Біологія. Повторне видання. 8 клас. Соболь (2025)
§ 6.4. Транспортування дихальних газів
Кисень — це вісь, навколо якої обертається вся земна хімія.
Єнс Якоб Берцеліус (1779-1848) — шведський хімік
Аналізуємо! Учені виявили, що кров тварин може бути різного забарвлення. Що визначає колір крові у тварин і людини?
ЗМІСТ
Як відбувається транспортування дихальних газів?
ТРАНСПОРТУВАННЯ ДИХАЛЬНИХ ГАЗІВ в організмі людини здійснюється кров’ю, яка рухається замкненою кровоносною системою. Легеневими артеріями малого кола кровообігу до легень надходить венозна кров з СО2, а легеневими венами від легень уже тече артеріальна кров, насичена киснем. Вона надходить до серця і звідти — до великого кола кровообігу, яким переноситься до тканин. У тканинах кров віддає кисень, приймає СО2, перетворюється у венозну. Далі кров надходить до серця та спрямовується в малому колі знову до легень. Дихальна функція крові реалізується за участю еритроцитів, які містять особливий білок.
Гемоглобін — дихальний залізовмісний складний білок, що складається з органічного компонента (гема) і білкової частини (глобін). Небілкова група має йон Феруму, що є місцем прив’язування кисню. Вуглекислий газ для транспортування зв’язується з білковою частиною і не конкурує з киснем за місце. Таким чином, гемоглобін здатний транспортувати О2 і СО2. Сполука гемоглобіну з киснем називається оксигемоглобін (НbО2) і має яскраво-червоний колір, а сполука гемоглобіну з СО2 — карбогемоглобін (НbСО2), темно-червоного забарвлення.
Біологія + Хімія • Чадний газ — безбарвний, дуже отруйний газ без запаху, утворюється внаслідок неповного згоряння палива. Потрапляючи в організм, утворює стійку сполуку з гемоглобіном (карбоксигемоглобін), який після цього втрачає здатність переносити кисень. Яка хімічна формула цього підступного газу?
Які особливості транспорту кисню та вуглекислого газу кров’ю?
Кров організмів формувалася в процесі еволюції як рідина тіла для транспортування дихальних газів та поживних речовин. Цьому сприяють її основні властивості: текучість, в’язкість (у 4,5-5 разів більша, аніж у води), слабколужна реакція (pH = 7,35-7,45), яка підтримується буферними системами (гідрогенкарбонатна, гемоглобінова), осмотичний тиск (зумовлений кількістю розчиненої речовини в розчиннику) тощо.
Транспортування кисню від легень до тканин здійснюється переважно оксигемоглобіном еритроцитів крові. Дуже незначна частка О2 (близько 1 %) транспортується у розчиненому в плазмі стані, оскільки розчинність кисню у воді невелика. Один грам гемоглобіну може приєднати 1,34 мл кисню. У тканинах кисень від’єднується від гемоглобіну і способом дифузії надходить у тканинну рідину, а далі до живих клітин.
Транспортування вуглекислого газу від тканин до легень здійснюється трьома способами: 1) у розчиненому стані — 10 %; 2) у вигляді карбгемоглобіну — 10 %; 3) у вигляді карбонатів — 80 %. Розчинність СО2 у воді більша за розчинність кисню, тому й більша частка вуглекислого газу переноситься плазмою крові. Частина вуглекислого газу зв’язується з гемоглобіном з утворенням карбогемоглобіну (НbСО2). Решта СО2 взаємодіє з водою плазми крові, утворюючи карбонатну кислоту (Н2СО3). Ця кислота одразу розпадається з утворенням Натрію і Калію гідрогенкарбонатів (NaHCO3 і КНСО3). У легенях ці солі дисоціюють, і звільнений вуглекислий газ надходить в альвеоли для видалення з організму.
Біологія + Хімія • Оксиген — найпоширеніший хімічний елемент на Землі. На його частку припадає 47 % маси земної кори, 85,7 % маси гідросфери, 23,15 % маси атмосфери і 25,6 % у живій природі. Що являє собою Оксиген з погляду хімії?
Яке біологічне значення кисню й вуглекислого газу для організму?
Кисень, що вдихає людина, використовується для реакцій окиснення та отримання енергії у клітинах. Цей процес називається клітинним диханням. Достатній рівень кисню в крові є життєво важливим для організму. Стан, коли концентрація кисню знижується нижче нормального рівня, називається гіпоксією. За низького рівня концентрації кисню в крові насамперед страждає головний мозок, серце, нирки. Небезпечною для організму є і підвищена концентрація кисню в організмі — гіпероксія. Найчастіше таке порушення має місце в поціновувачів дайвінгу, аквалангістів.
Вуглекислий газ, як не дивно, необхідний організму не менше ніж кисень. Сполука є регулятором дихання, впливає на кору головного мозку, забезпечує тонус судин, бронхів, бере участь в обміні речовин та енергії, секреції гормонів, підтримує склад і властивості крові. Без присутності вуглекислого газу не відбувається вивільнення кисню з оксигемоглобіну, що спричинює кисневе голодування навіть за високого вмісту СО2 в крові.Під час інтенсивних занять спортом у крові спортсмена збільшується вміст вуглекислого газу. Виявляється, що корисний ефект різних рухових видів спорту, гімнастики, фізичної роботи зумовлений не збільшенням вмісту не кисню, а саме вуглекислого газу. Підвищення рівня діоксиду карбону сприяє розширенню дрібних артерій і збільшенню мозкового кровотоку.
Біологія + Техніка • Сатурація кисню в крові — це відсоток оксигемоглобіну до загальної концентрації гемоглобіну в крові. Якщо сатурація кисню в крові знижується, це означає, що організм страждає від гіпоксії. Як називається прилад, що визначає кількість кисню в крові через шкіру пальця чи вуха?
Коротко про головне
• Транспортування газів кров’ю — фізіологічна сукупність процесів перенесення кров’ю О2 від легень до клітин і СО2 від клітин до легень.
• Кисень і вуглекислий газ транспортуються кров’ю по-різному, оскільки розчинність цих дихальних газів різна.
• Біологічна роль кисню у диханні визначається його участю в реакціях окиснення та вивільнення енергії, а вуглекислого газу — у його функції регулювання різних важливих процесів життєдіяльності.
Діяльність
Навчальне завдання. Які біофізичні та біохімічні процеси є основою транспортування газів? Самостійне перетворення знань у графічну форму. Кладограма. ТРАНСПОРТУВАННЯ ДИХАЛЬНИХ ГАЗІВ.
Розвивальне завдання. Як кров транспортує гази? Інтелектуально-розвивальна вправа. Властивості крові і транспортування газів.
Ціннісне завдання. Як відбувається регуляція дихання за допомогою вуглекислого газу? Вправа для переконаності. Гуморальна регуляція дихання та СО2.
Результат
Очікувані результати навчання (Учень / учениця...)
• аналізує знання: про особливості ТРАНСПОРТУ ГАЗІВ КРОВ’Ю в організмі людини
• аналізує результати: ОБҐРУНТУВАННЯ взаємозв’язку властивостей крові з її дихальною функцією
• виявляє ставлення на рівні переконаності та обґрунтовує: важливість свіжого повітря для дихання
Саморозвиток
Самонавчання. Пізнавальне завдання. Правило-орієнтир «Інфографіка».
Самооцінювання. Продуктивно-конструктивне завдання. Тест-конструювання. Транспортування дихальних газів.
