Chiều hướng tiến hóa của hệ tuần hoàn ở nhóm động vật có xương sống theo xu hướng từ đơn giản đến phức tạp và dần hoàn thiện. Cụ thể như sau:
- Về cấu tạo của tim:
+ Bắt đầu từ cấu tạo tim 2 ngăn (ở cá) với 1 tâm thất và 1 tâm nhĩ.
+ Sau đó phát triển lên 3 ngăn (ở lưỡng cư) với 2 tâm nhĩ, 1 tâm thất. Phát triển hơn nữa ở lớp lưỡng cưm dù tim 3 ngăn nhưng lại có thêm vách hụt để ngăn cách tâm thất và tâm nhĩ.
+ Tim 4 ngăn hoàn chỉnh có ở chim và thú với 2 tâm nhĩ, 2 tâm thất.
- Về vòng tuần hoàn: từ hệ tuần hoàn đơn tới hệ tuần hoàn kép.
+ Một vòng tuần hoàn có ở cá, bắt đầu từ tâm thất di chuyển theo động mạch bụng rồi đến các cơ quan, sau đó theo tĩnh mạch lưng và trở về tâm nhĩ. Máu nuôi cơ thể có màu đỏ tươi.
+ Hai vòng tuần hoàn có ở lưỡng cư, bò sát với vòng tuần hoàn lớn và vòng tuần hoàn nhỏ. Vòng tuần hoàn lớn thực hiện nhiệm vu đưa máu tới các cơ quan đến nuôi các cơ quan đó. Còn vòng tuần hoàn nhỏ thực hiện chức năng trao đổi khí. Máu nuôi cơ thể có màu pha.
I. Cấu tạo và chức năng của hệ tuần hoàn
- Dịch tuần hoàn: máu hoặc hỗn hợp máu và dịch mô, hòa tan các chất dinh dưỡng và các chất khi -> vận chuyển các chất từ cơ quan này sang cơ quan khác đáp ứng cho các hoạt động sống của cơ thể. - Tim: hút và đẩy máu đi trong hệ mạch -> máu được tuần hoàn liên tục trong hệ mạch - Hệ thống mạch máu: + Động mạch: dẫn máu từ tim đến các mao mạch và các tế bào + Mao mạch: dẫn máu từ động mạch đến tĩnh mạch + Tĩnh mạch: dẫn máu từ các mao mạch về tim 2. Chức năng chủ yếu của hệ tuần hoàn - Cung cấp chất dinh dưỡng, oxi cho tế bào hoạt động - Đưa các chất thải đến thận, phổi, da để thải ra ngoài -> Vận chuyển các chất từ bộ phận này đến bộ phận khác để đáp ứng cho các hoạt động sống của cơ thể.
II. Các dạng hệ tuần hoàn ở động vật
- Động vật đa bào có cơ thể nhỏ dẹp và động vật đơn bào không có hệ tuần hoàn và các chất được trao đổi qua bề mặt cơ thể - Động vật đa bào kích thước cơ thể lớn, do trao đổi chất qua bề mặt cơ thể không đáp ứng được nhu cầu của cơ thể -> có hệ tuần hoàn. 1. Hệ tuần hoàn hở - Đại diện:Động vật thân mềm và chân khớp - Cấu tạo:Tim, động mạch, tĩnh mạch - Đường đi của máu: Tim -> Động mạch -> Khoang cơ thể -> Tĩnh mạch -> Tim - Đặc điểm của dịch tuần hoàn: + Máu được trộn lẫn với dịch mô tạo thành hỗn hợp máu - dịch mô. + Máu tiếp xúc và trao đổi chất trực tiếp với các tế bào, sau đó trở về tim. - Tốc độ máu trong hệ mạch: Máu chảy trong động mạch dưới áp lực thấp, tốc độ máu chảy chậm. 2. Hệ tuần hoàn kín - Đại diện: Mực ống, bạch tuộc, giun đốt, chân khớp và động vật có xương sống - Cấu tạo: Tim, động mạch, tĩnh mạch, mao mạch - Đường đi của máu: Tim -> Động mạch -> Mao mạch -> Tĩnh mạch -> Tim - Đặc điểm của dịch tuần hoàn: + Máu được tim bơm đi lưu thông liên tục trong mạch kín, từ động mạch qua mao mạch, tĩnh mạch và sau đó về tim. + Máu trao đổi chất với tế bào qua thành mao mạch. - Tốc độ máu trong hệ mạch: Máu chảy trong động mạch đưới áp lực cao hoặc trung bình, tốc độ máu chảy nhanh. 2.1 Hệ tuần hoàn đơn và hệ tuần hoàn kép
- Hệ tuần hoàn đơn - Đại diện: Lớp cá - Cấu tạo của tim: Tim 2 ngăn - Số vòng tuần hoàn: Chỉ có 1 vòng tuần hoàn - Máu đi nuôi cơ thể: Đỏ thẫm - Tốc độ của máu trong động mạch: máu chảy với áp lực trung bình
- Hệ tuần hoàn kép - Đại diện: Lớp lưỡng cư, bò sát, chim và thú - Cấu tạo của tim: Tim 3 ngăn hoặc 4 ngăn - Số vòng tuần hoàn: Có 2 vòng tuần hoàn, vòng tuần hoàn lớn và vòng tuần hoàn nhỏ - Máu đi nuôi cơ thể: Máu pha hoặc máu đỏ tươi - Tốc độ của máu trong động mạch: Máu chảy với áp lực cao. 3. Chiều hướng tiến hóa của hệ tuần hoàn ban đầu, các sinh vật chưa có hệ tuần hoàn, trong quá trình tiến hóa, hệ tuần hoàn mới xuất hiện. - Từ có hệ tuần hoàn -> hệ tuần hoàn ngày càng hoàn thiện - Từ hệ tuần hoàn hở -> hệ tuần hoàn kín - Từ tuần hoàn đơn (tim 2 ngăn với 1 vòng tuần hoàn - cá) -> tuần hoàn kép( từ tim 3 ngăn, máu pha nhiều - lưỡng cư -> tim 3 ngăn với vách ngăn trong tâm thất, máu ít pha trộn hơn -> bò sát -> tim bốn ngăn máu không pha trộn - chim, thú).
- Giải thích vì sao trong một chu kì tim, tâm nhĩ luôn co trước tâm thất? Điều gì sẽ xảy ra nếu tâm nhĩ và tâm thất co đồng thời?
- Ở người, lượng O2 trong phổi chiếm 36%, trong máu chiếm 51% và ở các cơ là 13% tổng lượng O2 trong cơ thể. Ở một loài động vật có vú khác, lượng O2 ở phổi, trong máu và các cơ tương ứng là 5%, 70%, 25%. Đặc điểm phân bố O2 trong cơ thể như vậy cho biết loài động vật có vú này sống trong môi trường như thế nào? Tại sao chúng cần có đặc điểm phân bố O2 như vậy?
- Hai người bạn, một người sống ở vùng núi cao và một người sống ở vùng đồng bằng. Nếu hai người này gặp nhau và chơi thể thao cùng nhau thì hoạt động của tim, phổi có khác nhau hay không? Giải thích