Подробное решение параграф § 32 по биологии Школа 2100 для учащихся 8 класса, авторов Вахрушев А.А., Родионова Е.И., Белицкая Г.Э., Раутиан А.С. 2016
Вопрос 1. Что такое лёгочное и клеточное дыхание?
Клеточное или тканевое дыхание – совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в ходе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды.
Лёгочное дыхание – это дыхание, во время которого в органах дыхания происходит обмен газов между кровью и атмосферным воздухом.
Вопрос 2. Какие типы дыхательных систем вы знаете?
У многоклеточных животных формируются разные типы дыхательных систем. Так, у губок и червей появляется кожное дыхание.
Развитие хитинового покрова у насекомых исключило кожное дыхание и вызвало образование трахейной дыхательной системы. У большинства водных животных появилось жаберное дыхание. У большинства наземных позвоночных, начиная с земноводных, основным типом дыхания становится легочное, хотя у земноводных еще 50% необходимого кислорода поглощается кожей.
У птиц есть еще и воздушные мешки – выросты легких, располагающиеся между внутренними органами и в полых костях.
Наибольшего совершенства достигло дыхание млекопитающих за счет большого увеличения дыхательной поверхности легких.
Вопрос 3. Почему лёгкие названы главным органом дыхательной системы? Как они устроены?
Легкие – это органы воздушного дыхания у человека, пресмыкающихся, птиц, многих земноводных, всех млекопитающих, и даже некоторых рыб. Легкие человека являются парным органом дыхания. Они расположены в грудной клетке человека и прилегают к сердцу с обеих сторон.
Каждое из легких покрыто блестящей, гладкой, влажной серозной оболочкой (плеврой). В области легочного корня она переходит на поверхность грудной полости, где образует плевральный мешок.
Данный орган делится на сегменты и дольки. Сегменты напоминают пирамиды, включающие свою собственную артерию, бронх и нервный комплекс. Составляют сегмент маленькие пирамидки – дольки. Их на одно лёгкое может приходиться около 800.
Подобно дереву, бронх пронизывает каждую дольку. При этом диаметр бронхиол постепенно изменяется в сторону уменьшения. Бронхиолы разветвляются и, уменьшаясь, образуют альвеолярные пути, к которым примыкают целые колонии и грозди альвеол – крохотных пузырьков с тоненькими стенками. Именно эти пузырьки являются конечным пунктом транспорта по доставке кислорода к крови. Тонюсенькие стенки альвеол состоят из соединительной ткани, густо пронизанной капиллярными сосудами. Эти сосуды доставляют из правой части сердца венозную кровь, богатую углекислым газом. Уникальность этой системы заключается в моментальном обмене: углекислый газ выводится в альвеолу, а кислород поглощается гемоглобином, содержащимся в крови.
При одном вдохе не происходит обновления воздуха в полном объёме альвеолярной системы. Остающиеся альвеолы формируют резервный банк кислорода, который задействуется при усилении физических нагрузок на организм.
Вопрос 4. Что происходит с воздухом в стенках альвеол?
Тонюсенькие стенки альвеол состоят из соединительной ткани, густо пронизанной капиллярными сосудами. Эти сосуды доставляют из правой части сердца венозную кровь, богатую углекислым газом. Уникальность этой системы заключается в моментальном обмене: углекислый газ выводится в альвеолу, а кислород поглощается гемоглобином, содержащимся в крови.
Вопрос 5. Отчего лёгкие всегда расправлены? С помощью текста найдите ответ на вопрос рубрики.
Легкие находятся в плевральной полости, которая выстлана герметичной соединительнотканной оболочкой. Внутри этой полости поддерживается давление ниже атмосферного. Поэтому легкие легко расправляются атмосферным давлением внутри плевральной полости. Легкие спадаются если ранение, или травма повреждают плевральную оболочку и это явление называется пневмоторакс.
Вопрос 6. Почему при повреждении плевры, при том, что все жизненно важные органы человека функционируют нормально, человек погибает?
При повреждении плевры возникает такое явление как пневмоторакс – скопление газа в плевральной полости, ведущее к спаданию ткани легкого, смещению средостения в здоровую сторону, сдавлению кровеносных сосудов средостения, опущению купола диафрагмы, что, в конечном итоге вызывает расстройство функции дыхания и кровообращения. Проникающий в полость плевры воздух вызывает повышение внутри плеврального давления (в норме оно ниже, чем атмосферное) и приводит к спаданию части или целого легкого (частичному или полному коллапсу легкого). А без кислорода невозможно нормальное функционирование других жизненно важных органов и человек погибает.
Вопрос 7. Почему вдох требует больших усилий, чем выдох? Каков их механизм?
Акт дыхания состоит из двух частей – вдоха и выдоха, которые неразрывно связаны с собой, образуя замкнутый цикл.
По мере того как кислород содержащий в крови расходуется тканями, в крови накапливается углекислый газ, который повышает кислотность крови, рецепторы дыхательного центра реагируют на это изменение и посылают дыхательным мышцам импульсы, которые приводят к расширению грудной клетки и опусканию купола диафрагмы. Все это приводит к тому, что в плевральной полости резко падает давление. Легкие в силу своей эластичности растягиваются и компенсируют разницу в давлении, при этом в самих легких также создается отрицательное давление, что приводит к тому, воздух из окружающей среды устремляется через дыхательные пути и легкие.
Тут происходит газообмен, в результате которого притекающая к легким кровь отдает углекислый газ и насыщается кислородом, реакция крови приходит в исходное положение, на что снова реагирует дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозгу, и отдает команду мышцам, сокращение которых приводит к сужению грудной клетки и уменьшению объема плевральной полости, в результате чего легкие сживаются и выталкивают воздух, содержащий образовавшийся углекислый газ.
Вопрос 8. Какое давление в лёгких перед началом вдоха и перед началом выдоха?
При вдохе давление в легких падает и становится ниже атмосферного, а при выдохе – повышается и становится выше атмосферного.
Вопрос 9. Зачем измеряют жизненную ёмкость лёгких?
Жизненная емкость легких – максимальное количество воздуха, которое человек может вдохнуть после полного выдоха и лишь частично характеризует емкостные показатели дыхательной системы.
Зная, насколько развита у пациента жизненная емкость лёгких, норма которой индивидуальна для каждого человека, врач сможет, ориентируясь на показатели, полученные до и после болезни, не только поставить более точный диагноз, но и назначить оптимально подходящее лечение. Только в таком случае гарантируется если не полное выздоровление пациента, то, по крайней мере, стабилизация его состояния.
Вопрос 10. Как можно измерить жизненную емкость легких?
Жизненную емкость легких измеряют с помощью водяного спирометра. Спирометр представляет собой цилиндр, который заполняется водой до определенной отметки. Цилиндр погружен в воду вверх дном. К цилиндру прикреплена шкала с делениями. К цилиндру подведен резиновый шланг, через который производится вдох.
Вопрос 11. Что служит сигналом к увеличению частоты дыхания? На режим работы какого органа влияет тот же показатель?
Сигналом к увеличению частоты дыхания служит нехватка кислорода в крови. Этот же показатель служит сигналом к увеличению частоты сердечных сокращений.
Вопрос 1. С чем связано губчатое строение лёгких?
Стенки легких имеют сложное ячеистое и губчатое строение благодаря наличию в лёгких многочисленных выростов и образованных ими пузырьков – альвеол, увеличивающих дыхательную поверхность лёгких
Вопрос 2. Как осуществляются вдох и выдох?
Акт дыхания состоит из двух частей – вдоха и выдоха, которые неразрывно связаны с собой, образуя замкнутый цикл.
По мере того как кислород содержащий в крови расходуется тканями, в крови накапливается углекислый газ, который повышает кислотность крови, рецепторы дыхательного центра реагируют на это изменение и посылают дыхательным мышцам импульсы, которые приводят к расширению грудной клетки и опусканию купола диафрагмы. Все это приводит к тому, что в плевральной полости резко падает давление. Легкие в силу своей эластичности растягиваются и компенсируют разницу в давлении, при этом в самих легких также создается отрицательное давление, что приводит к тому, воздух из окружающей среды устремляется через дыхательные пути и легкие.
Тут происходит газообмен, в результате которого притекающая к легким кровь отдает углекислый газ и насыщается кислородом, реакция крови приходит в исходное положение, на что снова реагирует дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозгу, и отдает команду мышцам, сокращение которых приводит к сужению грудной клетки и уменьшению объема плевральной полости, в результате чего легкие сживаются и выталкивают воздух, содержащий образовавшийся углекислый газ.
Вопрос 3. Почему во выдыхаемом воздухе остаётся кислород?
Кислорода в выдыхаемом воздухе человека около 1-2 % и он складывается из так называемого "остаточного" воздуха. Это выглядит так: выдыхаемый воздух проходит через носоглотку, трахею – по бронхам и через их разветвления к альвеолам где и происходит обмен газов. Но часть кислорода остаётся в трахее и бронхах – так как они по сути представляют собой трубки. То же самое происходит на выдохе (только вместо кислорода в трахее и бронхах остается углекислый газ). Это происходит ещё и по тому что дыхание – это автоматический процесс организма и управляет чередованием вдоха и выдоха ЦНС.
Вопрос 4. Почему при низком содержании кислорода в воздухе дыхание затруднено?
Кислород необходим клеткам для жизнедеятельность, при его нехватке в воздухе дыхание затруднено, потому что клеткам и тканям не хватает кислорода. Они не могут нормально функционировать.
Вопрос 5. О какой особенности дыхания говорил Борис Заходер в своём стихотворении «В больнице»?
В своем стихотворении «В больнице» Борис Заходер говорил, о том, что дыхание человека является автоматическим процессом, контролируемым центральной нервной системой. Однако, человек по своей воле может также и задерживать дыхание.
Вопрос 6. Почему в клетке никогда не бывает высокой концентрации кислорода?
Кислород, по мимо всего прочего, является сильным окислителем и способен окислить с высокой скоростью практически любое вещество клетки поэтому в клетке никогда не бывает его высокой концентрации.
Вопрос 7. Почему говорят, что жизнь человека начинается с первого крика?
При первом крике легкие ребенка расправляются, и он начинает самостоятельно дышать. Поэтому жизнь человека начинается с первого крика.
Вопрос 8. Для лечения некоторых заболеваний в плевральную полость закачивают некоторое количество воздуха. Что происходит с лёгким в этом случае?
Если в плевральную полость поступает небольшое количество воздуха, легкие частично спадаются, но вентиляция их продолжается. Такое состояние называется закрытым пневмотораксом. Через некоторое время воздух из плевральной полости всасывается и легкие расправляются.