Кровь, которая попадает в лёгкие, бедна кислородом и насыщена углекислым газом. Воздух в лёгочных альвеолах наоборот богат кислородом. Кровь, проходя через лёгкие, насыщается кислородом и разносит его по тканям и органам.
145. Дополните предложения.
Основные дыхательные мышцы – это наружние и внутренние межрёберные мышцы и диафрагма. В осуществлении глубокого вдоха принимают участие также мышцы шеи, стенок грудной полости и живота.
146. Почему принятие большого количества пищи затрудняет дыхание?
Обильное питание затрудняет дыхание следующим образом: вещества из пищи быстро всасываются и попадают в кровь, включаясь в обмен веществ. А обмен веществ — это и есть дыхание. Дыхание клеток нарушается, идет сигнал в дыхательный центр, появляется одышка, дыхание затрудняется.
147. Запишите определение.
Жизненная ёмкость лёгких – это максимальное количество воздуха, выдыхаемое после самого глубокого вдоха.
148. Как осуществляется регуляция дыхательных движений?
Дыхательные движения регулируются либо корой головного мозга (произвольное дыхание), либо продолговатым мозгом (непроизвольное дыхание).
149. Выполните лабораторную работу «Определение частоты дыхания».
1. Посчитайте, сколько дыхательных движений (вдохов-выдохов) вы совершаете в течение 1 мин, сидя спокойно за столом. Запишите полученный результат.
2. Сделайте 20 приседаний. Посчитайте, сколько дыхательных движений в 1 мин вы совершили после физической нагрузки. Запишите полученный результат.
3. Сделайте вывод об изменении частоты дыхания при изменении условий.
При физических нагрузках возрастает потребность организма в кислороде, поэтому частота дыхания увеличивается.
ГДЗ биология 8 класс Колесов, Маш, Беляев Дрофа Задание: § Стр 177
№ 1. Где находятся лёгкие? Каково их строение?
Лёгкие находятся в грудной полости, в правой и левой ее половине, ограничивая по бокам органокомплекс средостения. Имеют форму полуконуса, верхушка которого на 1 – 3 см выступает выше ключицы в область надплечья, а основание лежит на диафрагме. Лёгкие обладают выпуклой рёберной поверхностью, вогнутую средостенную и диафрагмальную поверхность, которая обращена к органам средостения. На средостенной поверхности лёгких имеются углубления. Это ворота лёгких, в которые входят лёгочная артерия, бронхи, а выходят две лёгочные вены. На средостенной поверхности левого лёгкого находится глубокое сердечное вдавление. На переднем ее крае – сердечная вырезка. Правое лёгкое состоит из трёх долей, а левое – из двух. Скелет каждого лёгкого образует древовидно разветвляющиеся бронхи. Снаружи лёгкие покрыты серозной оболочкой – лёгочной плеврой и лежат в плевральном мешке.
№ 2. Почему каждое лёгкое находится в герметически замкнутом пространстве?
Герметично замкнутое пространство необходимо для сохранения целостности лёгких. Во время вдоха и выдоха происходит движение диафрагмы и дыхательных мышц. Герметичное пространство снижает коэффициент сопротивления и увеличивает количество воздуха, который попадает в лёгочные мешки.
№ 3. Лёгочная плевра обладает эластичностью: она непрерывно растягивается и сжимается. За счёт какой ткани это возможно?
Это возможно за счёт мышечной ткани.
№ 4. Что общего и в чём различие газообменов, происходящих в лёгких и других тканях?
Газообмен в лёгких и в других тканях происходит благодаря диффузии.
Различие в том, что газообмен в лёгких подразумевает насыщение крови кислородом. В тканях же происходит насыщение крови углекислым газом.
Газообмен в тканях
В тканях кровь отдает кислород и поглощает углекислоту. Газообмен в капиллярах тканей большого круга, так же как и в легочных капиллярах, обусловлен диффузией вследствие разности парциальных напряжений газов в крови и в тканях.
Напряжение углекислого газа в клетках может достигать 60 мм, в тканевой жидкости оно весьма изменчиво и в среднем составляет 46 мм, а в притекающей к тканям артериальной крови — 40 мм рт. ст. Диффунтируя по направлению более низкого напряжения, углекислый газ переходит из клеток в тканевую жидкость и далее в кровь, делая ее венозной. Напряжение углекислого газа в крови при прохождении ее по капиллярам становится равным напряжению углекислого газа в тканевой жидкости.
Клетки весьма энергично потребляют кислород, поэтому его парциальное напряжение в протоплазме клеток очень низко, а при усилении их активности может быть равно нулю. В тканевой жидкости напряжение кислорода колеблется между 20 и 40 мм. Вследствие этого кислород непрерывно поступает из артериальной крови, приносимой к капиллярам большого круга кровообращения (здесь напряжение кислорода равно 100 мм рт. ст.), в тканевую жидкость. В результате в оттекающей от тканей венозной крови напряжение кислорода значительно ниже, чем в артериальной, составляя 40 мм.
Кровь, проходя по капиллярам большого круга, отдает не весь свой кислород. Артериальная кровь содержит около 20 об.% кислорода, венозная же кровь — примерно 12 об. % кислорода. Таким образом, из 20 об. % кислорода ткани получают 8 об. %, т. е. 40% всего кислорода, содержащегося в крови.
То количество кислорода в процентах от общего содержания его в артериальной крови, которое получают ткани, носит название коэффициента утилизации кислорода. Его вычисляют путем определения разности содержания кислорода в артериальной и венозной крови. Эту разность делят на содержание кислорода в артериальной крови и умножают на 100.
Коэффициент утилизации кислорода меняется в зависимости от ряда физиологических условий. В покое организма он равен 30—40%. При тяжёлой же мышечной работе содержание кислорода в оттекающей от мышц венозной крови уменьшается до 8—10 об. % и, следовательно, утилизация кислорода повышается до 50—60%.
Более быстрый переход кислорода в ткани обеспечивается раскрытием нефункционировавших капилляров в работающей ткани. Повышению коэффициента утилизации способствует также усиленное образование кислот — молочной и угольной, что понижает сродство гемоглобина к кислороду и обеспечивает более быструю диффузию кислорода из крови. Наконец, увеличению утилизации кислорода содействуют повышение температуры работающих мышц и усиление ферментативных и энергетических процессов, протекающих в клетках. Таким образом, доставка кислорода к тканям регулируется в соответствии с интенсивностью окислительных процессов.
Часть А.
Выбрать один правильный ответ.
1.Газообмен между наружным воздухом и воздухом альвеол у человека называется
1) тканевым дыханием 2) легочным дыханием
3) транспортом газов 4) обменом веществ
2.Частота колебания голосовых связок зависит от
1) скорости речи 2) силы звука 3) высоты звука 4) их длины
3.При задержке дыхания вдох у человека следует сразу за
1) сокращением наружных межреберных мышц
2) торможением дыхательного центра
3) повышением в крови концентрации углекислого газа
4) изменением концентрации кислорода в крови
4.Голосовые связки расположены в области
1) трахеи 2) бронхов 3) гортани 4) носоглотки
5.Диффузия газов происходит в
1) альвеолах 2) слизистой носа 3) стенке бронхов 4) стенки трахеи
6.Многократное анатомическое ветвление имеет орган дыхания
1) носоглотка 2) бронхи 3) трахея 4) гортань
7.Выдох у человека происходит в результате
1) сокращения наружных межреберных мышц
2) сокращения диафрагмы 3) расслабления диафрагмы
4) увеличения объема грудной полости
8.Увеличение объема легких при вдохе обеспечивается
1) наличием легочной плевры 2) работой скелетных мышц
3) сокращением диафрагмы и межреберных мышц
4) увеличением жизненной емкости легких
9.Увлажнение поступающего в организм человека воздуха начинается в
1) трахеи 2) бронхах 3) гортани 4) носовой полости
10.Дыхательный центр расположен в отделе мозга
1) спинном 2) продолговатом 3) промежуточном 4) среднем
Вставьте в текст «Дыхание» пропущенные термины из предложенного перечня.
Перечертите приведенную ниже таблицу и запишите в нее получившуюся последовательность цифр.
Текст. В процессе дыхания происходит обмен газов между клетками и окружающей средой. У человека газообмен состоит из четырех этапов: 1) обмен газов между воздушной средой и _____________ (А); 2) обмен газов между легкими и ___________ (Б);
3)____________ (В) газов кровью к тканям; 4) газообмен в _____________ (Г). Первые два этапа относятся к ____________ (Д) дыханию, четвертый этап к _____________ (Е).
Термины: 1) ткани, 2) легкие, 3) кровь, 4) транспорт, 5) гемоглобин, 6) тканевое, 7) легочное, 8) эритроциты.
Карточки к уроку «Газообмен в лёгких и тканях»
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов
Сертификат и скидка на обучение каждому участнику
Вставьте пропущенные слова :
Дышать нужно через … (1). Носовая полость выстлана … (2), покрыта многочисленными … (3), которые задерживают … (4). Клетки носовой полости выделяют … (5), которая задерживают частички пыли и микробы.
Расположите последовательно органы, образующие воздухоносные пути, начиная с носовой полости.
1. Трахея
2. Носовая полость
3. Гортань
4. Бронхи
5. Носоглотка
1. Как легкие располагаются в грудной полости?
Читайте также: Изделия из ткани гофре
2. Почему легкие не опадают на выдохе?
3. Почему каждое легкое находится в герметически замкнутом пространстве?
4. Почему легочная плевра обладает эластичностью?
5. После рождения человека легкое всегда заполнено воздухом и плотно прилегает к стенкам грудной полости (чем объяснить эти свойства легкого?)
В каком круге кровообращения
Какая кровь, в какую превращается?
Прочитайте всю информацию. Ответьте на вопросы.
Между воздухом в легких и кровью происходит газообмен . Важнейший механизм газообмена — диффузия . Рассмотрим диффузионный газообмен в альвеолах легких .
В воздухе легочных альвеол мало углекислого газа и много кислорода. Кровь капилляров , оплетающих легочные альвеолы, поступила из сердца. Это венозная кровь, содержащая много углекислого газа.
Молекулы углекислого газа покидают кровяное русло, где их концентрация велика и перемещаются в альвеолярный воздух. В венозной крови мало кислорода, поэтому его молекулы стремятся покинуть альвеолы и перейти в кровяное русло. Ставшая артериальной, кровь покидает альвеолы. В альвеолярном воздухе после этого изменилось содержание дыхательных газов – стало меньше кислорода и больше углекислого газа . Интенсивность диффузии падает.
Чтобы поддерживать уровень диффузии, необходимо поддерживать в альвеолах концентрацию кислорода достаточно высокой, а концентрацию углекислого газа достаточно низкой. Для этого необходимо часто менять отработанный воздух на свежий. Это и определяет ритм нашего дыхания
1. Какой физический процесс лежит в основе газообмена?
Важнейший механизм газообмена …
2. Где происходит легочной газообмен?
Легочной газообмен происходит …
3. Какая кровь поступает в легочные капилляры?
В легочные капилляры поступает …
4. Что происходит с кровью в легочных капиллярах?
5. Какая кровь покидает легочные капилляры?
Легочные капилляры покидает …
6. Почему со временем падает интенсивность диффузии?
Прочитайте всю информацию. Ответьте на вопросы.
Тканевое дыхание также осуществляется благодаря диффузии.
В капиллярной сети тканей кровь отдает кислород и поглощает углекислый газ. Кислород непрерывно расходуется для получения энергии в клетках. Поэтому в тканях кислорода мало .
Из кровяного русла кислород поступает в межклеточную жидкость, а оттуда в клетки.
Углекислый газ непрерывно образуется в результате обмена веществ. Поэтому в клетках его много . Он поступает в тканевую жидкость, а из нее – в кровь.
Здесь углекислый газ частично захватывается гемоглобином, а частично растворяется или химически связывается солями плазмы крови. Венозная кровь уносит его к сердцу, а затем к легким. Чем больше работа, выполняемая каким-либо органом, тем больше ему требуется кислорода. Поэтому, например, при физической работе, когда интенсивно сокращаются мышцы, одновременно усиливаются дыхание и деятельность сердца.
Разработка урока по биологии 8 класс по теме «Лёгкие. Газообмен в клетках и тканях»
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов
Сертификат и скидка на обучение каждому участнику
Интегрированный урок. Биология – физика.
Строение лёгких. Газообмен в лёгких и тканях. Диффузия в газах и жидкостях.
Организовать деятельность учащихся по восприятию , осмыслению и запоминанию этапов дыхания, сущности газообмена в лёгких и тканях.
Обеспечить формирование понятий взаимосвязи строения и функций дыхательной и кровеносной систем.
Помочь учащимся осознать интеграцию биологических и физических знаний для понимания единства мира, процессов, происходящих в живой природе.
особенности строения и функции органов дыхания;
этапы дыхания, сущность дыхания;
механизмы газообмена в легких и тканях;
состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
Обеспечить развитие умений ставить цель и планировать учебную деятельность.
Создать условия для развития умений проводить сравнение, анализировать обобщать , делать выводы.
Развивать монологическую речь учащихся.
планировать свою учебную деятельность;
самостоятельно работать с различны-ми материалами;
анализировать факты, сравнивать;
выделять необходимую информацию.
Развивать, совершенствовать коммуни-кативные способности учащихся.
Расширять кругозор школьников, форми-ровать интерес к предмету.
Обеспечить политехнизм обучения.
Прибор для сравнения содержания углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.
Слайды для просмотра на фильмопроекторе “Дыхание в горах”, “Дыхание над водой”.
Фильмопроектор, кодопроектор, кодотранспаранты “Газообмен в легких и тканях”, “Перенос газов кровью”, ”Дыхание в горах и над водой”.
Дидактические карточки для актуализации опорных знаний, закрепления и первичного контроля.
Базовые понятия и термины:
Вновь звонок нас всех зовёт.
И рады встрече с вами снова.
На прошлом уроке мы изучили тему “ Значение дыхания, Органы дыхательной системы”.
II. Стадия ВЫЗОВ. (10 мин)
(Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности)
Однажды все жизненные силы человека заспорили о том, кто из них главнее и решили:
«Тот из нас будет главным, после чьего ухода, тело человека окажется в наихудшем положении»
Ушло зрение, человек страдал, но выжил, и зрение вернулось к нему.
Ушел слух, человек страдал, но выжил, и слух вернулся к нему.
Ушел разум, человек перестал понимать, что происходит вокруг, но все-таки выжил, и разум вернулся к нему.
Ушло дыхание, и, подобно тому как конь вырывает колышки, к которым привязаны его ноги, так оно вырвало и все другие жизненные силы из тела.
С чего начинается наша жизнь на Земле?
— С первого вдоха.
Ещё древнегреческий философ Анаксимен, наблюдая за дыханием животных и человека, считал воздух условием и первопричиной жизни.
Великий врач Древней Греции Гиппократ назвал воздух «пастбищем жизни». Конечновоздух-это не единственное условие существование человека, но каждый из нас должен понимать огромное значение воздуха для организма.
Создание проблемной ситуации
Сожмите губы и пальчиками зажмите нос. Несколько мгновений посидите спокойно. Через 2-3 минуты обсуждаем впечатления детей о своих ощущениях.
— Почему вы почувствовали головокружение, слабость во рту, потемнение в глазах?
— Сколько времени мы не можем не дышать?
А вот, например, ловцы жемчуга — почти сверхлюди. Они должны уметь надолго задерживать дыхание и погружаться без специального снаряжения на глубину до 30 метров. Ради нескольких жемчужин им приходится доставать сотни раковин. Благосостояние целых деревень зависело от удачной охоты ловцов жемчуга. Хорошим добытчиком считался тот, кто мог нырнуть на глубину не менее 15 метров и продержаться под водой не менее минуты.
А вот исторический факт:
Рассказ учителя: В сентябре 1862 года во Франции был завершён подъём на воздушном шаре «Зенит» на высоту 11 тысяч метров трёх воздухоплавателей. На землю вернулся живым только один человек, и он находился в обморочном состоянии. Двое других погибли. Никто не мог объяснить причину гибели этих людей, ведь кислорода было достаточно на этой высоте и он начинает исчезать из атмосферы на высоте 80 км.
Работами Б ер а (P. Bert, 1878) и И. М. Сеченова (1879) впервые было установлено, что причиной возникновения В. б. является острое кислородное голодание. Бер отметил, что при развитии В. б. у животных ведущее значение имеют нарушения деятельности ц. и. с., ее высокая чувствительность к гипоксемии. Развитие кислородного голодания может быть обусловлено снижением барометрического давления с неизбежным при этом падением pO 2 в воздухе или снижением содержания кислорода в воздухе или в искусственной газовой среде герметически замкнутых помещений. Первая ситуация может возникнуть во время высотных полетов в летательных аппаратах с кабинами открытого тина или после нарушения герметичности кабин закрытого тина; вторая — вследствие отказа систем, регенерирующих воздух в герметических кабинах и помещениях.
Учитель: Дыхание – свойство всех живых организмов. Сегодня на уроке мы продолжим изучение этого процесса, который как и все процессы в живых организмах, подчинены физическим законам, урок интегрированный. Биология – физика.
Какова же тема урока вы узнаете, разгадав ребус .
Сообщение темы: «Газообмен в легких и тканях»
– Как вы считаете, какова цель нашего урока? (Ответы ребят)
Обобщение, сообщение целей и хода урока
Цель: Изучить строение и функции легких, газообмен в легких и тканях.
Задачи:
– сформировать понятие о физиологии дыхания;
– установить взаимосвязь строения и функций дыхательной и кровеносной систем;
– сформировать понятие о биологических и физических знаний, необходимых для понимания единства органического мира.
Учителловеь: У высших животных и человека процесс дыхания осуществляется благодаря ряду последовательных процессов:
Учитель: Сегодня мы с вами поговорим о лёгочном дыхании и обмене газов между кровью и тканями.
Ребята! Человек дышит атмосферным воздухом, который состоит из смеси газов. Как вы считаете – одинаков ли состав воздуха, который мы вдыхаем и состав воздуха, который выдыхаем. (Учащиеся отмечают, что состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха различен) .
Обратите внимание на экран. Каково процентное содержание кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе?
– Как количественно изменяется состав выдыхаемого и вдыхаемого воздуха?
Читайте также: Саркома мягких тканей цитология описание
Учащиеся: Из таблицы видно, что в выдыхаемом воздухе увеличивается количество углекислого газа почти на 4%, а количество кислорода уменьшается почти на 5%.
Учитель: Почему в выдыхаемом воздухе увеличивается количество углекислого газа и уменьшается количество кислорода? (Проблемный вопрос)
И снова мы сегодня должны обратится к физике, потому что переход газов из окружающей среды в жидкость и из жидкости в воздух подчиняется физическим законам.
В основе газообмена лежит процесс диффузии. Вспомните из курса физики 7 класса , что такое диффузия?
Учащиеся: Диффузия – физическое явление, когда молекулы любого газа, если их концентрация велика, стремятся проникнуть сквозь проницаемые для них оболочки туда, где их концентрация мала.)
Учитель: Совершенно верно. (Демонстрация анимации «Газообмен в легких и тканях») ( Приложение 4 ).
Сообщение темы: «Газообмен в легких и тканях. Дыхательные движения»
Учитель: Как же это происходит? Почему в выдыхаемом воздухе увеличивается количество углекислого газа и уменьшается количество кислорода? (Проблемный вопрос)
Ответить на этот вопрос вы сможете, когда познакомитесь с тем, как осуществляется газообмен в организме.
Видео-ролик «Газообмен в легких и тканях»
Учитель: Как же протекает процесс газообмена в легких и тканях? Об этом вы узнаете, поработав с текстом параграфа №27
Работа в группах с текстом:
1 группа: «Газообмен в легких»
Газообмен в легких
2 группа: «Газообмен в тканях»
2. Где происходит легочный газообмен?
Прочитайте статью в учебнике «Газообмен в легких» и заполните таблицу (прием «Бортовой журнал»).
1. Какой физический процесс лежит в основе газообмена?
Важнейший механизм газообмена …
Легочный газообмен происходит …
3. Какая кровь поступает в легочные капилляры?
В легочные капилляры поступает …
4. Что происходит с кровью в легочных капиллярах?
5. Какая кровь покидает легочные капилляры?
Легочные капилляры покидает …
6. Почему со временем падает интенсивность диффузии?
При газообмене в легких кровь в капиллярах легких малого круга кровообращения насыщается ___________________ и отдает ____________________, из __________________ превращается в _________________________ .
– Выполните задание, осуществите самоконтроль. Запишите результат «+» или «–».
Обсуждение результатов работы. Ученики, правильно ответившие на вопросы, получают бонусы.
Учитель: Результатом газообмена в легких стало превращение венозной крови в артериальную. А для чего нужен кислород нашему организму? (Для обмена веществ)
Чтобы в нашем организме проходили реакции обмена веществ, кислород с током крови должен попасть в каждую клетку нашего тела. Этому способствует газообмен в тканях
Прочитайте статью в учебнике «Газообмен в тканях» и заполните таблицу (прием «Бортовой журнал»)
1. Благодаря чему осуществляется тканевое дыхание?
Тканевое дыхание осуществляется, благодаря …
2. Почему в тканях мало кислорода?
В тканях мало кислорода, потому что…
3. Почему в тканях много углекислого газа?
В тканях много углекислого газа потому что, потому что…
4. Что происходит с кровью при тканевом дыхании?
При тканевом дыхании кровь в капиллярах тканей большого круга кровообращения насыщается ___________________ и отдает ____________________, из __________________ превращается в _________________________ .
Осуществите самоконтроль, отметив результат «+» или «–».
Обсуждение результатов работы . По ходу обсуждения ученики заполняют таблицу
Какой газ поступает в кровь?
Какой газ выходит из крови?
В каком круге кровообращения это происходит?
Почему это происходит? Учитель физики . Парциальное давление. Газообмен в легких и тканях.
Хорошо известно, что воздух представляет собой смесь газов, в которую входят азот, кислород, углекислый газ, аргон и другие инертные газы. Вся эта воздушная масса давит на нас с силой 760 мм рт.ст. В этой смеси каждый газ имеет свое независимое давление. Такое давление называют парциальным (от латинского «парц» — часть и обозначается символом Р). Парциальное давление каждого газа воздуха легко подсчитать. Например, кислород составляет на любой высоте 20,9% воздуха, а его парциальное давление на уровне моря при барометрическом давлении 760 мм рт.ст. будет равно: Р (О 2 ) = (760 х 20,9): 100 = 159 мм рт.ст.;
аналогичным образом рассчитывается давление других газов:
На пленке изображена схема, демонстрирующая каскады дыхательных газов в соответствии с их парциальным давлением. Ключевыми моментами для дыхания в этом каскаде несомненно является переход газов из легких в кровь и из крови в ткани.
Стенки легочных альвеол человека состоят из однослойного плоского эпителия, покрытого слизью – сурфактантом. Сурфактант снижает поверх-ностное натяжение в альеолах, что позволяет с меньшими усилиями увеличивать объем легких при вдохе. Перенос газов через стенки альвеол происходит согласно закону диффузии. Направление и скорость этого процесса определяются разностью парциальных давлений газа, или его напряжений. В притекающей к капиллярам легких венозной крови напряжение кислорода составляет 40 мм рт. ст., а углекислого газа – 47 мм рт. ст.
Согласно законам физики, если над жидкостью находится смесь газов или две жидкости разделены проницаемой для газов мембраной, то газы будут диффундировать от места большего давления к месту меньшего до тех пор, пока не установится динамическое равновесие – равенство прямого и обратного потоков газов. Поскольку парциальное давление кислорода в альвеолах больше, чем в венозной крови, то кислород диффундирует из альвеолы в капилляры. Напротив, напряжение углекислого газа больше в венозной крови, чем в альвеолярном воздухе, поэтому углекислый газ диффундирует в альвеолы. Условия для газообмена в легких настолько благоприятны, что данный процесс приводит к равновесному состоянию примерно за 1 с.
Потребность человека в кислороде в состоянии покоя составляет 350 мл/мин; при физической работе она доходит до 5000 мл/мин. Ее можно полностью удовлетворить, поскольку при разности парциальных давлений в 1 мм рт. ст. в кровь переходит 250 мл кислорода, а разность между напряжениями О 2 в воздухе и в крови составляет не менее 70 мм рт. ст. что позволяет удовлетворять максимальные потребности организма.
Второй этап дыхания человека – перенос газа кровью. В состоянии покоя за 1минуту мы в среднем потребляем 250мл кислорода и выделяем 200мл углекислого газа. Газы, входящие в состав воздуха, очень слабо растворяются в жидкостях. Однако в крови имеется удивительное вещество – гемоглобин, которое способно химически связывать кислород и углекислый газ, а также поддерживать постоянную реакцию крови.
Кровь, поступив через легочную артерию в легкие, растекается в капиллярах по площади альвеол тонким слоем, обеспечивает газообмен. Кислород, переходя из альвеольного воздуха в кровь , вступает в непрочное соединение с гемоглобином – оксигемоглобин. В виде оксигемоглобина кислород от легких кровью переносится к тканям.
Перенос кислорода полностью осуществляется с помощью иона железа, содержащегося в гемоглобине. Одна такая молекула присоединяет четыре молекулы кислорода. При этом гемоглобин превращается в оксигемоглобин, а кровь из вишневой венозной становится алой артериальной. Эта реакция обратима. Перенос кислорода плазмой незначителен и большого значения в дыхании не имеет (в 100мл артериальной крови растворено 3мл свободного кислорода и 19мл связано гемоглобином).
Перенос углекислого газа также связан с гемоглобином. Примерно около 10% газа соединяется с белком и образует непрочное химическое соединение карбогемоглобин. Остальная часть соединяется с водой и превращается в угольную кислоту. Далее кислота реагирует с ионами натрия и калия в плазме крови.
Газообмен в тканях протекает по тем же физическим законам. Ткани поглощают О 2 и отдают СО 2 . газы переходят из области большего напряжения в область меньшего напряжения, Р(О 2 ) в тканях составляет 20 – 40 мм рт.ст, а СО 2 – 60 мм рт.ст. На интенсивность газообмена влияют длина капилляров, разница напряжений, химический состав крови, скорость кровотока и т.д. Чем интенсивнее обмен в какой-либо ткани, органе или системе органов , тем больше требуется кислорода.
Умение обобщать, делать выводы
Сделайте вывод о причинах диффузии газов в организме человека.
Вывод. Движение газов осуществляется за счет разности между парциальным давлением газов в альвеолах и давлением напряжения в крови. Движение газов идет из области высокого давления в область низкого давления. Кислорода много в альвеолах и мало в капиллярах, углекислого газа мало в альвеолах и много в капиллярах.
Учитель: Немного отдохнем. Физкультминутка
Закройте глаза, попытайтесь нарисовать глазами сначала горизонтальную восьмерку 3 раза, затем вертикальную восьмерку 3 раза. Повторите упражнение 2 раза.
Сесть, крепко зажмурить глаза на 3-5 секунд. Затем открыть их на 3-5 с. Повторить 3 раза.
Встать, смотреть прямо перед собой 2-3 с. Затем поставить палец руки на расстояние 25-30 см от глаз, перевести взор на кончик пальца и смотреть на него 3-5 с.
Вдохните побольше воздуха, представьте, как он путешествует по организму. Медленно выдохните. Повторите 3 раза
Учитель физики Обязательным условием нормального дыхания является определенная концентрация кислорода в воздухе и уровень атмосферного давления. Эти показатели меняются, если человек поднимается в горы или опускается под воду.
Учащиеся выполняли опережающее задание, готовили сообщения. Сообщения учащихся
Читайте также: Ткань бязь при стирке садится или нет
Сообщение 1 ученика: «Особенности дыхания в горах»
Родиной древнейших цивилизаций считают благодатную в природном отношении полосу, простирающуюся от Китая до Средиземноморья. Однако со временем человек стал осваивать и другие районы планеты. Появились жители и в высокогорных областях. Много веков тому назад были заселены высокогорные области Тибета и Анд.
Именно в Андах на высоте 4,5 км над уровнем моря впервые (XVI в.) испанские завоеватели Америки столкнулись с «горной болезнью». У больных появилась резкая одышка при движениях, общая вялость, головная боль и другие неприятные явления.
Объяснить причины этой болезни смогли лишь только через три века, благодаря работам французского ученого П.Бера. Он доказал, что «горная болезнь» возникает в результате низкого парциального давления кислорода в разреженной атмосфере. Ученый отметил, что развитие болезни начинается именно с 4 тыс. м и нарастает по мере подъема.
Схема 3 демонстрирует парциальное давление кислорода на разных высотах. Под цифрой I – высота в км, II – парциальное давление кислорода в атмосфере, III – парциальное давление в альвеолах; А – порог, за которым наступают нарушения физиологических функций у человека, Б – порог нарушений, опасных для жизни.
Каковы же пределы человеческих возможностей? Где та граница, которую человек не смог бы перешагнуть, поднимаясь все выше и выше в небо. В настоящее время уже десятки альпинистов поднимались без кислородного прибора на вершину Эвереста (8848 м над уровнем моря). Итальянец Р.Месснер совершил это восхождение дважды. Однако самое выдающееся достижение в покорении высоты принадлежит нашему соотечественнику Ю.Голодову. В ходе подготовки к штурму Эвереста он работал в камере низкого давления без «кислородного подкрепления» в условиях, соответствующих высоте в 11 км.
Возможности человеческого организма отнюдь не безграничны. Их можно мобилизовать путем тренировки, но их границы нельзя расширить, ибо диапазон возможных приспособительных реакций генетически запрограммирован. Критическим считается парциальное давление кислорода, приблизительно равное 1 мм рт.ст. на наружной поверхности клеточной мембраны. При этом давлении нарушается работа цепей переноса электронов в митохондриях.
Сообщение 2 учащегося: «Особенности дыхания под водой»
Даже кратковременное пребывание под водой требует как специального технического оснащения, так и соответствующей подготовки человека. Наибольшие трудности в подводной работе связаны с обеспечением водолаза дыхательной смесью.
Дело в том, что газовая смесь должна поступать в легкие водолаза обязательно под тем же давлением, которое создает столб воды на данной глубине. При нарушении этого соотношения внешнее давление просто сдавит грудную клетку, не давая сделать вдох. При таком дыхании резко увеличивается работа дыхательных мышц. Поэтому опытные водолазы дышат глубоко, но медленно. Некоторые из них делают всего 3-4 вдоха в минуту, каждый раз забирая в легкие по 2–2,5 л воздуха.
Огромное значение для глубоководных погружений имеет и состав дыхательной смеси (схема 3, слева). Если для дыхания под водой применять сжатый воздух, то парциальное давление кислорода по мере погружения будет расти и на глубине 90 м превысит нормальное в 10 раз. Между тем кислород, столь необходимый для жизни человека, в больших концентрациях действует как самый настоящий яд. При длительном вдыхании как чистого кислорода, так и обычного воздуха под давлением около
3 атм., может возникнуть нарушение функций нервной системы в форме судорожного припадка. Поэтому с увеличением общего давления процентное содержание кислорода в дыхательной смеси необходимо уменьшать, чтобы парциальное давление кислорода оставалось ближе к обычному. На глубине 40 м водолаз получает смесь, содержащую 5% кислорода, а на глубине 100 метров – всего 2% (вместо обычных 20,9%).
Небезразлично для организма и парциальное давление азота в дыхательной смеси. В привычной нам атмосфере, где азот составляет почти 79%, этот газ является простым разбавителем кислорода и ни в каких процессах, протекающих в организме, не участвует. Однако при высоком давлении азот становится коварным врагом. Он вызывает наркотическое состояние, похожее на алкогольное опьянение. Поэтому, начиная с глубины 60 м, водолазам подают азот — кислородную смесь, где азот частично или полностью заменяют гелием, который физиологически не активен.
IV. Закрепление изученного материала
Учитель : Благодарю вас за подготовленные сообщения.
А теперь, подводя итоги сегодняшнего урока, ответим на вопрос: В чем сходство и в чем различие процессов газообмена в легких и тканях?
Учащиеся: Сходство заключается в том, что в обоих случаях газообмен осуществляется через стенки капилляров за счет диффузии. Отличие заключается в том, что во время газообмена в тканях гемоглобин отдает кислород в клеткам, забирает углекислый газ, и кровь становится венозной, а в легких происходит обратный процесс – углекислый газ из венозной крови через стенки альвеол попадает в дыхательные пути и внешнюю среду, а кислород тем же путем поступает в кровь, которая становится артериальной и вступает в соединение с гемоглобином.
Учитель: Связь каких систем организма мы доказали на сегодняшнем уроке?
Учащиеся: Дыхательной и кровеносной
IV. Закрепление изученного материала.
У здорового жителя высокогорья обнаружено повышенное содержание эритроцитов в крови. Можете ли вы объяснить причину и предположить, на какой примерно высоте живет данный человек.
Чем выше поднимается человек в горы или чем выше поднимает его самолет, тем более разреженным становится воздух. На высоте 5,5 км над уровнем моря атмосферное давление уменьшается почти вдвое; в той же мере снижается и содержание кислорода. Уже на высоте 4 км нетренированный человек может заболеть, так называемой, горной болезнью. Низкое парциальное давление кислорода в атмосфере приводит к гипоксии (кислородное голодание), появляются одышка, кровотечения из носа и горла, головокружение, головная боль, рвота. Сердечная недостаточность. Следует принимать лимонную или аскорбиновую кислоту. Для устранения болезненных ощущений при полётах в самолётах можно применять сосание леденцов, питьё какой-либо жидкости мелкими глотками, жевание жвачки.
Чемпионы по нырянию погружаются на глубину до 100м без акваланга и возвращаются на поверхность за 4-5 минут. Почему у них не возникает кессонная болезнь?
Водолазы и те, кто трудится в кессонах — особых камерах, применяемых при постройке мостов и других гидротехнических сооружений, вынуждены работать при повышенном давлении воздуха. На глубине 50 м под водой водолаз испытывает давление почти в 5 раз выше атмосферного, а ведь ему иногда приходится опускаться под воду на 100 м и более. В крови и тканях увеличивается парциальное давление кислорода и растворяется азот. При быстром подъеме азот “вскипает” (пузырьки азота закупоривают сосуды и разрывают ткани), что приводит к ломоте в суставах, параличу рук и ног, общей слабости, возможен летальный исход.
3. Для глубоководных погружений водолазам составляют газовые смеси, которыми они дышат. В этой смеси азот заменяется гелием. Объясните с чем связана такая замена?
Небезразлично для организма и парциальное давление азота в дыхательной смеси. В привычной нам атмосфере, где азот составляет почти 79%, этот газ является простым разбавителем кислорода и ни в каких процессах, протекающих в организме, не участвует. Однако при высоком давлении азот становится коварным врагом. Он вызывает наркотическое состояние, похожее на алкогольное опьянение. Поэтому, начиная с глубины 60 м, водолазам подают азот — кислородную смесь, где азот частично или полностью заменяют гелием, который физиологически не активен.
1. В чем сходство и в чем отличие процесса газообмена в легких и тканях?
Сходство заключается в том, что в обоих случаях газообмен осуществляется через стенки капилляров за счет диффузии. Отличие заключается в том, что во время газообмена в тканях гемоглобин отдает кислород клеткам, забирает углекислый газ, и кровь становится венозной, а в легких происходит обратный процесс – углекислый газ из венозной крови через стенки альвеол попадает в дыхательные пути и внешнюю среду, а кислород тем же путем поступает в кровь, которая становится артериальной и вступает в соединение с гемоглобином .
2. Какие системы внутренних органов связаны между собой? (Дыхательная и кровеносная)
Обобщаем сказанное, записываем выводы в тетрадь.
1. В основе газообмена в легких и тканях лежит процесс диффузии. (Газы перемещаются из области большей концентрации в область меньшей концентрации)
2. Кислорода много в альвеолах и мало в капиллярах, углекислого газа, наоборот, мало в альвеолах и много в капиллярах.
3. В легких кислород через тонкие стенки альвеол и капилляров поступает из воздуха в кровь, а углекислый газ из крови в воздух. Кровь становится артериальной (малый круг кровообращения).
4. В тканях кислород поступает из крови в тканевую жидкость, затем в клетки, а углекислый газ из тканей переходит в кровь. Кровь становится венозной (большой круг кровообращения).
2. Составить синквейн на тему «Газообмен в лёгких и тканях»
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом