độ 1/50 000 hoặc 1/100 000.
3. Mẫu vật: Ếch.
III. CÁCH TIẾN HÀNH
1. Thực hành đếm nhịp tim
Bước 1: Đếm nhịp tim (thông qua bắt mạch đập ở cổ tay) khi đang nghỉ ngơi: Tay để ngửa, ấn ba ngón tay (ngón trỏ, ngón giữa và ngón áp út) vào rãnh quay cổ tay, ấn mạnh dần cho đến khi cảm nhận rõ mạch đập ở đầu ngón tay (H 11.1). Nhìn đồng hồ và đếm số mạch đập trong 1 phút. Ghi lại số liệu đếm được.
Hình 11.1. Bắt mạch cổ tay
Bước 2: Đếm nhịp tim ngay sau khi chạy nhanh tại chỗ 2 phút hoặc chống hai tay xuống ghế và nâng hạ cơ thể vài chục lần. Cách đếm nhịp tim như khi đang nghỉ ngơi. Ghi lại số liệu đếm được.
2. Thực hành đo huyết áp
Sử dụng huyết áp kế điện tử để đo huyết áp (H 11.2).
Bước 1:
– Người được đo ngồi trên ghế và để tay duỗi trên mặt bàn sao cho cánh tay ngang với vị trí của tim và kéo tay áo lên sát nách.
– Quấn bọc cao su của huyết áp kế quanh cánh tay, phía trên khuỷu tay khoảng 1 cm.
Hình 11.2. Đo huyết áp bằng huyết áp kế điện tử

Bước 2:
– Ấn nút công tắc mở máy, máy sẽ tự động bơm khí vào, bọc cao su phồng lên và sau đó tự động xả khí.
– Khi hoàn thành đo, máy sẽ phát ra tiếng kêu "pip". Kết quả đo sẽ hiển thị trên màn hình nhỏ. Số liệu trên cùng là giá trị huyết áp tâm thu, ở giữa là tâm trương và dưới cùng là nhịp tim.
Bước 3: Ấn nút công tắc (cũng là núm khởi động) để tắt máy.
Nếu muốn đo lại lần nữa, phải đợi khoảng 3 phút, kể từ lần đo trước.
Một số điều lưu ý khi đo huyết áp bằng huyết áp kế điện tử:
– Giữ nguyên tư thế cơ thể và không nói chuyện lúc máy đang đo.
– Tránh căng thẳng thần kinh hay hồi hộp, xúc động khi đo.
– Nghỉ ngơi vài phút trước khi đo nếu như vừa từ nơi khác đến.
– Khi biểu tượng Err xuất hiện, báo hiệu máy bị lỗi, phải tắt máy và tiến hành đo lại.
– Sai số khi đo khoảng 5%.
3. Thí nghiệm tìm hiểu tính tự động của tim
Bước 1: Dùng kim chọc tuỷ phá tuỷ sống ếch và ghim ếch ngửa trên khay mổ.
Bước 2: Mổ lộ tim:
– Dùng kéo cắt bỏ một mảnh da ngực hình tam giác. Dùng panh kẹp nâng xương ức và cơ ngực, cắt bỏ mảnh lồng ngực theo hình cắt ở da trước đó.
– Kéo căng hai chi trước sang hai bên và ghim lại để mở rộng vết mổ.
– Dùng panh kẹp nâng màng bao tim lên và dùng kéo cắt màng bao tim. Nếu máu chảy nhiều thì dùng bông tẩm dung dịch sinh lí thấm bớt máu.
Bước 3: Quan sát hoạt động của tim và đếm số nhịp tim trong 1 phút. Ghi lại kết quả đếm.
Bước 4: Dùng kẹp luồn sợi chỉ dưới hai nhánh động mạch chủ phải và trái rồi lật ngược tim ếch lên phía trên. Kéo hai đầu chỉ lùi xuống phía dưới, vào đúng vị trí giữa xoang tĩnh mạch với tim và buộc chặt lại (H 11.3).
Hình 11.3. Buộc chỉ ngăn cách xoang tĩnh mạch với tim
Bước 5: Đếm nhịp đập xoang tĩnh mạch và nhịp đập của tim trong 1 phút. Ghi lại kết quả đếm.
4. Thí nghiệm tìm hiểu vai trò của dây thần kinh giao cảm – đối giao cảm đối với hoạt động của tim ếch
Bước 1: Dùng kim chọc tuỷ phá tuỷ sống của ếch và ghim ếch ngửa trên khay mổ.
Bước 2: Mổ lộ tim theo các bước như ở thí nghiệm nghiên cứu tính tự động của tim.
Bước 3: Tìm dây thần kinh hỗn hợp (giao cảm – đối giao cảm) đến tim:
– Dùng kéo cắt bỏ da, xương ở một góc hàm sát chi trước. Kéo chân ếch cạnh góc hàm, cắt chếch xuống dưới và ghim chân lại. Dùng móc thuỷ tinh phá bỏ tổ chức liên kết ở góc hàm và chi trước sẽ lộ ra một hốc nhỏ. Nhìn xuống đáy hốc để tìm cơ nâng bả. Cơ này có hình tam giác. Vắt ngang qua cơ này là bó dây thần kinh – mạch máu, dây thần

kinh lớn nhất nằm sát và song song với mạch máu chính là dây thần kinh hỗn hợp (gồm cả sợi giao cảm và sợi đối giao cảm).
– Dùng móc thuỷ tinh tách dây thần kinh hỗn hợp này ra khỏi mạch máu. Luồn sợi chỉ xuống phía dưới để nâng dây thần kinh lên và đặt vào điện cực kích thích (H 11.4).
– Đếm nhịp tim trong 1 phút. Ghi lại kết quả đếm.
Bước 4: Dùng máy kích thích điện kích thích dây thần kinh qua hệ thống rung trong khoảng 5 s. Đếm nhịp tim trong khi kích thích và sau khi ngừng kích thích. Ghi lại kết quả đếm.
Hình 11.4. Dây thần kinh giao cảm – đối giao cảm
5. Thí nghiệm tìm hiểu tác động của adrenalin lên hoạt động của tim ếch
Bước 1: Dùng kim chọc tuỷ phá tuỷ sống ếch và ghim ếch ngửa trên khay mổ.
Bước 2: Mở lộ tim ếch:
Mở lộ tim theo các bước như ở thí nghiệm nghiên cứu tính tự động của tim. Mở rộng thêm lồng ngực để tim ếch lộ rõ hơn.
Bước 3: Cắt đứt các mạch máu đến và đi khỏi tim (lưu ý giữ lại xoang tĩnh mạch). Bỏ tim vào cốc thuỷ tinh có chứa 100 mL dung dịch sinh lí, đếm nhịp tim trong 1 phút và ghi lại kết quả. Sau đó thay dung dịch sinh lí có adrenalin, đếm nhịp tim trong 1 phút và ghi lại kết quả.
IV. THU HOẠCH
Viết báo cáo thực hành theo các nội dung sau:
BÁO CÁO THỰC HÀNH
1. Mục đích
2. Kết quả và giải thích
a) Kết quả đếm nhịp tim khi nghỉ ngơi và ngay sau khi hoạt động. Giải thích.
b) Kết quả đo huyết áp khi đang nghỉ ngơi, từ đó rút ra kết luận về tình trạng huyết áp.
c) Kết quả đếm nhịp tim khi chưa thắt chỉ với nhịp đập xoang nhĩ, nhịp tim sau khi thắt chỉ.
d) Kết quả đếm nhịp tim lúc bình thường, nhịp tim trong khi và ngay sau khi kích thích dây thần kinh giao cảm – đối giao cảm. Giải thích.
e) Kết quả đếm nhịp tim lúc bình thường và khi có tác động của adrenalin. Giải thích.
3. Trả lời câu hỏi
a) Tại sao thông qua bắt mạch cổ tay có thể đếm được nhịp tim?
b) Tại sao khi đo huyết áp phải tránh bị căng thẳng thần kinh, không nói chuyện, nghỉ ngơi ít phút trước khi đo nếu từ nơi khác đến?
c) Tại sao khi nghiên cứu tính tự động của tim ếch và tìm hiểu vai trò của dây thần kinh giao cảm – đối giao cảm đối với hoạt động của tim ếch phải phá tuỷ sống của ếch?
d) Tại sao phải tách tim ra khỏi cơ thể ếch (làm tim rời) khi nghiên cứu tác động của adrenalin lên hoạt động của tim ếch?

Bài 12. Miễn dịch ở người và động vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT:
Nêu được các nguyên nhân bên trong và bên ngoài gây ra các bệnh ở động vật và người.
Giải thích được vì sao nguy cơ mắc bệnh ở người rất lớn nhưng xác suất bị bệnh rất nhỏ.
Phát biểu được khái niệm miễn dịch và mô tả được khái quát hệ miễn dịch ở người.
Phân biệt được miễn dịch không đặc hiệu và miễn dịch đặc hiệu.
Trình bày được cơ chế mắc bệnh và cơ chế chống bệnh ở động vật.
Phân tích được vai trò của việc chủ động tiêm phòng vaccine.
Giải thích được cơ sở của hiện tượng dị ứng với chất kích thích, thức ăn; cơ sở khoa học của thử phản ứng khi tiêm kháng sinh.
Trình bày được quá trình phá vỡ chức năng của hệ miễn dịch trong cơ thể người bệnh (bệnh tự miễn, ung thư và hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải).
Điều tra được tiêm phòng bệnh, dịch bệnh trong trường học hoặc tại địa phương.
Xung quanh con người có rất nhiều tác nhân gây bệnh như virus, vi khuẩn, nấm,... nhưng xác suất mắc bệnh ở người lại nhỏ. Vì sao?
I. NGUYÊN NHÂN GÂY BỆNH Ở NGƯỜI VÀ ĐỘNG VẬT
Bệnh là sự sai lệch hoặc tổn thương về cấu trúc và chức năng của bất kì bộ phận, cơ quan, hệ thống nào của cơ thể, biểu hiện bằng một bộ triệu chứng đặc trưng giúp thầy thuốc có thể chẩn đoán xác định và chẩn đoán phân biệt, ngay cả khi chưa rõ nguyên nhân, bệnh lí học và tiên lượng$^{(*)}$. Nguyên nhân gây bệnh cho người và động vật rất nhiều, có thể từ bên ngoài (tác nhân sinh học, vật lí và hoá học) hoặc từ bên trong cơ thể (yếu tố di truyền, thoái hoá mô do tuổi già,...).
Các tác nhân gây bệnh tác động vào tế bào, cơ quan, bộ phận của cơ thể gây tổn thương về cấu trúc và rối loạn về chức năng làm xuất hiện các triệu chứng bệnh lí. Trên thực tế, cơ chế mắc bệnh rất đa dạng.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Hãy ghép các tác nhân gây bệnh với cách thức gây bệnh theo các yêu cầu dưới đây:
Ghép đúng tác nhân sinh học (1, 2, 3 hoặc 4) với cách thức gây bệnh (A, B, C hoặc D).
1. Vi khuẩn, A. xuyên thủng tế bào cơ thể, lấy chất dinh dưỡng từ tế bào, huỷ hoại các tế bào mà chúng kí sinh.
2. Virus, B. giải phóng độc tố, huỷ hoại các tế bào cơ thể.
3. Vi nấm, C. lấy chất dinh dưỡng trong ống tiêu hoá của người và động vật, làm suy yếu cơ thể, có thể gây tử vong.
4. Giun, sán, D. xâm nhập vào tế bào và can thiệp vào hoạt động của tế bào để tạo ra các phần tử mới, gây suy yếu, huỷ hoại các tế bào cơ thể.
$(*)$ Nguồn: Từ điển y học, Dorland, 2000.

2. Ghép đúng tác nhân vật lí (1, 2, 3, 4 hoặc 5) với cách thức gây bệnh (A, B, C, D, hoặc E).
1. Tác nhân cơ học, A. gây biến tính protein, gây bỏng.
2. Nhiệt độ cao, B. gây giảm thính lực hoặc điếc.
3. Dòng điện, C. gây tổn thương DNA, có thể gây ung thư da.
4. Ánh sáng mặt trời mạnh, D. gây giật nát, tổn thương mô, cơ quan.
5. Âm thanh lớn kéo dài, E. gây giật, bỏng tại chỗ hoặc toàn thân.
3. Ghép đúng tác nhân hoá học (1, 2 hoặc 3) với cách thức gây bệnh (A, B hoặc C).
1. Acid, kiềm, A. là độc tố thần kinh, gây liệt vận động, ngừng hô hấp.
2. Chất cyanide trong nấm, măng, B. gây ngộ độc cấp tính, có thể gây tử vong.
3. Tetrodotoxin trong cá nóc, C. gây bỏng trên diện rộng hoặc hẹp.
4. Ghép đúng nguyên nhân bên trong (1, 2) với cách thức gây bệnh (A, B).
1. Yếu tố di truyền, A. thoái hoá mô thần kinh, thoái hoá võng mạc.
2. Tuổi già, B. gây ra nhiều bệnh như bệnh bạch tạng, mù màu.
II. KHÁI NIỆM MIỄN DỊCH
Miễn dịch là khả năng cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh, đảm bảo cho cơ thể khoẻ mạnh, không mắc bệnh.
Ở người và động vật, chức năng bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh do hệ miễn dịch đảm nhận. Hệ miễn dịch bao gồm mô, cơ quan, tế bào bạch cầu, một số phân tử protein trong máu, cùng tham gia tạo thành các phòng tuyến bảo vệ, chống lại sự xâm nhập của các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, virus, nấm, kí sinh trùng,... Hai phòng tuyến bảo vệ cơ thể do hệ miễn dịch tạo thành là miễn dịch không đặc hiệu và miễn dịch đặc hiệu.
III. MIỄN DỊCH KHÔNG ĐẶC HIỆU
Miễn dịch không đặc hiệu còn gọi là miễn dịch bẩm sinh hoặc miễn dịch tự nhiên.
Miễn dịch không đặc hiệu thể hiện đáp ứng giống nhau chống lại các tác nhân gây bệnh khác nhau, nghĩa là không đặc hiệu đối với tác nhân gây bệnh.
Miễn dịch không đặc hiệu bao gồm:
– Hàng rào bảo vệ vật lí và hoá học.
– Các đáp ứng không đặc hiệu: thực bào, viêm, sốt và tạo peptide, protein chống lại mầm bệnh.
1. Hàng rào bảo vệ vật lí và hoá học
Lớp tế bào biểu mô lót trong các hệ tiêu hoá, hô hấp, bài tiết, sinh sản và da tạo thành hàng rào vật lí và hoá học ngăn chặn mầm bệnh.

Nếu mầm bệnh (tác nhân gây bệnh) từ môi trường vào cơ thể qua hệ tiêu hoá, hệ hô hấp, hệ bài tiết, hệ sinh dục và da thì hàng rào bảo vệ đầu tiên của hệ miễn dịch đã sẵn sàng tiếp đón và tiêu diệt những mầm bệnh này (H 12.1).
Hình 12.1. Hàng rào bảo vệ vật lí và hoá học
Một số trường hợp, mầm bệnh vượt qua được hàng rào bảo vệ vật lí và hoá học thì chúng sẽ gặp hàng rào bảo vệ tiếp theo, đó là các đáp ứng không đặc hiệu.
2. Các đáp ứng không đặc hiệu
– Thực bào: Đại thực bào, bạch cầu trung tính nhận biết và thực bào mầm bệnh xâm nhập vào cơ thể. Trong máu còn có tế bào giết tự nhiên phá huỷ tế bào nhiễm virus và các tế bào khối u, bạch cầu ưa acid tiết ra độc tố tiêu diệt giun kí sinh.
Cơ quan tạo ra các loại bạch cầu là tuỷ xương, tuyến ức, lá lách và các hạch bạch huyết.
– Viêm: Phản ứng viêm xảy ra khi một vùng nào đó của cơ thể bị tổn thương và bắt đầu nhiễm trùng. Các tế bào tổn thương tiết ra chất hoá học kích thích dưỡng bào và bạch cầu ưa kiềm giải phóng histamin. Histamin làm các mạch máu ở vùng lân cận giãn ra và tăng tính thấm đối với huyết tương. Mạch máu dẫn đưa nhiều máu và bạch cầu đến vùng tổn thương. Các bạch cầu thực bào vi khuẩn, virus, qua đó ngăn chặn chúng phát tán sang các vùng khác.
– Sốt: là tình trạng thân nhiệt cơ thể tăng lên và duy trì ở mức cao hơn thân nhiệt bình thường. Khi vùng tổn thương nhiễm khuẩn, đại thực bào thực bào vi khuẩn, virus và tiết ra chất gây sốt kích thích trung khu điều hoà thân nhiệt ở vùng dưới đồi, làm cơ thể tăng sinh nhiệt và sốt. Sốt có tác dụng bảo vệ cơ thể qua:

Ức chế vi khuẩn, virus tăng sinh.
Làm gan tăng nhận sắt từ máu, đây là chất cần cho sinh sản của vi khuẩn.
Làm tăng hoạt động thực bào của bạch cầu.
Tuy nhiên, sốt cao trên $39\ ^{\circ}C$ có thể gây nguy hiểm cho cơ thể như co giật, hôn mê, thậm chí tử vong.
– Các peptide và protein chống lại mầm bệnh:
Các tế bào cơ thể bị nhiễm virus tiết ra interferon, chất này kích thích các tế bào không bị nhiễm bên cạnh sản sinh ra các protein ức chế sự sinh sản của virus.
Khoảng 30 protein thuộc hệ thống bổ thể lưu hành trong máu ở trạng thái bất hoạt và chỉ được hoạt hoá khi tiếp xúc với các chất trên bề mặt vi khuẩn. Sự hoạt hoá gây ra một chuỗi các phản ứng hoá sinh làm tan vỡ các tế bào có vi khuẩn xâm nhập.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Miễn dịch không đặc hiệu bảo vệ cơ thể chống lại mầm bệnh như thế nào?
Tại sao sốt vừa có ích lại vừa có hại đối với cơ thể?
IV. MIỄN DỊCH ĐẶC HIỆU
Miễn dịch đặc hiệu còn gọi là miễn dịch thích ứng hoặc miễn dịch thu được. Miễn dịch đặc hiệu chỉ có ở động vật có xương sống.
Miễn dịch đặc hiệu là phản ứng đặc hiệu chống lại những mầm bệnh riêng biệt khi chúng xâm nhập vào cơ thể. Miễn dịch đặc hiệu thực chất là phản ứng giữa tế bào miễn dịch, kháng thể với kháng nguyên.
1. Kháng nguyên là gì?
Kháng nguyên là những phân tử ngoại lai gây ra đáp ứng miễn dịch đặc hiệu. Hầu hết kháng nguyên là các đại phân tử như các protein, polypeptide, polysaccharide.
Nhiều kháng nguyên nhô ra từ mầm bệnh (vi khuẩn, virus, nấm, cơ thể đơn bào,...) hoặc từ tế bào lạ khác (mô cấy truyền). Một số kháng nguyên là độc tố của vi khuẩn, nọc độc của rắn.
Hình 12.2. Kháng nguyên và các quyết định kháng nguyên
Kháng nguyên có những nhóm amino acid nhỏ gọi là quyết định kháng nguyên hay epitope. Mỗi kháng nguyên đơn lẻ thường có một số quyết định kháng nguyên (H 12.2). Nhờ quyết định kháng nguyên mà tế bào miễn dịch và kháng thể mới nhận biết được kháng nguyên tương ứng.

2. Tế bào B, tế bào T và kháng thể
Tế bào B và tế bào T (còn gọi là tế bào lympho B và tế bào lympho T) có các thụ thể kháng nguyên trên màng sinh chất (H 12.3a). Thụ thể kháng nguyên có vùng (vị trí) nhận diện và gắn với kháng nguyên qua quyết định kháng nguyên tương ứng, giống như chìa khoá với ổ khoá.
Tất cả thụ thể kháng nguyên trên một tế bào B hoặc một tế bào T đều giống hệt nhau nên chúng chỉ gắn với loại kháng nguyên tương ứng qua quyết định kháng nguyên.
Khi tế bào B hoạt hoá, phân chia tạo thành các tương bào. Các tương bào sản sinh ra các thụ thể kháng nguyên tự do trong máu gọi là kháng thể hay globulin miễn dịch (Ig). Kháng thể có vùng (vị trí) nhận diện và gắn với kháng nguyên qua quyết định kháng nguyên tương ứng, giống như chìa khoá với ổ khoá (H 12.3b). Tất cả kháng thể được tạo ra từ các tương bào thuộc một dòng tế bào B đều giống hệt nhau nên chúng chỉ gắn với loại kháng nguyên tương ứng qua quyết định kháng nguyên.
Hình 12.3. Các thụ thể kháng nguyên trên tế bào B, tế bào T (a) và kháng thể (b)
3. Cơ chế miễn dịch đặc hiệu
Miễn dịch đặc hiệu gồm miễn dịch dịch thể và miễn dịch tế bào.
Cơ chế miễn dịch đặc hiệu diễn ra như sau (H 12.4):
(1) Mầm bệnh xâm nhập vào cơ thể bị các tế bào trình diện kháng nguyên (đại thực bào, tế bào B và tế bào chĩa nhánh) bắt giữ và thực bào. Các tế bào trình diện kháng nguyên đem kháng nguyên trình diện tế bào T hỗ trợ và làm tế bào T hỗ trợ hoạt hoá.
(2) Tế bào T hỗ trợ hoạt hoá phân chia tạo ra dòng tế bào T hỗ trợ và dòng tế bào T hỗ trợ nhớ. Từ đây, dòng tế bào T hỗ trợ gây ra miễn dịch dịch thể và miễn dịch tế bào.
Hình 12.4. Sơ đồ khái quát đáp ứng miễn dịch đặc hiệu: đáp ứng miễn dịch dịch thể và đáp ứng miễn dịch tế bào

(3a) Miễn dịch dịch thể: Các tế bào T hỗ trợ tiết ra cytokine gây hoạt hoá tế bào B, khởi đầu cho miễn dịch dịch thể. Tế bào B tăng sinh và biệt hoá, tạo ra dòng tương bào và dòng tế bào B nhớ. Các tương bào sản sinh ra kháng thể IgG. Kháng thể lưu hành trong máu và tiêu diệt mầm bệnh trong máu theo nhiều cách khác nhau (H 12.4).
(3b) Miễn dịch tế bào: Các tế bào T hỗ trợ tiết cytokine còn làm tế bào T độc hoạt hoá, khởi đầu cho miễn dịch tế bào. Để trở nên hoạt hoá, ngoài tế bào T hỗ trợ, tế bào T độc còn cần tương tác với tế bào trình diện kháng nguyên. Tế bào T độc phân chia, tạo ra dòng tế bào T độc hoạt hoá và dòng tế bào T độc nhớ. Các tế bào T độc lưu hành trong máu và tiết ra độc tố tiêu diệt các tế bào nhiễm mầm bệnh (H 12.4).
4. Đáp ứng miễn dịch nguyên phát và thứ phát
Hệ miễn dịch tiếp xúc lần đầu tiên với kháng nguyên sẽ tạo ra đáp ứng miễn dịch nguyên phát (gồm đáp ứng miễn dịch dịch thể và đáp ứng miễn dịch tế bào). Nếu sau đó, hệ miễn dịch lại tiếp xúc với chính loại kháng nguyên đó thì sẽ tạo ra đáp ứng miễn dịch thứ phát. Nhờ tế bào nhớ tạo ra ở đáp ứng miễn dịch nguyên phát nên đáp ứng miễn dịch thứ phát diễn ra nhanh hơn (2 – 3 ngày so với 7 – 10 ngày), số lượng tế bào miễn dịch (tế bào T, tế bào B) và kháng thể nhiều hơn, đồng thời duy trì ở mức cao lâu hơn, dẫn đến khả năng chống lại mầm bệnh hiệu quả, giúp người và vật nuôi không bị bệnh hoặc có mắc bệnh thì cũng rất nhẹ.
Ứng dụng hiểu biết trên, người ta điều chế ra vaccine để phòng các bệnh do virus, vi khuẩn. Vaccine thường được sản xuất dưới dạng dung dịch tiêm có chứa kháng nguyên đã được xử lí, không còn khả năng gây bệnh (ví dụ: vi khuẩn, virus đã chết hoặc đã suy yếu không đủ sức gây bệnh, các protein kháng nguyên như protein tái tổ hợp, gene hoặc RNA mã hoá protein của virus, vi khuẩn,...). Tiêm chủng vaccine là biện pháp chủ động tạo ra đáp ứng miễn dịch nguyên phát ở người và vật nuôi.
5. Dị ứng
Dị ứng là phản ứng quá mức của cơ thể đối với kháng nguyên nhất định, nghĩa là cơ thể quá mẫn cảm với kháng nguyên.
Một số người có phản ứng quá mức với loại kháng nguyên nào đó, những người khác thì không. Kháng nguyên trong phản ứng dị ứng gọi là dị nguyên. Dị nguyên có ở phấn hoa, bào tử nấm, lông động vật, nọc ong, hải sản, sữa,...
Một số thuốc kháng sinh được coi là dị nguyên vì chúng cũng gây ra phản ứng dị ứng. Phản ứng dị ứng diễn ra theo trình tự dưới đây (H 12.5):
Chất gây ra triệu chứng dị ứng chủ yếu là histamin. Histamin đi theo máu đến các mô gây ra các triệu chứng dị ứng như giãn mạch ngoại vị,
Hình 12.5. Phản ứng dị ứng

tăng tính thấm ở mao mạch, ngứa, hắt hơi, sổ mũi, chảy nước mắt, co thắt phế quản gây khó thở,...
Phản ứng dị ứng cấp tính đôi khi đưa đến sốc phản vệ. Sốc phản vệ xảy ra khi dị nguyên gây giải phóng lượng lớn histamin trên diện rộng. Hậu quả là co thắt phế quản, giãn các mạch máu ngoại vi, huyết áp giảm nhanh,... dẫn đến não, tim không nhận đủ máu và O$_2$. Tình trạng thiếu O$_2$ có thể gây tử vong sau vài phút. Thực tế cho thấy, ong đốt hoặc tiêm một số loại kháng sinh, ví dụ: penicillin, cephalosporin có thể gây sốc phản vệ ở những người phản ứng quá mức với nọc ong hoặc thuốc kháng sinh. Một số người dị ứng với tôm, cua, lạc,... có thể xuất hiện các triệu chứng dị ứng, thậm chí nguy hiểm đến tính mạng sau khi ăn các loại thức ăn này.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Phân biệt miễn dịch không đặc hiệu và miễn dịch đặc hiệu.
Tế bào B, tế bào T và kháng thể nhận diện kháng nguyên tương ứng như thế nào?
Tại sao hiệu quả bảo vệ cơ thể của đáp ứng miễn dịch thứ phát cao hơn nhiều so với đáp ứng miễn dịch nguyên phát?
V. CÁC BỆNH PHÁT SINH DO CHỨC NĂNG HỆ MIỄN DỊCH BỊ PHÁ VỠ
1. Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải
Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải ở người (viết tắt là AIDS) do một loại retrovirus có tên là HIV gây ra. Khi vào cơ thể, HIV xâm nhập và tăng sinh trong tế bào T hỗ trợ và tiêu diệt tế bào này, dẫn đến làm suy yếu dần đáp ứng miễn dịch dịch thể và đáp ứng miễn dịch tế bào. Kết quả là khả năng chống nhiễm trùng và ung thư ngày càng suy giảm, bất kì một mầm bệnh nào đều có thể phát triển và gây bệnh. Những loại bệnh phát sinh do hệ miễn dịch suy giảm gọi là "bệnh cơ hội". Các bệnh cơ hội thường rất nhiều, như lao, tiêu chảy, viêm não, viêm phổi, ung thư,... Do rất nhiều bệnh cùng xuất hiện khi hệ miễn dịch suy giảm nên người ta gọi là Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải.
2. Bệnh ung thư
Bệnh ung thư là do một nhóm tế bào trở nên bất thường và phân chia liên tục, không kiểm soát được dẫn đến tạo thành khối u, gọi là u ác tính. U ác tính có xu hướng phát triển nhanh, xâm lấn các mô bình thường bên cạnh. Tế bào u ác tính (tế bào ung thư) có thể tách ra khỏi khối u đi theo đường máu hoặc bạch huyết đến các vị trí khác trong cơ thể và hình thành khối u ác tính mới, quá trình này gọi là di căn. Khi tế bào ung thư di chuyển vào tuỷ xương và hình thành khối u ác tính trong tuỷ xương, gây cản trở chức năng sản sinh tế bào máu, trong đó có các tế bào bạch cầu. Hậu quả là hệ miễn dịch bị suy yếu, dẫn đến giảm khả năng tiêu diệt tế bào ung thư và mầm bệnh.
3. Bệnh tự miễn
Bệnh tự miễn là bệnh mà hệ miễn dịch của cơ thể bị rối loạn, mất khả năng phân biệt các kháng nguyên ngoại lai với tế bào, cơ quan của cơ thể, dẫn đến các tế bào miễn dịch hoặc kháng thể do cơ thể sản sinh ra tấn công, huỷ hoại các tế bào, cơ quan của chính mình và gây ra bệnh tự miễn. Ví dụ: Các tế bào T tiêu diệt các tế bào sản xuất insulin của tuyến tụy gây ra bệnh tiểu đường type I.

Nguyên nhân gây ra bệnh tự miễn có thể do gene, do một số yếu tố môi trường như tia phóng xạ, hoá chất, virus, vi khuẩn,... Các yếu tố này gây biến đổi thành phần cấu tạo của tế bào cơ thể, làm hệ miễn dịch coi tế bào như là chất ngoại lai. Người ta đã phát hiện ra hơn 60 bệnh tự miễn.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Những bệnh nào có thể xuất hiện khi chức năng hệ miễn dịch bị phá vỡ?
KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Nguyên nhân bên ngoài gây bệnh cho động vật như các tác nhân sinh học, vật lí, hoá học hoặc bên trong cơ thể như đột biến gene, đột biến nhiễm sắc thể, thoái hoá mô do tuổi già.
– Miễn dịch là khả năng cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh, đảm bảo cho cơ thể khoẻ mạnh, không mắc bệnh.
– Miễn dịch không đặc hiệu gồm hàng rào bảo vệ vật lí, hoá học và các đáp ứng không đặc hiệu (thực bào, viêm, sốt và tạo peptide, protein chống lại mầm bệnh). Miễn dịch đặc hiệu gồm miễn dịch dịch thể và miễn dịch tế bào.
– Tiêm chủng vaccine chủ động tạo ra đáp ứng miễn dịch.
– Dị ứng là phản ứng quá mức của cơ thể đối với kháng nguyên.
– Bệnh ung thư, tự miễn, AIDS là do chức năng hệ miễn dịch bị phá vỡ.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Tại sao tiêm vaccine có thể giúp phòng một số bệnh do virus và vi khuẩn gây ra ở người và vật nuôi?
Tìm gặp những người phụ trách y tế, những người phụ trách thú y của địa phương và đề nghị họ cho biết:
– Địa phương đã tiêm vaccine phòng chống những bệnh nào cho trẻ em và người lớn?
– Những loài động vật nuôi nào ở địa phương đã được tiêm vaccine phòng bệnh và phòng những bệnh nào?
Tại sao trước khi tiêm một số loại kháng sinh người ta phải thử phản ứng dị ứng của cơ thể với kháng sinh bằng cách tiêm một lượng rất nhỏ kháng sinh dưới da cẳng tay và theo dõi phản ứng xảy ra tại vị trí tiêm?
EM CÓ BIẾT
Kháng nguyên của virus cúm luôn biến đổi làm cho các dòng tế bào nhớ không thể nhận ra các chủng virus cúm mới. Đây chính là nguyên nhân dẫn đến vaccine cúm được sản xuất mới và tiêm nhắc lại hằng năm.

Bài 13. Bài tiết và cân bằng nội môi
YÊU CẦU CẦN ĐẠT
Phát biểu được khái niệm bài tiết và trình bày vai trò của bài tiết.
Trình bày được vai trò của thận trong bài tiết và cân bằng nội môi.
Nêu được khái niệm: nội môi, cân bằng nội môi và giải thích được cơ chế chung điều hoà nội môi.
Kể tên được một số cơ quan tham gia điều hoà cân bằng nội môi và một số hằng số nội môi cơ thể.
Trình bày được các biện pháp bảo vệ thận và các biện pháp phòng tránh một số bệnh liên quan đến thận và bài tiết như suy thận, sỏi thận,...
Nêu được tầm quan trọng của việc xét nghiệm định kì các chỉ số sinh hoá liên quan đến cân bằng nội môi và giải thích được kết quả xét nghiệm.
Điều gì sẽ xảy ra với cơ thể nếu như các chất độc hại và các chất dư thừa không được thải ra bên ngoài mà lại tích tụ trong cơ thể?
I. KHÁI NIỆM VÀ VAI TRÒ CỦA BÀI TIẾT
Bài tiết là quá trình loại bỏ ra khỏi cơ thể các chất sinh ra từ quá trình chuyển hoá mà cơ thể không sử dụng, các chất độc hại và các chất dư thừa.
Nhờ có bài tiết, các chất sinh ra từ quá trình chuyển hoá, các chất độc hại, các chất dư thừa được đào thải ra khỏi cơ thể. Nếu các chất này tích tụ lại trong cơ thể sẽ gây mất cân bằng nội môi, gây tổn thương tế bào, cơ quan, dẫn đến bệnh tật hoặc tử vong. Các chất bài tiết như $CO_2$, urea, uric acid, creatinin, bilirubin,... được thải ra ngoài nhờ các cơ quan bài tiết (Bảng 13.1).
Bảng 13.1. Các cơ quan bài tiết chủ yếu và các sản phẩm bài tiết ở người
Cơ quan bài tiết, Sản phẩm bài tiết chính
Phổi, $CO_2$
Thận, Nước tiểu (gồm nước, urea, uric acid, creatinin, chất vô cơ dưới dạng ion như $Na^+$, $K^+$, $H^+$, $Ca^{2+}$, $Cl^-$, $HCO_3^-$,...)
Da, Mồ hôi (gồm nước, một ít chất vô cơ và urea)
Hệ tiêu hoá, Bilirubin

II. THẬN VÀ CHỨC NĂNG TẠO NƯỚC TIỂU 1. Cấu tạo của thận Ở người, hai quả thận thuộc hệ tiết niệu có chức năng lọc máu tạo nước tiểu. Mỗi thận được cấu tạo bởi k

Nhờ chức năng lọc máu, tái hấp thụ các chất dinh dưỡng, điều tiết lượng nước và muối hấp thụ, loại bỏ các chất độc hại và các chất dư thừa ra khỏi cơ thể nên thận có vai trò quan trọng trong việc ổn định thể tích và thành phần của thể dịch, qua đó duy trì sự sống của người và động vật.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Kể tên một số chất bài tiết. Các chất đó được cơ quan nào bài tiết?
Quá trình hình thành nước tiểu gồm những giai đoạn nào? Điều gì xảy ra nếu một trong những giai đoạn này bị rối loạn?
III. CÂN BẰNG NỘI MÔI
1. Khái niệm nội môi, cân bằng nội môi
Nội môi là môi trường bên trong cơ thể được tạo bởi máu, bạch huyết và dịch mô.
Cân bằng nội môi là trạng thái trong đó các điều kiện lí, hoá của môi trường trong cơ thể duy trì ổn định (áp suất thẩm thấu của máu trung bình 300 mOsm/L, pH máu động mạch là 7,35), đảm bảo cho các tế bào, cơ quan hoạt động bình thường.
Cân bằng nội môi là trạng thái cân bằng động nghĩa là các chỉ số của môi trường trong cơ thể có xu hướng thay đổi và dao động xung quanh một khoảng giá trị xác định. Sở dĩ như vậy là do ảnh hưởng từ sự thay đổi liên tục của các kích thích bên ngoài hoặc bên trong cơ thể. Ví dụ: Nồng độ glucose trong máu người luôn dao động trong khoảng 3,9 – 6,4 mmol/L (tương ứng 70 – 110 mg glucose/100 mL).
Trạng thái cân bằng nội môi được duy trì nhờ các hệ thống điều hoà cân bằng nội môi. Mỗi hệ thống điều hoà cân bằng nội môi gồm ba thành phần: bộ phận tiếp nhận kích thích, bộ phận điều khiển và bộ phận thực hiện (H 13.3).
Bộ phận tiếp nhận: là thụ thể hoặc cơ quan thụ cảm, tiếp nhận kích thích từ môi trường trong hoặc ngoài cơ thể.
Hình 13.3. Sơ đồ hệ thống điều hoà cân bằng nội môi
Bộ phận điều khiển: là trung ương thần kinh hoặc tuyến nội tiết. Bộ phận điều khiển chuyển tín hiệu thần kinh hoặc hormone đến bộ phận thực hiện.
Bộ phận thực hiện, còn gọi là bộ phận đáp ứng: là các cơ quan như thận, gan, phổi, tim, mạch máu,...

Kết quả đáp ứng của bộ phận thực hiện lại gây tác động ngược trở lại bộ phận tiếp nhận kích thích. Sự tác động ngược như vậy gọi là liên hệ ngược.
Khi một bộ phận của hệ thống điều hoà cân bằng nội môi hoạt động không bình thường hoặc bị bệnh sẽ dẫn đến mất cân bằng nội môi. Ví dụ: Khi bị suy tim, lượng máu bơm lên động mạch giảm, dẫn đến huyết áp và vận tốc máu giảm.
2. Một số cơ quan tham gia điều hoà cân bằng nội môi
Có thể nói hầu hết các mô, cơ quan trong cơ thể đều tham gia điều hoà cân bằng nội môi, tuy nhiên thận, gan và phổi là những cơ quan quan trọng hàng đầu.
a) Vai trò của thận trong điều hoà cân bằng nội môi
– Thận điều hoà cân bằng muối và nước, qua đó duy trì áp suất thẩm thấu của dịch cơ thể (H 13.4).
– Thận còn có vai trò duy trì ổn định pH máu qua điều chỉnh tiết $H^+$ vào dịch lọc và tái hấp thụ $HCO_3^-$ từ dịch lọc trả về máu.
Hình 13.4. Thận điều hoà áp suất thẩm thấu của máu
b) Vai trò của gan trong điều hoà cân bằng nội môi
Gan điều hoà nồng độ của nhiều chất hoà tan như protein, glucose,... trong huyết tương, qua đó duy trì cân bằng nội môi (H 13.5).
Tế bào β tuyến tụy tăng tiết insulin
Insulin
Tế bào
Tế bào cơ thể tăng nhận glucose, gan tăng nhận và chuyển glucose thành dạng glycogen dự trữ
Nồng độ glucose máu tăng
Nồng độ glucose máu giảm xuống
Nồng độ glucose máu (3,9 – 6,4 mmol/L)
Nồng độ glucose máu tăng lên
Nồng độ glucose máu giảm
Tụy
Tế bào α tuyến tụy tăng tiết glucagon
Glucagon
Gan
Gan phân giải glycogen thành glucose đưa vào máu
Hình 13.5. Gan điều hoà nồng độ glucose trong máu

c) Vai trò của phổi trong duy trì pH máu
Phổi thải CO₂ từ máu vào môi trường, qua đó duy trì pH máu.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Tại sao lại nói cân bằng nội môi là cân bằng động?
Hệ thống duy trì cân bằng nội môi đảm bảo duy trì cân bằng nội môi trong cơ thể như thế nào? Cho ví dụ.
IV. VẬN DỤNG
1. Các biện pháp bảo vệ thận
Do thận là cơ quan rất quan trọng đối với sự sống của con người nhưng thận cũng là cơ quan dễ bị tổn thương nên các biện pháp bảo vệ thận phải được quan tâm đúng mức. Một số biện pháp sau đây cần thực hiện để bảo vệ thận:
a) Chế độ ăn hợp lí
Chế độ ăn nhiều muối NaCl, nhiều dầu mỡ gây tăng huyết áp. Huyết áp cao kéo dài sẽ dẫn đến tổn thương và suy thận.
Ăn nhiều protein động vật tạo ra nhiều uric acid, tăng thải calcium qua nước tiểu, điều này đưa đến nguy cơ tạo ra sỏi thận.
b) Uống đủ nước
Mỗi ngày, cơ thể cần khoảng 1,5 – 2 L nước. Cơ thể cần nhiều nước hơn khi lao động trong thời tiết nắng nóng, cho con bú,... Uống đủ nước đảm bảo cho thận thải thuận lợi các chất độc hại và muối dư thừa. Nếu uống thừa nước sẽ gây loãng máu, tăng áp lực thải nước qua thận, lâu ngày dẫn đến suy thận. Nếu uống không đủ nước, cơ thể khó thải hết các chất thải độc hại qua thận, đồng thời nồng độ các chất thải trong nước tiểu tăng lên, tạo điều kiện thuận lợi cho sỏi thận hình thành.
c) Không uống nhiều rượu, bia
Rượu, bia gây rối loạn chức năng thận, thậm chí gây tổn hại tế bào thận, nếu sử dụng trong thời gian dài sẽ làm suy giảm chức năng lọc và tái hấp thụ các chất của thận. Uống nhiều rượu, bia còn làm tim đập nhanh, huyết áp tăng, đây cũng là nguyên nhân gây tổn thương thận, suy thận.
d) Không sử dụng quá nhiều loại thuốc
Thận có chức năng lọc và bài thải thuốc ra khỏi cơ thể. Tuy nhiên, khi dùng nhiều loại thuốc, thận phải tăng cường lọc và thải thuốc, dẫn đến quá tải, sau một thời gian sẽ khiến chức năng của thận suy giảm. Một số thuốc kháng sinh, thuốc chống viêm, thuốc lợi tiểu, thuốc giảm đau,... sau một thời gian sử dụng gây suy giảm chức năng thận.
2. Một số bệnh về hệ tiết niệu và biện pháp phòng tránh
Có rất nhiều bệnh về hệ tiết niệu như suy thận, sỏi thận, viêm thận, thận nhiễm mỡ,... Hai trong số các bệnh nguy hiểm là suy thận và sỏi thận.

Suy thận là tình trạng suy giảm chức năng thận. Suy thận dẫn đến tích tụ các chất độc hại, gây rối loạn chức năng tế bào, huỷ hoại tế bào, cơ quan. Nếu suy thận nặng phải chạy thận nhân tạo, ghép thận,... để duy trì sự sống.
Sỏi thận là do các chất thải trong nước tiểu kết lại với nhau và lắng đọng, lâu ngày tạo thành sỏi. Sỏi có thể từ một, hai, ba viên cho đến hàng trăm viên to nhỏ khác nhau. Tuỳ theo vị trí, sỏi có thể là sỏi thận, sỏi niệu quản, sỏi bàng quang, sỏi niệu đạo (H 13.6). Sỏi thận làm tổn thương thận, cản trở hoặc tắc đường lưu thông nước tiểu, gây ngộ độc, đau đớn, hôn mê, thậm chí tử vong.
Hình 13.6. Sỏi đường tiết niệu
3. Tầm quan trọng của việc xét nghiệm định kì các chỉ số sinh hoá liên quan đến cân bằng nội môi
Tình trạng sức khoẻ được đánh giá bằng nhiều cách như kiểm tra cân nặng, huyết áp, xét nghiệm các chỉ số sinh lí, sinh hoá máu, nước tiểu,...
Xét nghiệm định kì các chỉ số sinh lí, sinh hoá máu là một trong những biện pháp phát hiện sớm tình trạng mất cân bằng nội môi, qua đó đánh giá được chức năng của các cơ quan như thận, gan, tim mạch,... từ đó kịp thời điều chỉnh và chữa trị khi bệnh còn nhẹ.
Một số chỉ số sinh lí, sinh hoá máu cơ bản thường được chỉ định xét nghiệm định kì. Trên phiếu xét nghiệm, kết quả xét nghiệm được ghi ở cột bên cạnh cột chỉ số bình thường để dễ so sánh.
Dưới đây là bảng kết quả xét nghiệm một số chỉ số sinh lí, sinh hoá máu của một người (Bảng 13.2)
Bảng 13.2. Kết quả xét nghiệm một số chỉ số sinh lí, sinh hoá máu của một người
Tên xét nghiệm, Chỉ số bình thường, Kết quả xét nghiệm, Tên xét nghiệm, Chỉ số bình thường, Kết quả xét nghiệm
Glucose, $3,9 - 6,4$ mmol/L, 8,2, Cholesterol, $2,6 - 5,2$ mmol/L, 4,8
Protein toàn phần, $60 - 87$ g/L, 71, Triglyceride, $0,46 - 1,88$ mmol/L, 1,79
Albumin, $34 - 50$ g/L, 45, Calcium, $2,20 - 2,50$ mmol/L, 2,34
Urea, $2,5 - 9,2$ mmol/L, 7,9, Số lượng hồng cầu, $3,9 - 5,03$ triệu/100 mL, 4,09
Uric acid, $150 - 360$ µmol/L, 370, Huyết sắc tố, $12,0 - 15,5$ g/100 mL, 12,6
Creatinin, $53 - 97$ µmol/L, 110, Số lượng bạch cầu, $3,5 - 10,5$ nghìn/100 mL, 5,9
Bilirubin, $3,4 - 17,1$ µmol/L, 9,33, Số lượng tiểu cầu, $150 - 450$ nghìn/100 mL, 195
Dựa trên kết quả xét nghiệm, bác sĩ đưa ra nhận định về tình trạng sức khoẻ bình thường hay bị bệnh. Nếu có những chỉ số bất thường, bác sĩ sẽ đưa ra lời khuyên hoặc biện pháp điều trị phù hợp.

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Kẻ bảng vào vở và điền biện pháp phòng tránh bệnh vào bảng theo mẫu dưới đây:
Bệnh thận, Nguyên nhân gây bệnh chủ yếu, Biện pháp phòng tránh
1. Suy thận, - Tăng huyết áp (do bệnh đái tháo đường, béo phì, mỡ máu cao, chế độ ăn nhiều NaCl, phì đại tuyến tiền liệt, sỏi thận,...). - Nhiễm trùng hệ tiết niệu. - Tác dụng phụ của một số thuốc, lạm dụng rượu, bia,..., ?
2. Sỏi thận, - Uống không đủ nước hằng ngày. - Nhịn tiểu thường xuyên. - Ăn thức ăn nhiều muối NaCl, nhiều protein động vật trong thời gian dài; bổ sung vitamin C, calcium không đúng cách. - Nhiễm trùng hệ tiết niệu,..., ?
Những chỉ số sinh lí, sinh hoá máu nào ở Bảng 13.2 là bình thường, không bình thường? Người có kết quả xét nghiệm này nên làm gì?
KIẾN THỨC CỐT LÕI
Bài tiết là quá trình loại bỏ khỏi cơ thể các chất thải được sinh ra từ quá trình chuyển hoá cùng với các chất độc hại và các chất dư thừa.
Quá trình tạo nước tiểu gồm các giai đoạn: lọc ở cầu thận, tái hấp thụ và tiết chất ở ống thận.
Cân bằng nội môi là trạng thái mà trong đó các điều kiện lí, hoá của môi trường bên trong cơ thể duy trì ổn định, đảm bảo cho các tế bào, cơ quan hoạt động bình thường.
Mỗi hệ thống điều hoà cân bằng nội môi gồm ba thành phần: bộ phận tiếp nhận kích thích, bộ phận điều khiển và bộ phận thực hiện.
Hầu hết các cơ quan trong cơ thể đều tham gia điều hoà cân bằng nội môi, trong đó thận, gan, phổi đóng vai trò quan trọng hàng đầu.
Bảo vệ thận tránh mắc bệnh bằng nhiều biện pháp như điều chỉnh chế độ ăn, uống đủ nước, không lạm dụng thuốc, không uống nhiều rượu, bia,...
Xét nghiệm định kì các chỉ số sinh lí, sinh hoá máu giúp đánh giá tình trạng sức khoẻ.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Trong cuộc sống hằng ngày, có người uống lượng nước vượt quá nhu cầu của cơ thể và có người uống lượng nước ít hơn so với nhu cầu của cơ thể. Trong hai trường hợp này, hoạt động của thận sẽ thay đổi như thế nào? Giải thích.
Tại sao những người bị bệnh suy thận nặng phải chạy thận nhân tạo?
Uống rượu ức chế tuyến yên giải phóng ADH, tại sao uống rượu gây khát nước và thải nhiều nước tiểu?
EM CÓ BIẾT
Các loài chim biển và rùa biển uống nước biển dẫn đến nguy cơ cơ thể mất cân bằng muối và nước. Tuy nhiên, các loài này vẫn có thể sống và phát triển bình thường do chúng có cơ chế đặc biệt để duy trì cân bằng muối và nước bằng cách thải lượng muối thừa qua tuyến muối ở mũi (chim biển) hoặc tuyến muối cạnh mắt (rùa biển).

SƠ ĐỒ TÓM TẮT KIẾN THỨC CHƯƠNG 1 TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG Thực vật Trao đổi nước và chất khoáng Hấp thụ nước và chất khoáng ở rễ Vận chuyển các ch

Chương 2. CẢM ỨNG Ở SINH VẬT Bài 14. Khái quát về cảm ứng ở sinh vật YÊU CẦU CẦN ĐẠT: Phát biểu được khái niệm cảm ứng ở sinh vật. Trình bày được vai trò và cơ

2. Vai trò của cảm ứng đối với sinh vật
Cảm ứng là đặc điểm thích nghi với những thay đổi của môi trường, đảm bảo cho sinh vật tồn tại và phát triển.
Ví dụ:
– Ngọn cây hướng về phía có ánh sáng đảm bảo cho cây nhận được nhiều ánh sáng cung cấp cho quang hợp.
– Ở người, khi ánh sáng mạnh chiếu vào mắt thì đồng tử co lại, tránh cho mắt bị tổn thương.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Cho ví dụ về cảm ứng ở động vật, thực vật và phân tích vai trò của các cảm ứng đó.
II. CƠ CHẾ CẢM ỨNG Ở SINH VẬT
Cảm ứng ở sinh vật được thực hiện thông qua các bộ phận: tiếp nhận kích thích, dẫn truyền thông tin kích thích, xử lí thông tin và đáp ứng.
Cảm ứng ở thực vật khởi đầu bằng thụ thể trên màng tế bào tiếp nhận kích thích, thông tin kích thích từ thụ thể được truyền qua tế bào chất dưới dạng dòng điện tử hoặc chất hoá học đến bộ phận xử lí thông tin và đáp ứng rồi gây ra đáp ứng. Cả ba bộ phận tham gia vào cảm ứng ở thực vật đều là rễ, thân hoặc lá,...
Ở động vật có hệ thần kinh, cảm ứng thực hiện qua cung phản xạ, trong đó, thụ thể cảm giác tiếp nhận kích thích từ môi trường và tạo ra xung thần kinh truyền về thần kinh trung ương, từ đây xung thần kinh đi đến cơ quan đáp ứng tạo ra đáp ứng phù hợp.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Cơ chế cảm ứng ở thực vật giống với động vật như thế nào?
KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Cảm ứng là sự tiếp nhận và phản ứng của sinh vật đối với những thay đổi của môi trường, đảm bảo cho sinh vật thích ứng với môi trường sống.
– Ở thực vật, bộ phận tiếp nhận thu nhận kích thích. Thông tin kích thích được truyền qua tế bào chất đến bộ phận xử lí thông tin. Bộ phận này xử lí thông tin và đưa ra đáp ứng.
– Cảm ứng ở động vật có hệ thần kinh dựa trên phản xạ, trong đó thụ thể cảm giác tiếp nhận kích thích từ môi trường và tạo ra xung thần kinh truyền về thần kinh trung ương, từ đây xung thần kinh đi đến cơ quan đáp ứng tạo ra đáp ứng phù hợp.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Những bộ phận nào của cơ thể thực vật và động vật tham gia vào quá trình cảm ứng?
Hiện tượng người quay đầu lại khi nghe tiếng người khác gọi tên mình từ phía sau có phải là cảm ứng không? Giải thích.

Bài 15. Cảm ứng ở thực vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT
Nêu được khái niệm cảm ứng ở thực vật và phân tích được vai trò cảm ứng đối với thực vật.
Trình bày được đặc điểm và cơ chế cảm ứng ở thực vật.
Nêu được một số hình thức biểu hiện của cảm ứng ở thực vật: vận động hướng động và vận động cảm ứng.
Vận dụng được hiểu biết về cảm ứng ở thực vật để giải thích một số hiện tượng trong thực tiễn.
Thực vật đứng yên hay vận động? Chúng mở rộng không gian sống, tìm kiếm dinh dưỡng và hướng đến các điều kiện sinh thái thích hợp bằng cách nào?
I. KHÁI NIỆM, VAI TRÒ VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT
1. Khái niệm
Cảm ứng ở thực vật là sự tiếp nhận và trả lời của thực vật đối với các kích thích từ môi trường. Cảm ứng biểu hiện bằng sự vận động của các cơ quan, bộ phận thực vật khi nhận kích thích đến từ một hướng xác định hoặc kích thích không có hướng. Một số vận động có thể quan sát thấy như leo giàn của tua cuốn, uốn cong của rễ hay thân non, nở hoặc khép của cánh hoa, phản ứng cụp lá,...
2. Vai trò của cảm ứng
Cảm ứng đảm bảo cho thực vật tận dụng tối đa nguồn sống như nước, ánh sáng, dinh dưỡng khoáng,... hoặc tự vệ khi gặp kích thích bất lợi, qua đó thực vật có thể thích ứng tốt hơn với những biến đổi thường xuyên của môi trường sống, tạo điều kiện cho cây sinh trưởng và phát triển bình thường.
3. Đặc điểm của cảm ứng
Các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, nước, hoá chất, trọng lực,... là các tác nhân kích thích gây ra cảm ứng ở thực vật.
Cảm ứng ở thực vật thường diễn ra chậm và khó nhận biết bằng mắt thường trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, cũng có vận động cảm ứng diễn ra nhanh như phản ứng cụp lá của cây trinh nữ hay phản ứng bắt mồi của cây gọng vó.
Cảm ứng ở thực vật có thể liên quan đến sinh trưởng hoặc không liên quan đến sinh trưởng của tế bào.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Lấy một số ví dụ về cảm ứng ở thực vật thể hiện vai trò tận dụng nguồn sống trong điều kiện môi trường bất lợi.

II. CÁC HÌNH THỨC CẢM ỨNG VÀ CƠ CHẾ CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT 1. Các hình thức cảm ứng Cảm ứng ở thực vật có thể chia thành các kiểu sau (H 15.1): Hình 15.1. Các hình

thụ tinh,… Hướng hoá âm thể hiện trong hiện tượng rễ cây sinh trưởng tránh xa kim loại nặng, chất độc trong đất.
Hướng nước
Hướng nước là một trường hợp đặc biệt của hướng hoá. Khi nước phân bố không đồng đều trong môi trường đất, rễ sẽ sinh trưởng về phía có nguồn nước (H 15.4). Đặc điểm hướng nước dương của hệ rễ đảm bảo cho cây trồng thích nghi với việc tìm kiếm nước.
Hình 15.4. Phản ứng hướng nước của rễ
Hướng trọng lực
Hướng trọng lực là phản ứng sinh trưởng của thực vật đối với trọng lực (lực hút của Trái Đất). Các cơ quan của thực vật (rễ, thân) sinh trưởng theo hướng khác nhau đối với hướng của trọng lực: đỉnh rễ sinh trưởng theo hướng của trọng lực, còn chồi đỉnh sinh trưởng theo hướng ngược lại.
Hướng trọng lực thể hiện qua thí nghiệm đặt chậu cây ở vị trí nằm ngang (H 15.5). Sau một thời gian, rễ sinh trưởng quay xuống theo chiều của trọng lực (hướng trọng lực dương), còn thân cong lên theo hướng ngược lại (hướng trọng lực âm). Trong tự nhiên, có thể quan sát hiện tượng này khi cây bị đổ nghiêng trên mặt đất.
Hình 15.5. Phản ứng hướng trọng lực của rễ và chồi đỉnh
Hướng tiếp xúc
Hướng tiếp xúc là phản ứng sinh trưởng đối với tác động cơ học (tiếp xúc) đến từ một phía.
Hướng tiếp xúc thường gặp ở thực vật thân leo và thân bò, biểu hiện dễ thấy là hiện tượng thân, các tua cuốn quấn quanh cọc rào, bờ tường hay giàn leo (H 15.6).
Hình 15.6. Phản ứng leo giàn ở thực vật
b) Ứng động (vận động cảm ứng)
Ứng động là hình thức phản ứng của cây đối với tác nhân kích thích không định hướng (không có hướng).

Căn cứ vào đặc điểm liên quan đến sinh trưởng, ứng động được chia thành hai kiểu là ứng động sinh trưởng và ứng động không sinh trưởng.
Ứng động không sinh trưởng
Ứng động không sinh trưởng là những vận động thuận nghịch do sự biến đổi sức trương nước của cơ quan, bộ phận đáp ứng hoặc do xuất hiện sự lan truyền của kích thích trong các tế bào, mô chuyên hoá dưới tác dụng của các tác nhân cơ học, hoá học.
Hiện tượng cụp lá ở cây trinh nữ (Mimosa pudica), bắt mồi ở cây gọng vó (Drosera burmannii) và cây bắt ruồi (Dionaea muscipula) là những ví dụ điển hình cho kiểu ứng động không sinh trưởng.
(a)
(b)
Hình 15.7. Hiện tượng bắt mồi ở cây bắt ruồi (a) và cây gọng vó (b)
Ứng động sinh trưởng
Ứng động sinh trưởng là những vận động xuất hiện do tốc độ sinh trưởng và phân chia tế bào không đều ở các cơ quan, bộ phận đáp ứng, dưới tác động của các kích thích không định hướng trong môi trường. Tuỳ thuộc vào tác nhân gây ứng động, có thể chia thành các kiểu: quang ứng động, nhiệt ứng động,...
Ví dụ:
– Vận động nở hoa khi cảm ứng với ánh sáng ở cây bồ công anh: Hoa nở khi có ánh sáng và cụp lại lúc chạng vạng tối.
– Vận động ngủ, thức của chồi cây theo mùa như ở cây bàng, cây phượng. Mùa đông, nhiệt độ thấp, ánh sáng yếu, thời gian chiếu sáng ngắn dẫn đến chồi cây ngủ (không sinh trưởng). Mùa xuân, nhiệt độ tăng lên, ánh sáng mạnh hơn, thời gian chiếu sáng kéo dài làm chồi cây sinh trưởng. Đây là kiểu vận động theo chu kì mùa, liên quan đến chu kì đồng hồ sinh học, dưới tác động của điều kiện môi trường như ánh sáng, nhiệt độ.
2. Cơ chế của cảm ứng
a) Cơ chế hướng động
Tác nhân kích thích (ánh sáng, nước, chất khoáng, trọng lực,...) tác động theo một hướng xác định lên các thụ thể của bộ phận tiếp nhận kích thích, thông tin sau đó được truyền đến bộ phận đáp ứng, làm thay đổi hàm lượng auxin ở hai phía đối diện nhau (so với hướng kích thích) của bộ phận này, dẫn đến tốc độ dãn dài không đồng đều giữa các tế bào ở hai phía. Kết quả là sự uốn cong của bộ phận đáp ứng (H 15.8).

Các tế bào rễ có độ nhạy cảm cao hơn đối với auxin so với các tế bào ở thân. Hàm lượng auxin cao sẽ ức chế sự dãn dài của các tế bào rễ trong khi kích thích các tế bào thân sinh trưởng. Điều này dẫn đến thân và rễ uốn cong theo hai hướng ngược nhau so với hướng kích thích.
b) Cơ chế ứng động
Cơ chế ứng động không sinh trưởng
Tác nhân kích thích (cơ học, hoá học) tác động lên thụ thể trên màng tế bào của bộ phận tiếp nhận kích thích, sau đó kích thích được truyền đến tế bào của bộ phận đáp ứng làm hoạt hoá các bơm ion ($K^+$, $Cl^-$,...), qua đó làm thay đổi sức trương nước của bộ phận đáp ứng, dẫn đến phản ứng cụp lá ở cây trinh nữ (H 15.9) hay sự đóng mở của khí khổng. Sự vận động của bộ phận đáp ứng cũng có thể do kích thích được lan truyền dưới dạng sóng, xuất hiện trong các phản ứng đóng nắp của cây bắt ruồi hay chuyển động của các lông tuyến ở cây gọng vó.
Nguồn sáng
Phân tử auxin
Chồi đỉnh
Ánh sáng dẫn đến sự phân bố không đều của auxin giữa hai phía của cơ quan
Tế bào phía tối dãn dài nhanh hơn phía sáng làm ngọn cây cong về phía ánh sáng
Hình 15.8. Cơ chế hướng sáng dưới tác dụng của auxin
Chỗ phình ở cụm lá chết
Lá chết
Chỗ phình tiếp giáp cành
Chỗ phình ở lá chết
Phía trên mặt nước ít
Chỗ phình
Phía dưới mặt nước nhiều
(a)
(b)
Hình 15.9. Cây trinh nữ lúc bình thường (a) và cây trinh nữ cụp lá khi bị kích thích cơ học (va chạm) (b)
Cơ chế ứng động sinh trưởng
Tác nhân nhiệt độ, ánh sáng mang tính chu kì (ngày đêm, mùa) tác động lên chồi cây làm thay đổi tương quan hàm lượng giữa các hormone, gây kích thích hoặc ức chế sinh trưởng của chồi cây, hoặc tác động lên mặt trên và mặt dưới của hoa làm phân bố lại hormone dẫn đến sự tăng trưởng khác nhau của mặt trên và mặt dưới của hoa, làm hoa nở hoặc khép (H 15.10).
Đóng khi trời tối
Nở khi trời sáng
Các hoa đơn
Cụm hoa
Đầu cụm hoa bồ công anh cắt dọc
Cụm hoa
Mặt dưới cụm hoa sinh trưởng nhanh hơn so với mặt trên, làm cho hoa đóng
Mặt trên cụm hoa sinh trưởng nhanh hơn so với mặt dưới, làm cho hoa nở
Hình 15.10. Hoa nở do cảm ứng với ánh sáng ở cây bồ công anh

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Lập bảng phân biệt các hình thức hướng động ở thực vật về tác nhân gây ra vận động, đặc điểm và vai trò của mỗi hình thức.
Kẻ và hoàn thành bảng về các hình thức ứng động ở thực vật vào vở theo mẫu dưới đây:
Kiểu ứng động, Khái niệm, Nguyên nhân, Cơ chế, Ví dụ
Ứng động sinh trưởng, ?, ?, ?, ?
Ứng động không sinh trưởng, ?, ?, ?, ?
III. ỨNG DỤNG CẢM ỨNG Ở THỰC VẬT
Trong thực tiễn sản xuất, dựa trên các hiểu biết về hướng động, ứng động của thực vật, con người có thể điều chỉnh các yếu tố ngoại cảnh thông qua các biện pháp canh tác nhằm đảm bảo cho cây sinh trưởng, phát triển thuận lợi, từ đó nâng cao năng suất, chất lượng nông sản.
1. Ứng dụng của hướng động
Dưới đây là một số ứng dụng của hướng động:
– Tăng kích thước bộ rễ bằng cách làm đất tơi xốp, thoáng khí, bón phân và tưới nước xung quanh gốc (H 15.11) để kích thích rễ sinh trưởng theo cả chiều rộng và chiều sâu, từ đó hấp thụ được đầy đủ nước và chất khoáng.
– Thúc đẩy cây mầm vươn dài, tăng chiều cao bằng cách: hạn chế chiếu sáng trong thời gian đầu khi hạt nảy mầm, gieo trồng với mật độ cao (trồng dày) khi cây còn non và tỉa thưa để đảm bảo đủ ánh sáng khi cây đã lớn.
– Thúc đẩy các cây thân leo sinh trưởng, phát triển bằng cách làm giàn, mở rộng giàn để kích thích thân cây vươn dài.
Phân bón được đặt trong các túi lưới và rải đều quanh gốc
Rễ
Phân bón được rải đều quanh gốc
Phân bón
Hình 15.11. Biện pháp bón phân quanh gốc kích thích rễ sinh trưởng theo chiều rộng
2. Ứng dụng của ứng động
Một số ứng dụng trong nông nghiệp dựa trên hiểu biết về ứng động của thực vật như:
– Kéo dài thời gian ngủ của hạt, củ giống bằng cách giảm nhiệt độ, độ ẩm trong môi trường bảo quản (bảo quản trong kho lạnh, phơi khô hạt giống), hạn chế tiếp xúc ánh sáng hoặc sử dụng các chất ức chế nảy mầm.
– Kích thích hạt giống, củ giống nảy mầm, đánh thức chồi ngủ bật mầm bằng cách cung cấp thêm nước, tăng nhiệt độ môi trường, sử dụng các chất kích thích sinh trưởng,...
– Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ra hoa, nở hoa của các loài cây trồng bằng cách bố trí vùng trồng hợp lí, đảm bảo các yêu cầu về ánh sáng, nhiệt độ,...

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Nêu một số ví dụ khác về việc vận dụng hiện tượng hướng động, ứng động trong thực tiễn sản xuất.
KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Cảm ứng ở thực vật là sự tiếp nhận và trả lời của thực vật đối với các kích thích từ môi trường, đảm bảo cho thực vật thích ứng với điều kiện sống thường xuyên thay đổi.
– Cảm ứng ở thực vật thường diễn ra chậm, khó nhận biết bằng mắt thường, chủ yếu liên quan đến sự thay đổi hàm lượng hormone hay sự thay đổi sức trương nước của các tế bào. Cảm ứng ở thực vật gồm hai loại: hướng động và ứng động.
– Hướng động là hình thức phản ứng của cây trước tác nhân kích thích đến từ một phía. Hướng động gồm: hướng sáng, hướng hoá, hướng nước, hướng trọng lực và hướng tiếp xúc.
– Ứng động là hình thức phản ứng của cây trước tác nhân kích thích không có hướng (nhiệt độ, chu kì ngày, đêm, chu kì mùa,…). Ứng động gồm hai loại là ứng động sinh trưởng và ứng động không sinh trưởng.
– Vận dụng hiểu biết về cảm ứng ở thực vật để điều khiển các yếu tố ngoại cảnh theo hướng có lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật, góp phần nâng cao năng suất cây trồng.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Dựa trên cơ chế hướng động, giải thích về phản ứng hướng trọng lực dương của rễ cây trong hình 15.5 dưới tác động của auxin.
Cho các hiện tượng sau: đóng mở của khí khổng, nở hoa của cây mười giờ, leo giàn của cây thiên lí. Các hiện tượng trên thuộc hình thức cảm ứng nào? Giải thích.
Tại sao trong quy trình làm rau mầm, người ta thường che tối khoảng 2 – 3 ngày đầu khi hạt mới nảy mầm?
EM CÓ BIẾT
Cây gọng vó (Drosera burmannii Vahl) thuộc họ Gọng vó (là nhóm thực vật bắt mồi phổ biến với gần 200 loài đã được tìm thấy ở khắp các châu lục). Không giống với đa số các nhóm thực vật khác, lá gọng vó với nhiều lông tuyến bao phủ có khả năng tiết ra các chất nhầy, dính và rất nhạy cảm với các phản ứng tiếp xúc. Khi côn trùng chạm vào các lông tuyến, ngay lập tức các lông tuyến chuyển động và "ôm giữ" con mồi. Cùng lúc đó, cây tiết ra các enzyme tiêu hoá con mồi tạo thành chất dinh dưỡng bổ sung cho cây, đảm bảo cây có thể sinh trưởng và phát triển trong điều kiện đất nghèo dinh dưỡng, thiếu hụt nitrogen như ở các vùng đầm lầy.

Thực hành: Cảm ứng ở thực vật I. YÊU CẦU CẦN ĐẠT Thực hiện được một số thí nghiệm về cảm ứng ở một số loài cây. Quan sát được hiện tượng cảm ứng ở một số loài c

Bước 2: Đặt một cốc hạt trong điều kiện chiếu sáng đầy đủ. Cốc còn lại đặt cạnh cửa sổ (hoặc trong hộp giấy có đục lỗ ở mặt bên) sao cho ánh sáng chiếu đến cây

– Bước 2: Gieo 5 – 7 hạt ngô vào sát thành cốc (phía đối diện với hướng đặt phân bón), sau đó, đặt cốc ở nơi có ánh sáng nhẹ (H 16.3).
– Bước 3: Tưới ẩm đều cát (đất) để hạt nảy mầm thuận lợi. Sau khoảng 7 – 10 ngày, quan sát hướng mọc của rễ qua thành trong của cốc, nhận xét và giải thích kết quả thu được.
Hình 16.3. Cách bố trí thí nghiệm chứng minh tính hướng hoá
3. Quan sát một số hình thức cảm ứng của thực vật trong tự nhiên
– Quan sát thực tế hoặc qua tranh, ảnh, video một số hiện tượng hướng động và ứng động.
– Xác định loại hướng động, tác nhân kích thích và hình thức phản ứng của mỗi hiện tượng bằng cách kẻ bảng và điền nội dung vào ô thích hợp theo mẫu sau:
Hiện tượng quan sát, Hướng động / Hướng sáng, Hướng động / Hướng nước, Hướng động / Hướng hoá, Hướng động / Hướng tiếp xúc, Hướng động / Hướng trọng lực, Ứng động / Sinh trưởng, Ứng động / Không sinh trưởng
? / Tác nhân kích thích, ?, ?, ?, ?, ?, ?, ?
? / Phản ứng, ?, ?, ?, ?, ?, ?, ?
IV. THU HOẠCH
Học sinh viết báo cáo thực hành theo các nội dung sau:
BÁO CÁO THỰC HÀNH
Mục đích
Kết quả và giải thích
Trình bày kết quả thí nghiệm về tính hướng sáng, hướng nước, hướng trọng lực và hướng hoá đã thực hiện.
Trả lời câu hỏi
a) Trong cách bố trí thí nghiệm về tính hướng sáng (H 16.1) ở thực vật, nếu hộp giấy được đục lỗ ở phía trên, thẳng với cốc chứa hạt đậu thì có thể quan sát được phản ứng hướng sáng của cây đậu con hay không?
b) Trong thí nghiệm về tính hướng hoá, có thể thay thế phân bón bằng những chất nào khác để quan sát được phản ứng hướng hoá của rễ cây ngô?

Bài 17. Cảm ứng ở động vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT:
Trình bày được các hình thức cảm ứng ở các nhóm động vật khác nhau.
Phân biệt được hệ thần kinh ống với các dạng hệ thần kinh mạng lưới và chuỗi hạch.
Nêu được cấu tạo và chức năng của tế bào thần kinh.
Mô tả được cấu tạo của synapse và quá trình truyền tin qua synapse.
Nêu được khái niệm phản xạ, phân tích được một cung phản xạ, phân tích được đáp ứng của cơ xương trong cung phản xạ.
Nêu được các dạng thụ thể cảm giác và vai trò của chúng.
Nêu được vai trò của các cảm giác vị giác, xúc giác và khứu giác.
Phân tích được cơ chế thu nhận và phản ứng kích thích của cơ quan cảm giác (tai, mắt).
Phân biệt được phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện. Nêu được đặc điểm và phân loại được phản xạ không điều kiện. Trình bày được đặc điểm, các điều kiện và cơ chế hình thành phản xạ có điều kiện. Lấy được các ví dụ minh hoạ.
Nêu được một số bệnh do tổn thương hệ thần kinh như mất khả năng vận động, mất khả năng cảm giác,...
Giải thích được cơ chế giảm đau khi uống hoặc tiêm thuốc giảm đau.
Đề xuất được các biện pháp bảo vệ hệ thần kinh: không lạm dụng chất kích thích, phòng chống nghiện và cai nghiện chất kích thích.
Làm cách nào mà cơ thể chúng ta có thể phản ứng kịp thời trước rất nhiều kích thích khác nhau đến từ môi trường?
Các nhóm động vật khác nhau có các hình thức cảm ứng khác nhau. Động vật chưa có tổ chức thần kinh như thân lỗ, bọt biển phản ứng rất chậm với kích thích. Các động vật có hệ thần kinh phản ứng nhanh và đa dạng với kích thích dựa trên nguyên tắc phản xạ.
I. CÁC HÌNH THỨC CẢM ỨNG Ở ĐỘNG VẬT
1. Cảm ứng ở động vật có hệ thần kinh lưới
Hệ thần kinh lưới gặp ở động vật có cơ thể đối xứng toả tròn như động vật ngành Ruột khoang.
Ở hệ thần kinh lưới, các tế bào thần kinh phân bố rải rác khắp cơ thể và liên kết với nhau tạo thành mạng lưới thần kinh (H 17.1), vì vậy, khi bị kích thích, toàn bộ cơ thể động vật phản ứng. Ví dụ: Ở thuỷ tức, khi bị kích thích, các tế bào cảm giác trên
Neuron
Hình 17.1. Hệ thần kinh dạng lưới ở thuỷ tức

thành cơ thể gửi thông tin về mạng lưới thần kinh, từ đây, xung thần kinh truyền đến tất cả tế bào biểu mô cơ hoặc đến các tế bào gai gây ra đáp ứng (cơ thể co lại, gai nhô ra).
2. Cảm ứng ở động vật có hệ thần kinh chuỗi hạch
Hệ thần kinh chuỗi hạch gặp ở ngành Giun dẹp, Giun tròn, Chân khớp,...
Hạch thần kinh được tạo thành từ nhiều tế bào thần kinh. Các hạch thần kinh liên kết với nhau tạo thành chuỗi hạch thần kinh (H 17.2). Mỗi hạch thần kinh là một trung tâm điều khiển hoạt động của một vùng xác định trên cơ thể. Ở Chân khớp, hạch đầu (hạch não) phát triển mạnh hơn so với các hạch khác và chi phối các hoạt động phức tạp của cơ thể.
Giun đốt
Côn trùng
Hình 17.2. Hệ thần kinh chuỗi hạch ở một số nhóm động vật
3. Cảm ứng ở động vật có hệ thần kinh ống
Hệ thần kinh ống gặp ở động vật thuộc các lớp Cá, Lưỡng cư, Bò sát, Chim và Thú.
Hệ thần kinh ống cấu tạo từ số lượng rất lớn tế bào thần kinh. Các tế bào thần kinh tập trung lại thành một ống nằm ở phần lưng cơ thể và phân chia thành thần kinh trung ương (gồm não bộ và tuỷ sống) và thần kinh ngoại biên (gồm các hạch thần kinh và các dây thần kinh não, tuỷ) (H 17.3).
Hệ thần kinh ống hoạt động theo nguyên tắc phản xạ. Các thụ thể cảm giác (cơ học, hoá học, nhiệt độ, ánh sáng,...) tiếp nhận kích thích từ môi trường và gửi thông tin theo các dây thần kinh cảm giác về tuỷ sống và não bộ, từ đây xung thần kinh theo dây thần kinh vận động đến cơ quan đáp ứng (cơ, tuyến) và gây ra đáp ứng.
Hình 17.3. Cấu tạo hệ thần kinh ống ở người
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Tại sao kích thích nhẹ lên thuỷ tức thì cả cơ thể nó co lại, trong khi nếu kích thích nhẹ vào một chân côn trùng thì chỉ chân đó co lại mà không có phản ứng ở các bộ phận khác?

II. TẾ BÀO THẦN KINH Tế bào thần kinh còn gọi là neuron, là đơn vị cấu tạo và chức năng của hệ thần kinh. 1. Cấu tạo của neuron Hầu hết neuron đều cấu tạo từ ba

b) Lan truyền điện thế hoạt động
Điện thế hoạt động xuất hiện (còn gọi là xung thần kinh hay xung điện) không dừng tại điểm phát sinh mà lan truyền dọc theo sợi thần kinh. Cách lan truyền và tốc độ lan truyền của điện thế hoạt động trên sợi thần kinh có bao myelin và không có bao myelin là khác nhau.
Trên sợi thần kinh không có bao myelin, điện thế hoạt động lan truyền là do khử cực, đảo cực và tái phân cực liên tiếp từ vùng này sang vùng khác kế tiếp (H 17.7a).
Trên sợi thần kinh có bao myelin, điện thế hoạt động lan truyền là do khử cực, đảo cực và tái phân cực liên tiếp từ eo Ranvier này sang eo Ranvier kế tiếp, nghĩa là lan truyền theo cách nhảy cóc từ eo Ranvier này sang eo Ranvier khác (H 17.7b).
Ở người, tốc độ lan truyền xung thần kinh trên sợi vận động (có bao myelin) là khoảng 120 m/s, còn trên sợi giao cảm (không có bao myelin) là khoảng 3 – 5 m/s.
Hình 17.7. Lan truyền của điện thế hoạt động trên sợi thần kinh không có bao myelin (a) và trên sợi thần kinh có bao myelin (b)
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Neuron có cấu tạo như thế nào? Ưu thế của neuron có nhiều hơn một sợi nhánh so với chỉ có một sợi nhánh là gì? Giải thích.
Hình dạng của neuron như thế nào cho phép nó truyền tin đi xa?
Điện thế nghỉ và điện thế hoạt động được hình thành như thế nào?
Tại sao tốc độ lan truyền xung thần kinh trên sợi thần kinh có bao myelin nhanh hơn trên sợi thần kinh không có bao myelin?
III. SYNAPSE
Synapse là diện tiếp xúc giữa tế bào thần kinh với tế bào thần kinh hoặc giữa tế bào thần kinh với tế bào khác. Xung thần kinh từ sợi trục của neuron này đi qua synapse sang tế bào khác (H 17.8).
Trong hệ thần kinh, mỗi neuron có thể có hàng trăm đến hàng nghìn synapse.

1. Cấu tạo của synapse Hình 17.8. Các kiểu synapse: synapse thần kinh–thần kinh (a), synapse thần kinh–cơ (b), synapse thần kinh–tuyến (c) Synapse có hai loại:

2. Truyền tin qua synapse Thông tin dưới dạng xung thần kinh khi đến synapse được truyền qua synapse nhờ chất chuyển giao thần kinh (H 17.10). Sau khi điện thế

– Bộ phận trung ương: là tuỷ sống và não bộ do các neuron trung gian (còn gọi là neuron liên lạc) tạo thành.
– Đường dẫn truyền li tâm: là dây thần kinh vận động do các neuron vận động tạo thành.
– Bộ phận đáp ứng: là cơ hay tuyến.
Bất kì một bộ phận nào của cung phản xạ bị tổn thương, phản xạ sẽ không thực hiện được.
Hình 17.11. Cung phản xạ tuỷ
Ví dụ: Khi lỡ tay chạm vào gai nhọn, tín hiệu đau từ thụ thể đau ở da chuyển về tuỷ sống, các neuron trong tuỷ sống gửi xung thần kinh đến cơ tay, làm cơ tay co và tay rụt lại. Một số neuron trung gian khác chuyển thông tin đau từ tuỷ sống lên não, gây ra cảm giác đau. Não phân tích, đánh giá thông tin và có thể đưa ra quyết định hành động tiếp theo.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Cung phản xạ gồm những bộ phận nào? Tại sao bất kì một bộ phận nào của cung phản xạ bị tổn thương, phản xạ sẽ không thực hiện được?
Trong cung phản xạ, đáp ứng của cơ xương có tác dụng như thế nào đối với cơ thể?
2. Các thụ thể cảm giác
Thụ thể cảm giác là neuron hoặc tế bào biểu mô chuyên hoá, cũng có thể là các đầu mút của neuron đáp ứng với kích thích đặc hiệu. Một số thụ thể cảm giác tồn tại đơn độc, một số khác tập trung lại cùng với các loại tế bào khác tạo nên các cơ quan cảm giác như mắt, tai, mũi, lưỡi,...
Thụ thể cảm giác có chức năng tiếp nhận và chuyển đổi các dạng năng lượng của kích thích (như âm thanh, ánh sáng, nhiệt,...) thành điện thế thụ thể, khởi phát điện thế hoạt động lan truyền tới trung ương thần kinh.
Thụ thể cảm giác có thể chia thành các dạng như Bảng 17.1:

Bảng 17.1. Vai trò của các thụ thể cảm giác
Loại thụ thể, Vai trò
Thụ thể cơ học, Phát hiện các biến dạng vật lí gây ra do các dạng năng lượng cơ học. Tuỳ theo vị trí, thụ thể cơ học có những vai trò khác nhau. Ví dụ: Thụ thể cơ học ở dạ dày chuyển thông tin độ giãn của dạ dày về hành não, qua đó điều chỉnh co bóp và tiết dịch tiêu hoá của dạ dày.
Thụ thể hoá học, Phát hiện các phân tử hoá học đặc hiệu và nồng độ của chúng trong máu. Ví dụ: Thụ thể ở tế bào tuyến tụy phát hiện và điều chỉnh nồng độ glucose trong máu.
Thụ thể điện từ, Phát hiện các dạng khác nhau của năng lượng điện từ như ánh sáng nhìn thấy, dòng điện và từ trường. Ví dụ: Tế bào que và tế bào nón trong mắt phát hiện ánh sáng và gửi thông tin về não cho cảm giác về hình ảnh và màu sắc của vật.
Thụ thể nhiệt, Phát hiện sự thay đổi nhiệt độ. Ví dụ: Thụ thể nóng, lạnh ở da gửi thông tin đến trung khu điều hoà thân nhiệt nằm ở phần sau vùng dưới đồi, qua đó điều hoà nhiệt độ cơ thể.
Thụ thể đau, Thụ thể đau phát hiện tổn thương mô do các tác nhân cơ học (va đập), hoá học (acid,...), điện, nhiệt (lửa,...), áp lực mạnh (do đè nén) gây ra. Ví dụ: Thụ thể đau có ở hầu hết các bộ phận, nhiều nhất ở da. Thụ thể đau đưa thông tin đau dưới dạng xung thần kinh về đồi thị và vỏ não gây ra cảm giác đau. Trên cơ sở đó, não kích phát các phản ứng bảo vệ, tránh bị tổn thương hoặc tránh tổn thương nặng hơn, tăng cường các cơ chế sinh lí đối phó với tổn thương,...
3. Vai trò của cảm giác vị giác, khứu giác, xúc giác
Bảng 17.2. Vai trò của cảm giác vị giác, khứu giác và xúc giác
Tên cảm giác, Vai trò
Vị giác, Giúp động vật chọn lựa loại thức ăn ăn được và không ăn được, đảm bảo chất dinh dưỡng cho cơ thể tồn tại và phát triển. Làm tăng hoạt động tiêu hoá cơ học và hoá học của hệ tiêu hoá đối với thức ăn,...
Khứu giác, Gây ra nhiều phản ứng khác nhau như tìm kiếm thức ăn, chọn thức ăn thích hợp, tránh kẻ thù, tìm đến bạn tình (pheromone ở bướm tằm), định hướng đường đi (ở kiến), nhận ra con mới sinh (cá thể cái động vật có vú),... Hỗ trợ cảm giác vị, nhờ đó tăng hoạt động tiêu hoá và hấp thụ chất dinh dưỡng.
Xúc giác, Cảm giác xúc giác như trơn, nhẵn hay thô, ráp, tròn hay vuông, to hay nhỏ,... có thể gây ra nhiều phản ứng như tránh trượt ngã, giữ vật chính xác không để tuột, rơi, nuốt khi thức ăn trong miệng đã nhò và tạo thành viên,... Cảm giác xúc giác còn giúp một số động vật lựa chọn thức ăn.
4. Thị giác
Thị giác hay cảm giác ánh sáng khởi đầu bằng cơ quan cảm giác là mắt (H 17.12). Mắt tiếp nhận ánh sáng và chuyển tín hiệu đến vùng thị giác ở vỏ não.
– Quá trình cảm nhận ánh sáng: Ánh sáng khúc xạ từ vật vào mắt, đi qua hệ thống khúc xạ ánh sáng (giác mạc, thuỷ dịch, thuỷ tinh thể và dịch kính) (H 17.12a), tế bào hạch, tế bào lưỡng cực, cuối cùng đến tế bào que và nón (H 17.12b). Tế bào que và nón phản ứng với ánh sáng và gây khởi phát xung thần kinh ở tế bào lưỡng cực. Xung thần kinh từ tế bào lưỡng cực chuyển sang tế bào hạch và đi theo dây thần kinh thị giác về vùng thị giác (thuỳ chẩm) trên vỏ não cho cảm giác về hình ảnh và màu sắc của vật.

Dich kính Màng cứng Màng mạch Màng lưới Điểm vàng Dây thần kinh thị giác Thuỷ dịch Mống mắt Giác mạc Đồng tử Thuỷ tinh thể Cơ thể mi (a) Tế bào biểu mô sắc tố v

$Quá trình cảm nhận âm thanh có thể tóm tắt qua sơ đồ sau: Tai $\rightarrow$ Dây thần kinh thính giác $\rightarrow$ Vùng thính giác trên vỏ não Dựa vào cảm giác$

Tuy theo tư thế và hoạt động của cơ thể, dịch lỏng chuyển dịch trong các bộ phận của cơ quan tiền đình theo một hướng nhất định. Chuyển động của dịch lỏng làm tế bào có lông hưng phấn, xuất hiện xung thần kinh truyền về hành não và tiểu não. Từ đây, xung thần kinh sẽ được truyền đi theo hai hướng: đến các nhóm cơ của cơ thể điều chỉnh sự co, dãn của chúng, giúp cơ thể giữ được thăng bằng và đến vỏ não cho cảm nhận về vị trí, chuyển động của cơ thể.
Nhờ cơ quan tiền đình, các loài động vật đào hang cảm nhận được hướng di chuyển trong hang tối.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Thụ thể cảm giác là gì? Cho biết các loại thụ thể cảm giác và vai trò của chúng. Để có cảm giác cần những bộ phận nào?
Tại sao chúng ta nhìn thấy hình ảnh của vật và nghe được âm thanh?
Tại sao chúng ta có thể cảm nhận được vị trí và chuyển động của cơ thể dù đang nhắm mắt?
6. Phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện
Động vật không xương sống có hệ thần kinh kém phát triển, khó thành lập phản xạ có điều kiện nên các phản xạ của chúng hầu hết là phản xạ không điều kiện. Các loài thú có hệ thần kinh rất phát triển, đặc biệt là bán cầu đại não nên rất thuận lợi cho quá trình học tập và rút kinh nghiệm.
a) Đặc điểm của phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện
Bảng 17.3. Đặc điểm của phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện
Đặc điểm, Phản xạ không điều kiện, Phản xạ có điều kiện
– Nguồn gốc, Di truyền, sinh ra đã có, Hình thành trong đời sống cá thể, không di truyền
– Tính chất, Rất bền vững, Dễ mất nếu không được củng cố
– Tác nhân kích thích, Tác nhân kích thích thích ứng với thụ thể cảm giác, Tác nhân kích thích bất kì đối với thụ thể cảm giác
– Số lượng, Số lượng có giới hạn, Số lượng không giới hạn
– Trung ương, Tuỷ sống, thân não, Có sự tham gia của vỏ não
b) Phân loại phản xạ không điều kiện
Phản xạ không điều kiện có thể phân loại theo các tiêu chí khác nhau. Phản xạ không điều kiện thường được phân loại dựa theo chức năng: phản xạ sinh dưỡng, phản xạ tự vệ, phản xạ sinh dục, phản xạ vận động, phản xạ định hướng,... Mỗi loại phản xạ này lại gồm nhiều phản xạ khác nhau. Ví dụ: Phản xạ sinh dưỡng bao gồm phản xạ nuốt, phản xạ co dãn dạ dày và tiết dịch vị, phản xạ tiết nước bọt,...

c) Điều kiện hình thành phản xạ có điều kiện
– Theo I. Pavlov:
I. Pavlov đã tiến hành thí nghiệm và thu được kết quả như hình 17.16.
Từ kết quả thí nghiệm đưa ra các điều kiện hình thành phản xạ có điều kiện dưới đây:
Thành lập phản xạ có điều kiện phải dựa trên phản xạ không điều kiện hoặc phản xạ có điều kiện đã được hình thành vững chắc. Ví dụ: Hình thành phản xạ tiết nước bọt khi tiếng chuông reo phải dựa trên phản xạ không điều kiện tiết nước bọt khi thức ăn chạm vào lưỡi.
Hình 17.16. Quá trình hình thành phản xạ có điều kiện theo I. Pavlov
Phải kết hợp một số lần nhất định giữa kích thích có điều kiện (chuông reo) và kích thích không điều kiện (thức ăn) (H.17.16). Ví dụ: Trong thí nghiệm của Pavlov, phải kết hợp giữa chuông reo và cho chó ăn khoảng 20 – 30 lần thì phản xạ tiếng chuông reo – chó tiết nước bọt mới được thành lập.
Kích thích có điều kiện phải tác động trước hoặc đồng thời với kích thích không điều kiện. Ví dụ: Tiếng chuông reo đồng thời hoặc ngay trước khi cho chó ăn.
– Theo B. F. Skinner:
B. F. Skinner đã làm thí nghiệm như sau: Chuột được thả vào trong lồng có bàn đạp gắn với thức ăn. Chuột chạy trong lồng và vô tình đạp phải bàn đạp thì thức ăn rơi ra. Lặp lại một số lần ngẫu nhiên như vậy, chuột đã học được bài học là nhấn bàn đạp sẽ có thức ăn, vì vậy mỗi khi thấy đói chuột chạy đến nhấn bàn đạp để có thức ăn (H 17.17). Như vậy, điều kiện thành lập các phản xạ có điều kiện là các hành động lặp đi lặp lại kèm theo có thưởng hoặc phạt.
Hình 17.17. Thí nghiệm hình thành phản xạ có điều kiện của Skinner

d) Cơ chế hình thành phản xạ có điều kiện
Theo Pavlov, quá trình hình thành phản xạ có điều kiện là quá trình hình thành liên hệ thần kinh giữa các vùng thần kinh khác nhau trên vỏ não khi bị kích thích đồng thời, còn theo Skinner, các hành động lặp đi lặp lại kèm theo thưởng (hoặc phạt) làm tăng cường sự kết nối giữa các neuron trong hệ thống thường của não.
Vậy bản chất của liên hệ thần kinh giữa các vùng thần kinh khác nhau trên vỏ não của Paplov và tăng cường sự kết nối giữa các neuron trong hệ thống thường của Skinner là gì?
Các nghiên cứu gần đây cho thấy có những thay đổi về liên hệ giữa các neuron khi chúng tăng cường hoạt động do bị kích thích nhiều lần như hình thành thêm chùy synapse, kéo dài chùy synapse, tăng số lượng nhánh nhỏ của sợi nhánh hoặc thay đổi cấu tạo và chức năng của các thụ thể ở màng sau synapse, nhờ vậy thông tin đi qua synapse dễ dàng hơn.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Hãy cho biết các phản xạ dưới đây thuộc loại phản xạ không điều kiện hay có điều kiện. Giải thích.
a) Dừng xe trước vạch kẻ khi thấy đèn tín hiệu giao thông chuyển sang màu đỏ.
b) Người run lập cập khi mặc không đủ ấm trong thời tiết lạnh giá.
c) Thở nhanh khi không khí trong phòng không đủ O₂.
Phản xạ có điều kiện được hình thành như thế nào?
V. MỘT SỐ BỆNH DO TỔN THƯƠNG HỆ THẦN KINH VÀ CƠ CHẾ GIẢM ĐAU
1. Bệnh do tổn thương hệ thần kinh
Tổn thương thần kinh ngoại biên: Dây thần kinh ngoại biên có thể bị tổn thương (do tai nạn giao thông) dẫn đến mất cảm giác hoặc mất khả năng vận động ở các vùng khác nhau của cơ thể. Ví dụ: Tổn thương dây thần kinh thị giác dẫn đến mất khả năng nhìn.
Tổn thương thần kinh trung ương: Não có thể bị tổn thương (do xuất huyết não, do virus,...). Tuỳ mức độ và vùng não bị tổn thương mà hậu quả đưa đến rất khác nhau. Ví dụ: Nếu tổn thương diện hẹp hồi trán lên có thể sẽ mất khả năng vận động như nói, liệt tay hoặc liệt chân,... còn nếu tổn thương diện rộng hồi trán lên sẽ dẫn đến liệt nửa người hoặc liệt toàn thân.
2. Cơ chế giảm đau của thuốc giảm đau
Một số loại thuốc uống và tiêm tác dụng lên thần kinh trung ương và thần kinh ngoại biên làm giảm đau.
– Thuốc tác động lên thần kinh trung ương: Ví dụ: Morphine và codein nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp có cấu trúc tương tự như endorphins, enkephalin nội sinh. Hai chất này tạo

cảm giác khoan khoái, dễ chịu nhưng lại ức chế giải phóng chất chuyển giao thần kinh ở não (chất P, glutamic acid), vì vậy giảm cảm giác đau. Hai chất này gây nghiện và gây lệ thuộc thuốc khi dùng kéo dài.
– Thuốc tác động lên thần kinh ngoại biên: Ví dụ: Thuốc gây tê như procaine, novocaine làm giảm tính thấm của màng tế bào thần kinh đối với $Na^+$, do đó ngăn chặn khử cực, đảo cực và tái phân cực trên sợi thần kinh cảm giác, dẫn đến xung thần kinh mang thông tin đau không thể lan truyền về đồi thị và vỏ não, làm giảm cảm giác đau.
VI. BẢO VỆ HỆ THẦN KINH ĐỐI VỚI CHẤT KÍCH THÍCH
Hệ thần kinh rất dễ bị tổn thương nếu mất ngủ, căng thẳng thần kinh (làm việc quá sức, lo lắng kéo dài,...), ăn uống không khoa học, lạm dụng các chất kích thích như thuốc lá, rượu bia, sử dụng ma tuý,...
Các chất như heroin, cocaine,... là những chất kích thích rất mạnh lên hệ thần kinh. Các chất này lúc mới sử dụng cho cảm giác dễ chịu, sảng khoái, giảm mệt mỏi, giảm đau. Tuy nhiên, sau một số lần sử dụng sẽ gây nghiện và lệ thuộc vào chúng. Nếu không tiếp tục sử dụng, cơ thể sẽ cảm thấy rất mệt mỏi, đau đớn, bực bội, âu sầu, giảm trí nhớ, rối loạn cảm giác, khủng hoảng tinh thần và không làm chủ được bản thân, có thể dẫn đến những hành động nguy hiểm cho bản thân, gia đình và xã hội.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Dựa vào tài liệu khoa học, internet, hỏi bác sĩ hoặc những người có chuyên môn về chất kích thích trả lời các câu hỏi dưới đây:
Thế nào là lạm dụng chất kích thích?
Cần làm gì để cai nghiện chất kích thích và phòng tránh tình trạng nghiện chất kích thích?
KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Động vật không có hệ thần kinh phản ứng với kích thích chậm và đơn giản.
– Động vật có hệ thần kinh mạng lưới phản ứng với kích thích bằng cách co toàn bộ cơ thể. Hệ thần kinh chuỗi hạch có thể phản ứng cục bộ với kích thích thông qua hạch thần kinh. Hệ thần kinh ống gồm thần kinh trung ương và thần kinh ngoại biên. Não bộ xử lí hầu hết các thông tin và quyết định mức độ và cách phản ứng.
– Neuron cấu tạo từ thân, sợi trục và sợi nhánh. Neuron có chức năng tiếp nhận kích thích, tạo ra xung thần kinh và truyền xung thần kinh đến tế bào khác.
– Thông tin dưới dạng xung thần kinh truyền từ màng trước qua màng sau synapse nhờ chất dẫn truyền thần kinh.
– Phản xạ là phản ứng của cơ thể trả lời các kích thích từ môi trường bên trong hoặc bên ngoài thông qua hệ thần kinh. Phản xạ thực hiện nhờ cung phản xạ. Cung phản xạ gồm thụ thể, dây thần kinh cảm giác, trung ương thần kinh, dây thần kinh vận động và bộ phận đáp ứng.

Thụ thể cảm giác gồm thụ thể cơ học, thụ thể hoá học, thụ thể điện từ, thụ thể nhiệt và thụ thể đau. Các thụ thể cảm giác có vai trò khác nhau.
Cảm giác vị giác, xúc giác và khứu giác có những vai trò khác nhau đối với cơ thể.
Mắt thu nhận và phản ứng với ánh sáng, góp phần quan trọng trong cảm nhận hình ảnh và màu sắc của vật. Tai thu nhận và phản ứng với âm thanh, góp phần quan trọng trong cảm nhận âm thanh. Cơ quan tiền đình trong tai trong có vai trò trong duy trì thăng bằng cơ thể.
Phản xạ không điều kiện sinh ra đã có, rất bền vững, tác nhân kích thích thích ứng với thụ thể cảm giác. Phản xạ có điều kiện hình thành trong đời sống cá thể, dễ mất nếu không được củng cố, tác nhân kích thích bất kì đối với thụ thể cảm giác.
Cơ chế hình thành phản xạ có điều kiện: thay đổi liên hệ giữa các neuron khi chúng tăng cường hoạt động do bị kích thích nhiều lần.
Một số bệnh mất khả năng vận động hoặc cảm giác do tổn thương thần kinh trung ương hoặc thần kinh ngoại biên.
Các chất kích thích gây nghiện và tổn hại lên hệ thần kinh.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Độc tố tetrodotoxin có trong cá nóc ngăn chặn quá trình khử cực và đảo cực trên các sợi thần kinh có thể gây tử vong ở người ăn cá nóc. Giải thích.
Vi khuẩn Clostridium botulinum đôi khi xuất hiện trong thức ăn để lâu ngoài không khí tiết ra độc tố botulinum, độc tố này ngăn cản giải phóng acetylcholine ở chùy synapse thần kinh – cơ xương. Nếu ăn phải thức ăn có loại vi khuẩn này thì hậu quả sẽ như thế nào? Giải thích.
Nếu nhìn gần trong thời gian dài (ví dụ: đọc sách dưới ánh sáng yếu, bàn ghế không phù hợp với kích thước cơ thể) làm thuỷ tinh thể phồng lên và giữ nguyên ở trạng thái phồng. Trạng thái phồng của thuỷ tinh thể ảnh hưởng như thế nào đến khả năng nhìn các vật? Giải thích.
EM CÓ BIẾT
Ở người, vỏ não chiếm khoảng 80% khối lượng của toàn não và được cuộn gấp nhiều lần, tạo ra các nếp nhăn trên não. Nhờ các cuộn gấp này mà diện tích vỏ não đạt xấp xỉ $1\ 000\ \text{cm}^2$ với độ dày gần 5 mm.

Bài 18. Tập tính ở động vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT:
Nêu được tập tính và phân tích được vai trò của tập tính đối với động vật. Lấy được một số ví dụ minh hoạ các dạng tập tính ở động vật.
Phân biệt được tập tính bẩm sinh và tập tính học được. Lấy được ví dụ minh hoạ.
Lấy được ví dụ chứng minh pheromone là chất được sử dụng như những tín hiệu hoá học của các cá thể cùng loài.
Nêu được một số hình thức học tập ở động vật. Lấy được ví dụ minh hoạ. Giải thích được cơ chế học tập ở người.
Trình bày được một số ứng dụng: dạy động vật làm xiếc; dạy trẻ em học tập; ứng dụng trong chăn nuôi; bảo vệ mùa màng; ứng dụng pheromone trong thực tiễn.
Trong tự nhiên, các loài động vật thể hiện rất nhiều hành vi khác nhau. Tại sao chúng lại thể hiện các hành vi đó? Các hành vi đó đem lại lợi ích gì cho chúng?
I. KHÁI NIỆM VÀ VAI TRÒ CỦA TẬP TÍNH
1. Khái niệm
Tập tính là những hành động của động vật trả lời lại kích thích từ môi trường trong và ngoài, đảm bảo cho động vật tồn tại và phát triển.
Động vật thể hiện tập tính khi bị kích thích. Kích thích có thể đến từ bên trong hoặc từ bên ngoài cơ thể. Kích thích bên trong cho động vật biết điều gì đang xảy ra bên trong cơ thể. Ví dụ: Tín hiệu đói báo tin cho cơ thể biết cần bổ sung năng lượng, từ đó gây ra các hành động tìm kiếm thức ăn. Kích thích bên ngoài cho động vật biết tin về môi trường xung quanh. Ví dụ: Tiếng động hoặc mùi phát ra từ kẻ săn mồi làm cho con mồi cảnh giác và tìm cách lẩn trốn.
2. Vai trò của tập tính
– Tập tính làm tăng khả năng sinh tồn của động vật. Ví dụ: Hươu nai chạy trốn để giữ tính mạng khi gặp hổ.
– Tập tính đảm bảo cho sự thành công sinh sản. Ví dụ: Vào mùa sinh sản, hươu đực "giao đấu" với nhau để chọn ra con khoẻ hơn được quyền giao phối với hươu cái (H 18.1). Con của con đực khoẻ mạnh có khả năng sống sót và truyền gene cho thế hệ sau cao hơn.
Hình 18.1. Tập tính "giao đấu" ở hươu đực vào mùa sinh sản

– Tập tính còn có thể được xem như là một cơ chế cân bằng nội môi, nghĩa là duy trì môi trường trong ổn định. Ví dụ: Khi thời tiết lạnh, cơ thể thằn lằn bị hạ nhiệt độ, thụ thể lạnh báo tin về não, não ra quyết định di chuyển đến nơi có ánh nắng để thu nhiệt, điều này giúp thằn lằn đưa nhiệt độ cơ thể trở về nhiệt độ tối ưu.
II. TẬP TÍNH BẨM SINH VÀ TẬP TÍNH HỌC ĐƯỢC
Tập tính ở động vật rất phong phú và đa dạng, tuy vậy, dựa vào nguồn gốc, có thể chia thành hai loại: tập tính bẩm sinh và tập tính học được.
1. Tập tính bẩm sinh
Tập tính bẩm sinh là tập tính sinh ra đã có, di truyền từ bố mẹ, đặc trưng cho loài. Ví dụ:
– Độ ẩm thay đổi làm cho những con mọt gỗ (Geneus oniscus) thay đổi mức tăng động. Mọt gỗ chuyển động rất nhanh để rời khỏi vùng khô và chuyển động chậm lại khi đi vào vùng ẩm ướt, nơi chúng tồn tại tốt hơn.
– Nhện thực hiện rất nhiều động tác nối tiếp nhau để kết nối các sợi tơ thành tấm lưới ngay lần đầu tiên mà không cần được dạy. Tập tính giăng tơ phức tạp này của nhện gọi là bản năng (H 18.2a).
Bản năng là tập tính bẩm sinh, là chuỗi các hành động mà trình tự của chúng trong hệ thần kinh đã được gene quy định sẵn từ khi sinh ra, nghĩa là cứ có kích thích là các động tác xảy ra liên tục theo một trình tự nhất định. Chính vì vậy, tập tính bẩm sinh thường bền vững và rất khó thay đổi.
Nhiều tập tính bẩm sinh được kích hoạt bởi kích thích đơn giản, gọi là kích thích dấu hiệu. Ví dụ: Một số loài hải âu có chấm đỏ trên đầu mỏ. Chấm đỏ kích thích hải âu mới sinh mổ lên mỏ hải âu mẹ để đòi ăn (H 18.2b).
Nghiên cứu trên một số động vật không xương sống cho thấy tập tính bẩm sinh có tính di truyền và bị tác động mạnh bởi biểu hiện gene. Gene quy định hình thành hệ thần kinh và các con đường thần kinh của tập tính, vì vậy, cứ có kích thích là có đáp ứng tương ứng.
2. Tập tính học được
Tập tính học được là tập tính được hình thành trong quá trình sống của cá thể, thông qua học tập và rút kinh nghiệm, không di truyền được. Ví dụ: Một số động vật vốn không sợ người, nếu bị người săn bắt chúng học được bài học thấy người là phải chạy trốn.
Tập tính học được là một hành động hoặc chuỗi các hành động diễn ra được quyết định bởi quá trình điều kiện hoá trong hệ thần kinh theo kiểu Paplov hoặc theo kiểu Skinner. Hai kiểu học tập này đều tạo ra các liên kết thần kinh mới giữa các neuron trong não bộ.

Sự hình thành mối liên hệ thần kinh mới giữa các neuron là cơ sở để giải thích tại sao học tập có thể đưa đến hình thành tập tính mới và khi cần thiết có thể thay đổi tập tính đáp ứng với những thay đổi của môi trường.
Trong nhiều trường hợp khó phân biệt tập tính đó là bẩm sinh hay học được. Rất nhiều tập tính của động vật có cả nguồn gốc bẩm sinh và học tập. Ví dụ: Tập tính làm tổ của chim vừa mang tính bẩm sinh vừa là do học được từ đồng loại.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Khi nào tập tính được biểu hiện? Lấy một số ví dụ về tập tính ở động vật và cho biết mỗi tập tính đó có ý nghĩa gì đối với động vật.
Cho biết sự khác nhau giữa tập tính bẩm sinh và tập tính học được. Tìm thêm ví dụ về hai loại tập tính này.
III. MỘT SỐ DẠNG TẬP TÍNH PHỔ BIẾN Ở ĐỘNG VẬT
1. Tập tính kiếm ăn
Tập tính kiếm ăn là tập tính quan trọng hàng đầu đối với sự sinh tồn của động vật. Lợi ích thu được khi kiếm ăn là chất dinh dưỡng, nhưng bất lợi là tiêu tốn năng lượng khi tìm kiếm thức ăn và có nguy cơ bị thương hoặc bị ăn thịt. Ví dụ: Khi đói, thỏ rừng rời khỏi nơi ẩn nấp để tìm kiếm lá cây, củ, quả,... để ăn. Khi kiếm ăn, thỏ luôn cảnh giác trước những kẻ săn mồi như linh miêu, cáo, đại bàng (H 18.3),...
Hình 18.3. Tập tính kiếm ăn ở thỏ
2. Tập tính bảo vệ lãnh thổ
Bảo vệ lãnh thổ được hiểu là một cá thể hoặc một nhóm động vật kiểm soát một khu vực sống nhất định chống lại các cá thể khác để bảo vệ nguồn thức ăn, nơi ở và sinh sản. Ví dụ: Ở nhiều loài chim, chim đực đậu trên cành cây cao và cất tiếng hót thông báo cho các chim đực khác cùng loài biết là khu vực này đã có chủ. Nếu chim đực khác cố tình hay vô tình bay vào khu vực bảo vệ thì chim chủ nhà bay ra xua đuổi kẻ xâm nhập, đôi khi xảy ra những trận chiến dữ dội giữa chim chủ nhà và chim lạ.
Phạm vi bảo vệ lãnh thổ của mỗi loài là khác nhau, chim chìa vôi là $50 - 70 \text{ m}^2$, diều hầu là $1,000 - 5,000 \text{ m}^2$, hổ là vài $\text{km}^2$ đến vài chục $\text{km}^2$.
3. Tập tính sinh sản
Ở động vật, tập tính sinh sản hầu hết mang tính bản năng.
Tập tính sinh sản gồm nhiều tập tính khác nhau như tìm kiếm bạn tình, làm tổ và ấp trứng, chăm sóc và bảo vệ con non (H 18.4),...
Hình 18.4. Tập tính chăm sóc con non ở chim

4. Tập tính di cư
Di cư là di chuyển một phần hoặc tất cả quần thể động vật từ một vùng đến một vùng xác định. Di cư có thể hai chiều (đi và về) hoặc di cư một chiều (chuyển hẳn đến nơi ở mới).
Một số loài động vật có chu kì di cư đi và về theo chu kì mùa. Di cư thường gặp ở một số loài thú, cá, rùa biển, côn trùng và chim (H 18.5). Nguyên nhân di cư chủ yếu là khan hiếm thức ăn và thời tiết khắc nghiệt (lạnh giá,...). Cá biển di cư liên quan đến thức ăn và sinh sản.
Khi di cư, động vật sống trên cạn định hướng nhờ vị trí mặt trời, trăng, sao, địa hình (dãy núi, bờ biển). Chim bồ câu định hướng nhờ từ trường trái đất. Cá định hướng nhờ vào thành phần hoá học của nước và hướng dòng nước chảy.
Hình 18.5. Tập tính di cư ở ngỗng trời
5. Tập tính xã hội
Tập tính xã hội là tập tính sống theo bầy đàn. Ong, kiến, một số loài cá, chim, hươu, nai, chó sói, sư tử,... sống theo bầy đàn (H 18.6). Sống bầy đàn đem lại nhiều lợi ích nhưng cũng đưa đến một số bất lợi cho các cá thể trong bầy đàn.
(a)
(b)
Hình 18.6. Tập tính sống bầy đàn ở chó sói (a) và ở chim hồng hạc (b)
Tập tính xã hội gồm nhiều tập tính như tập tính thứ bậc, tập tính hợp tác, tập tính vị tha,...
IV. PHEROMONE
Pheromone là chất hoá học do động vật sản sinh và giải phóng vào môi trường sống, gây ra các đáp ứng khác nhau ở các cá thể cùng loài. Do cấu tạo phân tử của pheromone khác nhau ở các loài động vật và chỉ các cá thể cùng loài mới có thụ thể cảm giác tiếp nhận tương ứng, vì vậy pheromone mang thông tin đặc trưng cho loài và được coi là tín hiệu hoá học giao tiếp của các cá thể cùng loài.
1. Pheromone gây ra các tập tính liên quan đến sinh sản
Nhiều tập tính sinh sản có liên quan đến pheromone. Ví dụ:
– Tuyến ở cuối bụng bướm tằm cái (Bombyx mori) tiết pheromone vào không khí để thu hút

bướm tằm đực đến giao phối. Trên anten (râu) của bướm tằm đực có thụ thể tiếp nhận pheromone. Bướm tằm đực có thể tiếp nhận pheromone từ khoảng cách rất xa, có thể tới vài km xuôi theo chiều gió (H 18.7).
Tuyến tiết pheromone (a)
Anten (b)
Hình 18.7. Bướm tằm cái có tuyến tiết pheromone ở cuối bụng (a) và bướm tằm đực có thụ thể tiếp nhận pheromone trên anten (b)
2. Pheromone gây ra các tập tính không liên quan đến sinh sản
Pheromone cũng gây ra các tập tính không liên quan đến sinh sản. Ví dụ: Khi một con cá trê bị thương, một chất cảnh báo được tiết ra từ da cá và khuếch tán trong nước tạo ra đáp ứng hoảng sợ ở những con cá trê khác. Những con cá trê trở nên cảnh giác hơn và tập trung lại ở gần đáy bể, nơi chúng cảm thấy an toàn hơn khi bị tấn công.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Kể tên các dạng tập tính phổ biến ở động vật. Tìm thêm ví dụ cho mỗi dạng tập tính.
Lợi ích khi động vật thực hiện tập tính kiếm ăn, bảo vệ lãnh thổ, sinh sản, di cư, sống theo bầy đàn là gì?
V. MỘT SỐ HÌNH THỨC HỌC TẬP Ở ĐỘNG VẬT
Nhiều tập tính của động vật hình thành là do học tập. Cũng nhờ học tập, động vật có thể thay đổi tập tính để phù hợp với sự thay đổi của môi trường. Các nghiên cứu cho thấy hầu hết tập tính học được là sự phối hợp phức tạp giữa yếu tố bẩm sinh, di truyền với yếu tố học tập và rút kinh nghiệm. Dưới đây là một số hình thức học tập chủ yếu của động vật:
1. Quen nhờn
Quen nhờn là hình thức học tập đơn giản nhất. Động vật phớt lờ, không đáp ứng lại những kích thích lặp đi lặp lại nhiều lần nếu như kích thích đó không kèm theo sự nguy hiểm. Ví dụ: Thả một hòn đá nhỏ bên cạnh rùa, rùa sẽ rụt đầu và chân vào mai. Lặp lại hành động thả đá nhiều lần thì rùa không rụt đầu và chân vào mai nữa.
2. In vết
In vết là quá trình học tập nhanh trong một thời gian ngắn. In vết khác với các kiểu học tập khác là có giai đoạn then chốt, còn gọi là giai đoạn quyết định. Trong giai đoạn then chốt, con non có thể "in vết" vào não hình dạng bố mẹ và các hành vi cơ bản của loài.
Hình 18.8. In vết ở vịt con

In vết thấy ở nhiều loài động vật, dễ thấy nhất là ở chim. In vết ở chim có hiệu quả nhất ở giai đoạn vừa mới sinh ra cho đến hai ngày. Khi mới nở ra, chim non có “tính bám” và đi theo các vật chuyển động mà chúng nhìn thấy lần đầu tiên, thường thì vật chuyển động mà chúng nhìn thấy đầu tiên là chim mẹ, sau đó chúng di chuyển theo mẹ (H 18.8). Nhờ in vết, chim non di chuyển theo bố mẹ, do đó chúng được bố mẹ chăm sóc và bảo vệ nhiều hơn.
3. Học cách nhận biết không gian và các bản đồ nhận thức
Mỗi môi trường tự nhiên có một số khác biệt về không gian so với môi trường khác, ví dụ không gian về vị trí tổ, thức ăn,…Động vật có khả năng hình thành trí nhớ về đặc điểm không gian của môi trường.
Bản đồ nhận thức là sự hình dung trong hệ thần kinh về mối quan hệ không gian giữa các vật thể trong môi trường sống của động vật. Động vật định vị vị trí một cách linh hoạt và hiệu quả nhờ cách liên hệ nhiều vị trí nhất định (vị trí mốc) với nhau.
4. Học liên kết
Khả năng liên kết một đặc điểm môi trường với một đặc điểm khác gọi là học liên kết. Học liên kết có thể chia làm hai loại là điều kiện hoá đáp ứng và điều kiện hoá hành động.
a) Điều kiện hoá đáp ứng
Điều kiện hoá đáp ứng là kiểu học liên kết. Động vật liên kết một kích thích bất kì với một tập tính do kích thích đặc trưng gây ra. Ví dụ: I. P. Pavlov, tiến hành thí nghiệm kết hợp đồng thời tiếng máy gõ nhịp với cho chó ăn. Sau vài chục lần phối hợp tiếng máy gõ nhịp và thức ăn, chỉ cần nghe tiếng máy gõ nhịp là chó tiết nước bọt. Như vậy, trong não chó đã có liên kết tiếng máy gõ nhịp với thức ăn.
b) Điều kiện hoá hành động
Điều kiện hoá hành động cũng là kiểu học liên kết. Động vật liên kết một hành vi với phần thưởng hoặc hình phạt và sau đó có xu hướng lặp lại hành vi hoặc tránh hành vi đó.
Ví dụ: B. F. Skinner tạo ra một chiếc hộp lớn có bàn đạp, khi các động vật như chó, mèo, hoặc chuột một số lần tình cờ nhấn vào bàn đạp thì thức ăn rơi ra. Động vật đã liên kết hành vi nhấn bàn đạp với phần thưởng thức ăn và chúng sẽ nhấn bàn đạp để nhận được thức ăn khi thấy đói.
Kiểu học mò mẫm “thử và sai” cũng thuộc loại này. Trong tự nhiên, nhiều loài động vật học theo kiểu “thử và sai”. Ví dụ: Chim ăn côn trùng qua một số lần ăn thử các loại côn trùng có màu sắc và hình dạng khác nhau, chúng nhận ra được loại côn trùng nào ăn được, chúng sẽ tiếp tục ăn, loại côn trùng nào ăn vào sẽ bị ngộ độc, chúng sẽ không ăn nữa.
5. Học xã hội
Động vật học bằng cách quan sát và bắt chước hành vi của động vật khác. Ví dụ: Tinh tinh con học cách đập vỡ quả cọ dầu để lấy nhân bằng hai hòn đá do bắt chước các con trưởng thành đã làm trước đó.
6. Nhận thức và giải quyết vấn đề
Dạng học tập phức tạp nhất liên quan đến khả năng nhận biết và xử lí thông tin giải quyết những trở ngại gặp phải. Ví dụ: Cho một con tinh tinh vào một căn phòng có một số hộp trên sàn và một quả chuối treo trên cao hơn tầm với của tinh tinh. Tinh tinh biết xếp chồng các hộp lên nhau và trèo lên hộp để lấy chuối.

VI. CƠ CHẾ HỌC TẬP Ở NGƯỜI
Học tập là quá trình đạt được sự hiểu biết, kiến thức, kĩ năng, giá trị, thái độ, hành vi ở người học.
Quá trình học tập diễn ra qua các giai đoạn sau:
– Giai đoạn tiếp nhận và xử lí thông tin: Khi tiếp nhận thông tin, não bộ chuyển hoá thông tin (thông qua chuyển đổi vật chất trong não) hình thành nhận thức, kiến thức, kĩ năng, thái độ và hành vi.
– Giai đoạn tăng cường và củng cố: Tập trung trí não để ghi nhớ thông tin, đồng thời sắp xếp thông tin ổn định theo trật tự nhất định để sử dụng khi cần đến.
Cơ sở thần kinh của học tập: Học tập làm tăng cường liên kết thần kinh trong vỏ não, làm thay đổi cấu tạo và hoạt động ở synapse, gây hoạt hoá gene và tổng hợp protein.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Động vật có những hình thức học tập nào? Tìm thêm ví dụ về các hình thức học tập.
Những hành vi dưới đây thuộc kiểu học nào? Giải thích.
Chó săn bắt được thỏ, chuột,... và mang về cho những người nuôi dạy nó. Khi bắt được một con vật chó sẽ nhận được một phần thưởng từ người nuôi dạy.
Một con mèo đang đói, khi nghe tiếng bày bátũa lách cách liền chạy ngay xuống phòng ăn.
Tinh tinh dùng lá cây múc nước từ suối lên và đưa lên miệng uống.
VII. ỨNG DỤNG
Con người đã và đang áp dụng hiểu biết về tập tính động vật vào một số lĩnh vực của đời sống dưới đây:
– Giải trí: dạy khỉ, cá heo,... biểu diễn xiếc, tuy nhiên, cần đối xử nhân đạo với động vật.
– An ninh, quốc phòng: sử dụng chó nghiệp vụ bắt kẻ gian, phát hiện ma tuý.
– Nông nghiệp:
Trâu bò được huấn luyện trở về chuồng khi nghe thấy tiếng kèn.
Đặt bù nhìn hình người trong ruộng lúa hoặc trong nương rẫy để đuổi chim, chuột phá hoại cây trồng.
Sử dụng các loài thiên địch để tiêu diệt các nhóm sâu, bệnh phá hoại cây trồng. Ví dụ: Nuôi thả ong mắt đỏ để chúng đẻ trứng vào sâu đục thân, sâu xanh, sâu tơ. Ong non nở ra từ trứng sẽ ăn thịt sâu hại.
Dựa vào tập tính giao phối của nhiều loài côn trùng gây hại, người ta tạo ra các cá thể đực bất thụ. Những con đực giao phối bình thường với những con cái nhưng chúng không có khả năng sinh sản. Bằng cách này, người ta có thể làm suy giảm số lượng côn trùng gây hại và tiêu diệt chúng.
Dùng pheromone nhân tạo làm chất dẫn dụ giới tính để bắt côn trùng hại cây ăn quả.

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Tìm thêm các ví dụ về áp dụng tập tính ở động vật vào thực tiễn.
VIII. QUAN SÁT VÀ MÔ TẢ TẬP TÍNH
1. Cách tiến hành
Bước 1: Chọn loài động vật quan sát
Chọn ít nhất hai loài động vật để quan sát và mô tả tập tính. Nên chọn những động vật phổ biến, dễ tìm, động vật sống trong điều kiện tự nhiên hoặc nuôi nhốt, động vật ưa hoạt động. Ví dụ: Côn trùng như gián, bọ ngựa, châu chấu, cào cào, dế mèn, ong, bướm, kiến, nhện, ruồi, muỗi; cá, tôm trong bể nuôi; Lưỡng cư như cóc, ếch; Bò sát như thằn lằn; Chim như gà, vịt, ngan, ngỗng, bồ câu, chim sẻ và Thú như chó, mèo, trâu, bò, ngựa, lợn, dê, chuột, sóc.
Bước 2: Quan sát và mô tả tập tính
– Quan sát và mô tả một số tập tính trong số các tập tính sau: tập tính kiếm ăn (rình mồi, bắt mồi), tập tính tự vệ (lẩn trốn, đe doạ), tập tính bảo vệ lãnh thổ (đe doạ, tấn công), tập tính sinh sản (ve vãn, làm tổ, ấp trứng, chăm sóc và bảo vệ con non), tập tính xã hội (tập tính thứ bậc, tập tính hợp tác),…
– Tìm hiểu nguyên nhân gây ra tập tính ở động vật như tiếng động, âm thanh, ánh sáng, hiện diện của vật hay động vật khác, mùi, va chạm, đói, khát, nhiệt độ,... và tìm hiểu lợi ích khi động vật thực hiện tập tính.
– Ghi chép lại các hành vi mà động vật thể hiện do kích thích từ môi trường ngoài hoặc từ bên trong (ví dụ: đói, khát). Ghi lại ngày, giờ, địa điểm quan sát.
2. Thu hoạch
Viết báo cáo kết quả quan sát theo các nội dung sau:
Tên động vật, Tập tính quan sát và mô tả, Nguyên nhân gây ra tập tính, Lợi ích của tập tính
?, ?, ?, ?
Một số lưu ý khi tiến hành quan sát:
– Tránh sự hiện diện của con người làm động vật không thể hiện tập tính.
– Không tiến hành quan sát trên động vật nghi bị nhiễm bệnh, có độc tố, động vật hung dữ không được nuôi nhốt trong khu vực bảo vệ an toàn.
– Không sử dụng các động vật trong tự nhiên mới bắt nhốt để quan sát tập tính.
– Cần thận khi nghiên cứu tập tính động vật ở ao, hồ,…
Giáo viên có thể lựa chọn phương án khác: Chiếu lên màn hình lớn trước lớp tập tính của một số động vật và yêu cầu học sinh quan sát, mô tả tập tính và viết báo cáo theo như mẫu trên.

KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Tập tính là những hành động của động vật trả lời lại kích thích từ môi trường, đảm bảo cho động vật thích nghi để sinh tồn và phát triển.
– Tập tính làm tăng khả năng sinh tồn, tăng sự thành công sinh sản và cân bằng nội môi.
– Tập tính bẩm sinh là tập tính sinh ra đã có, di truyền từ bố mẹ, đặc trưng cho loài. Tập tính học được hình thành trong quá trình sống của cá thể, thông qua học tập và rút kinh nghiệm.
– Một số dạng tập tính: kiếm ăn, bảo vệ lãnh thổ, di cư, sinh sản, tập tính xã hội.
– Pheromone là tín hiệu hoá học giao tiếp của các cá thể cùng loài.
– Một số hình thức học tập: quen nhờn, in vết, học nhận biết không gian, học liên kết, học xã hội và học giải quyết vấn đề.
– Tập tính động vật được áp dụng trong một số lĩnh vực của đời sống như giải trí, săn bắn, an ninh, quốc phòng, nông nghiệp.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Động vật không xương sống hay động vật có xương sống có nhiều tập tính học tập hơn? Giải thích.
Chó sủa khi gặp người lạ và không sủa khi gặp người quen. Đây là hình thức học tập nào? Giải thích.
Một số loài sếu có nguy cơ tuyệt chủng, khi nhân giống và ấp trứng bằng lò ấp người ta phải cách li các con sếu non khi mới nở và cho chúng tiếp xúc với hình ảnh và âm thanh của đồng loại và không cho chúng nhìn thấy các đối tượng chuyển động khác, kể cả người. Tại sao người ta phải làm như vậy?
EM CÓ BIẾT
Vào mùa sinh sản, ve sầu đực (thuộc họ Cicadidae) bám trên cây và phát ra tiếng kêu mời gọi ve sầu cái đến làm bạn tình. Tiếng kêu là tín hiệu âm thanh đặc trưng cho từng loài ve sầu.

SƠ ĐỒ TÓM TẮT KIẾN THỨC CHƯƠNG 2 Thực vật Hình thức biểu hiện cảm ứng Hướng động: Hướng sáng Hướng nước Hướng hoá Hướng trọng lực Hướng tiếp xúc Ứng động: Ứng đ

Chương 3 SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Ở SINH VẬT
Bài 19. Khái quát về sinh trưởng và phát triển ở sinh vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT:
Nêu được khái niệm và trình bày được các dấu hiệu đặc trưng của sinh trưởng và phát triển ở sinh vật.
Phân tích được mối quan hệ giữa sinh trưởng và phát triển.
Nêu được khái niệm vòng đời và tuổi thọ của sinh vật.
Trình bày được một số ứng dụng hiểu biết về vòng đời của sinh vật trong thực tiễn và một số yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của con người.
Tại sao một hạt cây có thể phát triển thành một cây xanh, trứng thụ tinh có thể phát triển thành một con vật?
I. KHÁI NIỆM VÀ DẤU HIỆU ĐẶC TRƯNG CỦA SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
1. Khái niệm sinh trưởng và phát triển
Sinh trưởng là quá trình tăng kích thước và khối lượng của cơ thể.
Phát triển là toàn bộ những biến đổi diễn ra trong chu kì sống của cá thể, bao gồm sự thay đổi về số lượng tế bào, cấu trúc, hình thái và trạng thái sinh lí.
Quá trình sinh trưởng và phát triển có thể diễn ra trong khoảng thời gian dài hoặc ngắn, đơn giản hay phức tạp tuỳ thuộc vào loài sinh vật và điều kiện sống của chúng.
2. Các dấu hiệu đặc trưng của sinh trưởng và phát triển
Các dấu hiệu đặc trưng của sinh trưởng là tăng số lượng, kích thước và khối lượng tế bào. Sự phân bào làm tăng số lượng tế bào, sự tổng hợp và tích luỹ các chất làm tế bào tăng kích thước và khối lượng tế bào.
Các dấu hiệu đặc trưng của phát triển là:
– Sinh trưởng: tăng số lượng, kích thước và khối lượng tế bào.
– Phân hoá tế bào: quá trình các tế bào thay đổi cấu trúc và chuyên hoá chức năng. Ví dụ: Ở thực vật có hoa, tế bào phân hoá thành tế bào tạo hoa và quả.

– Phát sinh hình thái cơ quan, cơ thể: Thông qua quá trình phát sinh hình thái mà cơ quan, cơ thể có được hình dạng và chức năng sinh lí nhất định. Ví dụ: Hình dạng của chim bồ câu không giống với hình dạng các loài khác là do quá trình phát sinh hình thái.
II. MỐI QUAN HỆ GIỮA SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
Quá trình phát triển bao gồm những thay đổi mà một cơ thể sinh vật trải qua suốt chu kì sống của nó. Trong quá trình phát triển, các quá trình sinh trưởng, phân hoá tế bào và phát sinh hình thái cơ quan, cơ thể có quan hệ mật thiết với nhau, không tách rời nhau và đan xen với nhau.
Quá trình phát triển của một cá thể sinh vật sinh sản hữu tính bắt đầu bằng hợp tử. Hợp tử phân bào tạo thành nhiều tế bào, các tế bào biệt hoá hình thành các cơ quan và hình dáng của sinh vật non. Sinh vật non trải qua quá trình sinh trưởng lớn dần lên. Khi cơ thể sinh trưởng đạt đến kích thước và khối lượng nhất định thì có sự biến đổi về chất, một nhóm tế bào phân hoá hình thành cơ quan sinh sản, tiền đề cho quá trình hình thành giao tử và hợp tử.
Ví dụ: Ở thực vật có hoa, hợp tử phân chia nhiều lần tạo ra phôi nhiều tế bào. Các tế bào phôi phân hoá tạo thành lá mầm, thân mầm, rễ mầm và thành cây non (giai đoạn phân hoá tế bào và phát sinh hình thái cơ quan, cơ thể). Cây non lớn lên thành cây trưởng thành (giai đoạn sinh trưởng). Khi cây đạt đến kích thước và khối lượng nhất định, một nhóm tế bào phân hoá hình thành hoa, là cơ sở hình thành giao tử và hợp tử (giai đoạn phân hoá tế bào).
Ở động vật sinh sản hữu tính, hợp tử phân chia nhiều lần tạo ra phôi gồm nhiều tế bào. Các tế bào phôi phân hoá tạo thành các cơ quan, hệ cơ quan (giai đoạn phân hoá tế bào và phát sinh hình thái cơ quan, cơ thể). Động vật non lớn lên thành cơ thể trưởng thành (giai đoạn sinh trưởng). Khi động vật đến tuổi thành thục sinh dục, cơ quan sinh dục phát triển mạnh và bắt đầu tạo ra các giao tử (giai đoạn phân hoá tế bào).
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Sinh trưởng và phát triển có quan hệ với nhau như thế nào?
III. VÒNG ĐỜI VÀ TUỔI THỌ CỦA SINH VẬT
1. Vòng đời
a) Khái niệm
Vòng đời của sinh vật là khoảng thời gian tính từ khi cơ thể được sinh ra, lớn lên, phát triển thành cơ thể trưởng thành, sinh sản tạo ra cá thể mới, già đi rồi chết. Như vậy, vòng đời bao gồm toàn bộ sự phát triển cá thể. Nhìn chung, các cá thể cùng loài có vòng đời giống nhau.
Vòng đời của các loài sinh sản hữu tính bắt đầu bằng hợp tử, trải qua các giai đoạn phôi, con non hoặc cây non đến cá thể trưởng thành có khả năng sinh sản, cá thể trưởng thành già rồi chết (H 19.1).

Hình 19.1. Vòng đời của ếch (a) và thực vật có hoa (b)
Vòng đời của các loài sinh sản vô tính bắt đầu từ cá thể non do mẹ sinh ra theo phương thức nguyên phân, cá thể non lớn lên thành cá thể trưởng thành, sinh sản, già rồi chết.
b) Một số ứng dụng hiểu biết về vòng đời của sinh vật
– Hiểu biết vòng đời của cây để đưa ra các biện pháp chăm sóc phù hợp với từng giai đoạn như bón phân, tưới nước, phòng dịch bệnh,... nhằm thu được hiệu quả kinh tế cao nhất về lá, hoa, củ, quả, hạt. Ví dụ: Tưới đủ nước, giữ đủ độ ẩm của đất để hạt cây nảy mầm. Cung cấp đủ phân, nước, ánh sáng để cây non lớn nhanh, tạo nhiều cành, lá.
– Hiểu biết vòng đời của động vật để đưa ra các biện pháp chăm sóc phù hợp với từng giai đoạn, nhằm thu được hiệu quả kinh tế cao nhất về thịt, trứng, sữa, các sản phẩm động vật (nhung hươu, tơ tằm,...). Ví dụ: Cho ăn cùng một lượng thức ăn nhưng gà ở giai đoạn từ gà con đến trưởng thành sẽ cho khối lượng thịt nhiều hơn gà ở giai đoạn đã trưởng thành.
– Hiểu biết về vòng đời của động vật gây hại cho thực vật, động vật và người để đưa ra các biện pháp phòng chống, tiêu diệt chúng một cách hiệu quả. Ví dụ: Sử dụng thuốc diệt sâu bướm phá hoại cây xanh; tiêu diệt muỗi ở giai đoạn bọ gậy bằng cách cho hoá chất vào nước hoặc loại bỏ các vùng nước đọng nơi muỗi có thể đẻ trứng,...
2. Tuổi thọ của sinh vật
a) Khái niệm
Tuổi thọ của sinh vật là thời gian sống của một sinh vật. Tuổi thọ của một loài sinh vật là thời gian sống trung bình của các cá thể trong loài.
Tuổi thọ của các loài sinh vật rất khác nhau và do kiểu gene quy định. Ví dụ: Cây lúa, cây ngô sống 1 năm, cây thông có tuổi thọ khoảng 100 – 300 năm, một số loài cây có tuổi thọ lên đến nghìn năm, phù du sống vài giờ đến vài ngày, muỗi sống khoảng 1 – 3 tháng, rùa sống khoảng 150 năm.

b) Một số yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của con người
– Yếu tố bên trong: là yếu tố di truyền có tác động nhất định đến tuổi thọ. Nếu bố mẹ sống lâu, con cũng có khả năng sống lâu.
– Yếu tố bên ngoài gồm:
Chế độ ăn uống: Chế độ ăn uống lành mạnh, khoa học, đủ chất, đủ lượng, ăn nhiều trái cây, rau củ, các loại hạt,... giúp cơ thể khoẻ mạnh, giảm mắc bệnh, làm tăng tuổi thọ.
Tập luyện thể dục, thể thao thường xuyên làm cơ thể linh hoạt, dẻo dai, các hệ cơ quan khoẻ mạnh. Ít vận động khiến cơ thể trì trệ, dễ mắc bệnh.
Lối sống lành mạnh, thái độ sống tích cực, lạc quan, không nghiện rượu, bia, thuốc lá, ma tuý,... giúp tăng cường sức khoẻ và tuổi thọ.
Môi trường sống không bị ô nhiễm bởi khói độc, bụi, nước thải công nghiệp, bụi phóng xạ, thuốc trừ sâu,... giúp cơ thể khoẻ mạnh, sống lâu.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Phân biệt vòng đời và tuổi thọ. Cho ví dụ về vòng đời của một số loài sinh vật.
Hiểu biết về vòng đời của thực vật và động vật đem lại lợi ích gì?
KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Sinh trưởng là quá trình tăng kích thước và khối lượng cơ thể theo thời gian.
– Phát triển là toàn bộ những biến đổi diễn ra trong chu kì sống của cá thể, bao gồm 3 quá trình: sinh trưởng, phân hoá tế bào và phát sinh hình thái cơ quan, cơ thể. Ba quá trình này quan hệ mật thiết với nhau, không tách rời nhau và đan xen với nhau.
– Vòng đời là quá trình lặp lại theo trình tự nhất định các thay đổi mà một cá thể sinh vật phải trải qua, bắt đầu từ khi được sinh ra, lớn lên và phát triển thành cơ thể trưởng thành, sinh sản, già đi rồi chết.
– Tuổi thọ của sinh vật là thời gian sống (thời gian tồn tại) của một loài sinh vật hoặc con người.
– Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của sinh vật và con người.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Tìm thêm ví dụ về vòng đời của một số động vật gây hại cho người, cây trồng và vật nuôi, từ đó đề xuất biện pháp phòng trừ chúng.
Mỗi người cần làm gì để nâng cao tuổi thọ?

Bài 20. Sinh trưởng và phát triển ở thực vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT:
Nêu được đặc điểm sinh trưởng và phát triển ở thực vật. Phân tích được một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển ở thực vật.
Nêu được khái niệm mô phân sinh. Trình bày được vai trò của mô phân sinh đối với sinh trưởng ở thực vật. Phân biệt các loại mô phân sinh.
Trình bày được quá trình sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp ở thực vật.
Nêu được khái niệm và vai trò của hormone thực vật.
Phân biệt được các loại hormone kích thích sinh trưởng và hormone ức chế sinh trưởng.
Trình bày được sự tương quan các hormone thực vật và một số ứng dụng của chúng trong thực tiễn.
Trình bày được quá trình phát triển ở thực vật có hoa và các nhân tố chi phối quá trình phát triển ở thực vật có hoa.
Vận dụng được hiểu biết về sinh trưởng và phát triển ở thực vật để giải thích một số ứng dụng trong thực tiễn.
Thực vật có tuổi không? Khi nào thực vật ngừng sinh trưởng?
I. ĐẶC ĐIỂM VÀ CÁC YẾU TỐ NGOẠI CẢNH ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN Ở THỰC VẬT
1. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển ở thực vật
Sinh trưởng và phát triển xảy ra tại một số vị trí, cơ quan trên cơ thể thực vật như ngọn thân, đỉnh cành, chóp rễ,... nơi có các mô phân sinh.
Quá trình sinh trưởng và phát triển diễn ra trong suốt đời sống của thực vật (từ giai đoạn hạt cho đến khi cây già và chết) do sự phân chia liên tục của các tế bào tại các mô phân sinh. Đây là hình thức sinh trưởng không giới hạn, biểu hiện bằng sự gia tăng kích thước, sự xuất hiện và thay mới của các cơ quan như cành, lá, rễ, hoa, quả,... Sự sinh trưởng không giới hạn này có thể quan sát thấy rõ ở các cây thân gỗ lâu năm, với sự gia tăng chiều cao cây, đường kính thân,... trong suốt chu kì sống của nó.
2. Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển ở thực vật
Quá trình sinh trưởng và phát triển ở thực vật chịu sự chi phối của nhiều yếu tố môi trường như nước, ánh sáng, nhiệt độ, chất dinh dưỡng,...

a) Nước
Nước là nguyên liệu của quang hợp, hô hấp; tham gia vào quá trình dẫn dài của tế bào, dinh dưỡng khoáng,... Vì vậy, nước ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và phát triển của thực vật như chiều cao cây, nảy mầm của hạt, diện tích lá (H 20.1),...
Hình 20.1. Ảnh hưởng của chế độ tưới nước đến chỉ số diện tích lá của cây ngô (*)
b) Ánh sáng
Ánh sáng là nguồn năng lượng của quá trình tổng hợp chất hữu cơ trong quang hợp, qua đó đảm bảo nguồn vật liệu cho thực vật sinh trưởng, phát triển. Ngoài ra, ánh sáng cũng là tác nhân điều tiết sự tổng hợp, phân giải một số chất như hormone, phytochrome,... tác động đến quá trình phát sinh hình thái của thực vật, điều tiết sự ra hoa, ảnh hưởng đến tỉ lệ nảy mầm của hạt (H 20.2),...
(a)
(b)
Hình 20.2. Ảnh hưởng của ánh sáng đến sự nảy mầm của hạt rau diếp (Lactuca sativa L.) Hạt nảy mầm trong tối (a) và trong điều kiện được chiếu ánh sáng đỏ (b)
c) Nhiệt độ
Mỗi loài thực vật sinh trưởng, phát triển thuận lợi trong một khoảng nhiệt độ nhất định, điều này quyết định đến sự phân bố của thực vật trong tự nhiên. Nhiệt độ tối ưu của đa số các loài cây trồng nhiệt đới dao động trong khoảng 20 – 30 °C, trong khi cây ôn đới là khoảng 15 – 20 °C. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt, khả năng ra hoa, hình thái của cơ quan sinh sản,... Trong một giới hạn nhất định, tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tỉ lệ nảy mầm và rút ngắn thời gian nảy mầm của hạt (H 20.3).
Hình 20.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỉ lệ nảy mầm và thời gian nảy mầm của hạt táo Berber (Ziziphus lotus) (**)
(*) Nguồn: Effects of Severe Water Stress on Maize Growth Processes in the Field, Libing Song et al., 2019.
(**) Nguồn: Seed germination at different temperatures and water stress levels, and seedling emergence from different depths of Ziziphus lotus, M.Maraghni et al., 2010.

d) Chất khoáng
Chất khoáng là thành phần cấu tạo tế bào và tham gia điều tiết các quá trình sinh lí trong cây. Thiếu các nguyên tố khoáng thiết yếu làm chậm quá trình sinh trưởng của cây, ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng nông sản, thiếu trong thời gian dài, cây có thể ngừng sinh trưởng và chết. Ví dụ: Cây cà chua trồng trong điều kiện thiếu calcium, quả hình thành sẽ bị thối ở đỉnh (H 20.4).
Hình 20.4. Quả cà chua bị hỏng (thối) khi thiếu calcium
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Sinh trưởng và phát triển ở thực vật có đặc điểm gì?
Dựa vào Hình 20.3, chỉ ra mối quan hệ giữa nhiệt độ với tỉ lệ nảy mầm và thời gian nảy mầm của hạt.
II. MÔ PHÂN SINH, SINH TRƯỞNG SƠ CẤP VÀ SINH TRƯỞNG THỨ CẤP
1. Mô phân sinh
Mô phân sinh là nhóm các tế bào chưa phân hoá, có khả năng phân chia tạo tế bào mới trong suốt đời sống của thực vật.
Mô phân sinh ở thực vật gồm: mô phân sinh đỉnh, mô phân sinh bên và mô phân sinh lóng. Mô phân sinh đỉnh có ở ngọn cây, đỉnh cành và chóp rễ của cả cây một lá mầm và cây hai lá mầm. Trong khi đó, mô phân sinh bên chỉ có ở cây hai lá mầm, còn mô phân sinh lóng chỉ có ở cây một lá mầm.
Vị trí và vai trò của các loại mô phân sinh được thể hiện trong Hình 20.5.
Trong kĩ thuật nhân giống in vitro, mô phân sinh đỉnh thường được sử dụng làm vật liệu nuôi cấy tạo cây hoàn chỉnh, giúp nhân nhanh các giống cây trồng trong một thời gian ngắn.
Mô phân sinh đỉnh ở ngọn cây và đỉnh cành làm tăng chiều cao của cây, chiều dài của cành
Mô phân sinh lóng làm tăng chiều dài của lóng
Mô phân sinh đỉnh ở rễ làm tăng chiều dài rễ
Mô phân sinh bên làm tăng đường kính của thân
Hình 20.5. Vị trí và vai trò của các loại mô phân sinh thực vật

2. Sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp
Sinh trưởng ở thực vật có hai kiểu: sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp.
a) Sinh trưởng sơ cấp
Sinh trưởng sơ cấp là kết quả hoạt động của mô phân sinh đỉnh và mô phân sinh lông dẫn đến sự gia tăng chiều cao của cây và chiều dài của rễ.
Cây một lá mầm và cây hai lá mầm thân thảo chỉ có sinh trưởng sơ cấp, cây chủ yếu sinh trưởng về chiều cao, hạn chế tăng trưởng về đường kính. Đặc biệt, ở cây một lá mầm (lúa, ngô, cỏ lồng vực,...) có mô phân sinh lông nên thân cây vẫn có thể cao lên khi mô phân sinh đỉnh đã bị cắt bỏ. Với cây hai lá mầm thân gỗ, sinh trưởng sơ cấp diễn ra ở giai đoạn cây non, khi trưởng thành, sinh trưởng sơ cấp chỉ có ở rễ và thân non mới hình thành, phần thân và rễ còn lại chuyển sang sinh trưởng thứ cấp.
Mô phân sinh đỉnh phân chia trong sinh trưởng sơ cấp ở thân làm tăng chiều cao của cây và xuất hiện lá mới
Mầm lá
Lá non
Mô phân sinh đỉnh ở chóp rễ phân chia trong sinh trưởng sơ cấp làm tăng chiều dài của rễ
Hình 20.6. Sinh trưởng sơ cấp ở thân và rễ
b) Sinh trưởng thứ cấp
Sinh trưởng thứ cấp là kết quả phân chia của các tế bào mô phân sinh bên có ở thân và rễ của cây hai lá mầm. Mô phân sinh bên gồm tầng sinh mạch (tầng phát sinh mạch dẫn) và tầng sinh bần (tầng phát sinh vỏ).
Tầng sinh mạch phân chia tạo mạch gỗ thứ cấp ở phía trong và mạch rây thứ cấp nằm ở phía ngoài thân, từ đó làm tăng đường kính của thân. Tầng sinh bần phân chia tạo lớp bần (lớp tế bào biểu bì) thay thế lớp bần cũ đã già, giúp bảo vệ thân khỏi mất nước và sự xâm nhập của các sinh vật gây hại (H 20.7).
Mạch rây thứ cấp
Vỏ thứ cấp
Tầng sinh bần
Tầng sinh mạch
Bần
Mạch gỗ thứ cấp
Vòng sinh trưởng
Hình 20.7. Mặt cắt ngang thân cây gỗ thể hiện cấu tạo của thân

Sinh trưởng thứ cấp qua các năm tạo nên các lớp gỗ thứ cấp, từ đó hình thành nên các vòng sinh trưởng hay còn gọi là vòng gỗ (H 20.7). Kích thước của vòng gỗ có thể thay đổi phụ thuộc vào điều kiện môi trường.
Sinh trưởng thứ cấp là hình thức sinh trưởng chỉ có ở thực vật hai lá mầm, biểu hiện rõ nhất ở nhóm cây thân gỗ lâu năm.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Phân biệt các loại mô phân sinh ở thực vật về vị trí và vai trò của mỗi loại.
Trong các cơ quan: rễ, thân, lá, cơ quan nào sinh trưởng không giới hạn? Điều này có ý nghĩa như thế nào với đời sống của thực vật?
Phân biệt kiểu sinh trưởng của cây một lá mầm và cây hai lá mầm.
III. HORMONE THỰC VẬT
Bên cạnh yếu tố di truyền, hormone là nhân tố quan trọng giúp điều tiết các quá trình sinh trưởng và phát triển ở thực vật.
1. Khái niệm và vai trò của hormone thực vật
a) Khái niệm
Hormone thực vật (còn gọi là phytohormone hay chất điều hoà sinh trưởng) là các chất hữu cơ có hoạt tính sinh học cao, được tổng hợp với lượng nhỏ ở các cơ quan, bộ phận nhất định trong cây, tham gia điều tiết các hoạt động sống của thực vật.
b) Vai trò
Ở cấp độ tế bào, hormone thực vật có vai trò điều tiết sự phân chia, dãn dài và phân hoá của tế bào, hormone cũng có thể làm thay đổi độ trương nước của tế bào,...
Ở cấp độ cơ thể, hormone có vai trò:
– Thúc đẩy quá trình sinh trưởng, phát triển ở thực vật như: sinh trưởng của chồi ngọn, nảy mầm của hạt, chín của quả,... hoặc ức chế sự sinh trưởng, đẩy nhanh sự già hoá ở cây qua các phản ứng ngủ của hạt, rụng lá, rụng quả,...
– Hormone tham gia điều khiển các đáp ứng của thực vật với các kích thích đến từ môi trường.
2. Các loại hormone thực vật
Dựa vào hoạt tính sinh học, hormone thực vật được chia thành hai nhóm: nhóm kích thích sinh trưởng (auxin, giberellin và cytokinin) và nhóm ức chế sinh trưởng (abscisic acid, ethylene). Hormone thực vật có thể được tổng hợp bởi con người (gọi là hormone ngoại sinh hay hormone tổng hợp) với mục đích điều khiển các hoạt động sống của thực vật nhằm nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng.

a) Nhóm hormone kích thích sinh trưởng
Auxin
Loại auxin phổ biến nhất ở thực vật là IAA (3 – indolacetic acid), ngoài ra còn có một số loại auxin ngoại sinh khác như NAA; 2,4 – D,... Trong cơ thể thực vật, auxin được tổng hợp ở các cơ quan đang sinh trưởng mạnh (chồi ngọn, lá non, phần hoa, phôi hạt), sau đó được vận chuyển hướng gốc đến rễ theo mạch rây.
Auxin ảnh hưởng đến hầu hết các quá trình sinh lí từ cấp độ tế bào đến cơ thể. Ở cấp độ tế bào, auxin kích thích phân bào, dãn dài của tế bào và phối hợp với hormone khác kích thích quá trình biệt hoá tế bào. Ở cấp độ cơ thể, auxin có nhiều tác dụng sinh lí khác nhau (H 20.8). Bên cạnh đó, auxin cũng làm tăng kích thước của quả, làm chậm quá trình chín và hạn chế rụng quả, làm liền vết thương,...
Hình 20.8. Một số tác dụng sinh lí của auxin
Gibberellin
Trong cây, gibberellin được tổng hợp chủ yếu ở các cơ quan đang sinh trưởng (quả non, lá non, đỉnh chồi và đỉnh rễ). Gibberellin vận chuyển theo cả hai chiều, hướng ngọn và hướng gốc theo mạch gỗ và mạch rây.
Gibberellin ảnh hưởng đến nhiều quá trình sinh lí như:
– Tăng chiều dài của thân và lóng do gibberellin kích thích sự phân chia và dãn dài của tế bào.
– Kích thích nảy mầm của củ và hạt thông qua hoạt hoá enzyme.
– Thúc đẩy sự hình thành và phân hoá giới tính của hoa, sự sinh trưởng của quả. Ví dụ: gibberellin làm tăng chiều dài của cuống và thân mang quả (chùm) ở nho không hạt, giúp tạo không gian cho quả tăng kích thước (H 20.9).
Hình 20.9. Ảnh hưởng của gibberellin đến chiều dài của cuống quả và chùm nho không hạt
Cytokinin
Có nhiều loại cytokinin khác nhau đã được tìm thấy ở thực vật.
Trong cây, cytokinin được tổng hợp nhiều ở mô phân sinh đỉnh rễ và được vận chuyển đến các cơ quan khác theo hệ thống mạch gỗ. Ngoài ra, cytokinin còn được hình thành ở quả non, lá non.
Cytokinin có vai trò sinh lí như:
– Kích thích sự phân chia tế bào.

Phối hợp với auxin, tác động đến sự phân hoá cơ quan của thực vật, đặc biệt là sự phân hoá chồi. Tác dụng sinh lí này được ứng dụng phổ biến trong kĩ thuật nuôi cấy mô, tế bào thực vật (H 20.10).
Làm chậm sự già hoá của thực vật, giảm ưu thế ngọn hay kích thích sự nảy mầm của hạt.
b) Nhóm hormone ức chế sinh trưởng
• Abscisic acid
Abscisic acid (ABA) được tổng hợp ở hầu hết các bộ phận của cây (rễ, hoa, quả,...) và được tích luỹ nhiều trong các cơ quan già, sắp rụng hay đang ở trạng thái ngủ nghỉ. Khi gặp một số yếu tố môi trường bất lợi (stress) như hạn hán, ngập úng, bệnh lí, cây thường tăng cường tổng hợp abscisic acid.
Trong cây, abscisic acid được vận chuyển theo hai chiều: hướng ngọn theo mạch gỗ và hướng gốc theo mạch rây.
Tác dụng sinh lí của abscisic acid được thể hiện trong Hình 20.11.
• Ethylene
Ethylene ($C_2H_4$) là loại hormone thực vật duy nhất tồn tại ở thể khí, do vậy, khác với các loại hormone khác, ethylene được vận chuyển bằng con đường khuếch tán trong phạm vi hẹp. Ethylene được tổng hợp nhiều trong giai đoạn già hoá của cây và quá trình chín của quả. Bên cạnh đó, tổn thương cơ học, hạn hán,... cũng thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp hormone này.
Ethylene có một số vai trò sau:
– Thúc đẩy sự chín của quả.
– Kích thích sự rụng của lá, hoa, quả.
– Kích thích sự hình thành lông hút và rễ phụ.
– Kích thích sự ra hoa của một số loài thực vật như dứa, xoài, dưa chuột.
3. Tương quan giữa các hormone
Ở thực vật, một quá trình sinh lí thường chịu sự chi phối của hai hay nhiều loại hormone khác nhau. Tương quan giữa các hormone quyết định kết quả của quá trình sinh lí được điều tiết. Tương quan hormone thực vật có hai loại: tương quan chung và tương quan riêng.

a) Tương quan chung
Tương quan chung là tương quan giữa hormone thuộc nhóm kích thích sinh trưởng với hormone thuộc nhóm ức chế sinh trưởng.
Ở giai đoạn cây đang sinh trưởng và phát triển, hormone kích thích được tổng hợp với lượng lớn, chi phối và thúc đẩy hình thành các cơ quan sinh dưỡng. Khi cây chuyển sang giai đoạn sinh sản và bước vào giai đoạn già hoá, hormone ức chế được tổng hợp với lượng tăng dần. Nói cách khác, theo chu kì phát triển của cây, tác động của hormone kích thích có xu hướng giảm dần, trong khi tác động của các hormone ức chế tăng dần. Điều này đúng với cả cây một năm và cây lâu năm.
Căn cứ vào kiểu tương quan này, người ta có thể điều khiển thời gian ra hoa, tạo quả, chín của quả,... thông qua các biện pháp kĩ thuật như sử dụng hormone ngoại sinh, gây stress,... để phục vụ mục đích của con người.
b) Tương quan riêng
Tương quan riêng là tương quan giữa hai hay nhiều loại hormone khác nhau thuộc cùng một nhóm hay khác nhóm. Một quá trình phát triển có thể được kích thích bởi một hoặc nhiều loại hormone, đồng thời lại bị ức chế bởi loại hormone khác (Bảng 20.1).
Bảng 20.1. Mối tương quan của các loại hormone trong một số quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật
Quá trình, Hormone thực vật / Auxin, Hormone thực vật / Gibberellin, Hormone thực vật / Cytokinin, Hormone thực vật / Ethylene, Hormone thực vật / Abscisic acid
Nảy mầm của hạt, —, Kích thích, —, —, Ức chế
Rụng lá, Ức chế, —, —, Kích thích, Kích thích
Già hoá của mô, cơ quan, Ức chế, Ức chế, Ức chế, Kích thích, Kích thích
Chín của quả, Ức chế, —, —, Kích thích, —
Phát triển của chồi bên, Ức chế, —, Kích thích, —, —
Ghi chú: "—" không rõ tác động
Dựa vào hiểu biết về tương quan riêng, con người có thể chủ động điều chỉnh các quá trình phát sinh hình thái, các hoạt động sinh lí theo hướng có lợi như sử dụng các hormone ngoại sinh trong quá trình canh tác hay bảo quản nông sản,...
4. Ứng dụng của hormone trong thực tiễn
Ngày nay, hormone ngoại sinh ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp giúp nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng, đáp ứng nhu cầu lương thực, thực phẩm, nguyên liệu,... của con người.
Một số ứng dụng phổ biến của hormone trong sản xuất nông nghiệp được trình bày trong Bảng 20.2 sau đây:

$Bảng 20.2. Một số ứng dụng của hormone ngoại sinh trong sản xuất nông nghiệp Hormone, Ứng dụng trong sản xuất, Ví dụ Auxin (IAA; IBA; $\alpha-NAA$; 2,4 D,...),$

Bảng 20.2. Một số ứng dụng của hormone ngoại sinh trong sản xuất nông nghiệp
Hormone, Ứng dụng trong sản xuất, Ví dụ
Auxin (IAA; IBA; $\alpha-NAA$; 2,4 D,...), – Kích thích sự ra rễ của cành giâm, cành chiết,... trong nhân giống vô tính. – Hạn chế rụng hoa và quả, tăng tỉ lệ đậu quả ở nhóm cây có múi., – Xử lí vết chiết bằng $\alpha-NAA$ nồng độ 3 000 ppm (part per million – phần triệu) giúp rút ngắn thời gian ra rễ của cành cam, bưởi 30 – 40 ngày. – Phun $\alpha-NAA$ (5 – 15 ppm) làm giảm tỉ lệ rụng quả ở cây bông.
Gibberellin (GAs), – Tăng chiều cao một số cây như cây lấy sợi, cây lấy gỗ,... – Kích thích hạt, củ giống nảy mầm., – Phun GAs (20 – 50 ppm) giúp tăng chiều cao cây đay lên gấp 2 – 2,5 lần. – Ngâm hạt đậu tây trong GAs (15 – 20 ppm) trong 7 – 10 giờ, hạt nảy mầm đạt tỉ lệ 60 – 70%.
Ethylene (ethrel), – Đẩy nhanh quá trình chín của quả. – Gây rụng lá ở một số cây trồng. – Kích thích ra hoa trái vụ ở một số cây như: xoài, dứa,..., – Nhúng hoặc phun ethrel (0,5 – 2 g/L) cho quả cà chua, chuối, xoài,... làm quả chín đồng loạt. – Phun ethrel (0,1 – 0,2%) lên lá cây đậu tương sẽ gây rụng lá đồng loạt, thuận lợi cho thu hoạch quả. – Phun ethrel (0,1 – 0,25%) lên bề mặt lá thúc đẩy cây dứa ra hoa trái vụ.
Để nâng cao hiệu quả tác động khi sử dụng hormone ngoại sinh, cần tuân thủ các nguyên tắc: đúng liều lượng, đúng nồng độ, đảm bảo tính đối kháng và sự phối hợp giữa các loại hormone.
Bên cạnh đó, do thực vật không có enzyme phân giải các hormone ngoại sinh nên khi xử lí các hormone ngoại sinh trên các đối tượng cây trồng được sử dụng làm thức ăn cho người cần tuân thủ tuyệt đối liều lượng, nồng độ khuyến cáo,... nhằm đảm bảo an toàn thực phẩm, không gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của người sử dụng.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Hormone thực vật là gì? Chúng có vai trò như thế nào đối với thực vật?
Lập bảng chỉ ra đặc điểm của các loại hormone về vị trí tổng hợp, hướng vận chuyển và tác dụng sinh lí của mỗi loại.
Khi sử dụng hormone thực vật trong trồng trọt, cần tuân thủ những nguyên tắc gì?
IV. PHÁT TRIỂN Ở THỰC VẬT CÓ HOA
1. Quá trình phát triển ở thực vật có hoa
Quá trình phát triển ở thực vật trải qua các giai đoạn khác nhau và được xác định bằng sự thay đổi về hình thái, cấu tạo của các mô, cơ quan (H 20.12).
Hình 20.12. Sơ đồ các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây ớt

Với cây một năm, toàn bộ các giai đoạn của quá trình phát triển chỉ diễn ra trong thời gian một năm, trong khi đó ở cây lâu năm, giai đoạn sinh sản lặp lại một số lần trong vòng đời của nó, số lần lặp lại của giai đoạn này phụ thuộc vào loài.
2. Các nhân tố chi phối quá trình phát triển của thực vật có hoa
Sự xuất hiện của hoa là mốc đánh dấu sự chuyển từ giai đoạn sinh trưởng sang giai đoạn phát triển sinh sản. Quá trình ra hoa ở thực vật chịu sự chi phối của các nhân tố bên trong và bên ngoài.
a) Các nhân tố bên trong
Yếu tố di truyền: Tuỳ từng loài, thực vật ra hoa khi đến độ tuổi nhất định. Ví dụ: Ở cây ăn quả lâu năm trồng từ hạt, hoa sẽ xuất hiện sau khoảng 3 – 5 năm, trong khi một số loài tre chỉ ra hoa sau khoảng 50 năm.
Hormone: Tương quan về nồng độ giữa các hormone quyết định đến sự chuyển từ giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng sang giai đoạn sinh sản ở thực vật.
b) Các nhân tố bên ngoài
Ánh sáng
Sự ra hoa của nhiều loài thực vật phụ thuộc vào tương quan độ dài ngày và đêm gọi là quang chu kì. Căn cứ vào phản ứng của thực vật với quang chu kì, thực vật được chia làm ba nhóm:
– Thực vật đêm dài (thực vật ngày ngắn): là nhóm thực vật ra hoa trong điều kiện ngày ngắn, đêm dài. Ví dụ: cúc, thược dược, cà tím, đậu tương, mía,…
– Thực vật đêm ngắn (thực vật ngày dài): là nhóm ra hoa trong điều kiện ngày dài, đêm ngắn. Ví dụ: thanh long, dâu tây, cà rốt, củ cải đường, hành,…
– Thực vật trung tính: là nhóm thực vật ra hoa không phụ thuộc vào độ dài thời gian chiếu sáng trong ngày. Ví dụ: cà chua, lạc, hướng dương,…
Nhiệt độ
Một số loài cây chỉ ra hoa khi có khoảng thời gian tiếp xúc với nhiệt độ thấp, hiện tượng này gọi là sự xuân hoá. Hiện tượng xuân hoá thường gặp ở các cây trồng có nguồn gốc từ các nước ôn đới nơi có mùa đông lạnh giá. Ví dụ: Cây cà rốt ra hoa trong điều kiện nhiệt độ thấp khoảng $1 - 10$ °C, kéo dài $10 - 12$ tuần; cây cải bắp trải qua điều kiện nhiệt độ $5 - 8$ °C trong khoảng $6 - 8$ tuần sẽ ra hoa. Nếu thời gian tiếp xúc với nhiệt độ thấp không đủ dài thì cây có thể không ra hoa. Sự xuân hoá giúp kéo dài thời gian sinh trưởng, tăng sức chống chịu của cây trồng với điều kiện lạnh giá.
Chất dinh dưỡng
Chất dinh dưỡng ảnh hưởng đến thời gian và khả năng ra hoa của thực vật. Trong điều kiện đất giàu nitrogen, cây thường kéo dài thời gian sinh trưởng sinh dưỡng và chậm ra hoa. Trong khi cây có xu hướng ra hoa sớm khi trồng trên đất nghèo dinh dưỡng.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Quá trình phát triển của thực vật có hoa gồm những giai đoạn nào? Dấu hiệu nhận biết của mỗi giai đoạn là gì?
Kể tên các nhân tố chi phối quá trình phát triển của thực vật có hoa. Những nhân tố đó tác động như thế nào đến phát triển của thực vật?

V. ỨNG DỤNG HIỂU BIẾT VỀ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
– Điều chỉnh trạng thái ngủ nghỉ của hạt giống, củ giống: (1) sử dụng hormone (abscisic acid, ethylene) hay các chất ức chế sinh trưởng để duy trì trạng thái ngủ, ức chế sự nảy mầm của hạt, củ giống trong bảo quản; (2) phá vỡ trạng thái ngủ nghỉ, thúc đẩy nảy mầm bằng cách sử dụng gibberellin hay đặt hạt giống, củ giống trong điều kiện môi trường (nước, ánh sáng, nhiệt độ thích hợp) thuận lợi.
– Điều khiển sự ra hoa của thực vật dựa trên các hiểu biết về quang chu kì, sự xuân hoá, tương quan dinh dưỡng hay vai trò của các loại hormone,... Sử dụng các biện pháp chiếu sáng bổ sung để điều chỉnh thời gian ra hoa của các cây trồng có phản ứng quang chu kì như thanh long, hoa cúc, mía,... (Bảng 20.3).
Bảng 20.3. Một số ví dụ điều khiển sự ra hoa ở cây trồng bằng ánh sáng$^{(*)}$
Loài cây, Phản ứng quang chu kì, Hình thức tác động, Kết quả
Thanh long ruột đỏ$^{(*)}$, Cây đêm ngắn, Sử dụng đèn LED đỏ 75W, chiếu sáng 22 đêm, mỗi đêm 5 giờ, Cây ra hoa trái vụ, tăng số lượng hoa/cây và giảm số lượng hoa dị hình
Hoa cúc vàng$^{(**)}$, Cây đêm dài, Sử dụng đèn LED PTP để ngắt đêm trong 3 giờ cho cây cúc vụ đông xuân, Tăng chiều cao, số lá/cây và kéo dài thời gian ra hoa thêm 41 ngày so với công thức không thắp đèn
Bên cạnh đó, dinh dưỡng hợp lí, điều chỉnh tỉ lệ các loại phân bón cũng có thể thúc đẩy hoặc làm chậm sự ra hoa của thực vật. Hormone ngoại sinh thuộc nhóm gibberellin cũng được sử dụng để thúc đẩy một số cây trồng ra hoa như xà lách, bắp cải, lay ơn. Ngoài ra, xử lí nhiệt độ thấp cũng góp phần rút ngắn thời gian sinh trưởng sinh dưỡng, kích thích các cây như loa kèn, li,... ra hoa.
– Xác định tuổi thọ của cây thông qua đếm vòng gỗ: Dựa trên việc đếm vòng gỗ trên mặt cắt của thân cây, con người có thể xác định được tuổi của cây, qua đặc điểm của các vòng gỗ cũng có thể xác định được đặc điểm khí hậu trong thời kì sinh trưởng của cây.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Tìm thêm ví dụ ứng dụng hiểu biết về sinh trưởng, phát triển của thực vật trong thực tiễn.
KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Sinh trưởng diễn ra liên tục trong suốt đời sống của thực vật tại các mô phân sinh. Sinh trưởng gồm hai kiểu: sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp.
– Sinh trưởng và phát triển của thực vật chịu ảnh hưởng của cả yếu tố bên trong như di truyền hormone và các yếu tố bên ngoài như nước, ánh sáng, nhiệt độ, chất khoáng,...
($*$) Nguồn: Nghiên cứu ảnh hưởng của loại bóng đèn chiếu sáng đến khả năng ra hoa, đậu quả trái vụ và năng suất giống thanh long ruột đỏ TL5 trồng tại Hà Nội; Nguyễn Thị Thu Hương và cộng sự, 2020.
($**$) Nguồn: Nghiên cứu đánh giá tác động ngắt đêm (Night break-NB) của một số đèn LED đến sự kìm hãm ra hoa và sinh trưởng của cây hoa cúc, Đặng Xuân Thu và cộng sự, 2021.

Mô phân sinh là những tế bào chưa phân hoá, có khả năng phân chia. Thực vật có ba loại mô sinh gồm: mô phân sinh đỉnh, mô phân sinh lông và mô phân sinh bên.
Sinh trưởng sơ cấp là kết quả của sự phân chia tế bào của mô phân sinh đỉnh và mô phân sinh lông, còn sinh trưởng thứ cấp là kết quả của sự phân chia tế bào ở mô sinh bên.
Hormone thực vật là các chất hữu cơ có hoạt tính sinh học cao, có tác dụng điều tiết các quá trình sống trong cơ thể thực vật. Thực vật có hai nhóm hormone: nhóm hormone kích thích sinh trưởng (auxin, gibberellin, cytokinin) và nhóm ức chế sinh trưởng (abscisic acid, ethylene).
Quá trình sinh trưởng, phát triển được điều tiết bởi sự tác động phối hợp giữa các hormone.
Quá trình phát triển của thực vật có hoa trải qua năm giai đoạn kế tiếp nhau gồm: hạt, non trẻ, trưởng thành, sinh sản và già. Quá trình này chịu sự chi phối của các nhân tố bên trong (yếu tố di truyền, hormone) và các nhân tố bên ngoài (ánh sáng, nhiệt độ, chất dinh dưỡng).
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Trong sản xuất, người ta thường kéo dài giai đoạn sinh trưởng phát triển sinh dưỡng của những đối tượng cây trồng nào? Nêu một số biện pháp để thực hiện.
Nhà Lan trồng ba loại rau gồm: mồng tơi, rau đay và rau bí. Hãy giới thiệu giúp Lan một biện pháp để tăng số lượng nhánh, từ đó tăng năng suất của các loại rau này. Giải thích cơ sở của biện pháp đó.
Lập bảng phân biệt sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp.
Quan sát lát cắt ngang của thân cây gỗ ở Hình 20.7 và cho biết cách xác định tuổi của cây. Có thể sử dụng vòng gỗ để tìm hiểu về đặc điểm khí hậu (lượng mưa, nhiệt độ) ở địa phương nơi thực vật đó sinh sống được không? Giải thích.
KHOA HỌC VÀ ĐỜI SỐNG
Hormone thực vật có thể trở thành thuốc diệt cỏ?
Ở nồng độ phù hợp, auxin tổng hợp là chất kích thích sinh trưởng với thực vật và được ứng dụng trong nhiều hoạt động sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, một số loại auxin tổng hợp như 2,4 – D (2,4 – Dichlorophenoxyacetic acid); 2,4,5 – T (2,4,5 – Trichlorophenoxyacetic acid) khi sử dụng ở nồng độ cao có tác dụng diệt cỏ hữu hiệu. Trong đó, 2,4 – D là loại thuốc diệt cỏ lá rộng và ít ảnh hưởng đến các loại cây ngũ cốc, do đó, nó được sử dụng phổ biến ở nhiều quốc gia trên thế giới. Trong khi 2,4,5 – T, tuy có độc tính vừa phải nhưng quá trình sản xuất nó lại tạo ra tạp chất dioxin – chất độc nhất mà con người từng biết đến (chỉ cần hàm lượng rất nhỏ đã gây ra quái thai).

Bài 22. Sinh trưởng và phát triển ở động vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT:
Nêu được đặc điểm sinh trưởng và phát triển ở động vật.
Trình bày được các giai đoạn chính trong quá trình sinh trưởng và phát triển ở động vật.
Phân biệt được phát triển không qua biến thái và phát triển qua biến thái.
Phân tích được ý nghĩa của phát triển qua biến thái hoàn toàn ở động vật đối với đời sống của chúng.
Trình bày được các giai đoạn phát triển của con người từ hợp tử đến cơ thể trưởng thành.
Vận dụng được hiểu biết về các giai đoạn phát triển để áp dụng chế độ ăn uống hợp lí.
Nêu được ảnh hưởng của các yếu tố bên trong và bên ngoài đến sinh trưởng và phát triển của động vật.
Nêu được vai trò của một số hormone đối với hoạt động sống của động vật.
Vận dụng hiểu biết về hormone để giải thích một số hiện tượng trong thực tiễn.
Phân tích được khả năng điều khiển sinh trưởng và phát triển ở động vật.
Vận dụng hiểu biết về sinh trưởng và phát triển ở động vật vào thực tiễn.
Phân tích đặc điểm tuổi dậy thì và ứng dụng hiểu biết về tuổi dậy thì trong bảo vệ sức khoẻ, chăm sóc bản thân và người khác.
Quá trình một tế bào hợp tử phát triển thành một cơ thể hoàn chỉnh diễn ra như thế nào?
I. ĐẶC ĐIỂM VÀ CÁC GIAI ĐOẠN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN
1. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển
– Tốc độ sinh trưởng và phát triển của cơ thể không đều theo thời gian, có giai đoạn sinh trưởng và phát triển nhanh, có giai đoạn chậm, có giai đoạn chỉ có sinh trưởng. Ví dụ: Ở người, giai đoạn từ khi sinh ra đến trước tuổi dậy thì chủ yếu sinh trưởng. Đến giai đoạn dậy thì tốc độ sinh trưởng và phát triển tăng lên rõ rệt, hình thành các đặc điểm sinh dục thứ phát.
– Tốc độ sinh trưởng và phát triển của các phần khác nhau của cơ thể diễn ra không giống nhau. Ví dụ: Ở người, đầu của thai nhi lúc 2 – 3 tháng tuổi dài gần bằng 1/2 chiều dài cơ thể, khi mới sinh ra bằng 1/4 và đến 16 tuổi chỉ còn bằng 1/7 chiều dài cơ thể.

– Các cơ quan, hệ cơ quan của phôi thai cũng phát triển theo thời gian khác nhau. Ví dụ: Ở người, tim bắt đầu đập vào ngày thứ 21 của thai kì; cẳng chân, cánh tay, hệ tiêu hoá bắt đầu hình thành vào tuần thứ năm,...
– Thời gian sinh trưởng và phát triển đạt đến kích thước tối đa (chiều cao hoặc chiều dài) là khác nhau ở các loài động vật. Ví dụ: Thời gian lớn lên của con người là khoảng 25 năm, cao tối đa khoảng 2 m; lạc đà lớn lên và đạt kích thước tối đa sau khoảng 8 năm,...
2. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển
Quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật để trứng bắt đầu từ khi hợp tử phân bào cho đến giai đoạn trưởng thành được chia làm hai giai đoạn: giai đoạn phôi và giai đoạn hậu phôi. Ở động vật đẻ con như Thú và người, quá trình sinh trưởng và phát triển được chia làm giai đoạn phôi thai và giai đoạn sau sinh. Giai đoạn phôi thai tương ứng với giai đoạn phôi, giai đoạn sau sinh tương ứng với giai đoạn hậu phôi.
a) Giai đoạn phôi
Giai đoạn phôi diễn ra trong trứng ở bên trong và bên ngoài cơ thể mẹ hoặc chỉ bên ngoài cơ thể mẹ (ở động vật thụ tinh ngoài). Giai đoạn phôi gồm nhiều giai đoạn kế tiếp nhau: phân cắt, phôi nang, phôi vị, tạo cơ quan.
Ở người, giai đoạn phôi thai diễn ra trong tử cung (dạ con) người mẹ. Hai tháng đầu (8 tuần) gọi là giai đoạn phôi. Từ tháng thứ ba (từ tuần thứ chín) cho đến khi sinh ra gọi là giai đoạn thai (H 22.1).
Hình 22.1. Giai đoạn phôi thai ở người
b) Giai đoạn hậu phôi
Giai đoạn hậu phôi là giai đoạn con non (nở từ trứng ra hoặc mới sinh ra) phát triển thành con trưởng thành. Ở giai đoạn hậu phôi, quá trình phát triển của con non có thể trải qua biến thái hoặc không qua biến thái.
Biến thái là sự thay đổi về hình thái và cấu tạo của động vật sau khi sinh ra hoặc nở từ trứng ra.
II. CÁC HÌNH THỨC PHÁT TRIỂN
Dựa vào hình thái, cấu tạo của con non trong giai đoạn phát triển thành con trưởng thành, người ta phân biệt hai hình thức (kiểu) phát triển: phát triển không qua biến thái và phát triển qua biến thái. Phát triển qua biến thái có thể là hoàn toàn hoặc không hoàn toàn.
Sơ đồ dưới đây thể hiện các hình thức phát triển ở động vật:

Quá trình phát triển
Phát triển không qua biến thái
Phát triển qua biến thái
Phát triển qua biến thái hoàn toàn
Phát triển qua biến thái không hoàn toàn
1. Phát triển không qua biến thái
Phát triển không qua biến thái là quá trình phát triển trong đó con non mới nở từ trứng ra hoặc mới sinh ra đã có cấu tạo giống con trưởng thành. Ví dụ: Trẻ em mới sinh ra và trẻ em ở các độ tuổi tiếp theo đều có đặc điểm cấu tạo tương tự người trưởng thành (H 22.2).
Phát triển không qua biến thái gặp ở đa số động vật có xương sống và một số loài động vật không xương sống.
Hình 22.2. Phát triển không qua biến thái ở người
2. Phát triển qua biến thái
a) Phát triển qua biến thái hoàn toàn
Phát triển qua biến thái hoàn toàn là quá trình phát triển mà ấu trùng có hình thái và cấu tạo rất khác với con trưởng thành. Ví dụ: Sâu bướm có đặc điểm hình thái và cấu tạo rất khác với bướm. Sâu bướm trải qua nhiều lần lột xác và biến đổi thành nhộng, sau đó thành bướm (H 22.3a). Nhộng là giai đoạn biến đổi gần như toàn bộ cơ thể. Các mô, các cơ quan cũ của sâu tiêu biến đi, đồng thời các mô, các cơ quan mới hình thành. Vì vậy, bướm chui ra từ kén có hình dạng và cấu tạo khác hẳn với sâu bướm. Giai đoạn nhộng giúp ấu trùng bướm trải qua điều kiện môi trường sống khó khăn như lạnh giá, thiếu thức ăn,...
(a)
(b)
Hình 22.3. Phát triển qua biến thái hoàn toàn ở bướm (a) và không hoàn toàn ở châu chấu (b)
Hầu hết bướm trưởng thành sống bằng mật hoa, trong ống tiêu hoá chỉ có enzyme sucrase tiêu hoá đường sucrose. Trong khi đó sâu bướm ăn lá cây, trong ống tiêu hoá của sâu có các enzyme thuỷ phân protein, lipid và carbohydrate thành các chất dễ hấp thụ như đường đơn, acid béo, glycerin và amino acid.
Phát triển qua biến thái hoàn toàn gặp ở lưỡng cư và nhiều loài côn trùng.

b) Phát triển qua biến thái không hoàn toàn
Biến thái không hoàn toàn là quá trình phát triển mà ấu trùng phát triển chưa hoàn thiện, trải qua nhiều lần lột xác, ấu trùng biến đổi thành con trưởng thành.
Ví dụ: Ấu trùng châu chấu chui từ trứng ra có cơ thể phát triển chưa hoàn thiện (chưa có cánh,...). Ấu trùng trải qua nhiều lần lột xác (khoảng 4 – 5 lần). Sau mỗi lần lột xác, ấu trùng lớn lên rất nhanh, càng giống con trưởng thành và cuối cùng phát triển thành con trưởng thành (H 22.3b). Sự khác biệt về hình thái và cấu tạo của con non giữa các lần lột xác kế tiếp nhau rất nhỏ.
Nhiều loại ấu trùng cũng ăn lá cây như bố mẹ chúng. Các enzyme trong ống tiêu hoá thuỷ phân protein, lipid và carbohydrate thành đường đơn, acid béo, glycerin và amino acid. Phát triển qua biến thái không hoàn toàn gặp ở một số loài động vật chân khớp như châu chấu, cào cào, gián, ve sầu, tôm, cua,...
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Phân biệt phát triển không qua biến thái và phát triển qua biến thái, phát triển qua biến thái hoàn toàn và biến thái không hoàn toàn.
Kẻ bảng vào vở theo mẫu sau, điền ít nhất tên 10 loài động vật vào bảng và đánh dấu × vào kiểu biến thái của chúng.
Tên động vật, Phát triển không qua biến thái, Phát triển qua biến thái / Phát triển qua biến thái hoàn toàn, Phát triển qua biến thái / Phát triển qua biến thái không hoàn toàn
1. Ruồi, $\times$
2. ............
Quan sát Hình 22.1 và 22.2, phân biệt các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của con người từ giai đoạn phôi cho đến khi trưởng thành, từ đó giải thích tại sao cần có chế độ ăn uống phù hợp cho trẻ em và phụ nữ khi mang thai?
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
1. Các yếu tố bên trong
a) Di truyền
Sinh trưởng và phát triển của mỗi loài, mỗi cá thể động vật trước tiên do yếu tố di truyền quyết định. Người ta đã phát hiện hệ thống gene chịu trách nhiệm điều khiển sinh trưởng và phát triển ở động vật.
Hai đặc điểm sinh trưởng và phát triển dễ nhận thấy nhất do yếu tố di truyền quyết định đó là tốc độ lớn và giới hạn lớn. Ví dụ: Các giống lợn nhập nội có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn và khối lượng cơ thể khi trưởng thành lớn hơn so với các giống lợn nội địa của Việt Nam.

b) Hormone
Động vật có xương sống có nhiều hormone ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển. Tuy nhiên, bốn loại hormone được coi là ảnh hưởng mạnh nhất đến sinh trưởng và phát triển là hormone sinh trưởng (GH), thyroxine, testosterone và estrogen (H 22.4).
1 Hormone sinh trưởng
Kích thích phân chia tế bào và tăng kích thước tế bào qua tăng tổng hợp protein.
Kích thích phát triển xương, xương dài và to ra.
2 Thyroxine
Kích thích và duy trì chuyển hoá ở tế bào, qua đó tác động lên quá trình sinh trưởng và phát triển bình thường của cơ thể.
Kích thích phát triển hệ thần kinh và hoạt động của hệ thần kinh.
3 Estrogen
Kích thích phát triển hệ sinh dục ở thời kì phôi thai.
Kích thích sinh trưởng và phát triển mạnh ở thời kì dậy thì ở nữ.
Kích thích tổng hợp protein ở một số cơ quan và chuyển calcium vào xương.
4 Testosterone
Kích thích phát triển hệ sinh dục ở thời kì phôi thai.
Kích thích sinh trưởng và phát triển mạnh ở thời kì dậy thì ở nam.
Kích thích phát triển cơ bắp và chuyển calcium vào xương.
Hình 22.4. Các hormone ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển ở người
Động vật không xương sống có nhiều hormone tác động lên sinh trưởng và phát triển.
Ví dụ: Ở bướm, hai hormone ecdysone và juvenile phối hợp với nhau gây lột xác ở sâu và biến đổi sâu, nhộng thành bướm.
2. Các yếu tố bên ngoài
Quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố trong môi trường sống như thức ăn, nhiệt độ, ánh sáng, điều kiện vệ sinh,... Động vật sống trong nước còn chịu sự ảnh hưởng của nồng độ $O_2$, pH, mức độ ô nhiễm của nước,...
a) Thức ăn
Thức ăn là yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất lên quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật và người. Các chất dinh dưỡng có trong thức ăn đều cần cho sinh trưởng và phát triển của động vật và người. Chỉ cần thiếu hoặc không đủ số lượng một loại chất dinh dưỡng thì động vật non, trẻ em sẽ chậm lớn và có thể phát triển không bình thường. Ví dụ: Thiếu vitamin D gây ra bệnh còi xương và chậm lớn ở trẻ.
b) Nhiệt độ
Mỗi loài động vật sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện nhiệt độ môi trường thích hợp. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp có thể làm chậm quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật, đặc biệt là động vật biến nhiệt. Ví dụ: Cá rô phi sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện nhiệt độ môi trường khoảng 30 – 35 °C, khi nhiệt độ hạ xuống 16 – 18 °C, cá ngừng lớn và ngừng đẻ.

c) Ánh sáng
Ánh sáng ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật qua nhiều cách khác nhau. Ví dụ:
– Vào những ngày trời rét, động vật hằng nhiệt mất nhiệt vào môi trường dẫn đến nguy cơ hạ thân nhiệt. Lượng nhiệt mất đi được bù lại bằng cách tăng phân giải chất hữu cơ của cơ thể. Nếu quá trình phân giải kéo dài sẽ làm động vật gầy đi và chậm lớn. Động vật hằng nhiệt phơi nắng để thu thêm nhiệt và giảm mất nhiệt, nhờ đó giảm phân giải chất hữu cơ của cơ thể.
– Động vật biến nhiệt như cá sấu, thằn lằn có tập tính phơi nắng làm tăng thân nhiệt, tăng chuyển hoá tạo năng lượng, nhờ đó tăng khả năng tìm kiếm thức ăn, từ đó ảnh hưởng rất mạnh đến sinh trưởng và phát triển của động vật.
– Tia tử ngoại tác động lên da biến tiền vitamin D thành vitamin D. Vitamin D có vai trò trong chuyển hoá calcium để hình thành xương, qua đó ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Phân tích ảnh hưởng của các yếu tố bên trong đến sinh trưởng và phát triển ở động vật.
Phân tích ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài đến sinh trưởng và phát triển ở động vật sống trên cạn và sống dưới nước.
IV. TUỔI DẬY THÌ
Một số nghiên cứu của Việt Nam và thế giới(* ) cho thấy giai đoạn dậy thì thường kéo dài khoảng 5 năm, nữ dậy thì sớm hơn nam. Độ tuổi trung bình bắt đầu dậy thì ở nữ là 11 tuổi, nữ có thể dậy thì trong khoảng từ 8 đến 13 tuổi. Độ tuổi trung bình bắt đầu dậy thì ở nam là 12 tuổi, nam có thể dậy thì trong khoảng từ 9 đến 14 tuổi.
Dậy thì chủ yếu là do tác động của tăng testosterone ở nam và tăng estrogen ở nữ. Ở thời kì dậy thì, nam và nữ có những thay đổi rõ rệt về thể chất và tâm sinh lí. Giai đoạn dậy thì đưa đến nhiều lợi ích cho nam và nữ như tăng sức mạnh thể chất, tăng năng lực trí tuệ, phát triển tính độc lập và nhân cách, bắt đầu nghĩ đến mục tiêu cuộc sống,...
Tuy nhiên, trẻ em ở tuổi dậy thì phải đối diện với nhiều thách thức như nguy cơ mắc bệnh lây truyền qua quan hệ tình dục, mang thai ngoài ý muốn và nguy cơ mắc các tệ nạn xã hội (nghiện ma tuý, nghiện rượu,...).
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Những hormone nào gây dậy thì ở trẻ em nam và nữ? Giải thích.
Kẻ bảng vào vở theo mẫu dưới đây, sau đó điền những thay đổi về thể chất, sinh lí, tâm lí, tình cảm ở tuổi dậy thì vào bảng (Lưu ý: Nữ điền vào cột dành cho nữ, nam điền vào cột dành cho nam).
(*) Nguồn: Bách khoa thư về phát triển kĩ năng tuổi dậy thì – Wyatt, 2022.

Thay đổi, Nữ, Nam
1. Thể chất, ?, ?
2. Sinh lí, ?, ?
3. Tâm lí, tình cảm, ?, ?
3. Tìm hiểu qua tài liệu, internet, hỏi bác sĩ,... về các bệnh lây truyền qua quan hệ tình dục, hậu quả mang thai ở tuổi vị thành niên, sau đó trả lời các câu hỏi sau:
a) Bệnh lây truyền qua đường tình dục gồm những bệnh nào? Hậu quả khi mắc các bệnh đó là gì?
b) Tại sao mang thai ở tuổi vị thành niên đưa đến nhiều hậu quả xấu cho sức khoẻ, tâm sinh lí, học tập? Làm cách nào để tránh mang thai ở tuổi vị thành niên?
4. Nam, nữ ở tuổi dậy thì cần phải làm gì để bảo vệ sức khoẻ, chăm sóc bản thân và người khác?
V. ỨNG DỤNG HIỂU BIẾT VỀ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN VÀO THỰC TIỄN CUỘC SỐNG
Trên thực tế, con người đã và đang tìm ra các biện pháp tác động lên tốc độ sinh trưởng và phát triển của động vật như:
– Xây dựng chế độ ăn thích hợp cho động vật nuôi trong các giai đoạn sinh trưởng và phát triển khác nhau (giai đoạn con non, mang thai,…).
– Chọn giống có tốc độ sinh trưởng và phát triển nhanh, cải tạo giống bằng phương pháp lai giống, áp dụng công nghệ phôi tạo ra giống vật nuôi có năng suất cao,…
– Cải tạo môi trường sống: Chuồng nuôi động vật ấm vào mùa đông, mát vào mùa hè đảm bảo cho động vật không tốn năng lượng cho điều hoà thân nhiệt, vệ sinh chuồng nuôi và tiêm vaccine giúp giảm thiểu mắc bệnh ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của động vật.
– Xác định giai đoạn sinh trưởng và phát triển dễ bị tổn thương nhất của động vật gây hại, từ đó đề ra biện pháp tiêu diệt phù hợp. Ví dụ: Thả ong mắt đỏ (Trichogramma japonicum) để trứng lên sâu đục thân, ấu trùng ong nở ra từ trứng ăn các bộ phận của sâu đục thân làm sâu chết; thả cá vào bể nước để diệt muỗi ở giai đoạn bọ gậy,…
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Tham khảo tài liệu khoa học, internet,… hãy đề xuất thêm biện pháp thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của một số loài vật nuôi nào đó hoặc biện pháp kìm hãm, tiêu diệt côn trùng gây hại.

KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của động vật thể hiện qua:
Tốc độ sinh trưởng và phát triển của cơ thể không đều theo thời gian.
Tốc độ sinh trưởng và phát triển ở các phần khác nhau của cơ thể không giống nhau.
Các cơ quan, hệ cơ quan của phôi thai phát triển theo thời gian khác nhau.
Thời gian sinh trưởng và phát triển đạt đến kích thước tối đa là khác nhau ở các loài động vật.
– Quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật được chia làm hai giai đoạn chủ yếu: giai đoạn phôi và giai đoạn hậu phôi.
– Quá trình phát triển của động vật có thể không qua biến thái hoặc qua biến thái. Quá trình phát triển qua biến thái có thể là hoàn toàn hoặc không hoàn toàn.
– Các nhân tố bên trong như di truyền, hormone và các nhân tố bên ngoài như thức ăn, nhiệt độ, ánh sáng,... ảnh hưởng lên sinh trưởng và phát triển của động vật.
– Tuổi dậy thì là giai đoạn chuyển từ thiếu niên sang thanh niên. Ở thời kì dậy thì, nam và nữ có những thay đổi về thể chất, sinh lí, tâm lí và tình cảm.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Tại sao sâu bướm và châu chấu, cào cào phá hoại cây xanh rất mạnh và gây ra tổn thất cho nông nghiệp?
Hormone có thể làm tăng tốc độ sinh trưởng và phát triển của động vật nhưng tại sao không nên lạm dụng hormone trong chăn nuôi?
Kinh nghiệm của những người chăn nuôi là cắt bỏ hai tinh hoàn của gà trống con khi nó bắt đầu biết gáy. Kết quả thu được là gà lớn nhanh và béo, nhưng cơ thể gà phát triển không bình thường như mào nhỏ, cựa không phát triển, không biết gáy, mất bản năng sinh dục,... Điều này được giải thích như thế nào?
Vận dụng hiểu biết về các giai đoạn phát triển, cho biết tại sao phải quan tâm đến chế độ ăn uống của trẻ em theo độ tuổi. Nếu trẻ em thường xuyên ăn quá nhiều thức ăn giàu chất dinh dưỡng hoặc ăn không đủ chất dinh dưỡng thì hậu quả sẽ thế nào? Giải thích.
EM CÓ BIẾT
Chim ấp trứng tạo ra nhiệt độ thích hợp trong một thời gian nhất định đảm bảo cho hợp tử phát triển thuận lợi thành chim non. Con người dùng lò ấp trứng nhân tạo, điều khiển được nhiệt độ tối ưu nên cho tỉ lệ trứng nở thành con non cao hơn so với chim ấp trong điều kiện tự nhiên.

Thực hành: Quan sát quá trình biến thái ở động vật I. YÊU CẦU CẦN ĐẠT Quan sát, mô tả được hình dạng bên ngoài của sâu, nhộng, bướm tằm trưởng thành. Quan sát v

Lưu ý: Trường hợp không thể sưu tầm được mẫu vật sống, giải pháp khác là sử dụng máy chiếu hình ảnh lên màn hình lớn. Nếu sử dụng cách này, có thể đưa thêm hình

SƠ ĐỒ TÓM TẮT KIẾN THỨC CHƯƠNG 3 SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Thực vật Sinh trưởng Sơ cấp: hoạt động của mô phân sinh đỉnh, lông làm tăng chiều dài thân, rễ Thứ cấ

Chương 4. SINH SẢN Ở SINH VẬT Bài 24. Khái quát về sinh sản ở sinh vật YÊU CẦU CẦN ĐẠT: Phát biểu được khái niệm sinh sản, sinh sản vô tính, sinh sản hữu tính v

II. DẤU HIỆU ĐẶC TRƯNG CỦA SINH SẢN Bảng 24.1. Dấu hiệu đặc trưng của sinh sản Sinh sản vô tính, Sinh sản hữu tính – Vật chất di truyền của các cơ thể con giống

Các hình thức sinh sản của sinh vật được nghiên cứu cụ thể trong Bài 25. Sinh sản ở thực vật và Bài 27. Sinh sản ở động vật. DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM Sinh sản vô tí

Bài 25. Sinh sản ở thực vật
YÊU CẦU CẦN ĐẠT:
Trình bày được hình thức sinh sản sinh dưỡng ở thực vật và nhận biết được sinh sản bằng bào tử ở một số thực vật.
Trình bày được các phương pháp nhân giống vô tính ở thực vật.
Trình bày được ứng dụng của sinh sản vô tính ở thực vật trong thực tiễn.
So sánh được sinh sản hữu tính với sinh sản vô tính ở thực vật.
Trình bày được quá trình sinh sản hữu tính ở thực vật có hoa: cấu tạo chung của hoa, quá trình hình thành hạt phấn, túi phôi, thụ phấn, thụ tinh, hình thành hạt, quả.
Các loài thực vật có những chiến lược sinh sản như thế nào để đảm bảo cho chúng thích nghi được với các điều kiện sống khác nhau?
I. SINH SẢN VÔ TÍNH
1. Hình thức sinh sản vô tính
Sinh sản vô tính ở thực vật (hay còn gọi là sinh sản sinh dưỡng) là hình thức sinh sản mà cây con được tạo ra từ các bộ phận sinh dưỡng khác nhau của cây mẹ như củ, thân, rễ, lá,...(H.25.1). Ví dụ: cây chuối sinh sản bằng cách nảy chồi từ thân ngầm của cây mẹ, khoai lang sinh sản từ một đoạn thân hoặc từ củ,...
Hình thức sinh sản sinh dưỡng tạo ra cây con có bộ gene giống cây mẹ, đảm bảo cho thực vật duy trì được kiểu gene thích nghi với môi trường sống. Vì vậy, hình thức sinh sản này phù hợp (có lợi thế) trong điều kiện môi trường ổn định và ít biến đổi.
Sinh sản bằng bào tử là hình thức sinh sản mà cơ thể mới được phát triển từ bào tử (n). Trong đó, bào tử đơn bội được hình thành trong túi bào tử (thể bào tử) của cây mẹ. Khi túi bào tử phát triển đến
Hình 25.1. Một số kiểu sinh sản sinh dưỡng trong tự nhiên. Sinh sản bằng thân củ ở khoai tây (a), thân rễ ở gừng (b), thân hành ở hành (c), lá ở cây thuốc bỏng (d), thân bò ở cây rau má (e)
Tế bào trong túi bào tử giảm phân tạo bào tử đơn bội (n)
Bào tử này mầm mọc thành cây rêu
Giai đoạn sinh sản bằng bào tử
Thể bào tử (2n)
Thể giao tử (n)
Túi bào tử
Cây đực
Giao tử đực
Phôi
Hợp tử
Giao tử cái
Cây cái
Hình 25.2. Sinh sản bằng bào tử là một giai đoạn trong vòng đời của rêu

giai đoạn nhất định sẽ vỡ ra, giải phóng bào tử vào môi trường, nếu gặp điều kiện thuận lợi (độ ẩm, nhiệt độ,...) thích hợp, bào tử nguyên phân nhiều lần hình thành cây mới (thể giao tử) (H 25.2). Hình thức sinh sản bằng bào tử là một giai đoạn trong vòng đời của một số loài thực vật như rêu, dương xỉ.
2. Các phương pháp nhân giống vô tính và ứng dụng trong thực tiễn
Khác với sinh sản sinh dưỡng tự nhiên, phương pháp nhân giống vô tính nhân tạo cần đến sự tác động của các biện pháp cơ học, công nghệ sinh học,... để điều chỉnh quá trình phát sinh hình thái từ mô, cơ quan sinh dưỡng hình thành cây con.
Phương pháp nhân giống vô tính thường được ứng dụng trong thực tiễn sản xuất là: giâm cành, chiết cành, ghép (cành hay mắt) và nuôi cấy mô, tế bào (vi nhân giống/nhân giống in vitro).
a) Giâm cành
Giâm cành là kĩ thuật nhân giống sử dụng các đoạn cành bánh tẻ và các kĩ thuật nông học để tạo cây hoàn chỉnh.
Phương pháp giâm cành được ứng dụng để nhân giống nhiều loại cây trồng khác nhau như hoa hồng, mía, sắn (H 25.3),... Phương pháp giâm cành tạo ra số lượng lớn cây con có chất lượng đồng đều trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, với các cành giâm lấy từ cây mẹ lâu năm, cây giống tạo thành thường nhanh già cỗi.
Hình 25.3. Giâm cành từ đoạn thân cây sắn (Manihot esculenta)
b) Chiết cành
Chiết cành là kĩ thuật nhân giống mà cây con tạo được bằng cách thúc đẩy hình thành rễ từ vết khoang vỏ một cành bánh tẻ trên cây mẹ. Quá trình ra rễ của cành chiết diễn ra tương tự cành giâm, theo đó, dưới tác dụng của auxin, các tế bào tại vết cắt sẽ phân phân hoá thành mô sẹo, mô sẹo này sau đó phân hoá để hình thành rễ bất định. Khi hệ rễ phát triển đầy đủ, cành chiết được tách khỏi cây mẹ và mang đi trồng.
Chiết cành áp dụng phổ biến cho nhóm cây ăn quả thân gỗ như nhãn, vải, ổi, bưởi, cam (H 25.4),...
Chiết cành cho tỉ lệ sống của cây con cao (có thể lên tới 100%), cây thấp, tán lá gọn, sinh trưởng nhanh và khoẻ nên thuận tiện cho quá trình chăm sóc. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là hệ số nhân giống không cao, thường chỉ ứng dụng ở quy mô sản xuất nhỏ, tuổi thọ của cây giống thấp.
Hình 25.4. Cành chiết ra rễ trên cây cam

c) Ghép
Ghép là phương pháp nhân giống sử dụng đoạn thân, cành (cành ghép) hoặc chồi (mắt ghép) của cây này ghép lên thân hay gốc của cây khác (gốc ghép) cùng loài hoặc có quan hệ gần gũi, giúp tổ hợp các đặc tính tốt của cành ghép/mắt ghép và gốc ghép vào cùng một cây.
Cây lấy cành/mắt ghép thường là cây cho năng suất cao, chất lượng tốt; trong khi cây dùng làm gốc ghép thường có hệ rễ khoẻ, sức chống chịu cao với điều kiện ngoại cảnh (hạn, úng,...) hay sâu bệnh (đặc biệt là các bệnh có nguồn gốc từ đất). Thông thường, gốc ghép sẽ ít ảnh hưởng đến đặc điểm của cành/mắt ghép (sản phẩm của cây ghép mang hầu hết các đặc điểm giống với cây cho cành/mắt ghép).
Ví dụ: Ghép cành/mắt của cây hoa hồng với gốc cây tầm xuân, ghép cam hoặc chanh trên gốc cây bưởi (H 25.5),...
Hình 25.5. Mắt ghép từ cây chanh phát triển trên gốc của cây bưởi
d) Nhân giống in vitro (vi nhân giống)
Nhân giống in vitro là phương pháp được thực hiện dựa trên công nghệ nuôi cấy mô, tế bào thực vật.
Quy trình nhân giống in vitro có thể được chia thành các giai đoạn chính dưới đây (H 25.6).
Bước, Tên bước, Mô tả
Bước 1, Chọn vật liệu nuôi cấy, Vật liệu được lựa chọn để nuôi cấy có thể là mô lá, thân, rễ, đỉnh sinh trưởng, hạt phấn,...
Bước 2, Khử trùng, Vật liệu được khử trùng bằng một số hoá chất và tác nhân vật lí.
Bước 3, Tạo chồi, Sau khi khử trùng, vật liệu được nuôi cấy trong môi trường có bổ sung chất kích thích tạo chồi.
Bước 4, Ra rễ và tạo cây hoàn chỉnh, Chồi đạt kích thước tiêu chuẩn được chuyển sang môi trường có bổ sung chất kích thích ra rễ để tạo cây hoàn chỉnh.
Bước 5, Trồng cây trong vườn ươm, Cây con tạo ra được chuyển sang bầu chứa giá thể phù hợp và đưa ra trồng tại vườn ươm để cây thích ứng dần với điều kiện tự nhiên.
Hình 25.6. Các bước cơ bản trong quy trình nhân giống in vitro
Phương pháp nhân giống in vitro được ứng dụng rộng rãi ở nhiều loài cây khác nhau do hệ số nhân giống cao, có thể tiến hành quanh năm, cây giống tạo ra sạch bệnh và có thể bảo quản trong thời gian dài.

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Tại sao trong sinh sản sinh dưỡng, cây con thường giống nhau và giống với cây mẹ? Đặc điểm này có lợi thế trong điều kiện môi trường như thế nào?
So sánh ưu điểm và hạn chế của phương pháp nhân giống in vitro với các phương pháp nhân giống vô tính khác.
Để bảo tồn các cây trồng quý hiếm, có nguy cơ tuyệt chủng nên sử dụng phương pháp nhân giống nào? Tại sao?
II. SINH SẢN HỮU TÍNH
Cấu tạo chung của hoa
Hoa là chồi sinh sản, cấu tạo gồm bộ phận bất thụ (không sinh sản) và bộ phận hữu thụ (sinh sản), hoa đính vào phần thân cây qua cấu trúc đế hoa (H 25.7).
Bộ phận bất thụ gồm lá đài và các cánh hoa. Lá đài thường có màu lục, bao bọc và bảo vệ chồi hoa trước khi hoa nở, trong khi cánh hoa thường có màu sắc sặc sỡ, thu hút côn trùng tham gia vào quá trình thụ phấn.
Bộ phận sinh sản bao gồm nhị hoa và lá noãn hay còn gọi là nhụy. Trong đó:
– Nhị hoa gồm chỉ nhị mang bao phấn ở đầu tận cùng, bao phấn chứa các túi tiểu bào tử là cấu trúc sinh ra hạt phấn.
– Nhụy cấu trúc gồm ba phần: núm nhụy, vòi nhụy và bầu nhụy. Bầu nhụy chứa một hay nhiều noãn phụ thuộc vào loài, noãn qua quá trình biến đổi hình thành túi phôi chứa tế bào trứng.
Hoa có thể là hoa đơn tính (hoa đực chỉ có nhị hoa và hoa cái chỉ có nhụy) như hoa bí ngô, dưa chuột,... hoặc có thể là hoa lưỡng tính (hoa có cả nhị và nhụy) như hoa chanh, bưởi,... (H 25.8).
Nhị – Bao phấn
Chỉ nhị
Cánh hoa
Núm nhụy
Vòi nhụy
Bầu nhụy
Noãn
Nhụy
Lá đài
Cuống
Đế hoa
Hình 25.7. Sơ đồ cấu tạo của hoa đầy đủ
Hoa chanh
(a)
Nhị
Nhụy
(b)
Hoa bí ngô cái
Nhụy
Nhị
Hoa bí ngô đực
Hình 25.8. Hoa lưỡng tính ở cây chanh (a) và hoa đơn tính ở cây bí ngô (b)
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Hoa được cấu tạo từ những bộ phận nào và vai trò của mỗi bộ phận đó là gì?
Một hoa luôn bao gồm hai thành phần là nhị và nhụy đúng hay sai? Lấy ví dụ chứng minh.

2. Quá trình sinh sản hữu tính ở thực vật
Quá trình sinh sản hữu tính ở thực vật có hoa gồm ba giai đoạn kế tiếp nhau: (1) hình thành hạt phấn và túi phôi; (2) thụ phấn và thụ tinh; (3) hình thành hạt và quả.
a) Hình thành hạt phấn và túi phôi
Ở thực vật, giao tử được hình thành từ thể giao tử (hạt phấn và túi phôi). Quá trình hình thành hạt phấn và túi phôi được minh hoạ ở Hình 25.9.
• Hình thành hạt phấn:
Bao phấn chứa các tế bào mẹ tiểu bào tử (2n), mỗi tế bào này tiến hành giảm phân hình thành 4 bào tử đơn bội (n), mỗi bào tử đơn bội sau đó nguyên phân hình thành nên một hạt phấn. Hạt phấn (thể giao tử đực) là tế bào có thành dày, chứa 2 nhân gồm nhân tế bào ống phấn và nhân sinh sản (H 25.9a).
• Hình thành túi phôi:
Túi phôi (thể giao tử cái) được hình thành từ sự biến đổi của tế bào trong cấu trúc noãn. Cụ thể, tế bào mẹ đại bào tử (2n) nằm trong túi đại bào tử của noãn tiến hành giảm phân hình thành nên 4 đại bào tử. Ba trong số 4 bào tử này sẽ tiêu biến, một đại bào tử sống sót thực hiện nguyên phân 3 lần tạo thành 8 tế bào (gồm 1 tế bào trứng, 2 tế bào nhân cực, 3 tế bào đối cực và 2 tế bào kèm), lúc này túi đại bào tử được gọi là túi phôi (H 25.9b).
Hình 25.9. Hình thành hạt phấn (a) và túi phôi (b)
b) Thụ phấn và thụ tinh
• Quá trình thụ phấn:
Thụ phấn là quá trình hạt phấn phát tán và rơi trên núm nhụy phù hợp (H 25.10). Ở đa số các loài thực vật, quá trình phát tán của hạt phấn được thực hiện nhờ tác nhân sinh học như ong, bướm, dơi,... hoặc tác nhân phi sinh học chủ yếu là gió và nước. Một số ít loài còn lại có thể tự thụ phấn.

Căn cứ trên nguồn gốc của hạt phấn và núm nhụy, người ta phân biệt hai hình thức thụ phấn là tự thụ phấn và thụ phấn chéo. Quá trình thụ phấn xảy ra trong một hoa hay giữa các hoa trên cùng một cây gọi là tự thụ phấn, trong khi đó, thụ phấn chéo là hình thức thụ phấn xảy ra giữa các hoa của hai cây khác nhau.
• Quá trình thụ tinh:
Thụ tinh là sự kết hợp giữa giao tử đực với giao tử cái hình thành nên hợp tử. Trong quá trình thụ tinh, sau khi ống phấn sinh trưởng kéo dài theo vòi nhụy chạm tới túi phôi, xuyên qua lỗ noãn, sẽ giải phóng hai tinh tử (giao tử đực), một tinh tử kết hợp với trứng (giao tử cái) tạo nên hợp tử (2n), một tinh tử còn lại hợp nhất với tế bào lớn chứa hai nhân ở trung tâm túi phôi (nhân cực) hình thành nên nhân tam bội (3n). Cả hai giao tử đều tham gia vào thụ tinh nên quá trình này được gọi là thụ tinh kép, hình thức thụ tinh này chỉ gặp ở thực vật hạt kín.
Diễn biến của quá trình thụ tinh được thể hiện trên Hình 25.10.
Hình 25.10. Sơ đồ quá trình thụ phấn và thụ tinh ở thực vật hạt kín
Quá trình thụ tinh chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên trong như sự tương hợp di truyền, hàm lượng auxin nội sinh của hạt phấn. Ngoài ra, các tác nhân ngoại cảnh như độ ẩm, gió, nhiệt độ là những yếu tố tác động trực tiếp đến khả năng nảy mầm của hạt phấn, tỉ lệ hạt phấn tìm được đến núm nhụy. Việc nghiên cứu các yếu tố này giúp làm tăng tỉ lệ thụ phấn và thụ tinh, góp phần tăng năng suất cây trồng.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Quá trình thụ tinh ở thực vật diễn ra như thế nào (tham khảo Hình 25.10)? Tại sao gọi quá trình thụ tinh ở thực vật có hoa là thụ tinh kép?
Ở hình bên, chiều di chuyển của hạt phấn đến nhuỵ hoa được thể hiện bằng mũi tên, cho biết số (1) và số (2) tương ứng với kiểu thụ phấn nào ở thực vật?

c) Quá trình hình thành hạt và quả
Quá trình hình thành hạt:
Sau thụ tinh, noãn chứa hợp tử (2n) và nhân tam bội (3n) sẽ phát triển thành hạt. Trong đó, hợp tử phân chia liên tiếp nhiều lần tạo các tế bào con, sau đó phân hoá hình thành nên cấu trúc của phôi gồm lá mầm, thân mầm và rễ mầm. Nhân tam bội cũng phân chia tạo nên khối tế bào giàu dinh dưỡng gọi là nội nhũ. Ở các cây hai lá mầm, chất dinh dưỡng tích luỹ ở nội nhũ sẽ chuyển vào lá mầm nên hạt của chúng không có nội nhũ. Chất dinh dưỡng trong nội nhũ hay lá mầm giúp nuôi phôi và cây mầm đến khi cây con có thể tự dưỡng. Giai đoạn cuối của quá trình hình thành hạt, vỏ noãn cứng lại và mất nước tạo nên vỏ hạt.
Thân mầm
Lá thật thứ nhất
Rễ mầm
Phôi
Lá mầm
Hạt không có nội nhũ
Hạt đậu đen bổ dọc
(a)
Nội nhũ
Lá mầm
Chồi mầm
Thân mầm
Phôi
Rễ mầm
Hạt có nội nhũ
Hạt ngô bổ dọc
(b)
Hình 25.11. Cấu tạo hạt không có nội nhũ (a) và hạt có nội nhũ (b)
Hạt được chia thành hai loại: hạt có nội nhũ (hạt của cây một lá mầm như hạt ngô, lúa mì, lúa,...) và hạt không có nội nhũ (hạt cây hai lá mầm như hạt đậu đen, hạt bí ngô, hạt lạc,...) (H 25.11).
Quá trình hình thành quả:
Đồng thời với quá trình hình thành hạt, bầu nhuỵ sẽ phát triển thành quả. Quả có vai trò bảo vệ và phát tán hạt.
Hạt xuất hiện làm tăng lượng hormone (auxin, cytokinin, gibberellin) khuếch tán vào bầu nhuỵ, thúc đẩy các tế bào tại đây phân chia và gia tăng kích thước dẫn đến hình thành quả. Khi quả đã phát triển đầy đủ và đạt kích thước đặc trưng, quả bước vào giai đoạn già và chín, quá trình này được điều khiển bởi hormone ethylene.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Nội nhũ của hạt ở cây một lá mầm và cây hai lá mầm khác nhau như thế nào? Nội nhũ có vai trò gì?
Quả được hình thành như thế nào? Đặc điểm nào giúp quả thực hiện được vai trò bảo vệ và phát tán hạt?
KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Thực vật sinh sản theo hai hình thức là sinh sản vô tính (sinh sản sinh dưỡng) và sinh sản hữu tính.
– Giâm cành, chiết cành, ghép cành (mắt) và nhân giống in vitro là các phương pháp nhân giống được con người thực hiện dựa trên hình thức sinh sản vô tính ở thực vật.

Trong sinh sản hữu tính, hạt phấn chứa hai tinh tử (giao tử đực) được hình thành từ các tế bào trong bao phấn, túi phôi chứa tế bào trứng (giao tử cái) được tạo thành từ sự biến đổi của noãn.
Thụ phấn là quá trình hạt phấn phát tán và rơi trên núm nhụy. Thụ tinh diễn ra sau thụ phấn, khi một tinh tử kết hợp với trứng tạo hợp tử, một tinh tử kết hợp với tế bào trung tâm chứa 2 nhân cực nằm trong túi phôi hình thành nên nội nhũ tam bội, đây là quá trình thụ tinh kép chỉ gặp ở thực vật có hoa.
Hạt được phát triển từ noãn đã thụ tinh. Hạt chứa phôi và nội nhũ hoặc không có nội nhũ. Bầu nhụy phát triển thành quả, quả có chức năng bảo vệ và phát tán hạt.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
So sánh hình thức sinh sản vô tính với hình thức sinh sản hữu tính ở thực vật.
Bằng kiến thức đã học và quan sát thực tế, em hãy kể và hoàn thành bảng vào vở theo mẫu dưới đây và rút ra nhận xét chung về điều kiện sinh thái (môi trường) đảm bảo cho quá trình sinh sản vô tính ở thực vật diễn ra thuận lợi trong tự nhiên.
Thực vật, Cây chuối, Cây riềng, Cỏ gấu, Sen đá, Trầu không
Cơ quan, bộ phận tạo cây con, ?, ?, ?, ?, ?
Vườn nhà bác Minh có một cây bưởi cho quả rất ngon, bác muốn nhân giống để trồng thêm vài cây nữa ở góc vườn, em hãy gợi ý cho bác Minh phương pháp nhân giống phù hợp và thuyết phục bác thực hiện theo lời khuyên của em.
EM CÓ BIẾT
Tomtato là giống cây ghép từ ngọn cà chua với phần gốc cây khoai tây do Paul Hansord, Giám đốc công ty Thompson & Morgan (Anh) thực hiện. Cây Tomtato đã được tạo ra bằng việc cắt vát nhọn và dệt phần ngọn cà chua, sau đó xẻ đôi thân cây khoai tây, ghép chúng lại với nhau rồi quấn quanh vết ghép và giữ cây đứng thẳng. Trung bình một vụ, mỗi cây cho khoảng 500 quả cà chua với chất lượng tương đương hoặc cao hơn cây cà chua thông thường, cùng với nó là khoảng hơn 2 kg khoai tây.

Thực hành: Nhân giống vô tính và thụ phấn cho cây I. YÊU CẦU CẦN ĐẠT Thực hành được nhân giống cây bằng sinh sản sinh dưỡng; thụ phấn cho cây (thụ phấn hoặc qua

Lưu ý: Có thể tiến hành với các đoạn cành giâm có độ tuổi khác nhau hoặc cành có xử lí và không xử lí chất kích thích ra rễ để so sánh kết quả ở bước 4.
• Chiết cành
Quy trình chiết cành được thực hiện theo sơ đồ Hình 26.2.
Bước 1: Khoanh vỏ cành chiết trên cây mẹ.
Bước 2: Xử lí vết khoanh với chất kích thích ra rễ (nếu có).
Bước 3: Bao vết khoanh bằng bùn, đất,...và bọc kín lại.
Bước 4: Cắt cành chiết, tháo vỏ bọc và đem trồng sau 30 – 45 ngày, khi rễ xuất hiện và lan đều quanh vết khoanh.
Hình 26.2. Các bước trong quy trình chiết cành
• Ghép mắt
Ghép mắt có thể thực hiện theo các kĩ thuật như ghép cửa sổ, ghép chữ T,... Hình 26.3 thể hiện quy trình ghép mắt theo kĩ thuật ghép cửa sổ.
Bước 1: Mở gốc ghép: Trên gốc ghép, chọn vị trí ghép, dùng dao rạch và cắt bỏ phần vỏ cây để tạo miệng vết ghép có hình cửa sổ.
Bước 2: Cut mắt ghép: Chọn mắt ghép, dùng dao tách mắt ghép. Vết tách có hình dạng, kích thước phù hợp với miệng vết ghép trên gốc ghép.
Bước 3: Ghép mắt: Đặt mắt ghép khớp vào cửa sổ đã mở trên gốc ghép.
Bước 4: Cố định vết ghép: Buộc chặt vết ghép. Chăm sóc và tháo bỏ dây buộc khi vết ghép liền lại.
Hình 26.3. Các bước thực hành ghép mắt theo kĩ thuật ghép cửa sổ
Lưu ý: Có thể thay đổi hình dạng miệng vết ghép và mắt ghép, cần đảm bảo để vết ghép khớp nhau và không quá lớn. Vết cắt cần thực hiện thật gọn, tránh làm dập chồi ghép. Khi buộc vết ghép, không buộc đè lên chồi ghép.
2. Thực hành thụ phấn cho cây ngô
a) Nguyên lí
Ngô là cây có hoa đơn tính cùng gốc, hoa đực còn gọi là bông cờ ở phần ngọn và hoa cái hay bắp ở phần thân. Trong tự nhiên, bông cờ thường tung phấn trước khi phần bắp phun râu sẵn sàng cho việc thụ phấn từ 3 – 4 ngày. Do vậy, cây ngô thường có hiện tượng giao phấn nhờ gió, trong trường hợp hoa nở vào những ngày ít gió, con người có thể tiến hành thụ phấn bổ sung bằng cách thu phấn của bông cờ để thụ phấn cho bắp.
b) Quy trình thực hành
Quy trình thụ phấn cho cây ngô được thực hiện theo 4 bước như mô tả trong Hình 26.4.

Lưu ý: Trong trường hợp không chuẩn bị được cây ngô ở giai đoạn ra hoa, học sinh có thể quan sát quy trình thụ phấn trên video, tranh, ảnh. Bước 1: Chọn các bôn

Bài 27. Sinh sản ở động vật YÊU CẦU CẦN ĐẠT: Phân biệt được các hình thức sinh sản vô tính ở động vật. Phân biệt được các hình thức sinh sản hữu tính ở động vật

3. Phân mảnh
Phân mảnh là hình thức sinh sản mà cơ thể mới phát triển từ mảnh tách ra từ cơ thể mẹ.
Sinh sản bằng cách phân mảnh gặp ở Giun dẹp, Bọt biển, sao biển (H 27.2).
Hình 27.2. Sinh sản bằng phân mảnh ở sao biển
4. Trinh sinh
Trinh sinh là hình thức sinh sản, trong đó cơ thể mới phát triển từ trứng không được thụ tinh.
Trinh sinh gặp ở các loài chân đốt như ong, kiến, rệp. Một vài loài cá, lưỡng cư, bò sát cũng sinh sản theo cách này. Sinh sản theo kiểu trinh sinh thường xen kẽ với sinh sản hữu tính. Ví dụ: Ong mật chúa đẻ rất nhiều trứng, những trứng không thụ tinh sẽ phát triển thành ong đực có bộ nhiễm sắc thể đơn bội, còn những trứng thụ tinh phát triển thành ong thợ. Ong chúa có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Phân biệt hình thức sinh sản phân đôi, nảy chồi, phân mảnh và trinh sinh.
Tại sao trong sinh sản vô tính ở động vật, các cá thể con giống nhau và giống cá thể mẹ về các đặc điểm di truyền?
II. SINH SẢN HỮU TÍNH Ở ĐỘNG VẬT
1. Các hình thức sinh sản hữu tính
Nếu dựa vào nơi phát triển phôi và sản phẩm sinh ra, hình thức sinh sản hữu tính có thể chia thành: đẻ trứng, đẻ trứng thai và đẻ con.
a) Đẻ trứng
– Trứng được con cái để vào môi trường nước, con đực xuất tinh dịch lên trứng để thụ tinh (gọi là thụ tinh ngoài). Con non nở ra từ trứng phát triển thành con trưởng thành.
Cá, Lưỡng cư và nhiều loài động vật không xương sống để trứng và trứng thụ tinh với tinh trùng trong môi trường nước.
– Trứng thụ tinh với tinh trùng bên trong cơ thể con cái (gọi là thụ tinh trong), tiếp đó con cái để trứng đã thụ tinh vào môi trường sống. Con non nở ra từ trứng phát triển thành con trưởng thành.

Bò sát, Chim và nhiều loài động vật không xương sống để trứng, trứng thụ tinh trong cơ thể con cái. *b) Đẻ trứng thai (noãn thai sinh) Trứng thụ tinh với tinh t

Thời gian sản sinh tinh trùng, tính từ tinh nguyên bào đến khi tạo thành tinh trùng mất khoảng 64 ngày. Hai tinh hoàn có khả năng sản sinh khoảng 120 triệu tinh

Tế bào hạt của nang trứng tiết ra hormone estrogen kích thích niêm mạc tử cung phát triển. Sau khi nang trứng chín và vỡ ra, trứng được giải phóng vào ống dẫn trứng, phần còn lại của nang trứng phát triển thành thể vàng. Thể vàng tiết ra estrogen và progesterone kích thích niêm mạc tử cung tiếp tục phát triển, chuẩn bị đón hợp tử làm tổ.
b) Thụ tinh
Thụ tinh là sự kết hợp giữa tinh trùng đơn bội (n) và tế bào trứng đơn bội (n) tạo thành hợp tử lưỡng bội (2n). Như vậy, hợp tử là tế bào có một nửa số lượng nhiễm sắc thể nhận từ bố và một nửa số lượng nhiễm sắc thể nhận từ mẹ.
Quá trình thụ tinh diễn ra theo trình tự như Hình 27.6.
Khi tinh trùng gắn vào thụ thể trên màng sinh chất của tế bào trứng thì gây ra phản ứng vỏ, ngăn không cho các tinh trùng khác xâm nhập vào tế bào trứng. Vì vậy, chỉ có một tinh trùng thụ tinh với một tế bào trứng để tạo thành hợp tử.
Thụ tinh diễn ra trong ống dẫn trứng, tại 1/3 ống dẫn trứng tính từ loa vòi trứng (H 27.7).
Hình 27.6. Quá trình thụ tinh hình thành hợp tử
c) Phát triển phôi thai
Sau khi trứng thụ tinh với tinh trùng tạo thành hợp tử. Hợp tử phân bào liên tiếp trên đường di chuyển về phía tử cung và làm tổ. Trong 8 tuần đầu, các tế bào hợp tử phân chia và phân hoá tạo thành mô và cơ quan nên gọi là giai đoạn phôi. Sau giai đoạn phôi là giai đoạn hoàn thiện các cơ quan nên gọi là giai đoạn thai. Giai đoạn phôi thai diễn ra trong cơ thể người mẹ kéo dài khoảng 9 tháng 10 ngày (40 tuần) và được nuôi dưỡng nhờ máu mẹ qua nhau thai. Hình 27.7 thể hiện giai đoạn phát triển phôi sớm và phôi làm tổ trong tử cung của người mẹ.

Hình 27.7. Vị trí thụ tinh, các giai đoạn phát triển phôi sớm và phôi làm tổ trong tử cung d) Để con (sinh con) Sau khoảng 9 tháng 10 ngày phát triển trong tử c

3. Cơ chế điều hoà sinh sản Quá trình sinh sản của động vật diễn ra bình thường là nhờ động vật có cơ chế điều hoà sinh sản. Cơ chế điều hoà sinh sản chủ yếu là

b) Cơ chế điều hoà sinh trứng Các hormone do vùng dưới đồi và tuyến yên tiết ra đi theo đường máu đến buồng trứng, kích thích nang trứng phát triển và làm cho n

III. ỨNG DỤNG
1. Một số biện pháp điều khiển số con ở động vật
a) Thụ tinh nhân tạo
– Thụ tinh nhân tạo bên trong cơ thể: là phương pháp bơm tinh trùng đã được chọn lọc vào buồng tử cung vào thời điểm nang trứng chín và trứng rụng (nhờ kích thích bằng hormone) tạo điều kiện cho quá trình thụ tinh hiệu quả. Hợp tử tạo ra phát triển thành phôi thai trong tử cung.
– Thụ tinh nhân tạo bên ngoài cơ thể: Ví dụ: Một số loài cá như cá mè, cá trắm cỏ không đẻ trong các ao, hồ nuôi. Người ta tiêm dịch chiết từ tuyến dưới não của loài cá khác cho cá mè cái làm cho trứng chín hàng loạt, sau đó nặn trứng ra đĩa và cho trứng thụ tinh nhân tạo với tinh dịch của cá đực cùng loài rồi đem ấp nở ra cá mè con.
b) Thay đổi yếu tố môi trường
– Thay đổi thời gian chiếu sáng trong 24 giờ đối với gà nuôi nhốt làm cho gà đẻ nhiều hơn một trứng/ngày.
– Bổ sung chất khoáng vào thức ăn (từ vỏ trứng, ốc, hến,...) làm tăng đẻ trứng ở vịt.
c) Nuôi cấy phôi
– Tiêm hormone thúc đẩy sự chín và rụng nhiều trứng cùng một lúc rồi lấy các trứng đó ra ngoài, cho trứng thụ tinh nhân tạo để thu được nhiều hợp tử. Giữ các hợp tử trong môi trường thích hợp bên ngoài cơ thể để các hợp tử phát triển thành phôi. Cấy các phôi này vào tử cung của một hoặc nhiều động vật cái để cho nhiều cá thể con.
– Ở giai đoạn phôi hai, bốn hoặc tám tế bào, người ta tách các tế bào phôi thành từng tế bào riêng rẽ. Nuôi các tế bào phôi đó trong môi trường thích hợp để phát triển thành phôi mới, sau đó cấy riêng từng phôi mới vào tử cung của các động vật cái. Bằng cách này có thể thu được nhiều con cùng giới tính và giống hệt nhau chỉ từ một trứng đã thụ tinh.
2. Một số biện pháp điều khiển giới tính ở động vật
– Sử dụng các kĩ thuật như lọc, li tâm, điện di để tách tinh trùng thành hai loại, một loại có nhiễm sắc thể giới tính X và loại kia có nhiễm sắc thể giới tính Y. Tuỳ theo mục đích và nhu cầu cần con đực hay con cái để chọn ra loại tinh trùng cho thụ tinh với trứng.
– Nuôi cá rô phi bột (cá nhỏ) bằng 17-methyltestosterone (một loại testosterone tổng hợp) phối hợp vitamin C sẽ tạo ra 90% cá rô phi đực. Cá rô phi đực cho kích thước lớn, nhiều thịt và lớn nhanh hơn.
– Chiếu tia tử ngoại lên tằm sẽ tạo ra nhiều tằm đực hơn, giúp nâng cao hiệu quả kinh tế do tằm đực cho nhiều tơ hơn so với tằm cái.
3. Một số thành tựu thụ tinh trong ống nghiệm
Ở người, thụ tinh trong ống nghiệm là phương pháp hỗ trợ sinh sản, sử dụng cho điều trị hiếm muộn.
Thụ tinh trong ống nghiệm là phương pháp cho trứng và tinh trùng thụ tinh trong ống nghiệm để tạo ra phôi, sau đó phôi được chuyển vào buồng tử cung của phụ nữ để làm tổ và phát triển thành thai nhi.
Ngoài phương pháp trộn trứng với nhiều tinh trùng trong ống nghiệm để thụ tinh, hiện nay người ta còn sử dụng phương pháp tiêm một tinh trùng vào trong tế bào chất của một trứng để thụ tinh, sau đó cho phôi phát triển và cấy vào buồng tử cung.

Năm 1997, thụ tinh trong ống nghiệm lần đầu tiên được thực hiện ở Việt Nam và năm 1998, ba em bé thụ tinh trong ống nghiệm đã chào đời. Từ đó đến nay, đã có hơn hai mươi nghìn trẻ em ở Việt Nam được ra đời bằng phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Những biện pháp nào có thể điều khiển số con, điều khiển giới tính ở động vật? Thay đổi số con và thay đổi giới tính có ý nghĩa như thế nào trong chăn nuôi?
Thụ tinh trong ống nghiệm giải quyết vấn đề gì trong sinh sản ở người và động vật?
4. Sinh đẻ có kế hoạch ở người và các biện pháp tránh thai
a) Sinh đẻ có kế hoạch là gì?
Sinh đẻ có kế hoạch là điều chỉnh số con, thời điểm sinh con và khoảng cách sinh con sao cho phù hợp với việc nâng cao chất lượng cuộc sống của mỗi cá nhân, gia đình và xã hội.
– Với đặc điểm phát triển kinh tế, xã hội, văn hoá của nước ta hiện nay, mỗi cặp vợ chồng nên có 2 con. Đông con gây ra nhiều bất lợi cho các cặp vợ chồng như tăng chi phí ăn mặc, học tập, nhà ở, thuốc chữa bệnh; tốn nhiều sức lực và thời gian cho chăm sóc, dạy dỗ con, giảm thời gian nghỉ ngơi, hồi phục sức khoẻ của người mẹ,... Thống kê cho thấy phụ nữ để nhiều con thường có cơ tử cung chùng nhão, dễ bị sa tử cung, dễ mắc bệnh phụ khoa, tỉ lệ tử vong ở mẹ tăng theo tuổi và số lần đẻ.
– Phụ nữ không nên để sớm: Phụ nữ sinh con trước tuổi 18 được coi là để sớm. Trước 18 tuổi, tử cung chưa phát triển hoàn chỉnh về cấu tạo và chức năng nên phôi thai phát triển không thuận lợi, khi sinh con dễ bị rách cổ tử cung, vỡ tử cung, viêm tử cung, tỉ lệ để khó và tử vong ở mẹ khi sinh con cao,...
Hình 27.11. Một số biện pháp tránh thai ở người
– Phụ nữ không nên để muộn: Phụ nữ sinh con sau 35 tuổi được coi là để muộn. Từ tuổi 35 trở lên, chức năng sinh lí của hệ sinh dục phụ nữ bắt đầu suy giảm, khả năng thụ thai, mang thai giảm, tỉ lệ sảy thai và mang thai ngoài tử cung cao,...
– Phụ nữ không nên để dày: Khoảng cách sinh con kế tiếp nhau không nên dưới 3 năm vì thời gian phụ nữ chứa, để, nuôi con nhỏ và hồi phục lại sức khoẻ phải cần đến 3 năm.

b) Các biện pháp tránh thai
Sử dụng biện pháp tránh thai giúp phụ nữ tránh được việc phá thai hoặc sinh con ngoài ý muốn, đồng thời giúp giữ gìn sức khoẻ và hạnh phúc gia đình. Hiện nay có rất nhiều biện pháp tránh thai an toàn và hiệu quả (H 27.11). Tuy nhiên, trước khi sử dụng biện pháp tránh thai, nam, nữ cần phải được bác sĩ hay người có chuyên môn về biện pháp tránh thai tư vấn để có thể lựa chọn biện pháp tránh thai phù hợp với lứa tuổi, giới tính, trạng thái sinh lí của mỗi người. Ví dụ: Nam, nữ mới bước vào tuổi trưởng thành không nên sử dụng biện pháp thắt ống dẫn tinh, thắt ống dẫn trứng mà nên sử dụng các biện pháp tránh thai khác.
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Vì sao phải sinh đẻ có kế hoạch?
Tìm hiểu qua tài liệu, internet, hỏi bác sĩ, cán bộ y tế,... về tên và cơ chế tác dụng của các biện pháp tránh thai, sau đó kẻ bảng vào vở và hoàn thành bảng theo mẫu dưới đây:
Tên biện pháp tránh thai, Cơ chế tác dụng
1. Tính vòng kinh ...................................., ?
Những biện pháp tránh thai nào vừa tránh được mang thai và sinh con ngoài ý muốn, vừa tránh được các bệnh lây truyền qua quan hệ tình dục?
KIẾN THỨC CỐT LÕI
Các hình thức sinh sản vô tính là phân đôi, nảy chồi, phân mảnh và trinh sinh.
Các hình thức sinh sản hữu tính là đẻ trứng, đẻ trứng thai và thai sinh.
Quá trình sinh sản hữu tính ở người gồm các giai đoạn: hình thành giao tử, thụ tinh, phát triển phôi thai và đẻ con.
Thụ tinh là sự kết hợp giữa một trứng đơn bội và một tinh trùng đơn bội tạo thành hợp tử lưỡng bội.
Hệ nội tiết đóng vai trò chính trong điều hoà sinh sản ở động vật.
Các biện pháp điều khiển sinh sản ở động vật (điều khiển số con hoặc điều khiển giới tính) thông qua sử dụng hormone, chất kích thích tổng hợp, thay đổi yếu tố môi trường, nuôi cấy phôi, thụ tinh nhân tạo, thụ tinh trong ống nghiệm,...
Sinh đẻ có kế hoạch là điều chỉnh số con, thời điểm sinh con và khoảng cách sinh con sao cho phù hợp với việc nâng cao chất lượng cuộc sống của mỗi cá nhân, gia đình và xã hội.
Sử dụng các biện pháp tránh thai tránh được việc phá thai và sinh con ngoài ý muốn.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG Cho biết sự khác nhau giữa hai hình thức sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính. Vai trò của việc hình thành thể cực trong quá trình sinh t

Chủ đề 4. SINH SẢN SINH SẢN Thực vật Sinh sản vô tính Hình thức: Sinh sản bằng bào tử ở rêu, dương xỉ Các phương pháp nhân giống vô tính: Giâm cành Chiết cành G

Bài 28. Mối quan hệ giữa các quá trình sinh lí trong cơ thể sinh vật Bài 28. MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC QUÁ TRÌNH SINH LÍ TRONG CƠ THỂ SINH VẬT YÊU CẦU CẦN ĐẠT Trình

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Nghiên cứu Hình 28.1, trình bày mối quan hệ giữa:
– Quang hợp và hô hấp.
– Hấp thụ nước và thoát hơi nước.
II. MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC QUÁ TRÌNH SINH LÍ TRONG CƠ THỂ ĐỘNG VẬT
Trong cơ thể động vật diễn ra nhiều quá trình sinh lí như tiêu hoá, hô hấp, bài tiết, tuần hoàn,... (H 28.2). Tuy mỗi quá trình đảm nhận các chức năng khác nhau nhưng giữa chúng có mối quan hệ chặt chẽ. Cơ thể chỉ tồn tại, sinh trưởng, phát triển bình thường khi các hoạt động sinh lí này diễn ra nhịp nhàng.
Ví dụ: Khi hệ tuần hoàn hoạt động bình thường sẽ đảm bảo lưu lượng máu lên hệ hô hấp, nhờ vậy hệ hô hấp sẽ lấy đủ O₂ cho cơ thể và thải CO₂ hiệu quả.
Trong quá trình sống, cơ thể thực vật và động vật thường xuyên trao đổi chất và năng lượng với môi trường. Mặc dù là hệ thống mở nhưng cơ thể lại có khả năng tự điều chỉnh trước những thay đổi của môi trường, đảm bảo cho các hoạt động sống diễn ra ổn định.
Hình 28.2. Mối quan hệ giữa các quá trình sinh lí trong cơ thể động vật
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Nghiên cứu Hình 28.2, nêu mối quan hệ giữa:
– Tuần hoàn và bài tiết.
– Tiêu hoá và tuần hoàn.
KIẾN THỨC CỐT LÕI
– Trong cơ thể thực vật và động vật, các quá trình sinh lí liên quan chặt chẽ với nhau và ảnh hưởng lẫn nhau.
– Cơ thể sinh vật là một hệ thống mở và có khả năng tự điều chỉnh.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Hệ thống mở là gì? Tại sao nói cơ thể thực vật và động vật là những hệ thống mở, tự điều chỉnh?
Dựa vào mối liên quan giữa các quá trình sinh lí trong cơ thể, giải thích nhận định cơ thể thực vật hoặc động vật là một thể thống nhất.

Bài 29. Một số ngành nghề liên quan đến sinh học cơ thể
YÊU CẦU CẦN ĐẠT
Nêu được một số ngành nghề liên quan đến sinh học cơ thể và triển vọng của các ngành nghề đó trong tương lai.
Sinh học cơ thể liên quan đến nhiều ngành nghề trong đời sống của con người.
I. SINH HỌC CƠ THỂ VÀ CÁC NGÀNH Y HỌC – DƯỢC HỌC
Cơ thể con người luôn là đối tượng của ngành Y học – Dược học nên Sinh học cơ thể là môn học không thể thiếu được đối với ngành Y học – Dược học cả trong hiện tại và tương lai. Hiểu biết về giải phẫu cơ thể, sinh lí học, sinh lí bệnh, lâm sàng,... là cơ sở cho chẩn đoán, điều trị bệnh, điều chế thuốc chữa bệnh và nâng cao sức khoẻ. Hiện nay, sinh học cơ thể được nghiên cứu ở nhiều cấp độ khác nhau, từ cấp độ cơ thể, cơ quan đến cấp độ tế bào, phân tử, thậm chí dưới phân tử. Các kĩ thuật tiên tiến như công nghệ tế bào (sử dụng tế bào gốc tạo ra các mô, cơ quan thay thế các mô, cơ quan hư hỏng), công nghệ nano (thuốc hướng đích ở cấp độ nano tự tìm đến tế bào bị bệnh), phổng sinh học (chế tạo cơ quan nhân tạo như tim, phổi, thận, da, xương,...) đang được phát triển và áp dụng nhằm phát hiện, điều trị bệnh, nâng cao sức khoẻ con người. Trong Y học thể dục, thể thao, các nghiên cứu về những biến đổi cấu tạo, hoạt động của các cơ quan khi luyện tập, thi đấu giúp vận động viên nâng cao thành tích thi đấu, điều trị chấn thương hiệu quả hoặc ngăn ngừa bệnh phát sinh khi tập luyện. Đối với ngành Pháp y: Các dấu hiệu tổn thương, nhiễm độc do độc tố,... trên cơ thể là cơ sở để tìm ra nguyên nhân gây bệnh hoặc tử vong. Một số nghề nghiệp có thể như bác sĩ, bác sĩ thú y, bác sĩ pháp y, dược sĩ, kĩ thuật viên y học,...
II. SINH HỌC CƠ THỂ VÀ NGÀNH NUÔI TRỒNG THUỶ SẢN
Nuôi trồng thuỷ sản trong nước ngọt, nước mặn và nước lợ đang trở thành một trong những ngành quan trọng của nước ta. Các kĩ thuật sản xuất tiên tiến tiếp tục được áp dụng và phát triển trong cải tạo giống, cải thiện điều kiện nuôi dưỡng (thức ăn, nước nuôi,...), kiểm soát dịch bệnh nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Một số nghề nghiệp có thể như kĩ sư thuỷ sản, nghiên cứu viên và kĩ thuật viên về thuỷ sản,...
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Nêu một số hiểu biết về sinh học cơ thể được ứng dụng trong Y học và Thuỷ sản.
III. SINH HỌC CƠ THỂ VÀ CÁC NGÀNH TRỒNG TRỌT, CHĂN NUÔI, THÚ Y
Từ trước đến nay, hiểu biết các đặc điểm sinh học cơ thể của cây trồng, vật nuôi giúp con người lựa chọn được giống cây trồng, vật nuôi phù hợp, năng suất cao, đồng thời

áp dụng các biện pháp kĩ thuật làm tăng năng suất cây trồng (bón phân, tưới nước, điều chỉnh nhiệt độ thích hợp,...) hoặc các biện pháp làm tăng năng suất vật nuôi (thức ăn, sản xuất tinh, thụ tinh nhân tạo, phơi đông lạnh, cấy truyền phôi, cắt phôi,...). Trong tương lai, con người tiếp tục áp dụng các công nghệ sinh học tiên tiến cũng như thành tựu của các khoa học khác trong các ngành này như nuôi cấy mô, tế bào thực vật trong sản xuất cây trồng chất lượng cao, quý hiếm; sản xuất thuốc bảo vệ thực vật sinh học diệt trừ sâu bọ phá hoại; sản xuất thuốc chữa bệnh, vaccine phòng bệnh cho các loài động vật khác nhau, nhân bản vô tính, thụ tinh trong ống nghiệm tạo ra động vật mong muốn,... Các hệ thống nhà kính, nhà lưới, hệ thống trang trại chăn nuôi giúp con người chủ động sản xuất trong mọi điều kiện môi trường. Các hệ thống này trang bị hệ thống điều khiển tự động tưới tiêu, bón phân, điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng,... phù hợp cho cây trồng; tự động điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, chế độ chiếu sáng, thức ăn, nước uống, thuốc phòng bệnh,... cho vật nuôi. Các hệ thống này còn có chức năng phân tích, đánh giá chất lượng, năng suất sản phẩm, đề xuất các giải pháp tối ưu cho sản xuất. Một số nghề nghiệp có thể như kĩ sư chăn nuôi, khoa học cây trồng, công nghệ sinh học, công nghệ thực phẩm,...
IV. SINH HỌC CƠ THỂ VÀ NGÀNH LÂM NGHIỆP
Trên cơ sở hiểu được đặc điểm sinh học của cây rừng, con người đã lựa chọn các loài cây phù hợp để trồng rừng, trồng trong đô thị, đồng thời đề ra các biện pháp sinh học bảo vệ rừng và các động vật quý hiếm,...
Trong tương lai, các công nghệ tiên tiến tiếp tục được sử dụng và phát triển như công nghệ nuôi cấy mô tế bào, giúp nhân nhanh các giống cây lâm nghiệp mũi nhọn, các giống cây dược liệu quý hiếm, chế tạo các chế phẩm sinh học phòng trừ côn trùng phá hoại cây rừng,...
Một số nghề nghiệp có thể như kĩ sư lâm nghiệp, nghiên cứu viên và kĩ thuật viên lâm nghiệp,...
DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM
Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực hiện được nhờ ứng dụng hiểu biết gì về sinh học cơ thể?
KIẾN THỨC CỐT LÕI
Sinh học cơ thể liên quan đến nhiều ngành, nghề như Y, Dược học, Trồng trọt, Chăn nuôi, Thú y, Lâm nghiệp, Thuỷ sản.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Tại sao hiểu biết về sinh học cơ thể lại cần thiết cho lựa chọn ngành nghề?
Những lĩnh vực và ngành nghề nào liên quan đến sinh học cơ thể mà em quan tâm hoặc muốn theo đuổi? Theo em, triển vọng của các ngành nghề đó trong tương lai như thế nào?

Báo lỗi

Giao bài

Đang tải dữ liệu câu hỏi