Giải bài tập SGK Sinh học 11 Nâng Cao Bài 20: Cân bằng nội môi

- Nêu rõ ý nghĩa của cân bằng nội môi

Phương pháp giải

- Cân bằng nội môi là duy trì sự ổn định của môi trường trong cơ thể.

Hướng dẫn giải

- Ý nghĩa cân bằng nội môi: Các hệ thống sống dù ở mức độ nào cũng chỉ tồn tại và phát triển khi môi trường bên trong luôn duy trì được sự cân bằng và ổn định, gọi tắt là cân bằng nội môi. Sự cân bằng và ổn định đó bao hàm sự cân bằng khối lượng nước, cân bằng về nồng độ các chất như glucôzơ, các ion, các axit amin, các axit béo, các muối khoáng... để duy trì áp suất thẩm thấu, huyết áp và độ pH của môi trường bên trong (nội môi) được ổn định, đảm bảo cho sự tồn tại và thực hiện được chức năng sinh lí của các tế bào cơ thể với sự tham gia của hàng ngàn các enzim khác nhau.

- Trình bày cơ chế điều hòa nước và muối khoáng của thận

Phương pháp giải

- Thận tham gia điều hòa cân bằng áp suất thẩm thấu nhở khả năng tái hấp thụ hoặc thải bớt nước và các chất hòa tan trong máu.

Hướng dẫn giải

- Cơ chế điều hòa lượng nước của thận:

+ Sự điều hòa lượng nước trong cơ thể phụ thuộc vào hai yếu tố chủ yếu: áp suất thẩm thấu và huyết áp.

+ Khi áp suất thẩm thấu tăng, huyết áp giảm, do khối lượng nước trong cơ thể giảm, sẽ kích thích trung khu điều hòa trao đổi nước nằm ở vùng dưới đồi thị gây cảm giác khát, đồng thời kích thích thùy sau tuyến yên tăng cường tiết hoocmôn chống đa niệu (ADH), mặt khác gây co các động mạch thận. Kết quả là cần cung cấp thêm nước cho cơ thể (qua uống để giải khát) và giảm lượng nước tiểu bài xuất.

+ Trái lại, khi lượng nước trong cơ thể tăng làm giảm áp suất thẩm thấu và tăng huyết áp, một cơ chế ngược lại sẽ làm tăng bài tiết nước tiểu để giúp cân bằng nước trong cơ thể.

- Điều hòa muối khoáng: NaCl là thành phần chủ yếu tạo nên áp suất thẩm thấu của máu. Vì vậy. điều hòa muối chính là điều hòa hàm lượng Na⁺ trong máu. Khi hàm lượng Na⁺ giảm, hoocmôn anđostêron của vỏ tuyến trên thận sẽ tiết ra, có tác dụng tăng khả năng tái hấp thu Na⁺ của các ống thận. Ngược lại, khi lượng muối NaCl được lấy vào quá nhiều làm áp suất thẩm thấu tăng sẽ gây cảm giác khát, uống nhiều nước. Lượng nước và muối dư thừa sẽ được thải loại qua nước tiểu để bảo đảm cân bằng nội môi.

- Trình bày vai trò của gan trong sự điều hòa glucôzơ và prôtêin huyết tương.

Phương pháp giải

- Gan tham gia điều hòa cân bằng áp suất thẩm thấu nhờ khả năng điểu hòa nồng độ các chất hòa tan trong máu như glucôzơ...

Hướng dẫn giải

Vai trò của gan trong điều hòa glucôzơ huyết và prôtêin trong huyết tương:

- Điều hòa glucôzơ huyết:

+ Sau bữa ăn, gan nhận được nhiều glucôzơ từ tĩnh mạch cửa gan, được gan điều chỉnh bằng cách biến đổi thành glicôgen dự trữ trong gan và cơ, phần glucôzơ dư thừa sẽ được chuyển thành các phân tử mỡ và được chuyển tới dự trữ trong các mô mỡ, đảm bảo cho nồng độ glucôzơ trong máu giữ tương đối ổn định.

+ Ở sau bữa ăn, sự tiêu dùng năng lượng cho hoạt động của các cơ quan làm lượng glucôzơ máu có xu hướng giảm, sẽ được gan bù đắp bằng cách chuyển glicôgen dự trữ thành glucôzơ, đồng thời gan cũng tạo ra những glucôzơ mới từ các hợp chất hữu cơ khác như axit lactic giải phóng từ cơ và glixerol sản sinh từ quá trình phân hủy mỡ, đôi khi sử dụng cả axit amin. Tham gia vào điều hòa glucôzơ của gan còn có các hoocmôn tiết ra từ tuyến tụy (insulin và glucagôn), từ tuyến trên thận (cortizol, adrenalin).

- Điều hòa prôtêin trong huyết tương:

+ Đa số các dạng prôtêin trong huyết tương như fibrinogen, các glôbulin và anbumin được sản xuất ở gan và chúng cũng phân hủy ở gan, vì thế mà gan có thể điều hòa được nồng độ của chúng. Anbumin là loại prôtêin có nhiều nhất trong số các prôtêin huyết tương và có tác dụng như một hệ đệm, đồng thời cũng giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong việc làm tăng áp suất thẩm thấu của huyết tương cao hơn so với dịch mô, nên có tác dụng giữ nước và giúp cho các dịch mô thấm trở lại máu. Nếu rối loạn chức năng gan, prôtêin huyết tương giảm, áp suất thẩm thấu giảm, nước bị ứ lại trong các mô, gây hiện tượng phù nề.

- Sự điều chỉnh pH của nội môi được thực hiện như thế nào và bằng cách nào?

Phương pháp giải

- pH nội môi được duy trì ổn định là nhờ hệ đệm, phổi và thận.

Hướng dẫn giải

- Sự điều chỉnh pH của nội môi: Sự thay đổi pH của nội môi rất nhỏ cũng gây những biến đổi lớn đối với tế bào. Vì vậy, điều hòa pH của nội môi tức là điều hòa cân bằng axit - bazơ hay điều hòa cân bằng toan kiềm, ở người pH trung bình của máu dao động trong giới hạn 7,35 - 7,45. Giữ được pH tương đối ổn định để bảo đảm mọi hoạt động sống của tế bào là nhờ hệ thống đệm.

+ Chất đệm là chất có khả năng lấy đi ion H⁺ hoặc ion OH^- khi các ion này xuất hiện trong môi trường trong và làm cho pH của môi trường thay đổi rất ít.

+ Trong cơ thể có những hệ đệm chủ yếu sau:

• Hệ đệm bicacbonat: NaHCO₃/ H₂CO₃ ( HCO⁻/3HCO₃⁻ /CO₂).
• Hệ đệm phôtphat: Na₂HPO₄/ NaH₂PO₄ ( HPO₂⁻/4HPO₄²⁻ / H₂PO⁻/ 4H₂PO₄⁻ ).
• Hệ đệm prôtêinat (prôtêin).

+ Hệ đệm bicacbonat là hệ đệm không có khả năng đệm tối đa nên không phải là hệ đệm tối ưu.

+ Tuy nhiên, hệ đệm bicacbonat vẫn đóng vai trò quan trọng vì nồng độ của cả hai thành phần của hệ đệm đều có thể được điều chỉnh:

• Nồng độ CO₂ được điều chỉnh bởi phổi (sự thông khí phổi).
• Nồng độ bicacbonat được thận điều chỉnh.
• Tốc độ điều chỉnh pH của hệ đệm này rất nhanh.

+ Hệ đệm phôtphat đóng vai trò đệm quan trọng trong dịch ống thận vì phôtphat tập trung nhiều ở ống thận, nên có khả năng đệm tối đa ở vùng này.

+ Tuy nhiên, nồng độ hệ đệm phôtphat chỉ bằng 1/6 hệ đệm bicacbonat nên không có vai trò quan trọng trong điều chỉnh pH của nội môi nói chung.

+ Hệ đệm prôtêinat: Các prôtêin của hệ đệm có các gốc axit tự do -COOH khả năng phân li thành -COO^-  và H⁺  đồng thời cũng có các gốc kiềm -NH₃OH phân li thành NH₃⁺ và OH^- . Do đó, prôtêin có thể hoạt động như những hệ thống đệm để điều chỉnh cả độ toan hoặc kiềm tùy môi trường ở thời điểm đó. Hệ đệm prôtêinat là một hệ đệm mạnh của cơ thể.

- Ngoài ra, hô hấp và bài tiết cũng góp phần điều hòa pH của máu.

- Trình bày cơ chế điều hòa thân nhiệt (khi trời nóng, lúc trời lạnh, khi hoạt động mạnh)

Phương pháp giải

- Cơ chế điều hòa thân nhiệt: Sự thay đổi thân nhiệt ở các động vật hằng nhiệt có thể gây ra rối loạn các quá trình sinh lí. Do đó, cơ thể phải có cơ chế đảm bảo sự cân bằng giữa quá trình sinh nhiệt và tỏa nhiệt để thân nhiệt được ổn định.

- Khi trời nóng, tuyến mồ hôi sẽ hoạt động mạnh, lỗ chân lông nở ra, dãn mạch máu để  nhiệt được thải ra bên ngoài. Ngược lại khi trời lạnh, chân lông co lại (hiện tượng nổi da gà ), co mạch → để giảm thải nhiệt ra bên ngoài.

Hướng dẫn giải

- Cơ chế điều hòa thân nhiệt: Sự thay đổi thân nhiệt ở các động vật hằng nhiệt có thể gây ra rối loạn các quá trình sinh lí. Do đó, cơ thể phải có cơ chế đảm bảo sự cân bằng giữa quá trình sinh nhiệt và tỏa nhiệt để thân nhiệt được ổn định.

- Khi trời nóng, hoạt động mạnh, tuyến mồ hôi sẽ hoạt động mạnh, lỗ chân lông nở ra, dãn mạch máu để → nhiệt được thải ra bên ngoài. Ngược lại khi trời lạnh, chân lông co lại (hiện tượng nổi da gà), co mạch → để giảm thải nhiệt ra bên ngoài.

- Có thể phản ánh cơ chế điều hòa để duy trì cân bằng nội môi bằng sơ đồ khái quát sau: