Wymiana gazowa wewnętrzna

2.36. Budowa i
funkcje układu
oddechowego
Opracowała Bożena Smolik
Konsultant Arleta Poręba-Konopczyńska
Budowa układu oddechowego
człowieka
a - jama nosowa
b - jama ustna
c - gardło
c(d) - krtań
e - tchawica
f - oskrzela
g - oskrzeliki
h - płuco
Drogi oddechowe

-
-
-
Jama nosowa (lub ustna)
Gardło
Krtań
Tchawica
Oskrzela
Oskrzeliki
Nagłośnia zamyka wejście do
krtani, chroniąc nas przed
zakrztuszeniem.
-
Funkcje jamy nosowej:
transport powietrza,
oczyszczanie powietrza,
ogrzewanie powietrza,
nawilżanie powietrza.
■ Funkcje gardła:
- stanowi skrzyżowanie drógi
pokarmowej i oddechowej
■ Funkcje krtani:
- chroni drogi oddechowe przed
dostawaniem się tu pokarmu
- bierze udział w przełykaniu
- powstawanie i modulacja
dźwięków
■ Funkcje tchawicy i oskrzeli:
- oczyszczają powietrze
Porównanie składu powietrza
wdychanego i wydychanego
Wnioski z analizy zamieszczonego wykresu
1. W procesie oddychania zużywany jest tlen
2. W procesie oddychania produkowany jest dwutlenek węgla i para wodna
3. Azot i gazy szlachetne nie biorą udziału w procesie oddychania
Wymiana gazowa
Płuca zbudowane są z milionów pęcherzyków płucnych oplecionych gęstą
siecią włosowatych naczyń krwionośnych. Poprzez jednowarstwowy nabłonek
stanowiący ścianki pęcherzyków odbywa się wymiana gazowa. Powierzchnia
wymiany gazowej jest bardzo duża - u dorosłego człowieka to około 100 m2.
Narządy wspomagające
Wymianę gazową umożliwiają wdech i wydech.

Wdech i wydech odbywa się przy udziale:
- mięśni międzyżebrowych
- klatki piersiowej
- przepony
Wdech jest fazą czynną w procesie oddychania-ponieważ następuje skurcz mięśni
oddechowych.
Wydech jest fazą bierną- pod wpływem grawitacji, żebra opadają naciskając na płuca.
Schemat klatki piersiowej człowieka (widok z boku) w czasie wdechu i wydechu.
Zwróć uwagę na położenie żeber i ruchy przepony podczas wdechu i wydechu
Wymiana gazowa zewnętrzna
Uruchom pokaz slajdów
Wymiana gazowa zewnętrzna
Wymiana gazowa zewnętrzna (oddychanie płucne) – zachodzi w pęcherzykach
płucnych. Tlen z pęcherzyka przechodzi do krwi, a dwutlenek węgla z krwi do
pęcherzyka płucnego. Wymiana gazów odbywa się na drodze dyfuzji.
Dyfuzja jest to przenikanie cząsteczek ze środowiska o większym stężeniu do
środowiska o mniejszym stężeniu.
Zarówno tlen jak i dwutlenek węgla jest transportowany przez erytrocyty. Gazy te
wchodzą w reakcję z hemoglobiną:

hemoglobina + O2 - oksyhemoglobina
 hemoglobina + CO2 - karboksyhemoglobina
Główna ilość CO2 jest transportowana
przez osocze.
a - pęcherzyk płucny,
b - włosowate naczynie krwionośne,
c - erytrocyt z dwutlenkiem węgla,
d - dwutlenek węgla,
e - tlen,
f - erytrocyt z tlenem.
Wymiana gazowa wewnętrzna
Wymiana gazowa wewnętrzna (oddychanie tkankowe)
– zachodzi w komórkach ciała. Tlen z krwi przenika na
drodze dyfuzji do komórki, a dwutlenek węgla z komórki
do krwi.
Oddychanie komórkowe

Do każdej komórki ciała dostarczany jest tlen i substancje pokarmowe.

W obecności tlenu następuje utlenianie (spalanie) glukozy.

W procesie spalania uwalnia się energia niezbędna do życia.

Komórka magazynuje energię w postaci energii wiązań chemicznych ATP.

Zmagazynowana energia chemiczna jest przetwarzana na energię
mechaniczną, cieplną, elektryczną - w zależności od potrzeb organizmu.

Podczas wyzwalania energii powstają również produkty uboczne, które
organizm musi wydalić. Są to dwutlenek węgla, woda i mocznik
Oddychanie komórkowe
Proces oddychania komórkowego można zapisać za pomocą równania:



W przypadku niedoboru tlenu, w komórce może zajść proces
oddychania beztlenowego.
W jego wyniku również uwalniana jest energia z glukozy, ale produktem
ubocznym jest kwas mlekowy.
Zjawisko takie obserwujemy np. podczas intensywnych ćwiczeń
fizycznych prowadzących do powstawania tzw. zakwasów w mięśniach.
Mitochondria
Oddychanie wewnątrzkomórkowe zachodzi w każdej
żywej komórce naszego organizmu w organellum zwanym
mitochondrium. Szczególnie dużo mitichondriów posiadają
tkanki o dużym zapotrzebowaniu energetycznym
np. tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana.
Współpraca układów
Proces oddychania komórkowego jest doskonałym przykładem
współpracy różnych układów w organizmie człowieka:

tlen pobierany jest przez układ oddechowy i dociera do komórki za
pośrednictwem krwi.

związki organiczne pochodzą z pokarmów trawionych w układzie
pokarmowym i roznoszone są przez krew.

dwutlenek węgla, również transportowany przez układ krwionośny,
jest usuwany poprzez układ oddechowy.

mocznik usuwany jest przez układ moczowy, a jego transportem
zajmuje się krew.

nadmiar wody usuwany jest przez układ moczowy, oddechowy
(para wodna) i skórę.
Zadania
1.
Nazwij proces fizyczny, który ma miejsce podczas
wymiany gazowej.
2.
Podaj funkcję nagłośni.
3.
Określ prawdziwość stwierdzenia ( P lub F ):
Podczas wdechu przepona kurczy się i obniża.
()
Zadania
4. Wpisz nazwę gazu oznaczonego na schemacie literą x
oraz nazwę składnika krwi, który transportuje jego większą
część.
Zadania
5. Na wykresie przedstawiono wyniki pomiaru wentylacji płuc podczas
intensywnego wysiłku fizycznego. Przeanalizuj wyniki i wybierz właściwą
hipotezę.
A. Tempo wentylacji płuc zależy od stężenia dwutlenku węgla we krwi.
B. Wpływ stężenia dwutlenku węgla we krwi na częstotliwość wentylacji płuc.
C. Niskie stężenie dwutlenku węgla we krwi wywołuje wentylację płuc.
D. Podczas intensywnego wysiłku fizycznego wzrasta stężenie dwutlenku węgla
we krwi.
Zadanie dla chętnych
Zaznacz parę wykresów przedstawiających zmiany, jakie
zaszły w organizmie człowieka, który po 10-minutowym
spacerze, zaczął biec.
A. Para A i X.
B. Para A i Y.
C. Para B i X
D. Para B i Y.
Źródła







W.Lewiński,J.Prokop, Biologia1, OPERON 2004r.
B.Klimuszko, Biologia I, ŻAK,2000r.
D.Cichy,I.Żeber-Dzikowska,DEBIT 2000r.
B.Potocka,W.Górski, Biologia, MAC Edukacja 2003r.
J.Loritz-Dobrowolska i wsp., Biologia, OPERON 2007r.
materiały „Puls życia 2”, Nowa Era 2009r.
www.szkolnictwo.pl