"Биология. Человек", Сонин Н.И., Сапин М.Р.
Дыхание — это не только вдох и выдох, а цепочка процессов, благодаря которым клетки получают кислород и избавляются от углекислого газа. Воздух проходит по дыхательным путям к альвеолам, где кислород поступает в кровь, а углекислый газ покидает её. Кровь доставляет кислород тканям, и клетки используют его для получения энергии. Движения грудной клетки и диафрагмы помогают обновлять воздух в лёгких.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Дыхание — совокупность процессов, обеспечивающих поступление кислорода в организм, его использование клетками и удаление углекислого газа. Значит, дыхание не ограничивается вдохом и выдохом: оно продолжается, когда кровь переносит газы, а клетки получают энергию. Благодаря этой цепочке организм снабжает ткани кислородом и избавляется от углекислого газа.
Дыхательная система — органы, которые проводят воздух и обеспечивают газообмен между воздухом и кровью. К ней относятся дыхательные пути и лёгкие. Её работа нужна, чтобы воздух достиг места, где кислород может попасть в кровь.
Альвеолы — мельчайшие пузырьки в лёгких, через стенки которых происходит газообмен между воздухом и кровью. Они окружены мелкими кровеносными сосудами, поэтому газы могут переходить между воздухом и кровью. Многочисленность альвеол увеличивает общую площадь обмена.
Тканевое дыхание — использование кислорода клетками для получения энергии с образованием углекислого газа. Оно происходит не в лёгких, а в тканях организма. Этот процесс позволяет клеткам использовать энергию питательных веществ для своей работы.
Воздух проходит через носовую полость, глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы. Носовая полость задерживает часть пыли, согревает и увлажняет воздух, потому что он соприкасается с её слизистой оболочкой. Далее дыхательные пути проводят воздух к лёгким и продолжают очищать его: их внутренняя поверхность удерживает часть мелких частиц. Такая подготовка уменьшает воздействие холодного, сухого и загрязнённого воздуха на лёгкие.
Бронхи многократно разветвляются и переходят в более мелкие бронхиолы, которые заканчиваются альвеолами. Альвеол очень много, поэтому их общая поверхность велика и подходит для обмена газов. Стенки альвеол тонкие и влажные, а рядом проходят капилляры — мельчайшие кровеносные сосуды. Короткий путь через тонкие стенки облегчает переход газов между воздухом и кровью.
В альвеолах кислород переходит из воздуха в кровь, а углекислый газ — из крови в альвеолы. Причина обмена — различие концентраций: каждый газ перемещается туда, где его меньше. Поэтому кислород, которого в альвеолярном воздухе больше, поступает в кровь, а углекислый газ движется в обратном направлении. Затем он удаляется при выдохе.
Диафрагма и межрёберные мышцы меняют объём грудной полости, а вместе с ним — объём лёгких. При вдохе мышцы сокращаются, грудная клетка расширяется, а диафрагма опускается; давление внутри лёгких становится ниже, чем снаружи, и воздух входит. При выдохе дыхательные мышцы расслабляются, объём уменьшается, давление повышается и воздух выходит. Лёгкие не расширяются сами как мышцы, а следуют за движением грудной клетки.
Кровь доставляет кислород от лёгких к тканям и возвращает углекислый газ к лёгким. В тканях кислород переходит из крови к клеткам, потому что там его расходуют. Клетки используют кислород, получая энергию из питательных веществ, и образуют углекислый газ. Так работа дыхательной системы связана с переносом веществ кровью и процессами внутри клеток.
| Этап | Где происходит | Что происходит | Результат |
|---|---|---|---|
| Проведение воздуха | Дыхательные пути | Воздух движется к лёгким и подготавливается | Воздух достигает альвеол |
| Газообмен в лёгких | Альвеолы и капилляры | Кислород поступает в кровь, углекислый газ — в альвеолы | Кровь получает кислород |
| Перенос газов кровью | Кровеносные сосуды | Кровь доставляет кислород к тканям и уносит углекислый газ | Газы перемещаются между лёгкими и тканями |
| Тканевое дыхание | Клетки тканей | Кислород используется при получении энергии | Клетки получают энергию, образуется углекислый газ |
Таблица показывает, что дыхание состоит из связанных этапов, а не только из движений грудной клетки. Чтобы проследить путь газа, переходите от одной строки к следующей. Результат каждого этапа становится условием для следующего.
Задача: проследите путь кислорода от вдоха до клетки организма. Нужно показать не только последовательность органов, но и переходы кислорода между воздухом, кровью и тканями. Обратите внимание: кислород не попадает из дыхательных путей прямо в клетки.
Ответ: кислород проходит по дыхательным путям к альвеолам, переходит в кровь, переносится к тканям и поступает в клетки. В клетках кислород участвует в получении энергии.
Задача: объясните, почему при вдохе воздух поступает в лёгкие. Нужно связать работу мышц не с самостоятельным расширением лёгких, а с изменением объёма грудной полости и давления. Проследите, что происходит с каждым из этих показателей.
Ответ: дыхательные мышцы увеличивают объём грудной полости, поэтому давление в лёгких снижается и воздух входит. Сами лёгкие не являются мышцами, которые активно втягивают воздух.
Задача: после физической нагрузки дыхание становится чаще и глубже. Объясните причину, связав потребности тканей с работой лёгких. Здесь важно проследить, что происходит с кислородом и углекислым газом при усиленной работе мышц.
Ответ: дыхание учащается и углубляется, потому что работающим тканям нужно больше кислорода, а образующийся углекислый газ необходимо быстрее вывести.
Ошибка: считать, что воздух попадает прямо в кровь. Такое представление возникает, если пропустить альвеолы и капилляры в цепочке дыхания. Проверьте себя: кислород сначала достигает альвеол, а затем проходит через их стенки и стенки капилляров.
Ошибка: путать вдох и выдох. Это может произойти, если запомнить только движение воздуха, не связывая его с объёмом грудной клетки. При вдохе объём грудной полости увеличивается, а при выдохе уменьшается; по этому признаку легко проверить ответ.
Ошибка: считать лёгкие мышцами, которые сами расширяются. Лёгкие движутся вслед за изменением объёма грудной клетки, которое обеспечивают диафрагма и межрёберные мышцы. Для проверки вспомните, какие мышцы сокращаются при вдохе и что происходит с грудной полостью.
Ошибка: смешивать газообмен в лёгких с тканевым дыханием. В обоих процессах участвует кислород, поэтому их легко объединить в одно понятие. Но в лёгких газы обмениваются между воздухом и кровью, а в клетках кислород используется для получения энергии.
Для понимания дыхания нужны знания о строении клетки и роли кислорода в её жизнедеятельности: именно клетки используют кислород для получения энергии. Тема связана с кровообращением, потому что кровь переносит кислород и углекислый газ между лёгкими и тканями. Эти знания помогают изучать обмен веществ, энергетические потребности организма и профилактику заболеваний дыхательной системы.
Чем дыхание отличается от газообмена?
Дыхание включает проведение воздуха, газообмен в лёгких, перенос газов кровью и использование кислорода клетками. Газообмен — только обмен кислорода и углекислого газа между воздухом и кровью или между кровью и тканями.
Почему вдыхаемый воздух очищается и согревается в носовой полости?
В носовой полости воздух соприкасается со слизистой оболочкой, которая задерживает часть пыли и увлажняет его. Благодаря этому воздух становится теплее и влажнее, что помогает защитить дыхательные пути и лёгкие.
Где именно кислород переходит из воздуха в кровь?
Кислород переходит из воздуха в кровь через тонкие стенки альвеол и окружающих их капилляров. Капилляры — это мельчайшие кровеносные сосуды, по которым течёт кровь.
Как движения диафрагмы помогают вдохнуть?
При вдохе диафрагма сокращается и опускается, а межрёберные мышцы поднимают рёбра. Объём грудной полости увеличивается, давление в лёгких становится ниже, и воздух поступает внутрь.
Почему после физической нагрузки дыхание учащается?
Работающим мышцам требуется больше кислорода, а при получении энергии в клетках образуется больше углекислого газа. Дыхание становится чаще и глубже, чтобы обновлять воздух в лёгких быстрее.
Дыхание
