Підручник з Біології. 8 клас. Соболь - Нова програма

Тема 3. ДИХАННЯ

Увесь спадок життя - знай про це - дихання.

Гафіз

§ 13. ДИХАННЯ ТА ЙОГО ЗНАЧЕННЯ

Основні поняття й ключові терміни: ДИХАННЯ. Легеневе дихання.

Пригадайте!

Що таке зяброве, трахейне, шкірне, легеневе дихання 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 із 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 першим 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.

Основні етапи дихання

1. Зовнішнє дихання

2. Транспорт газів

3. Внутрішнє дихання

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 CO2. 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 CO2. 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 постачанням кисню й видаленням CO2. Разом із повітрям з організму людини видаляється надлишок теплоти (терморегуляційна функція), до нюхових рецепторів носової порожнини несуть інформацію запашні сполуки (інформативна функція) тощо.

Отже, ДИХАННЯ - сукупність фізичних і хімічних процесів, що забезпечують надходження кисню в організм, його використання клітинами для отримання енергії та 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 виведення СО2 з організму забезпечують такі основні фізичні процеси, як дифузія та конвекція. Дифузія - пасивне переміщення молекул дихальних газів крізь 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 кисень і вуглекислий газ переносяться повітрям до легень, а всередині організму - кров’ю.

Іл. 27. Послідовність процесів дихання

В основі дихання - біологічне окиснення, що здійснюється в клітинах. Окиснення - це хімічні реакції розщеплення сполук за допомогою кисню, що супроводжуються вивільненням енергії. Кінцевими продуктами окиснення є вода та вуглекислий газ. Енергія, що вивільняється при цьому в клітинах, акумулюється в АТФ.

Основні процеси дихання

1. Вентиляція легень

2. Газообмін у легенях

3. Перенесення газів

4. Газообмін у тканинах

5. Клітинне дихання

Фізичні й хімічні перетворення дихальних газів відбуваються послідовно:

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

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

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

4) газообмін у тканинах (пасивне переміщення газів між повітрям і кров’ю 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.

У чому полягають особливості дихання людини?

Легеневе дихання - це дихання за допомогою внутрішніх спеціалізованих органів газообміну - легень.

У зв’язку з прямоходінням грудна клітка в людини сплющена спереду назад, що суттєво впливає на легеневе дихання. Верхівка легень у зв’язку з малою рухливістю верхніх ребер, вентилюється недостатньо, а нижні частки легень завдяки скороченню діафрагми забезпечуються повітрям якнайкраще. У зв’язку з цим у людини виділяють три типи дихання - грудне, черевне та змішане. Грудне дихання є реберним, черевне - діафрагмальним, а змішане зумовлене скороченням міжреберних м’язів і діафрагми. Переважання того чи іншого типу дихання залежить від статі (у жінок здебільшого грудне), професії (у людей, які займаються фізичною працею, переважає черевне дихання). Найсприятливішим для вентиляції легень є змішаний тип дихання.

Іл. 28. Змішаний тип дихання: вдих зумовлений скороченням міжреберних м'язів і діафрагми, а видих - їх розслабленням

У людини дуже добре розвинуто механізми регуляції дихання, особливо ті, що здійснюються за участю кори великого мозку. Спостерігається взаємозв’язок дихання і з позитивними та негативними емоціями. Так, глибоке черевне дихання заспокоює людину, а гнів чи стресова ситуація спричиняють перехід на грудне дихання.

Отже, дихання людини може бути грудним, черевним та змішаним.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Навчаємося пізнавати

Демонстраційний дослід

ВИЯВЛЕННЯ ВУГЛЕКИСЛОГО ГАЗУ В ПОВІТРІ, ЩО ВИДИХАЄТЬСЯ

Мета: формування умінь обґрунтовувати й застосовувати знання процесів дихання під час пояснення спостережень.

Теоретичні відомості

Вапняна вода - це насичений розчин кальцій гідроксиду Са(ОН)2. Вуглекислий газ, CO2 - це безбарвний газ, що не має запаху, важчий за повітря і розчинний у воді. Незначна кількість CO2 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, 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.

Біологія + Рекорди

Німецький фрідайвер Том Сітас протримався без повітря 22 хв 22 с. В 1991 році 70-річний індійський йог Равіндра Мішра пробув під водою в стані медитації 144 год 16 хв 22 с. Ці досягнення дивують. Як людина може затримати дихання на такий тривалий час, якщо відомо, що клітини мозку без доступу кисню гинуть уже через 4 хв?

Біологія + Медицина

Рухи діафрагми відповідають кількості вдихів і визначають їхню глибину. Хоча їх у 4-5 разів менше, аніж серцевих скорочень, вони проштовхують кров сильніше, ніж серце. Недарма діафрагму називають другим серцем. Якщо вона функціонує правильно, то відбувається оновлення 75-80 % об’єму повітря при кожному вдихові. Що таке діафрагма? Яка її роль в організації правильного дихання?

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Запитання для самоконтролю

1-6

1. Що таке дихання? 2. Назвіть етапи дихання в людини. 3. Які фізичні й хімічні процеси є основою дихання? 4. Назвіть основні процеси дихання людини. 5. Що таке легеневе дихання? 6. Назвіть причини особливостей дихання людини.

7-9

7. Яке значення має дихання для організму людини? 8. Які процеси є основою дихання? 9. Назвіть особливості дихання людини.

10-12

10. Доведіть необхідність знань про діафрагму для збереження здоров'я людини.