Что такое газообмен в биологии

ГАЗООБМЕ́Н

Авторы: Г. Г. Исаев (Газообмен у животных), Г. А. Дмитриева (Газообмен у растений)

ГАЗООБМЕ́Н (био­ло­гич.), об­мен га­зов ме­ж­ду ор­га­низ­мом и внеш­ней сре­дой в про­цес­се ды­ха­ния.

В ор­га­низ­мы по­сту­па­ет ки­сло­род (O2), ко­то­рый за­тем ис­поль­зу­ет­ся для окис­ле­ния со­еди­не­ний, во­вле­кае­мых в об­мен ве­ществ; в ре­зуль­та­те ос­во­бо­ж­да­ет­ся энер­гия, не­об­хо­ди­мая для жиз­не­дея­тель­но­сти, и об­ра­зу­ют­ся ко­неч­ные про­дук­ты об­ме­на, в т. ч. ди­ок­сид уг­ле­ро­да (CO2) и не­зна­чит. ко­ли­че­ст­во др.

га­зо­об­раз­ных со­еди­не­ний. Ор­га­низ­мы по­лу­ча­ют не­об­хо­ди­мый им O2 ли­бо из ат­мо­сфе­ры, ли­бо из во­ды, в ко­то­рой он рас­тво­рён. Г. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся пу­тём диф­фу­зии га­зов не­по­сред­ст­вен­но че­рез по­верх­ность кле­ток.

Газообмен у животных

У про­стей­ших, ки­шеч­но­по­ло­ст­ных и чер­вей Г. про­ис­хо­дит че­рез по­кро­вы те­ла.

У на­се­ко­мых и пау­ко­об­раз­ных по­яв­ля­ет­ся сис­те­ма тру­бо­чек (тра­хей), с по­мо­щью ко­то­рых O2 по­сту­па­ет не­по­сред­ст­вен­но к тка­ням те­ла. У ра­ко­об­раз­ных, рыб и не­ко­то­рых др. ор­га­низ­мов для Г.

слу­жат жаб­ры, а у боль­шин­ст­ва по­зво­ноч­ных – лёг­кие. У зем­но­вод­ных по­ми­мо лёг­ких в Г. уча­ст­ву­ют ко­жа и эпи­те­лий, вы­сти­лаю­щий ро­то­вую по­лость.

ио­ны же­ле­за или ме­ди). У по­зво­ноч­ных и мн. бес­по­зво­ноч­ных жи­вот­ных та­ким пиг­мен­том яв­ля­ет­ся ге­мо­гло­бин, у ря­да бес­по­зво­ноч­ных – ге­мо­циа­нин, ге­мо­эрит­рин и хло­ро­куо­рин. Лишь не­зна­чит. до­ля (ок. 5%) все­го по­сту­паю­ще­го из кле­ток в кровь $\ce{CO_2}$ на­хо­дит­ся в рас­тво­рён­ном со­стоя­нии; осн. его часть (ок.

80%) при уча­стии фер­мен­та кар­бо­ан­гид­ра­зы пре­вра­ща­ет­ся в уголь­ную ки­сло­ту, ко­то­рая дис­со­ции­ру­ет на кар­бо­нат­ные и гид­ро­кар­бо­нат­ные ио­ны; т. о., су­ще­ст­ву­ет рав­но­ве­сие ме­ж­ду рас­тво­рён­ны­ми $\ce{CO_2, H_2CO_3, HCO_3-}$ и $\ce{CO_3{2-}}$. Кро­ме то­го, 6–7% $\ce{CO_2}$ мо­жет взаи­мо­дей­ст­во­вать так­же с ами­но­груп­па­ми бел­ков (в т. ч.

ге­мо­гло­би­на) с об­ра­зо­ва­ни­ем кар­ба­ми­но­вых со­еди­не­ний. От­но­ше­ние уда­ляе­мо­го из ор­га­низ­ма $\ce{СО_2}$ к по­гло­щён­но­му за то же вре­мя О2 на­зы­ва­ет­ся ды­ха­тель­ным ко­эф­фи­ци­ен­том, ко­то­рый ра­вен при­мер­но 0,7 при окис­ле­нии жи­ров, 0,8 при окис­ле­нии бел­ков и 1,0 при окис­ле­нии уг­ле­во­дов.

Ко­ли­че­ст­во энер­гии, ос­во­бо­ж­даю­щей­ся при по­треб­ле­нии 1 л $\ce{O_2}$, со­став­ля­ет 20,9 кДж (5 ккал) при окис­ле­нии уг­ле­во­дов и 19,7 кДж (4,7 ккал) при окис­ле­нии жи­ров. Т. о.

, по по­треб­ле­нию $\ce{O_2}$ в еди­ни­цу вре­ме­ни и по ды­ха­тель­ному ко­эф­фи­ци­ен­ту мож­но рас­счи­тать ко­ли­че­ст­во ос­во­бо­див­шей­ся в ор­га­низ­ме энер­гии, оце­нить ин­тен­сив­ность окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ных про­цес­сов, про­ис­хо­дя­щих во всех ор­га­нах и тка­нях.

Г. у жи­вот­ных уменьша­ет­ся с по­ни­же­ни­ем темп-ры те­ла, а при её по­вы­шении – уве­ли­чи­ва­ет­ся. У че­ло­ве­ка по­треб­ле­ние $\ce{O_2}$ мо­жет воз­рас­тать с 200–300 мл/мин в со­стоя­нии по­коя до 2000–3000 мл/мин при фи­зич. ра­бо­те, а у хо­ро­шо тре­ни­ро­ван­ных спорт­сме­нов – до 5000 мл/мин.

Со­от­вет­ст­вен­но уве­ли­чи­ва­ют­ся вы­де­ле­ние $\ce{CO_2}$ и рас­ход энер­гии; про­ис­хо­дят сдви­ги ды­ха­тель­но­го ко­эф­фи­ци­ен­та. Срав­нит. по­сто­ян­ст­во Г. обес­пе­чи­ва­ет­ся при­спо­со­би­тель­ны­ми (ком­пен­са­тор­ны­ми) ре­ак­ция­ми сис­тем ор­га­низ­ма, уча­ст­вую­щих в Г.

оп­ре­де­ля­ют объ­ём вды­хае­мо­го и вы­ды­хае­мо­го воз­ду­ха и его со­став (при по­мо­щи га­зовых ана­ли­за­то­ров), что по­зво­ля­ет вы­чис­лять ко­ли­че­ст­ва по­треб­ляе­мо­го $\ce{O_2}$ и вы­де­ляе­мо­го $\ce{O_2}$. См. так­же Ды­ха­ние, Ды­ха­ния ор­га­ны.

Газообмен у растений

Газообмен у растений со­про­во­ж­да­ет как ды­ха­ние, так и фо­то­син­тез: во вре­мя фо­то­син­те­за по­гло­ща­ет­ся $\ce{CO_2}$, вы­де­ля­ет­ся $\ce{O_2}$, а при ды­ха­нии – на­оборот. Как все жи­вые ор­га­низ­мы, рас­те­ния ды­шат 24 ч в су­тки, фо­то­син­тез же идёт толь­ко на све­ту.

Днём, как пра­ви­ло, фо­то­син­тез идёт бы­ст­рее ды­ха­ния, к ве­че­ру ско­рость его сни­жа­ет­ся и в оп­ре­де­лён­ный мо­мент ста­но­вит­ся рав­ной ско­ро­сти про­ис­хо­дя­ще­го од­но­вре­мен­но ды­ха­ния. При этом Г. не ре­ги­ст­ри­ру­ет­ся (со­стоя­ние ком­пен­са­ции).

При даль­ней­шем умень­ше­нии ос­ве­щён­но­сти ды­ха­ние на­чи­на­ет пре­об­ла­дать, а в тем­но­те про­ис­хо­дит толь­ко вы­де­ле­ние $\ce{CO_2}$, об­ра­зую­ще­го­ся в ре­зуль­та­те ды­ха­ния.

Г. ли­сть­ев, мо­ло­дых стеб­лей, цвет­ков про­ис­хо­дит че­рез усть­ица (с по­мо­щью от­кры­ва­ния и за­кры­ва­ния по­след­них рас­те­ние ре­гу­ли­ру­ет ско­рость Г.). На ста­рых стеб­лях усть­ица за­ме­ня­ют­ся все­гда от­кры­ты­ми че­че­вич­ка­ми (от­вер­стия­ми в проб­ке), по­это­му Г. ста­рых стеб­лей рас­те­ние ре­гу­ли­ро­вать не мо­жет.

Ско­рость Г. раз­лич­на у рас­те­ний раз­ных ви­дов, в раз­ных ор­га­нах и тка­нях од­ного рас­те­ния. Она за­ви­сит от внеш­них фак­то­ров и фи­зио­ло­гич. со­стоя­ния кле­ток.

По ко­ли­че­ст­ву вы­де­лен­но­го или по­гло­щён­но­го $\ce{O_2}$ или $\ce{CO_2}$ оп­ре­де­ля­ют ско­рость фо­то­син­те­за или ды­ха­ния то­го или ино­го рас­те­ния или ор­га­на.

Источник: https://bigenc.ru/biology/text/2339975

Дыхание – системы органов и газообмен (5 класс, биология) — Помощник для школьников Спринт-Олимпиады

Процесс поглощение кислорода и выделения углекислого газа называется дыханием. Кислород поступает из внешней среды в кровь и участвует в большинстве обменных процессов в организме.

• Общая характеристика
• Органы дыхания
• Что мы узнали?

Общая характеристика

Что такое дыхание, можно рассматривать с двух точек зрения:

• биохимической;
• физиологической.

С биохимической точки зрения дыхание – процесс окисления (присоединения кислорода), в результате чего высвобождается энергия. Упрощённо говоря, организму каждый день приходится «сжигать» с помощью кислорода питательные вещества, поступающие из внешней среды, для получения энергии.

Рис. 1. Схема процесса дыхания.

Как физиологический процесс дыхание осуществляет газообмен, поддерживающий метаболизм (обмен веществ) и гомеостаз (постоянство внутренней среды).
Процесс газообмена происходит на двух уровнях:

• внешнем – получение кислорода из внешней среды (вдох) и высвобождение углекислого газа (выдох) посредством органов дыхания;
• внутреннем (клеточном) – окисление внутри клеток, высвобождение энергии и транспортировка побочных продуктов.

По способу дыхания все животные делятся на два типа:

• аэробные, получающие кислород из атмосферы;
• анаэробные, способные развиваться без доступа кислорода.

К аэробам относится большинство растений, грибов, животных. К анаэробам относятся бактерии, грибы, некоторые виды паразитических червей. Анаэробы получают энергию в процессе гниения или брожения.

Процесс дыхания у растений осуществляется через устьица, чечевички, кору деревьев круглосуточно. В светлое время суток к процессу дыхания добавляется процесс фотосинтеза – преобразование солнечного света, воды и углекислого газа в питательные вещества.

Рис. 2. Дыхание растений.

Органы дыхания

Самыми примитивными органами дыхания являются перистые жабры, впервые появившиеся у морских кольчатых червей.

Животные подцарства Одноклеточные (Простейшие) используют для дыхания всю поверхность тела или являются анаэробами.
Среди многоклеточных через кожу дышат:

• губки;
• кишечнополостные;
• иглокожие;
• плоские, кольчатые (кроме морских), круглые черви.

Поступление кислорода в ткани тела происходит в процессе диффузии – проникновения молекул через мембраны клетки.

По таблице “Органы дыхания и газообмена” можно проследить, как менялись животные от простой формы к сложной организации.

Рис. 3. Сравнение лёгких животных.

Через тонкие стенки капилляров кислород из органов дыхания проникает в кровь, где связывается с белком-транспортёром. Белки доставляют кислород каждой клетке организма, где происходит внутреннее дыхание.

Что мы узнали?

Из урока 5 класса биологии узнали о понятии и видах дыхания, аэробных и анаэробных организмах, дыхании растений, особенностях строения дыхательной системы разных животных от примитивных (полихеты) до высших (млекопитающие).

ПредыдущаяСледующая

Источник: https://Sprint-Olympic.ru/uroki/biologija/9212-dyhanie-sistemy-organov-i-gazoobmen-5-klass-biologiia.html

Что такое газообмен в крови, в легких и тканях? Особенности газообмена

Что такое газообмен? Без него не сможет обойтись практически ни одно живое существо. Газообмен в легких и тканях, а также крови помогает насыщать клетки питательными веществами. Благодаря ему мы получаем энергию и жизненные силы.

Что такое газообмен?

Для существования живым организмам необходим воздух. Он представляет собой смесь из множества газов, основную долю которых составляют кислород и азот. Оба эти газа являются важнейшими компонентами для обеспечения нормальной жизнедеятельности организмов.

В ходе эволюции разные виды выработали свои приспособления для их получения, у одних развились легкие, у других — жабры, а третьи используют только кожные покровы. При помощи этих органов осуществляется газообмен.

Что такое газообмен? Это процесс взаимодействия внешней среды и живых клеток, в ходе которого происходит обмен кислорода и углекислого газа. Во время дыхания вместе с воздухом в организм поступает кислород. Насыщая все клетки и ткани, он участвует в окислительной реакции, превращаясь в углекислый газ, который выводится из организма вместе с другими продуктами метаболизма.

Газообмен в легких

Каждый день мы вдыхаем больше 12 килограмм воздуха. В этом нам помогают легкие. Они являются самым объемным органом, способным вместить до 3 литров воздуха за один полный глубокий вдох. Газообмен в легких происходит при помощи альвеол – многочисленных пузырьков, которые переплетены с кровеносными сосудами.

Воздух попадает в них через верхние дыхательные пути, проходя трахею и бронхи. Соединенные с альвеолами капилляры забирают воздух и разносят его по кровеносной системе. В то же время они отдают альвеолам углекислый газ, который покидает организм вместе с выдохом.

Процесс обмена между альвеолами и сосудами называется двусторонней диффузией. Он происходит всего за несколько секунд и осуществляется благодаря разнице в давлении. У насыщенного кислородом атмосферного воздуха оно больше, поэтому он устремляется к капиллярам. Углекислый газ имеет меньшее давление, отчего и выталкивается в альвеолы.

Кровообращение

Без кровеносной системы газообмен в легких и тканях был бы невозможен. Наше тело пронизано множеством кровеносных сосудов различной длины и диаметра. Они представлены артериями, венами, капиллярами, венулами и т. д. В сосудах кровь непрерывно циркулирует, способствуя обмену газов и веществ.

Газообмен в крови осуществляется при помощи двух кругов кровообращения. При дыхании воздух начинается двигаться по большому кругу. В крови он переносится, прикрепляясь к специальному белку гемоглобину, который содержится в эритроцитах.

Проходя через правое предсердие, венозная кровь завершает большой круг. В правом желудочке начинается малый круг кровообращения. По нему кровь перегоняется в легочный ствол. Она движется по артериям, артериолам и капиллярам, где совершает обмен воздухом с альвеолами, чтобы начать цикл заново.

Обмен в тканях

Итак, мы знаем, что такое газообмен легких и крови. Обе системы переносят газы и обмениваются ими. Но ключевая роль принадлежит тканям. В них происходят главные процессы, изменяющие химический состав воздуха.

Артериальная кровь насыщает клетки кислородом, который запускает в них целый ряд окислительно-восстановительных реакций. В биологии они называются циклом Кребса. Для их осуществления необходимы ферменты, которые также приходят вместе с кровью.

В ходе цикла Кребса образуются лимонная, уксусная и другие кислоты, продукты для окисления жиров, аминокислот и глюкозы. Это один из важнейших этапов, который сопровождает газообмен в тканях. Во время его протекания освобождается энергия, необходимая для работы всех органов и систем организма.

Для осуществления реакции активно используется кислород. Постепенно он окисляется, превращаясь в углекислый газ — СО2, который выделяется из клеток и тканей в кровь, потом в легкие и атмосферу.

Обмен газов у растений

В отличие от животных, у растений газообмен в тканях включает потребление и кислорода, и углекислого газа. Кислород они потребляют в процессе дыхания. Растения не обладают для этого специальными органами, поэтому воздух поступает в них через все части тела.

Как правило, листья имеют наибольшую площадь, и основное количество воздуха приходится именно на них. Кислород поступает в них через небольшие отверстия между клетками, называемые устьицами, перерабатывается и выводится уже в виде углекислого газа, как и у животных.

Отличительной особенностью растений является способность к фотосинтезу. Так, они могут преобразовывать неорганические компоненты в органические при помощи света и ферментов. Во время фотосинтеза поглощается углекислый газ и производится кислород, поэтому растения являются настоящими «фабриками» по обогащению воздуха.

Особенности

Газообмен является одной из важнейших функций любого живого организма. Он осуществляется при помощи дыхания и кровообращения, способствуя освобождению энергии и обмену веществ. Особенности газообмена заключаются в том, что он не всегда протекает одинаково.

В первую очередь он невозможен без дыхания, его остановка в течение 4 минут способна привести к нарушениям работы клеток мозга. В результате этого организм умирает. Существует множество заболеваний, при которых наблюдается нарушение газообмена. Ткани не получают достаточно кислорода, что замедляет их развитие и функции.

Неравномерность газообмена наблюдается и у здоровых людей. Он значительно увеличивается при усиленной работе мышц. Буквально за шесть минут он достигает предельной мощности и придерживается её. Однако при усилении нагрузки количество кислорода может начать увеличиваться, что также неприятно скажется на самочувствии организма.

Источник: https://FB.ru/article/293243/chto-takoe-gazoobmen-v-krovi-v-legkih-i-tkanyah-osobennosti-gazoobmena

Легкие

Легкие — парные органы, расположенные в грудной полости. Состоят из долей: правое легкое содержит три доли, левое — две. Легочная ткань состоит из пузырьков — альвеол, в которых происходит жизненно важный процесс — газообмен между кровью и атмосферным воздухом.

Легкое покрыто оболочкой — плеврой, которая переходит с поверхности легких на внутренние стенки грудной клетки. Между двумя листками плевры образуется плевральная полость, давление в которой отрицательное, что имеет принципиальное значения для актадыхания.

Газообмен в легких и тканях

Воздух перемещается по воздухоносным путям и, наконец, достигает мельчайшей структуры легкого — легочного пузырька, или альвеолы. Стенка альвеолы оплетена густой сетью капилляров — сосудов с тонкой стенкой, через которую происходит диффузия газов: из крови в альвеолу выходит углекислый газ, а в кровь из альвеолы поступает кислород.

Кислород, растворившийся в крови, по кровеносным сосудам достигает внутренних органов и тканей организма. Замечу, что перемещаясь по крови, газы образуют соединения с гемоглобином эритроцитов:

• Кислород (O2) — оксигемоглобин
• Углекислый газ (CO2) — карбгемоглобин
• Угарный газ (CO) — карбоксигемоглобин

Соединение гемоглобина с угарным газом гораздо устойчивее, чем остальные: угарный газ легко выигрывает в конкуренции с кислородом и занимает его место. Этим объясняются тяжелые последствия отравлений угарным газом, который быстро скапливается при пожаре в замкнутом помещении.

По мере того, как кровь отдает углекислый газ и принимает кислород, из венозной крови (бедной кислородом) она превращается в кровь артериальную. В тканях происходит обратный процесс: клетки нуждаются в кислороде, необходимом для тканевого дыхания,а углекислый газ, побочный продукт обмена веществ, требует удаления из клетки в кровь.

Я часто спрашиваю учеников — «Что движет газом, что заставляет, к примеру, кислород перемещаться сначала из альвеолы в кровь, а в тканях — из крови к клеткам?» Запомните, что этой движущей силой является разность парциальных давлений газов.

Парциальным давлением газа называют ту часть от общего объема газа, которая приходится на долю данного газа. Не рекомендую вам заучивать таблицу, приведенную выше, но для понимания она весьма хороша.

Заметьте, парциальное давление кислорода в альвеоле 100-110, а в венозной крови капилляра, оплетающего стенку альвеолы, давление кислорода 40. Таким образом, кислород устремляется из области большего давления в область меньшего — из альвеолы в кровь.

Происходящие перемещения газов можно легко зафиксировать, измерив концентрацию газов во вдыхаемом и выдыхаемом человеком воздухе. Вероятно, многие из этих данных вам не пригодятся, но призываю вас запомнить, что в окружающем воздухе 21% кислорода и 0,03% углекислого газа — это важная информация.

Важное значение в транспорте газов имеет жидкость, покрывающая стенки альвеол — сурфактант. Изначально кислород растворяется в сурфактанте и только после этого диффундирует через стенку капилляра, попадая в кровь. Сурфактант также препятствует слипанию (спаданию) стенок альвеол во время выдоха.

Жизненная емкость легких

Одним из физиологически важных показателей является жизненная емкость легких (ЖЕЛ). ЖЕЛ — максимальное количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха.

Этот показатель весьма вариабельный, в среднем ЖЕЛ взрослого человека около 3500 см3. У спортсменов ЖЕЛ больше на 1000-1500 см3, а у пловцов может достигать 6500 см3. Чем больше ЖЕЛ, тем больше воздуха поступает в легкие и кислорода — в кровеносную систему, что очень важно для клеток тканей во время занятий споротом.

ЖЕЛ легко измеряется с помощью специального прибора — спирометра (от лат. spirare — дышать).

Механизм легочного дыхания

Между наружной поверхностью легкого и стенками грудной клетки имеется плевральная полость, которая играет важнейшую роль в процессе вдоха и выдоха, а также уменьшает трение легких при дыхательных движениях.

Давление в плевральной полости всегда ниже на 5-7 мм. рт. ст. атмосферного давления, поэтому легкие постоянно находятся в расправленном состоянии, скреплены через плевру со стенками грудной полости.

Вообразите: легкое подтягивается к плевре, которая скреплена с грудной клеткой. А грудная клетка постоянно совершает дыхательные движения, расширяясь и сужаясь, таким образом, легкое следует за дыхательными движениями грудной клетки.

При вдохе межреберные мышцы сокращаются, при этом ребра поднимаются, и грудина отодвигается вперед — грудная клетка расширяется в передне-заднем и фронтальном (в стороны) направлениях. Диафрагма — дыхательная мышца, во время вдоха сокращается и опускается вниз: грудная клетка расширяется в вертикальном направлении.

При выдохе все происходит наоборот: межреберные мышцы расслабляются, при этом ребра опускаются, и грудина отодвигается назад — грудная клетка сужается в передне-заднем и фронтальном (в стороны) направлениях. Диафрагма во время выдоха расслабляется и поднимается вверх: грудная клетка сужается в вертикальном направлении. Благодаря этим движением осуществляется вдох и выдох.

Можем ли мы брать под контроль свое дыхание? Легко. Но ведь мы далеко не всегда его контролируем даже в течение дня, не говоря о ночи. Процессом дыхания управляет дыхательный центр, расположенный в продолговатом отделе головного мозга. Это центр обладает автоматией — периодически импульсы сами поступают к дыхательным мышцам, к примеру — во время сна.

Состав крови сильно влияет на интенсивность дыхания. В многочисленных опытах было выявлено, что увеличение концентрации CO2 возбуждает дыхательный центр. Этим можно объяснить учащение дыхания во время физической нагрузки, к примеру, бега, когда в клетках мышц ног идет активное образование CO2 и поступление его в кровь, дыхание учащается рефлекторно.

Рефлекторную регуляцию дыхания наиболее ярко доказывает опыт с перекрестным кровообращением, при котором соединены кровеносные системы двух собак. При пережатии трахеи у первой собаки останавливается дыхание, и углекислый газ перестает удаляться из крови — его концентрация в крови возрастает, что приводит к возникновению одышки (учащенного дыхания) у второй собаки.

Пневмоторакс

В норме давление в плевральной полости отрицательное, оно обеспечивает растяжение легких. Однако при ранениях грудной клетки целостность плевральной полости может нарушаться: в таком случае давление в полости становится равным атмосферному.

Нарушение целостности плевральной полости называют — пневмоторакс (от др.-греч. πνεῦμα — дуновение, воздух и θώραξ — грудь). При наступлении пневмоторакса легкие спадаются и перестают участвовать в дыхании.

Горная и кессонная болезни

Альпинисты и любители горных походов (особенно новички) часто сталкиваются с горной болезнью. Это состояние возникает из-за того, что при подъеме на высоту парциальное давление кислорода падает, и его концентрация в крови не соответствует потребностям организма — ниже, чем должна быть.

Поначалу горная болезнь проявляется эйфорией (беспричинной радостью) и учащением пульса. Если покорение горных вершин продолжается, то к этим симптомам постепенно присоединяется апатия (состояние равнодушия), мышечная слабость, судороги и головная боль.

Что же делать, спросите вы? Необходимо немедленно прекратить дальнейший подъем, при усилении симптомов — начать спуск. Лучше всего предупредить горную болезнь, следуя правилу — не увеличивать высоты ночевки более чем на 300-600 метров.

Кессонная болезнь возникает у водолазов, связана с увеличением парциального давления газа — азота, которое возникает при погружении под воду. Существует закономерность: чем глубже водолаз опускается, тем больше становится растворенного в крови азота. В чем же опасность того, что азот растворяется в крови?

При резком быстром подъеме растворимость азота в крови понижается, и кровь буквально вскипает. Только представьте, в сосудах возникают настоящие пузыри газа! Они могут закупорить сосуды легких, сердца, других внутренних органов, в результате чего кровообращение остановится, и последствия могут быть самыми печальными, вплоть до летального исхода.

Как же предупредить кессонную болезнь? Можно использовать в дыхательной смеси вместо азота газ гелий, который не приводит к таким последствиям. Также необходимо придерживаться правила постепенного подъема, с остановками, избегать резкого всплытия.

Источник: https://studarium.ru/article/90

Система органов дыхания и газообмена (биология, 5 класс)

1001student.ru > Биология > Система органов дыхания и газообмена (биология, 5 класс)

В процессе дыхания осуществляется газообмен между внешней средой и организмом. Он может носить биохимический или физиологический характер. В сложной схеме биохимических реакций участвует кислород. Система дыхания органов и газообмена, изучаемая в 5 классе на уроках биологии, у человека включает в себя воздухоносные пути и парные легкие.

Основные понятия

В школах изучается дыхание клетки в 5 классе на биологии. Если процесс трактовать с биохимической точки зрения, в организме наблюдается окисление. Высвобождается энергия. В результате жизнедеятельности сжигаются питательные компоненты, которые поступают в живой организм из окружающей среды с целью получения живительной энергии.

С физиологической точки зрения, дыхание — это газообмен, который можно использовать для поддержки метаболизма (обмен веществ) и гомеостаза (определение: неизменная внутренняя среда). При газообмене происходит насыщение крови кислородом и вывод углекислого газа.

Процесс осуществляется на двух уровнях:

1. Первый или внешний. При вдохе организм получает кислород из внешней среды, а при выдохе высвобождается углекислый газ.
2. Второй или внутренний. Окисление происходит в клетках. Высвобождается энергия и транспортируются побочные продукты.

Животные могут дышать несколькими способами: аэробные (растения, грибы, животные) и анаэробные (бактерии, грибы, черви). В первом случае получается кислород из окружающей среды. Анаэробные тела развиваются без кислорода.

Они получают энергию при гниении либо брожении. В классе по биологии дыхание клеток у растений происходит через устьица, кору, чечевички. Процесс осуществляется круглосуточно.

Днем одновременно преобразуется солнечный свет, вода и углекислый газ в питательные компоненты.

К примитивным дыхательным органам относятся перистые жабры (представители кольчатых червей). Одноклеточные или простейшие дышат всей поверхностью тела либо могут являться анаэробами. Аналогичный способ характерен для многоклеточных, включая губки. Кислород поступает в тело при диффузии (явление, при котором молекула проникает через мембраны в клетку).

Таблица дыхания организмов

В человеческом организме отдельно рассматривается внутреннее дыхание. Оно осуществляется через капилляры.

Человеческий организм

Дыхательная система у человека представлена в виде совокупности тканей и органов, которые обеспечивают обменом газов между кровью и окружающей средой. Из ее функций можно выделить поступление в организм кислорода и вывод углекислого газа. Другие особенности процесса:

• терморегуляция;
• синтез веществ;
• созревание тучных клеток и базофилов;
• накопление большого количества крови капиллярами;
• легкое всасывание эфира, никотина, хлороформа.

Для осуществления легочных сокращений используются мышцы и диафрагмы. Легкие представлены в виде специальных пузырей — альвеол, а дыхательные пути из носовой плоскости, глотки, бронхов.

Полость носа

К верхним дыхательным путям относятся носовая полость с глоткой. Нос — хрящи, обеспечивающие вход в носовые пазухи. За счет мелких волосинок, расположенных в начале ходов, препятствуется попадание пыли в организм.

В функции слизи входит предупреждение размножения микроорганизмов. Из капилляров на поверхность выходят лейкоциты-фагоциты. Для слизистой характерно частое изменение в объеме. При сокращении стенок сосудов слизистая сжимается, ходы расширяются. Таким способом обеспечивается свободное дыхание.

Движение ресничек скоординировано. Подобное свойство позволяет сохранять дыхательные пути в чистоте. Полость оснащена пазухами со слизистыми железами.

Через носоглоточные отверстия открывается глотка.

Гортань и легкие

Гортань с ресничным эпителием представлена в виде хрящей. Вход в нее прикрыт надгортанником. Внутри расположен ой аппарат, в функции которого входит голосообразование. Гортань выполнена из хрящей. За ней лежит пищевод. От трахеи отходят 2 бронха в левое и правое легкое.

Через левую часть перегибается аорта, а вблизи правой находится непарная вена. Стенки бронхов и трахеи имеют хрящевые кольца. Они придают трубкам упругость, обеспечивая беспрепятсвенное прохождение воздуха. Внутри дыхательные пути покрыты слизистой. Они согревают, увлажняют и очищают воздух от микробов.

В грудной полости находятся правое и левое легкие, покрытые плеврой, богатой эластичными волокнами. Вокруг легких находится замкнутая полость, заполненная серозной жидкостью. В ее функции входит облегчение дыхания. Между плевральными мешками находится средостение с сердцем.

Вокруг альвеолов находятся упругие эластичные и соединительные волокна. Они составляют основу мелких бронхиол и бронхов.

Поэтому легочной ткани свойственно растягиваться во время вдоха и возвращаться в первичное состояние при выдохе.

Альвеолы сформированы в виде сети эластичных волокон. Внутри полость вырабатывает сурфактант — активное вещество, которое препятствует спаданию альвеол. Под эпителием пузырьков находятся капилляры. Они участвуют в газообмене при дыхании. Таким способом осуществляется питание клеток и тканей.

До родов плод через легкие не дышит, а после рождения альвеолы раздуваются, оставаясь расправленными.

Так как любой процесс жизнедеятельности осуществляется с помощью кислорода, дыхание является аэробным.

На фоне кислородной недостаточности в наибольшей степени страдает ЦНС, корковые нейроны. Развитие необратимых процессов происходит, если клиническая смерть человека длится дольше 5 минут.

Источник: https://1001student.ru/biologiya/sistema-organov-dyhaniya-i-gazoobmena.html

Что это — газообмен в крови, в легких и тканях? Специфические особенности газообмена

Что такое газообмен? Без него не сможет обойтись практически ни одно живое существо. Газообмен в легких и тканях, а также крови помогает насыщать клетки питательными веществами. Благодаря ему мы получаем энергию и жизненные силы.