§ 24. Значення дихання

Основні поняття й ключові терміни: ДИХАННЯ. Легеневе дихання.

Пригадайте! Які є типи дихання у тварин?

Поміркуйте!

На картині «Дослід з повітряним насосом» (1768), автором якої є видатний британський художник Джозеф Райт (1734-1797), зображено експеримент із птахом у закритій скляній посудині, з'єднаній з повітряним насосом. Цей дослід демонструє значення дихання для життєдіяльності організмів. Раніше вважали, що організми дихають лише для видалення надлишку тепла. І лише після багатьох досліджень та експериментів було доведено справжню роль дихання. Що ж було з'ясовано?

ЗМІСТ

Яке значення має дихання для організму людини?

Дихання, разом із живленням і травленням, є етапом обміну речовин, енергії та інформації, на якому організм людини отримує всі необхідні речовини. Харчові продукти надходять із їжею, складні поживні сполуки розщеплюються та всмоктуються, а кров і лімфа доставляють їх до клітин. А що далі? Клітинам для життєдіяльності потрібна ЕНЕРГІЯ. І ось саме на цій стадії й виявляється сутність дихання, основна роль якого полягає у вивільненні енергії поживних речовин за допомогою кисню.

Цілісний процес дихання умовно поділяють на три етапи: зовнішнє дихання, транспорт газів і внутрішнє дихання. Зовнішнє дихання, або газообмін, - це обмін газів між організмом і навколишнім середовищем. Завдяки фізичним процесам на цьому етапі організм людини отримує кисень і позбавляється від СО2. Другий етап - транспорт газів в організмі. Його забезпечують рідини тіла людини - кров, лімфа і тканинна рідина. Гази розчиняються в плазмі або сполучаються з гемоглобіном крові й транспортуються до клітин. Внутрішнє дихання відбувається вже в клітинах. Прості поживні речовини (амінокислоти, жирні кислоти, глюкоза) за допомогою ферментів клітини розщеплюються до води й вуглекислого газу СО2. При цьому й вивільняється така необхідна для життєдіяльності організму ЕНЕРГІЯ. І саме для цього потрібен КИСЕНЬ, що бере участь у цих хімічних реакціях окиснення.

Значення дихання не обмежується доставкою кисню й видаленням СО2. Разом із повітрям з організму людини видаляється надлишок тепла (терморегуляційна функція), до нюхових рецепторів носової порожнини несуть інформацію леткі сполуки (інформаційна функція) тощо.

Отже, ДИХАННЯ - сукупність фізичних і хімічних процесів, що забезпечують надходження кисню в організм, його використання клітинами для отримання енергії і видалення з організму вуглекислого газу.

Які процеси є основою дихання?

Як ви зрозуміли, дихання є одним із проявів обміну речовин, основу якого становлять фізичні й хімічні процеси.

Надходження кисню та виведенні СО2 з організму забезпечують такі фізичні процеси як дифузія і конвекція. Дифузія - пасивне переміщення молекул дихальних газів через клітинні мембрани з ділянок, де їхня концентрація є більшою, до ділянок з меншою концентрацією. Конвекція - активне перенесення дихальних газів середовищем, що рухається. Під час дихання О2 і СО2 переносяться повітрям до легень, а всередині організму - кров'ю (іл. 43).

Іл. 43. Послідовність процесів дихання

В основі дихання - біологічне окиснення, що здійснюється в клітинах. Окиснення - це хімічні реакції розщеплення сполук без участі кисню (анаеробне дихання) або за допомогою кисню (аеробне дихання), що супроводжуються вивільненням енергії. Кінцевими продуктами кисневого окиснення є вода і вуглекислий газ. Енергія, що вивільняється при окисненні в клітинах, акумулюється в АТФ.

Фізичні й хімічні перетворення дихальних газів відбуваються послідовно:

1) вентиляція легень (активне переміщення потоку повітря в легені завдяки конвекції);

2) газообмін в легенях (пасивне переміщення газів між повітрям і кров'ю шляхом дифузії);

3) транспорт дихальних газів (активне переміщення газів потоком крові завдяки конвекції);

4) газообмін в тканинах (пасивне переміщення газів між кров'ю й тканинною рідиною шляхом дифузії);

5) клітинне дихання (вивільнення енергії з поживних сполук шляхом окиснення).

Отже, ДИХАННЯ - сукупність складних фізичних і хімічних процесів, спрямованих у кінцевому результаті на отримання енергії для життєдіяльності організму.

Які особливості дихання людини?

Легеневе дихання - це дихання за допомогою внутрішніх спеціалізованих органів газообміну, якими є легені. Такий тип дихання передбачає тісний взаємозв'язок дихальної системи з кровоносною, опорно-руховою та регуляторними системами. Окрім того, дихання людини має ряд особливостей, що визначаються її соціальною природою.

В зв'язку з прямоходінням грудна клітка у людини сплющена з боків, що суттєво впливає на дихання. Встановлено, що верхівка легень у зв'язку з малою рухомістю верхніх ребер вентилюється недостатньо, а нижні частки легень завдяки скороченню діафрагми забезпечуються потоком повітря якнайкраще. У людини виділяють три типи дихання - грудний, черевний та змішаний. Грудне дихання є реберним, черевне - діафрагмальним, а змішане - забезпечується скороченням міжреберних м'язів і діафрагми. Діафрагма - непарний орган із посмугованої скелетної тканини, що розмежовує грудну й черевну порожнини та бере участь у легеневому диханні. Недарма її називають другим серцем. Коли діафрагма функціонує правильно, відбувається оновлення 75-80 % об'єму повітря під час кожного вдиху.

Іл. 44. Розташування діафрагми людини

Переважання того чи іншого типу дихання залежить від статі (у жінок здебільшого грудне), віку (у новонароджених черевний тип дихання, у дітей 2 років - змішане, у 3-7 років - грудне), професії (у людей фізичної праці переважає черевний тип дихання). Найсприятливішим для вентиляції легень є змішаний тип дихання.

Позначається на диханні й суспільний спосіб життя, за якого найінтенсивніше споживають кисень кора великого мозку, серце, печінка і нирки, тому ці органи потребують його швидкого доставления у відповідності з потребами.

У людини дуже добре розвинені механізми регуляції дихання, особливо ті, що здійснюються за участю кори великого мозку. Високий рівень залежності дихання від кори півкуль обумовлений участю дихання у здійсненні мови, яка забезпечується голосовим апаратом гортані. Спостерігається взаємозв'язок дихання і з позитивними та негативними емоціями. Так, глибоке черевне дихання заспокоює людину, а гнів чи стресова ситуація спричинює перехід на грудне дихання.

Отже, дихання людини має ряд особливостей пов'язаних з прямоходінням, суспільним способом життя, мовою та емоціями.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Демонстраційний дослід

ВИЯВЛЕННЯ ВУГЛЕКИСЛОГО ГАЗУ В ПОВІТРІ, ЩО ВИДИХАЄТЬСЯ

Мета: формування умінь обгрунтовувати і застосовувати знання про дихання під час пояснення спостережень

Теоретичні відомості

Вапняна вода - це насичений розчин кальційгідроксиду Са(ОН)2. Вуглекислий газ СО2 - безбарвний газ, що не має запаху, важчий за повітря і розчинний у воді. Незначна кількість СО2 нешкідлива і навіть необхідна для життя людини, але за концентрації його в повітрі понад 3 % він стає небезпечним, а за 10 % і більше - смертельним.

Хід роботи:

1. Для дослідження візьміть вапняну воду.

2. У пробірку з вапняною водою опустіть нижній кінець чистої скляної трубки і через її верхню частину кілька разів видихніть повітря з легень.

3. У робочому зошиті опишіть результат досліду та запишіть рівняння реакції взаємодії вуглекислого газу з вапняною водою.

ВПРАВА НА ЗАСТОСУВАННЯ ЗНАНЬ Етапи й процеси дихання

Розподіліть названі процеси за етапами дихання:

1) анаеробне й аеробне окиснення поживних речовин;

2) транспорт СО2 у поєднанні з гемоглобіном;

3) акумулювання енергії в АТФ;

4) переміщення кисню кров'ю у вигляді оксигемоглобіну;

5) розчинення й перенесення вуглекислого газу плазмою крові;

6) дифузійне переміщення дихальних газів через стінки легеневих міхурців.

БІОЛОГІЯ + ФІЗИЧНА КУЛЬТУРА Аеробні й анаеробні вправи

Німецький фрідайвер Том Сітас протримався без повітря 22 хвилини і 22 секунди. В 1991 році 70-річний індійський йог Равіндра Мішра пробув під водою в стані медитації 144 години 16 хвилин і 22 секунди. Ці досягнення дивують, але вони реальні завдяки аеробному й анаеробному тренуванню. У чому відмінності між анаеробними й аеробними вправами?

РЕЗУЛЬТАТ

1-6 балів. 1. Що таке дихання? 2. Назвіть етапи дихання в людини. 3. Наведіть приклад фізичних та хімічних процесів в складі дихання. 4. Назвіть основні процеси дихання людини. 5. Що таке легеневе дихання? 6. Наведіть приклади особливостей дихання людини. 7-9 балів. 7. Яке значення має дихання для організму людини? 8. Які процеси є основою дихання? 9. Які особливості дихання людини? 10-12 балів. 10. Поясніть значення аеробного й анаеробного дихання для організму людини.

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

 

Даний матеріал відноситься до підручника "Біологія 8 клас Соболь 2021 (нова програма)", створено завдяки МІНІСТЕРСТУ ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ (МОН)