Краткое содержание: Параграф § 34 / Биология 10 класс

Определение и значение дыхания

Дыхание – это комплекс процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, его использование в окислительно-восстановительных реакциях и удаление из организма углекислого газа и других конечных продуктов обмена веществ. Дыхание критически важно для высвобождения энергии, заключенной в органических веществах. Кислород для окисления органических веществ может поступать из атмосферы, воды (в растворенном виде) или непосредственно из окружающей среды, в зависимости от типа организма.

Дыхание растений

Растения, обитающие в воде, дышат кислородом, растворенным в воде, который поступает к ним через всю поверхность тела путем диффузии (от лат. *diffusio* — распространение). Некоторые водные растения, например кувшинка, имеют воздухоносные полости, обеспечивающие проведение воздуха к органам и тканям. Наземные растения используют атмосферный кислород, проникающий через устьица листьев и молодых побегов, кожицу молодых корней, а также через трещины древесных стеблей. Корни используют кислород, образовавшийся при фотосинтезе в межклетниках, который также используется для дыхания днем и ночью. Днем растения используют атмосферный кислород, а ночью, когда устьица закрыты, — кислород, накопленный в процессе фотосинтеза.

Дыхание животных

Одноклеточные и беспозвоночные водные животные, а также простейшие, дышат через плазматическую мембрану, используя диффузию для поступления кислорода и удаления углекислого газа. У кишечнополостных и некоторых кольчатых червей газообмен происходит через кожные покровы. У большинства многоклеточных животных по мере увеличения размеров тела потребность в кислороде уже не может быть полностью удовлетворена только через поверхность тела. В процессе эволюции развились специализированные органы дыхания и дыхательная поверхность, сопряженная с кровеносной системой для доставки кислорода к тканям и клеткам.

Водные членистоногие, такие как речные раки, дышат с помощью жабр – выростов кожных покровов, пронизанных сетью кровеносных сосудов. Наземные беспозвоночные, например насекомые, используют трахеи – хитино-выми трубочками, которые открываются наружу дыхальцами и пронизывают все тело. Кислород поступает непосредственно к тканям и органам.

Дыхание позвоночных животных и человека: Процесс дыхания разделяется на два этапа: внешнее дыхание (перенос газов) и тканевое дыхание (обмен газов между кровью и клетками). У водных позвоночных, например рыб, органами дыхания служат жабры, состоящие из жаберных дуг с жаберными лепестками, пронизанными густой сетью кровеносных сосудов.

• Легочное дыхание характерно для большинства наземных позвоночных. Легкие — это тонкостенные полые мешки, оплетенные густой сетью кровеносных сосудов.
• У земноводных (амфибий) легкие простые, с небольшим объемом, поэтому наряду с легочным дыханием им свойственно и кожное дыхание.
• У пресмыкающихся (рептилий) легкие обладают более сложным строением, имеют ячеистое строение, что значительно увеличивает дыхательную поверхность.
• Наибольших размеров легкие достигают у млекопитающих.
• У птиц, помимо легких, имеются воздушные мешки — выросты слизистой оболочки бронхов, расположенные между внутренними органами и в полостях костей. Газообмен у птиц происходит как при вдохе, так и при выдохе (двойное дыхание), когда воздух проходит через легкие и воздушные мешки и обратно.
• Дыхательная система человека состоит из воздухоносных путей (носовая и ротовая полости, носоглотка, гортань, трахея и бронхи) и легких. Гортань служит для очищения от пыли, распознавания запахов и голосообразования.
• Вентиляция легких происходит за счет дыхательных движений — вдоха и выдоха, регулируемых дыхательным центром в продолговатом мозге. Вдох (активный процесс) происходит за счет сокращения межреберных мышц и диафрагмы, что приводит к увеличению объема грудной клетки и падению давления в легких. Выдох (пассивный процесс в спокойном состоянии) происходит за счет расслабления этих мышц.

Объемы легких

Жизненная ёмкость легких (ЖЕЛ) — это максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после максимально глубокого вдоха. Она складывается из дыхательного объема (\( 500 \text{ } \text{см}^3 \)), резервного объема вдоха (\( 1500 \text{ } \text{см}^3 \)) и резервного объема выдоха (\( 1500 \text{ } \text{см}^3 \)). Таким образом, ЖЕЛ составляет около \( 3500 \text{ } \text{см}^3 \). ЖЕЛ зависит от развития легких и дыхательной мускулатуры. У спортсменов она может достигать \( 5000 \text{ } - \text{ } 6000 \text{ } \text{см}^3 \). После максимального выдоха в легких остается около \( 1000 \text{ } \text{см}^3 \) воздуха — это остаточный объем. Он предотвращает спадение альвеол и сглаживает колебания концентрации кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.

Ключевые понятия

В параграфе представлены следующие ключевые понятия, относящиеся к дыханию и газообмену: воздушное дыхание, водное дыхание, диффузия, кожное дыхание, жабры, трахеи, легкие, воздушные мешки, альвеолы, дыхательные движения, вдох, выдох, дыхательный центр, легочные объемы, дыхательный, резервный, остаточный, жизненная ёмкость легких.