Giải chi tiết Sinh học 11 Kết nối mới bài 17: Cảm ứng ở động vật

Mở đầu

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?

Hướng dẫn trả lời:

Cơ thể chúng ta có thể phản ứng kịp thời trước rất nhiều kích thích khác nhau đến từ môi trường nhờ có những cơ chế thích ứng được điều khiển bởi hệ thần kinh trung ương phản ứng lại với các kích thích khác nhau của môi trường.

I. CÁC HÌNH THỨC CẢM ỨNG Ở ĐỘNG VẬT

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM

Tại sao kích thích nhẹ lên thủy 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.

Hướng dẫn trả lời:

Kích thích nhẹ lên thủy tức thì cả cơ thể nó co lại bởi vì có thủy tức có 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, vì vậy, khi bị kích thích, toàn bộ cơ thể của thủy tức sẽ phản ứng.

Còn kích thích nhẹ vào một chân côn trùng thì chỉ chân đó co lại mà không có phản ứng ở các bộ phận khác. Bởi vì hệ thần kinh của côn trùng là hệ thần kinh ống hoạt động theo nguyên tắc phản xạ. Các thụ thể cảm giác tiếp nhận kích thích từ môi trường và gửi thông tin theo các dây thần kinh cảm giác về tủy sống và não bộ, từ đây xung thần kinh theo dây thần kinh vận động đến cơ quan đáp ứng và gây ra đáp ứng.

II. TẾ BÀO THẦN KINH

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM

Câu hỏi 1: 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.

Hướng dẫn trả lời:

Cấu tạo của neuron gồm 3 phần: 

• Thân
• Sợi nhánh: Mỗi neuron có từ một đến hàng nghìn sợi nhánh tiếp nhận thông tin và đưa về thân
• Sợi trục: đầu tận cùng phân thành nhiều nhánh và đầu mỗi nhánh phình lên tạo thành chùy synapse. Nhiều sợi trục có thêm bao myelin

Ưu thế của neuron có nhiều hơn một sợi nhánh so với chỉ có một sợi nhánh là truyền đạt thông tin nhanh hơn. Bởi vì chức năng của sợi nhánh là tiếp nhận thông tin và đưa thông tin về thân, nên khi có nhiều sợi nhánh, các kích thích sẽ được neuron nhận biết nhanh nhạy hơn. 

Câu hỏi 2: Hình dạng của neuron như thế nào cho phép nó truyền tin đi xa?

Hướng dẫn trả lời:

Hình dạng của neron dài có cấu trúc 3 phần: thân, sợi nhánh, sợi trục:

• Mỗi neuron có từ một đến hàng nghìn sợi nhánh tiếp nhận thông tin và đưa về thân
• Sợi trục có chức năng truyền xung thần kinh đến các tế bào khác. Đầu tận cùng sợi trục phân thành nhiều nhánh và đầu mỗi nhánh phình lên tạo thành chùy synapse. Nhiều sợi trục có thêm bao myelin có tính chất cách điện. Các đoạn nhỏ trên sợi trục không được bao myelin bao bọc gọi là các eo Ranvier.

Nhờ hình dạng như thế cho phép neuron truyền tin đi xa.

Câu hỏi 3: Điện thế nghỉ và điện thế hoạt động được hình thành như thế nào?

Hướng dẫn trả lời:

• Khi neuron không bị kích thích thì có điện thế nghỉ, là sự chênh lệch điện thế giữa hai bên màng tế bào khi tế bào không bị kích thich, bên trong màng tích điện âm so với bên ngoài màng tích điện dương.
• Khi neuron bị kích thích thì điện thế nghỉ biến đổi thành điện thế hoạt động.

Câu hỏi 4: 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?

Hướng dẫn trả lời:

Bởi vì trên sợi thần kinh không có bao myelon, 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, còn trên sợi thần kinh có bao myelin, điện thế hoạt động lan truyền là do sự 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 kế tiếp. Nên vì vậy, 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

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM

Quan sát Hình 17.9, 17.10 và trả lời các câu hỏi sau:

Câu hỏi 1: Thông tin dưới dạng xung thần kinh được neuron chuyển qua synapse hóa học sang tế bào khác như thế nào?

Hướng dẫn trả lời:

Thông tin dưới dạng xung thần kinh khi đến synapse được truyền qua synapse nhờ chất chuyển giao thần kinh. Sau khi điện thế hoạt động xuất hiện ở mang sau và lan truyền đi tiếp, enzyem acetylcholinesterase có ở màng sau sẽ phân hủy acetylcholine thành acetate và choline. Cholune quay trở lại màng trước, đi vào chùy synapse và tham gia vào quá trình tổng hợp acetylcholine chứa trong các túi.

Câu hỏi 2: Tại sao thông tin truyền qua synapse chỉ theo một chiều, từ mang trước sang màng sau mà không theo chiều ngược lại?

Hướng dẫn trả lời:

Tin được truyền qua xináp chỉ theo một chiều, từ màng trước qua màng sau mà không thể theo chiều ngược lại vì phía màng sau không có chất trung gian hóa học để đi về phía màng trước và ở màng trước không có thụ thể tiếp nhận chất trung gian hóa học.

IV. PHẢN XẠ

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM

Câu hỏi 1: 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?

Hướng dẫn trả lời:

Cung phản xạ gồm 5 bộ phận:

• Bộ phận tiếp nhận kích thích: là thụ thể cảm giác.
• Đường dẫn truyền hướng tâm: là dây thần kinh cảm giác do các neuron cảm giác tạo thành.
• Bộ phận trung ương: là tủy 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 bởi vì các bộ phận đều liên quan mật thiết với nhau và phải có sự hoạt động của bộ phận này thì bộ phận khác mới có thể tiếp nhận thông tin và xử lí.

Câu hỏi 2: Trong cung phản xạ, đáp ứng của cơ xương có tác dụng như thế nào đối với cơ thể?

Hướng dẫn trả lời:

Trong cung phản xạ, cơ xương đóng vai trò là bộ phận đáp ứng, giúp cơ thể trả lời, phản ứng lại các kích thích từ môi trường. Nên có thể nói đây là một bộ phận đóng vai trò quan trọng trong cung phản xạ.

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM

Câu hỏi 1: 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?

Hướng dẫn trả lời:

Thụ thể cảm giác là neuron hoặc tế bào biểu mô chuyên hóa, cũng có thể là các đầu mút của neuron đáp ứng với kích thích đặc hiệu.

Các loại thụ thể cảm giác và vai trò của chúng:

Để có cảm giác cần các bộ phận như: tai, mắt, lưỡi, da, ...

Câu hỏi 2: Tại sao chúng ta nhìn thấy hình ảnh của vật và nghe được âm thanh?

Hướng dẫn trả lời:

Chúng ta nhìn thấy hình ảnh của vật và nghe được âm thanh là nhờ tai và mắt. 

• Quá trình cảm nhận ánh sáng: Ánh sáng khúc xạ từ vật vào mắt, đi qua hệ thống khúc xạ ánh sáng, tế bào hạch, tế bào lưỡng cực, cuối cùng đến tế bào que và nón. 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 (thùy chẩm) trên vỏ não cho cảm giác về hình ảnh và màu sắc của vật.
• Quá trình cảm nhận âm thanh: Sóng âm từ nguồn âm phát ra truyền theo ống tai vào màng nhĩ, rồi truyền qua chuỗi xương tai giữa làm rung màng cửa sổ bầu dục tạo ra sóng áp lực truyền trong ốc tai. Sóng áp lực làm cho các tế bào có lông bị kích thích dẫn đến xuất hiện điện thế hoạt động lan truyền theo dây thần kinh thính giác về thùy thái dương của vỏ não cho cảm giác về âm thanh.

Câu hỏi 3: Tại sao chúng ta có thể cảm nhận được vị trí và chuyển động của cơ thể dù đang nhắm mắt?

Hướng dẫn trả lời:

Tùy 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 xác 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. Bởi vậy, chúng ta có thể cảm nhận được vị trí và chuyển động của cơ thể dù đang nhắm mắt.

DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM

Câu hỏi 1: 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 đền tín hiệu giao thông chuyển sang màu đỏ.

Hướng dẫn trả lời:

Đây là phản xạ có điều kiện, hành động dừng xe trước vạch kẻ khi thấy đền tín hiệu giao thông chuyển sang màu đỏ là hành động được hình thành trong đời sống, qua quá trình học tập và rèn luyện.

b) Người run lập cập khi mặc không đủ ấm trong thời tiết lạnh giá.

Hướng dẫn trả lời:

Đây là phản xạ không điều kiện, khi tác nhân kích thích là nhiệt độ môi trường tác động thì thụ thể cảm giác phát hiện được sự thay đổi của nhiệt độ và sẽ có những phản ứng biểu hiện đáp trả lời kích thích này.

c) Thở nhanh khi không khí trong phòng không đủ O2 

Hướng dẫn trả lời:

Thở nhanh khi không khí trong phòng không đủ O2 là phả xạ không điều kiện. Khi cơ thể thiếu O2 cung cấp cho hoạt động sống thì cơ thể sẽ có phản ứng trả lời đó là tăng quá trình hô hấp để lấy nhiều khí O2 hơn

Câu hỏi 2: Phản xạ có điều kiện được hình thành như thế nào?

Hướng dẫn trả lời:

Phản xạ có điều kiện được hình thành: khi 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 nhanh hoặc thay đổi cấu tạo và chức năng của các thụ thể ở mang sau synapse, nhờ vậy thông tin đi qua synapse dễ dàng hơn.

V. MỘT SỐ BỆNH DO TỔN THƯƠNG HỆ THẦN KINH VÀ CƠ CHẾ GIẢM ĐAU

VI. BẢO VỆ HỆ THẦN KINH ĐỐI VỚI CHẤT KÍCH THÍCH

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: 

Câu hỏi 1: Thế nào là lạm dụng chất kích thích?

Hướng dẫn trả lời:

Lạm dụng chất kích thích là tình trạng mà một người sử dụng chất gây nghiện mặc dù biết nó có thể dẫn đến những hậu quả nguy hiểm. 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 nhien, 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 dầu, 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.

Câu hỏi 2: Cần làm gì để cai nghiện chất kích thích và phòng tránh tình trạng nghiện chất kích thích?

Hướng dẫn trả lời:

Để cai nghiện chất kích thích và phòng tránh tình trạng nghiện chất kích thích, chúng ta cần:

• Nói không với chất gây nghiện
• Dành thời gian cho bản thân để cân bằng sức khỏe, tinh thần
• Có một cuộc sống lành mạnh, cân bằng
• Tìm hiểu các biện pháp đối mặt
• Dành thời gian với bạn bè, gia đình
• Giáo dục 
• Chỉ sử dụng thuốc được bác sĩ kê 

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu hỏi 1: 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.

Hướng dẫn trả lời:

Cơ chế gây độc của Tetrodotoxin trong cơ thể là ức chế hoạt động bơm kênh Na-K và kênh Natrium thấm vận động qua màng tế bào, do đó ngăn chặn quá trình khử cực, đảo cực và tái phân cực trên các sợi thần kinh cảm giác làm cho xung thần kinh mang thông tin đâu không thể lan truyền về đồi thị và vỏ não gây ra liệt cơ, liệt hô hấp, đồng thời Tetrodotoxin còn phát động vùng cảm nhận hóa học gây nôn, nôn liên tục.

Câu hỏi 2: 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.

Hướng dẫn trả lời:

Vi khuẩn C.botulinum có đặc điểm kỵ khí, không phát triển được ở môi trường chua (pH <4.6), mặn (nồng độ muối ăn >5%). Trong thức ăn để lâu ngoài không khí sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn sinh sôi, phát triển, tiết ra độc tố botulinum

Độc tố botulinum trong thức ăn, sau vào đường tiêu hóa sẽ không bị phá hủy bởi acid dịch vị và các men tiêu hóa mà sẽ được hấp thu ở tá tràng và hỗng tràng vào máu, sau đó xâm nhập các tế bào thần kinh, ngăn chặn sự giải phóng chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine tại các đầu mút thần kinh tiền sinap. Các xung động thần kinh bị ngưng trệ gây các triệu chứng liệt vận động. Các triệu chứng sau thường khởi phát sau 12 - 36 giờ sau ăn (có thể tới 1 tuần sau ăn):

• Tiêu hóa: Nếu nhiễm độc tố botulinum do ngộ độc thực phẩm người bệnh sẽ xuất hiện sớm các triệu chứng buồn nôn, nôn, chướng bụng, đau bụng, sau đó liệt ruột cơ năng, táo bón.
• Thần kinh: Người bệnh bị liệt đối xứng hai bên, xuất phát từ vùng đầu mặt, cổ lan xuống chân với các triệu chứng là sụp mi, nhìn đôi, nhìn mờ, đau họng, khó nuốt, khó nói, khàn tiếng, khô miệng. Sau đó liệt tay, liệt các cơ vùng ngực, bụng và liệt hai chân.
• Phản xạ gân xương thường giảm hoặc mất, không có rối loạn cảm giác.

Nếu nhiễm độc mức độ nhẹ, người bệnh có thể chỉ mệt mỏi, mỏi cơ tương tự như suy nhược cơ thể, không làm được các động tác gắng sức bình thường,... Nhưng nếu nhiễm độc mức độ nặng, bệnh tiến triển nhanh, người bệnh có thể liệt tất cả các cơ dẫn đến ứ đọng đờm dãi, suy hô hấp, gây ngừng thở dẫn đến tử vong.

Câu hỏi 3: 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 thủy tinh thể phồng lên và giữ nguyên ở trạng thái phồng. Trạng thái phồng của thủy tinh thể ảnh hưởng như thế nào đến khả năng nhìn các vật? Giải thích.

Hướng dẫn trả lời:

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 thủy tinh thể phồng lên và giữ nguyên ở trạng thái phồng. Trạng thái phồng của thủy tinh thể ảnh hưởng đến thị lực của người bệnh, làm suy giảm thị lực, tầm nhìn mờ và thậm chí có thể gây mù lòa.