Газообмен в легких и тканях
- 18-11-2021, 22:48
- 513
8 Клас , Биология 8 класс Мищук (новая программа)
§ 14. Газообмен в легких и тканях
Вспомните из курса природоведения, каков состав атмосферного воздуха; из курса биологии — что такое газообмен. Каковы способы газообмена у разных групп животных?
Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Человек дышит атмосферным воздухом. Смеси газов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха отличаются по составу (ил. 37).
Ил. 37. Содержание газов в воздухе (по объему): а — вдыхаемый; б — альвеолярный; в — выдыхаемый
Воздух, поступающий в легкие при вдохе, по своему химическому составу соответствует атмосферному (содержит 20,95 % кислорода и 0,03 % углекислого газа). При выдохе в воздухе альвеол в результате газообмена уже содержится 16,00 % кислорода и 4,30 % углекислого газа. Осуществляя непрерывно вдох и выдох, человек вентилирует легкие, поддерживая в альвеолах относительно постоянное соотношение газов — 14,00 % кислорода и 5,60 % углекислого газа.
Ил. 38. Схема звеньев дыхания
Газообмен в легких. В процессах дыхания выделяется три звена: внешнее, или легочное, дыхание, транспортирование газов кровью и внутреннее, или тканевое, дыхание (ил. 38).
Внешнее, или легочное, дыхание — это газообмен между атмосферным воздухом и организмом. Оно осуществляется в два этапа — обмен воздухом между внешней средой и альвеолами легких (так называемая легочная вентиляция) и газообмен между альвеолярным воздухом и кровью.
Первый этап внешнего дыхания непосредственно обеспечивают органы дыхательной системы. Благодаря дыхательным движениям — вдоху и выдоху, атмосферный воздух поступает в дыхательные пути, а из них — в легкие и обратно.
Второй этап внешнего дыхания — это проникновение кислорода из альвеолярного воздуха в кровь, а углекислого газа — из крови в альвеолярный воздух. Проникновение газов (О2, СО2) осуществляется благодаря диффузии (ил. 39). Вспомните, какое явление называется диффузией. Каковы особенности диффузии в газах и жидкостях?
Ил. 39. Газообмен в легких
Направление и скорость диффузии определяются разницей концентраций этих газов в крови и альвеолярном воздухе. Количество газов, диффундирующих в альвеолах, зависит от разницы их концентрации в различных средах и от площади альвеол.
Объемная концентрация газа в смеси пропорциональна его парциальному давлению, то есть давлению, которое создавал бы этот газ (один из составляющих смеси газов) при условии, что только он занимал бы весь объем сосуда.
Поэтому движущей силой диффузии газа можно считать и разницу парциальных давлений данного газа. Так, величина парциального давления О2 в альвеолярном воздухе — 105 мм рт. ст., а в венозной крови, протекающей по капиллярам альвеол, — 40 мм рт. ст.
Благодаря этому О2 переходит из альвеолярного воздуха в кровь. Парциальное давление СО2 в венозной крови, протекающей по капиллярам альвеол, составляет 45 мм рт. ст., а в альвеолярном воздухе — 40 мм рт. ст. Благодаря разнице парциальных давлений углекислый газ из венозной крови поступает в легочные пузырьки и при выдохе выводится из организма.
Транспорт газов кровью предусматривает перенос кислорода с током крови (в виде оксигемоглобина эритроцитов) по всему организму в органы и ткани (ил. 52), а также выведение из них углекислого газа и перенос его в легкие. Этот этап происходит при участии двух физиологических систем органов — дыхательной и сердечно-сосудистой. Они объединяются в единую функциональную систему для выполнения совместной функции — обеспечения каждой клетки организма кислородом.
Газообмен в тканях. Внутреннее, или тканевое, дыхание также осуществляется в два этапа: 1) обмен газов между кровью и тканями; 2) использование кислорода клетками и выведение углекислого газа.
Первый этап внутреннего дыхания — это проникновение кислорода из крови капилляров большого круга кровообращения в клетки. Вспомните, как называют кровь, обогащенную кислородом.
Известно, что клетки в тканях омываются тканевой (межклеточной) жидкостью. Поскольку в артериальной крови, текущей по капиллярам, парциальное давление О2 высокое (105 мм рт. ст.), то кислород легко проникает в межклеточную жидкость, а далее — в клетки с низким парциальным давлением О2 (40 мм рт. ст.).
Второй этап внутреннего дыхания — это совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках, в процессе которых происходит окисление углеводов, жиров и белков до углекислого газа и воды (так называемое клеточное дыхание). В результате в клетках увеличивается содержание СО2. Его парциальное давление здесь составляет 45 мм рт. ст. В артериальной крови, текущей по капиллярам, парциальное давление СО2 40 мм рт. ст. Благодаря разнице парциальных давлений углекислый газ из клеток поступает в тканевую жидкость, а оттуда — в капилляры, где артериальная кровь преобразуется в венозную. Вспомните, какую кровь называют венозной. Венозная кровь поступает в сердце, а оттуда — в легкие. Таким образом, газообмен происходит непрерывно.
В результате окисления органических веществ высвобождается энергия, необходимая для всех процессов жизнедеятельности организма. Вспомните, какая органелла обеспечивает клетку энергией.
Состав воздуха: вдыхаемого, альвеолярного, выдыхаемого. Этапы дыхания. Газообмен: в легких; в тканях
1. Каков состав атмосферного, вдыхаемого и выдыхаемого воздуха? 2. Назовите этапы дыхания. 3. Используя ил. 39, опишите процесс газообмена в легких. Изобразите ход этого процесса схематически. 4. Объясните, как и почему происходит газообмен в тканях. 5. Как углекислый газ попадает в кровь? 6. Чем тканевый газообмен отличается от легочного? 7. Что произойдет в организме, если в ткани не будет поступать кислород? Ответ обоснуйте. 8. У альпинистов при акклиматизации высоко в горах возникает головокружение, слабость, иногда — потеря сознания. Почему? 9. Опишите, каким будет процесс дыхания человека во время пребывания: а) высоко в горах; б) в непроветриваемом помещении; в) на улице после грозы.
Коментарі (0)