"Биология", Драгомилов А.Г., Маш Р.Д.
Дыхание обеспечивает клетки кислородом, необходимым для получения энергии, и помогает удалять образующийся углекислый газ. Воздух проходит по дыхательным путям, очищается, согревается и увлажняется, а затем достигает лёгких. В альвеолах кислород переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух. Поэтому дыхание — это не только вдох и выдох: оно включает также газообмен и использование кислорода клетками.
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. Иными словами, дыхание не ограничивается движениями грудной клетки: оно связано с работой клеток. Благодаря ему клетки получают кислород для получения энергии, а ненужный углекислый газ выводится.
Газообмен — обмен кислородом и углекислым газом между организмом и окружающей средой, а также между кровью и тканями. Это переход газов через тонкие стенки между средами. Понятие помогает понять, как кислород оказывается в крови, а затем достигает клеток.
Дыхательная система — органы, которые проводят воздух и обеспечивают газообмен между организмом и внешней средой. В неё входят дыхательные пути и лёгкие. Совместная работа этих органов позволяет доставить воздух к месту, где газы могут перейти в кровь.
Дыхательные пути — органы, по которым воздух проходит от окружающей среды к лёгким и обратно. К ним относятся носовая полость, глотка, гортань, трахея и бронхи. Их задача — проводить и подготавливать воздух, а не выполнять основной газообмен.
Клеткам нужен кислород, чтобы окислять питательные вещества и получать энергию для своей работы. При этом образуется углекислый газ, который в избытке вреден для организма. Поэтому дыхательная система снабжает организм кислородом, а кровь помогает доставить его клеткам и унести углекислый газ к лёгким. Если бы этот газ не удалялся, нормальная работа клеток нарушалась бы.
При вдохе воздух проходит через носовую полость, глотку, гортань, трахею и бронхи, а при выдохе движется в обратном направлении. На пути воздух соприкасается со слизистыми оболочками, поэтому очищается, согревается и увлажняется. Такая подготовка защищает нежные ткани лёгких от пыли и пересыхания. Дыхательные пути проводят воздух, но основное место газообмена находится дальше — в альвеолах.
В носовой полости крупные частицы задерживают волоски, а слизь удерживает пыль и микроорганизмы. Мерцательный эпителий — слой клеток с подвижными ресничками — помогает перемещать слизь вместе с задержанными частицами. Богатая кровеносными сосудами оболочка согревает воздух, а влажная поверхность увлажняет его. При дыхании через рот эта подготовка выражена слабее, поэтому носовое дыхание лучше защищает нижние дыхательные пути.
Гортань проводит воздух и содержит голосовой аппарат, с помощью которого образуются звуки. Во время глотания вход в дыхательные пути закрывается, чтобы пища не попала в них. Ниже расположена трахея, стенки которой поддерживаются хрящевыми полукольцами и не спадаются при дыхании. Трахея делится на бронхи, а бронхи многократно разветвляются внутри лёгких, доставляя воздух к их отделам.
Лёгкие состоят из множества альвеол — маленьких воздушных пузырьков, оплетённых капиллярами, то есть мельчайшими кровеносными сосудами. Стенки альвеол и капилляров тонкие, поэтому газам легко проходить через них. Кислород движется из воздуха альвеол в кровь, где связывается с гемоглобином эритроцитов. Углекислый газ переходит из крови в альвеолы и затем удаляется при выдохе.
| Орган или структура | Особенности строения | Основная функция |
|---|---|---|
| Носовая полость | Волоски, слизь, мерцательный эпителий, богатая сосудами оболочка | Очищает, согревает и увлажняет воздух |
| Глотка | Общий участок дыхательного и пищеварительного путей | Проводит воздух из носовой полости к гортани |
| Гортань | Содержит голосовой аппарат; вход закрывается при глотании | Проводит воздух, участвует в образовании голоса и защищает дыхательные пути |
| Трахея | Трубка, стенки которой укреплены хрящевыми полукольцами | Проводит воздух к бронхам |
| Бронхи | Разветвляются внутри лёгких на всё более мелкие трубки | Распределяют воздух по лёгким |
| Лёгкие и альвеолы | Многочисленные альвеолы с тонкими стенками, окружённые капиллярами | Обеспечивают газообмен между воздухом и кровью |
Читайте таблицу сверху вниз, чтобы проследить путь воздуха от носовой полости к лёгким. Сопоставляйте особенности строения с функцией: строение каждого органа помогает ему выполнять свою задачу. Помните, что проведение воздуха и газообмен — разные функции.
Задача 1. Проследите путь вдыхаемого воздуха от носа до места газообмена в лёгких. Нужно расположить органы в правильной последовательности и указать, где заканчивается путь к месту обмена газов. Решение:
Задача 2. Объясните, почему при дыхании через нос воздух лучше подготавливается к поступлению в лёгкие, чем при дыхании через рот. Для ответа нужно связать функции с устройством носовой полости. Решение:
Задача 3. У альвеолы повреждена тонкая стенка, а число окружающих её капилляров уменьшилось. Как это повлияет на газообмен и снабжение тканей кислородом? Сначала определим, что обеспечивает переход газов. Решение:
Ошибка — сводить дыхание только к вдоху и выдоху. Так думают, потому что движения грудной клетки заметны, а клеточные процессы происходят незаметно. Но дыхание включает также газообмен и использование кислорода клетками. Проверь себя: можешь ли ты объяснить, зачем кислород нужен тканям и что происходит с углекислым газом?
Ошибка — считать, что газообмен идёт во всех дыхательных путях. Воздух проходит через нос, глотку и другие органы, поэтому их легко принять за место обмена газов. На самом деле эти органы в основном проводят и подготавливают воздух, а основной газообмен происходит в альвеолах. Проверь себя: назови структуру, стенки которой соприкасаются с капиллярами.
Ошибка — путать дыхательные пути с лёгкими как местом газообмена. Дыхательные пути продолжаются внутри лёгких, но их задача — доставлять воздух к альвеолам. Именно в альвеолах газы переходят между воздухом и кровью. Проверь себя: если в ответе сказано только «в лёгких», уточни, какая именно структура выполняет газообмен.
Ошибка — утверждать, что кислород просто смешивается с кровью. Такое представление возникает из-за упрощённой формулировки «кислород попадает в кровь». На деле он проходит через стенки альвеолы и капилляра, а затем связывается с гемоглобином эритроцитов. Проверь себя: можешь ли ты назвать путь кислорода от альвеолы до его переноса кровью?
Для понимания дыхания нужно помнить, что клетки используют питательные вещества и кислород для получения энергии, а кровь переносит вещества по организму. С кровообращением дыхание связано напрямую: кровь доставляет кислород от лёгких к тканям и возвращает углекислый газ к лёгким. Знание органов дыхания поможет изучить вдох и выдох, регуляцию дыхания и профилактику заболеваний дыхательной системы.
Чем дыхание отличается от газообмена?
Дыхание — более широкое понятие: оно включает поступление кислорода, его использование клетками и удаление углекислого газа. Газообмен — это переход кислорода и углекислого газа между воздухом, кровью и тканями.
Почему лучше дышать носом, а не ртом?
В носовой полости воздух задерживается волосками и слизью, а мерцательный эпителий помогает удалять пыль и микроорганизмы. Там же воздух согревается и увлажняется, поэтому лучше подготавливается к поступлению в лёгкие.
Какой путь проходит воздух от носа до лёгких?
При вдохе воздух проходит через носовую полость, глотку, гортань, трахею и бронхи. Бронхи разветвляются в лёгких, а их мельчайшие ответвления заканчиваются альвеолами.
Где именно в лёгких происходит газообмен?
Основное место газообмена — альвеолы, маленькие воздушные пузырьки в лёгких. Через их тонкие стенки кислород переходит в окружающие капилляры, а углекислый газ движется в обратном направлении.
Как кислород попадает из лёгких в ткани?
Из альвеол кислород проходит через их стенки и стенки капилляров в кровь. Он связывается с гемоглобином эритроцитов, а кровообращение доставляет его к тканям, где кислород поступает к клеткам.
§ 23. Значение дыхания. Органы дыхания
