Біологія. Повторне видання. 8 клас. Задорожний (2025)
§ 35. Етапи дихання. Газообмін у легенях і тканинах
БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ
Простеж шлях молекули кисню від носової порожнини до нейрона мозку. Скористайся матеріалами в е-додатку (завдання 35.1).
ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ
1. Часто чуємо помилкове твердження, що в легенях кисень перетворюється на вуглекислий газ. Аргументовано спростуй його.
2. Для порятунку людини, що зазнала отруєння чадним газом, використовують барокамери, у яких створюється підвищений тиск повітря, насиченого киснем. Як такі пристрої допомагають доправити кисень до клітин?
РОБОТА З ІНФОРМАЦІЄЮ
Для забезпечення потреб у кисні недостатньо лише наповнити легені повітрям. Необхідно доставити його в усі пункти призначення — до мітохондрій кожної клітини тіла. Цей процес відбувається у кілька етапів (мал. 35.1).
Мал. 35.1. Етапи дихання
Надходження повітря в легені здійснюється повітроносними шляхами. В альвеолах легень відбувається газообмін між повітрям і кров’ю, що рухається капілярами легень. Система альвеол, до яких повітря доставляється бронхіолами, має велику площу поверхні (мал. 35.2). Стінки альвеол складені одним шаром плоских епітеліальних клітин, як і стінки капілярів, що їх обплітають. Крізь ці шари гази легко дифундують (мал. 35.3). Переглянь в е-додатку відео про газообмін у легенях (завдання 35.2).
Мал. 35.2. Будова ділянки газообміну легені
Як же визначається напрямок дифузії? Газ переміщується із середовища, де його більше, туди, де його менше. Для наукового обґрунтування дифузії газів використовують поняття парціального тиску (детальніше ознайомся в е-додатку (завдання 35.3)). Уміст кисню в альвеолярному повітрі більший, ніж у крові. Тож кисень проникає з повітря у кров (таким чином вона стає артеріальною), а вуглекислий газ із крові — в альвеоли (мал. 35.3).
Мал. 35.3. Газообмін у легенях
Судинами великого кола кровообігу артеріальна кров надходить до тканин, де відбувається газообмін. Унаслідок клітинного дихання у тканинах виникає високий уміст вуглекислого газу і низький — кисню. Тож із артеріальної крові кисень проникає у тканини, тоді як вуглекислий газ — із тканин надходить у кров. Так тканини забезпечуються киснем і позбуваються вуглекислого газу.
Кров транспортує кисень з легень до тканин, а вуглекислий газ у зворотному напрямку (мал. 35.4).
Мал. 35.4. Транспорт газів кров’ю
БІОСЛОВО
Оксигемоглобін — нестійка сполука гемоглобіну з киснем, утворюється у легенях.
Карбгемоглобін — нестійка сполука гемоглобіну з вуглекислим газом.
Карбоксигемоглобін — стійка сполука гемоглобіну із чадним газом (CO).
У капілярах легень кисень проникає всередину еритроцитів, де утворюється нестійка сполука гемоглобіну з киснем — оксигемоглобін. Насичена киснем (артеріальна) кров рухається від легень до серця, звідки надходить у велике коло кровообігу і доставляється до тканин і органів. У капілярах великого кола оксигемоглобін дисоціює з вивільненням кисню.
Вуглекислий газ транспортується у зворотному напрямку — від органів до легень. Лише частина CO2 (10-20 %) утворює нестійку сполуку з гемоглобіном — карбгемоглобін. Більша частина вуглекислого газу переноситься у виглядів розчинених солей, йонів (зазвичай НСО3), а 5 % СО2 безпосередньо розчиняється у плазмі крові.
Чадний газ, що може накопичуватися в повітрі в результаті неповного згорання природного газу, вугілля, у разі несправності газових приладів, двигунів, є дуже небезпечним. Проникаючи з вдихуваного повітря у кров, він утворює з гемоглобіном стійку сполуку — карбоксигемоглобін. Навіть за відносно швидкого доставлення постраждалої людини до лікарні й інтенсивної вентиляції легень повітрям з високим умістом кисню відновити тканинне дихання буває складно, позаяк еритроцити заповнені стійким карбоксигемоглобіном. У таких випадках пацієнта можуть поміщати у барокамеру, в яку повітря з киснем подається під підвищеним тиском, і кисень безпосередньо розчиняється у плазмі крові, яка й доносить його до клітин.
Усі етапи дихання забезпечують надходження кисню до клітин, де і відбувається клітинне дихання — безпосереднє його використання для окиснення речовин і накопичення енергії в молекулах АТФ.
ЦЕ ГОЛОВНЕ В ПАРАГРАФІ
Виділяють такі етапи дихання: вентиляція легень, газообмін у легенях, транспорт газів кров’ю, газообмін у тканинах, клітинне дихання. У легенях з альвеол кисень проникає у кров, а вуглекислий газ, навпаки, з крові — в альвеолярне повітря. Кисень транспортується кров’ю у складі оксигемоглобіну. Вуглекислий газ переважно переноситься у вигляді гідрокарбонатних йонів, розчинених у плазмі крові, частково — у вигляді карбгемоглобіну. У капілярах великого кола кровообігу кисень проникає у тканини, а вуглекислий газ переміщується у кров. Отруєння чадним газом небезпечне, позаяк CO утворює стійку сполуку з гемоглобіном.
ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ
1. Назви етапи дихання і коротко схарактеризуй їх.
2. Як будова легень пристосована до здійснення газообміну?
3. Порівняй газообмін у легенях і тканинах.
4. Унаслідок окиснення глюкози у клітинах утворюється вуглекислий газ. Опиши ланцюжок подій, що описує його шлях по організму людини (можна підготувати пригодницьку розповідь).
5. Робота з медіаресурсами. Доведи, що отруєння чадним газом смертельно небезпечне. Скористайся матеріалами в е-додатку (завдання 35.4). Розкажи, як запобігти отруєнню.
6. Поміркуй, як змінюється насичення крові киснем із підйомом у гори. Досліди це в е-додатку (завдання 35.4) за допомогою віртуальної симуляції.
СКЛАДАЮ РЕФЛЕКСИВНУ МОЗАЇКУ
Виконай завдання (див. с. 9).
