Bài 2. Nhiệm vụ của Sinh học. Đại cương về giới Thực vật

Chương VII: Sinh học động vật
1. Tổ chức cơ thể động vật
1.1. Cấu trúc tế bào, mô
1.2. Các hệ cơ quan
2. Quá trình trao đổi và chuyển hoá vật chất
2.1. Tiêu hoá
2.2. Hô hấp
2.3. Bài tiết
2.4. Tuần hoàn
2.5. Trao đổi năng lượng
3. Quá trình sinh sản
3.1. Cơ quan sinh dục
3.2. Các hình thức sinh sản
1. Tổ chức cơ thể động vật
a. Biểu mô
Các tế bào biểu mô thường được chia làm 3 loại:
Tế bào lát có dạng đĩa mỏng, dẹp
Tế bào khối có dạng hình khối (quan sát trên lát cắt dọc) hoặc hình lục giác (quan sát trên lát cắt ngang)
Tế bào trụ có dạng hình chữ nhật (quan sát lát cắt ngang).
Vị trí của biểu mô
Biểu mô lát đơn
Có ở vùng túi khí của phổi, thận, bao tim, mạch máu và mạch bạch huyết
Cho phép các vật chất đi qua bằng cách thẩm thấu và lọc
Biểu mô trụ đơn
Hiện diện tại ống thận, ống dẫn của các tuyến và bề mặt của buồng trứng
Có chức năng tiết và hấp thu
Biểu mô cột đơn
Hiện diện ở ống tiêu hoá, túi mật và ống tiết của một vài tuyến
Hấp thu và tiết enzym
Biểu mô trụ tầng giả
Hiện diện ở vùng phế quản, tử cung
Đẩy dịch nhầy hoặc tế bào sinh sản bằng các lông mao
Biểu mô khối tầng
Hiện diện ở vùng thực quản, âm đạo, miệng, bề mặt da
Bảo vệ các mô bên dưới khỏi sự trầy xướt
Tế bào mô mỡ
Có ở quanh thận, dưới da, trong xương, trong ổ bụng, tuyến vú
Cung cấp năng lượng, bảo vệ thân nhiệt, chống đỡ và bảo vệ các cơ quan
b. Mô liên kết
Mô liên kết thường được chia làm 4 loại:
Máu và bạch huyết (gọi chung là mô mạch)
Mô liên kết thật
Mô sụn
Mô xương.
Ba loại sau đôi khi còn được gọi là mô nâng đỡ
Máu và bạch huyết: là các mô liên kết không điển hình với chất cơ bản lỏng
Mô liên kết thật: thường khác biệt về cấu trúc nhưng chất cơ bản luôn luôn chứa một số sợi
Mô liên kết mềm
Có nhiều bên dưới biểu mô
Bao quanh và làm đệm cho các cơ quan
Mô liên kết sợi
Hiện diện dưới da, ống tiêu hoá, bao quanh cơ quan và các khớp
Tăng độ bền cấu trúc
Sụn trong
Hình thành từ phôi bào, bao bọc các đầu xương, khí quản, hầu, mũi
Bảo vệ và gia cố cho các cơ quan trên
Sụn dẻo
Có ở tai trong và nắp thanh quản
Duy trì cấu trúc và tính mềm dẻo linh hoạt của các cơ quan trên
Sụn liên kết
Đĩa sụn giữa các đốt sống, đầu gối và mu
Hấp thu và giảm các chấn động
Mô xương
Cố định, bảo vệ hệ thống cơ xương, tích trữ canxci và chất béo, sản sinh các tế bào máu
Máu
Máu là một dạng của mô liên kết, chúng tồn tại trong các mạch máu
Vận chuyển O2, CO2, dinh dưỡng, khoáng, nước, vitamin, hormon và nhiếu chất hoà tan khác
Tỉ lệ các thành phần tròng máu
Tế bào hồng cầu trong máu người
Các loại tế bào bạch cầu của máu
Hồng cầu là một trong 3 loại tế bào quan trọng của máu, có số lượng lớn nhất. Ở người Việt Nam bình thường có khoảng 3,8 - 4,2 triệu tế bào hồng cầu /mm3 máu.
Hồng cầu cá, lưỡng thê, bò sát, chim có hình bầu dục và có nhân. Hồng cầu lạc đà, nai cũng hình bầu dục, còn đa số thú khác thì hình đĩa tròn, 2 mặt lõm vào nhờ đó mà tăng diện tiếp xúc với O2 trong máu tăng 1,63 lần so với một khối hình cầu có cùng đường kính
Bạch cầu là những tế bào máu có nhân có hình dáng biến đổi và di động được. Bạch cầu có vai trò rất quan trọng trong cơ chế bảo vệ cơ thể thông qua chức năng thực bào và các phản ứng miễn dịch. Số lượng bạch cầu ít hơn rất nhiều so với hồng cầu và số lượng này thường ổn định. Số lượng bạch cầu khác nhau ở các loài và thay đổi phụ thuộc vào điều kiện bệnh lý, sinh lý.
Ở người bình thường có khoảng 6000 - 8000 bạch cầu/mm3 máu. Ở heo có khoảng 20.000 bạch cầu/mm3 máu, ở trâu: 13.000 bạch cầu/mm3 máu, ở gà: 30.000 bạch cầu/mm3.
c. Mô cơ
Ở động vật có xương sống có 3 loại mô cơ:
Cơ xương (còn gọi là cơ vân): có vai trò trong các cử động tùy ý.
Cơ trơn chịu trách nhiệm trong phần lớn các cử động không tùy ý của các nội quan.
Cơ tim: là thành phần cấu tạo của tim.
Mô cơ xương
Tham gia vào sự di chuyển và vận động của cơ thể
Cấu trúc bắp cơ
Mô cơ trơn
Có ở vách các cơ quan rỗng
Đẩy các dưỡng chất cũng như các chất bài tiết
Cơ trơn trong hệ tiêu hoá
Mô cơ tim
Hiện diện ở thành tim
Co bóp và đẩy dòng máu từ tim vào hệ tuần hoàn
Cơ tim trong cấu trúc tim
Mô thần kinh
Các tế bào thần kinh dễ dàng thu nhận kích thích và dẫn truyền xung động rất nhanh.
Mỗi tế bào có cấu tạo gồm một thân tế bào có chứa nhân và một hoặc nhiều phần kéo dài gọi là các sợi
2. Các hệ cơ quan
Các hệ cơ quan chính và chức năng chung của chúng được tóm tắt như sau:

Hệ tiêu hóa: xử lý và hấp thu các chất dinh dưỡng
Hệ hô hấp: có vai trò trong quá trình trao đổi khí, thu nhận oxy và thải CO2
Hệ tuần hoàn: là hệ thống chuyên chở bên trong của động vật
Hệ bài tiết: phóng thích các chất thải do sự chuyển hóa, điều hòa các thành phần hóa học của dịch cơ thể.
Các hệ cơ quan
Hệ nội tiết: các tuyến và các hormone của chúng có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát nội môi.
Hệ thần kinh: một hệ thống kiểm soát trong việc điều phối chức năng của một động vật đa bào phức tạp
Hệ xương: giúp nâng đỡ và xác định hình dạng ở một số động vật.
Hệ cơ: có vai trò quan trọng trong chuyển động của động vật
Hệ sinh dục: có vai trò trong việc sản sinh ra các cá thể mới.
Quá trình trao đổi và chuyển hoá
Các sinh vật dị dưỡng (trong đó có con người) không thể tự tạo ra những hợp chất cao năng lượng từ các nguyên liệu vô cơ.
Chúng phải thu nhận các chất giàu năng lượng có sẵn để duy trì và tăng trưởng
Hệ Tiêu hoá
Ống tiêu hóa dài khoảng 9m
Xoang miệng có các răng giữ nhiệm vụ nghiền thức ăn
Thực quản chạy từ miệng xuống đến dạ dày
Dạ dày nằm hơi lệch về phía trái
Ruột non là nơi hầu hết các hoạt động tiêu hóa và hấp thu xảy ra
Ruột già tái hấp thu nước được sử dụng trong quá trình tiêu hóa
Các giai đoạn của quá trình tiêu hoá
Giai đoạn đầu tiên của quá trình tiêu hóa là sự thu nhận thức ăn (ingestion).
Giai đoạn thứ hai là sự tiêu hóa (digestion). Ðó là quá trình phá vỡ thức ăn thành những phân tử nhỏ đủ cho cơ thể hấp thu.
Giai đoạn thứ ba là sự hấp thu (absorption), các tế bào động vật thu nhận các phân tử nhỏ nhu acid amin, đường đơn, acid béo... từ các ngăn tiêu hóa.
Sau cùng, sự thải bã (elimination) xảy ra, các vật liệu không tiêu hóa được đưa ra khỏi các ngăn tiêu hóa.
Hệ tiêu hoá của lớp cá
Hệ tiêu hoá của lưỡng cư
Hệ tiêu hoá của bò sát
Hệ tiêu hoá của chim
Hệ tiêu hóa của động vật nhai lại (ruminant)
Hệ tiêu hóa người
Sơ đồ hệ tiêu hóa ở người
Hệ hô hấp
Không khí vào phổi qua mũi vào xoang mũi
Xoang mũi dẫn vào hầu (pharynx) rồi đến thanh quản (larynx) có vách bằng sụn.
Từ thanh quản, không khí đi ngang qua khí quản (trachea). Khí quản phân nhánh thành 2 phế quản (bronchi)
Trong phổi, phế quản phân nhánh nhiều lần thành các ống nhỏ hơn gọi là tiểu phế quản (bronchioles).
Cuối cùng các phế quản nhỏ nhất đi vào các phế nang (aveoli)
Bề mặt hô hấp
Các kiểu bề mặt hô hấp ở động vật
A. Da B. Mang C. Ống khí D. Phổi  
Mang cá
Mang là phần uốn cong ra ngoài của bề mặt cơ thể được chuyên hóa cho sự trao đổi khí.
Cá xương, mang được thông khí liên tục bởi một dòng nước liên tiếp đi vào miệng, thông qua khe ở hầu, thổi qua mang và sau đó thoát ra ở phía sau của nắp mang. Vì nước có ít oxy trên một đơn vị thể tích hơn không khí nên cá phải dành một số năng lượng nhất định cho sự thông khí ở mang.
Hoạt động trao đổi khí ở mang cá
Fig. 37.2
Ống khí
Ống khí (trachea) là một hệ thống ống phân nhánh khắp cơ thể côn trùng. Các ống nhỏ nhất tiếp xúc với bề mặt của hầu hết các tế bào, nơi đây khí được trao đổi bởi sự khuếch tán qua lớp biểu mô ẩm lót ở đầu tận cùng của hệ thống ống khí. Vì tất cả các tế bào của cơ thể đều bộc lộ trong môi trường hô hấp nên hệ tuần hoàn mở của côn trùng không tham gia vào việc vận chuyển O2 và CO2
Hệ thống ống khí ở côn trùng
Phổi
Ngược với hệ thống ống khí được phân nhánh khắp cơ thể côn trùng, phổi chỉ được giới hạn trong một vùng. Vì bề mặt hô hấp của phổi không tiếp xúc trực tiếp với tất cả các phần khác của cơ thể nên cần hệ tuần hoàn chuyên chở từ phổi đến các phần còn lại của cơ thể. Phổi có một mạng lưới dầy đặc các mao mạch nằm ngay dưới lớp biểu mô tạo thành bề mặt hô hấp.
Ở phần lớn lưỡng thê, phổi như một quả bóng, không cung cấp một bề mặt hô hấp lớn nhưng ngoài phổi, lưỡng thê còn nhận được từ sự khuếch tán qua da. Ngược lại, phổi của thú có một cấu trúc xốp và có hình tổ ong với một biểu mô ẩm giữ vai trò bề mặt hô hấp. Tổng bề mặt của mô đủ để trao đổi khí cho toàn bộ cơ thể .
Sơ đồ tiến hoá của phổi
Cấu tạo hệ hô hấp
Trao đổi khí ở phổi người
Không khí đi vào phổi qua một hệ thống ống phân nhánh. Khí đi vào hệ thống này qua mũi, chúng được lọc bởi các lông mũi, được sưởi ấm, làm ẩm ướt khi đi qua xoang mũi. Xoang mũi dẫn vào hầu rồi đến thanh quản có vách bằng sụn. Ở người thanh quản còn là cơ quan phát âm.
Từ thanh quản, không khí đi ngang qua khí quản. Khí quản phân nhánh thành 2 phế quản, mỗi phế quản đi về một phổi. Trong phổi, phế quản phân nhánh nhiều lần thành các ống nhỏ hơn gọi là tiểu phế quản.
Cuối cùng các phế quản nhỏ nhất đi vào các phế nang. Lớp biểu mô mỏng của hàng triệu phế nang trong phổi giữ vai trò như một bề mặt hô hấp. Trong không khí đi vaò phế nang theo đường hô hấp sẽ hòa tan trong lớp màng ẩm và khuếch tán qua biểu mô đi vào lưới mao mạch chung quanh các phế nang. CO2 khuếch tán từ các mao mạch qua biểu mô của phế nang rồi đi vào không khí.
Fig. 37.7
TA p670a
Hệ bài tiết
Ở người, thận là một cặp cơ quan hình hạt đậu dài khoảng 10cm.
Hệ bài tiết
Máu đi vào mỗi thận theo động mạch thận (renal artery) và rời khỏi thận theo tĩnh mạch thận (renal vein).
Nước tiểu ra khỏi thận theo một ống gọi là niệu quản (ureter).
Niệu quản của cả hai thận đổ vào bàng quang (urinary bladder).
Nước tiểu từ bàng quang đi vào niệu đạo (urethra) để ra ngoài
co38
Fig. 38.1
Cấu trúc thận
Thận có hai vùng riêng biệt: một vùng vỏ bên ngoài và một vùng tủy bên trong. Nằm trong cả hai vùng là các ống bài tiết có kích thước hiển vi gọi là các ống thận, kết hợp với nhiều mao mạch .
Ðơn vị chức năng của thận là ống thận. Ống thận gồm có một khối cầu của các mao mạch gọi là quản cầu và một ống dài cuộn xoắn. Ðầu tận cùng của ống hình thành một cơ quan gọi là nang Bowmann, bọc quanh quản cầu.  
Cấu tạo hệ bài tiết
Huyết áp đẩy máu, nước, urê, muối và các chất nhỏ hòa tan khác từ máu trong quản cầu đi vào lòng ống của nang Bowmann. Chất dịch bên trong ống của ống thận được gọi là dịch lọc.
Từ nang Bowmann, dịch lọc đi ngang qua 3 vùng của ống thận: ống lượn gần, quai Henle và ống lượn xa. Ống lượn xa đổ vào ống góp chung. Ống này nhận dịch lọc từ nhiều ống thận khác nhau. Nhiều ống góp chung của thận đổ vào trong bể thận
Bài tiết và tái hấp thu
Sự tái hấp thu ở ống thận
Sự tái hấp thu giúp cho các chất cần thiết trong dịch lọc khỏi bị mất đi. Chỉ một mình nước đã góp phần tạo nên 170 lít dịch lọc mỗi ngày và sẽ cần phải được thay thế nếu nó bị thải ra khỏi cơ thể (nghĩa là phải uống gần 300 lit nước mỗi ngày).
Sự tái hấp thu có chọn lọc phần lớn nước và các chất hòa tan là một trong những chức năng của các ống thận.
Ở người, đầu tiên dịch lọc đi qua ống lượn gần, qua quai Henle, sau đó đi vào ống lượn xa và cuối cùng đổ vào ống góp chung. Khi dịch lọc đi qua những ống nầy, có khoảng 99% nước được tái hấp thu nhờ thẩm thấu qua các tế bào của thành ống và trở về máu trong lưới mao mạch.
Các dạng tế bào máu
Hồng cầu
Tiểu cầu
Bạch cầu
Hệ tuần hoàn
Hệ tuần hoàn
Máu vào tâm nhĩ phải (right atrium) qua tĩnh mạch chủ trên hoặc tĩnh mạch chủ dưới (anterior or posterior vena cava).
Qua một van ba lá (tricuspid valve) đi vào tâm thất phải (right ventricle).
Tâm thất phải đẩy máu qua van bán nguyệt (pulmonary semilunar valve) vào động mạch phổi (pulmonary artery),
Tại phổi, động mạch phổi phân nhánh nhiều lần cuối cùng là phế nang (alveoli).
Từ các mao mạch, máu đi qua các tĩnh mạch nhỏ, vào tĩnh mạch phổi (pulmonary vein) chạy về tim.
Bốn tĩnh mạch phổi đổ vào buồng trên bên trái của tim gọi là tâm nhĩ trái (left atrium).
Từ tâm nhĩ trái, máu đi qua van hai lá (bicuspid valve) vào tâm thất trái (left ventricle) Như vậy tâm thất trái chứa máu giàu Oxy
Khi co bóp, nó đẩy máu qua van bán nguyệt (aortic semilunar valve) vào động mạch chủ (aorta) để phân bố máu đến các động mạch cung cấp cho tất cả các phần của cơ thể
Sơ đồ hệ tuần hoàn ở người
Hoạt động của tim
Fig. 34.5a
Fig. 34.6
Hệ tuần hoàn
Fig. 34.2
Fig. 34.3
Fig. 34.4
Fig. 34.7a
Fig. 34.8
Fig. 34.10
TA p629
Quá trình sinh sản
Có hai phương thức sinh sản ở động vật:
Sinh sản vô tính (asexual reproduction) là sự tạo thành cá thể con mà bộ gen của chúng chỉ thừa hưởng từ một cá thể bố hoặc mẹ, không có sự phối hợp giữa tinh trùng và trứng. Sự sinh sản vô tính hoàn toàn dựa trên sự phân bào nguyên phân.
Sinh sản hữu tính (sexual reproduction) ở động vật là sự tạo thành cá thể con do sự phối hợp giữa hai giao tử đơn bội (tinh trùng và trứng) để tạo thành một hợp tử lưỡng bội.
Các giao tử được thành lập bằng cách giảm phân, và sinh sản hữu tính thường bao gồm hai cá thể bố và mẹ, cả hai cùng góp phần vào bộ gen của cá thể con.
Một số hình thức sinh sản ở động vật
Nảy chồi ở thủy tức
Sự tái sinh ở thằn lằn Sự tiếp hợp ở trùng đế giày
Giao phối ở Trùng đất
Sinh sản vô tính (asexual reproduction)
Nhiều động vật không xương sống có thể sinh sản vô tính bằng cách phân đôi (fission)
Một cá thể ban đầu phân chia thành hai hoặc nhiều cá thể có kích thước gần bằng nhau
Một số khác như thủy tức nước ngọt sinh sản bằng cách nảy chồi (budding) tạo ra các cá thể con.
Các cá thể con có thể tách khỏi bố mẹ hoặc vẫn còn dính với cá thể ban đầu, tạo thành tộc đoàn
Sinh sản hữu tính (sexual reproduction)
Có 4 dạng chính được tìm thấy ở động vật
Sự tiếp hợp (conjugation) xảy ra khi hai cá thể hòa hợp và trao đổi vật liệu di truyền (trùng đế giày )
Lưỡng tính sinh (hermaphroditism): hầu hết các động vật lưỡng tính(hải miên, trùng đất )
Trinh sản (parthenogenesis) trong đó một trứng không thụ tinh tự phát triển thành một cá thể mới( ong, kiến)
Ðơn tính sinh (biparentalism) là dạng sinh sản quen thuộc nhất phổ biến ở hầu hết các động vật có xương sống
          Ông sinh dục của nam giới (nhìn từ phía trước)
a.      Ở nam giới
Ở nam giới, hormone sinh dục chính là các androgen, trong đó quan trọng nhất là testosterone. Androgen là các hormone steroid được sản xuất chủ yếu từ các tế bào kẻ của tinh hoàn, chịu trách nhiệm trực tiếp đối với các đặc tính sinh dục sơ cấp và thứ cấp ở nam giới.
Các đặc tính sinh dục sơ cấp là những đặc tính có liên quan đến hệ sinh dục: sự phát triển của ống dẫn tinh, bộ phận sinh dục ngoài và sự tạo tinh trùng. Các đặc tính sinh dục thứ cấp là những đặc điểm không quan hệ với hệ sinh dục, bao gồm giọng nói, sự phân bố của râu và lông, sự phát triển cơ.
                     Ống sinh dục của nữ giới
A. Nhìn từ phía trước B. Nhìn từ bên
b. Ở nữ giới
Cũng như ở nam giới, tuổi dậy thì ở nữ giới được xem là bắt đầu thời kỳ sinh sản. Thùy trước tuyến yên phóng thích nhiều FSH và LH. Những hormone này gây ra sự chín của buồng trứng làm chúng bắt đầu tiết ra hormone sinh dục nữ là estrogen. Hormone này kích thích sự trưởng thành của tử cung và âm đạo, làm phát triển các đặc tính sinh dục thứ cấp như xương chậu nở ra, vú phát triển, thay đổi trong sự phân bố mỡ của cơ thể... đồng thời xuất hiện chu kỳ kinh nguyệt.
Sự động dục ở động vật
Sự thay đổi đều đặn trong việc tiết các hormone kích tuyến sinh dục ở giới cái của hầu hết các loài thú dẫn đến chu kỳ động dục. Ðó là những thay đổi có tính chu kỳ trong ống sinh dục và trong sự ham muốn sinh dục. Giới cái sẽ chấp nhận cho con đực giao phối chỉ trong một giai đoạn ngắn của chu kỳ, gần thời điểm rụng trứng khi lớp màng nhầy tử cung dầy nhất và ham muốn sinh dục cao nhất.
Nhiều loài thú chỉ có một hoặc vài chu kỳ động dục trong một năm.
Người và các linh trưởng không có chu kỳ động dục, con cái sẵn sàng tiếp nhận con đực trong suốt chu kỳ sinh dục.
Lớp màng nhầy tử cung không được tái hấp thu nếu sự thụ tinh không xảy ra mà một phần của lớp màng bị bong ra kèm theo hiện tượng chảy máu trong một giai đoạn gọi là kỳ kinh nguyệt.
Chu kỳ kinh nguyệt của người trung bình là 28 ngày. Thời gian của mỗi chu kỳ thay đổi từ người này đến người khác và từ chu kỳ này đến chu kỳ khác trên cùng một người.
Chu kỳ phát triển của trứng
Sự thụ tinh
Sự phát triển của hợp tử
Sự phát triển của phôi
Sự nuôi phôi
Cấu tạo hệ nội tiết
Hệ thần kinh
TỔ CHỨC CỦA HỆ THẦN KINH
Tế bào thần kinh (neuron) là đơn vị chức năng của hệ thần kinh. Chúng được chuyên hóa cho việc truyền các tín hiệu từ một phần này đến một phần khác của cơ thể.
Mỗi tế bào thần kinh đều gồm có ba phần: nhiều sợi nhánh, một thân tế bào và một sợi trục. Các sợi nhánh là phần kéo dài của tế bào chất, tiếp nhận các kích thích đi vào thân tế bào.Thân tế bào tương đối lớn, chứa nhân và các bào quan. Thông tin được tổng hợp trong thân tế bào sau đó được chuyển đến sợi trục.
Sợi trục thường rất dài, dẫn truyền thông tin đến sợi nhánh của một tế bào thần kinh kế cận hoặc đến cơ quan hiệu ứng (cơ hoặc tuyến).
Có ba loại tế bào thần kinh chính:
tế bào thần kinh cảm giác: dẫn truyền các thông tin về môi trường ngoài và trong từ các thụ quan về trung ương thần kinh.
các tế bào thần kinh trung gian, hay còn gọi là tế bào thần kinh liên hợp, nằm trong trung ương thần kinh.
tế bào thần kinh vận động: dẫn truyền các xung thần kinh từ trung ương thần kinh đến các cơ quan hiệu ứng.
Hoạt động của hệ thần kinh
Cơ quan cảm giác
Cấu trúc tai
Cấu trúc mắt
Hoạt động của vị giác và khứu giác