Природничі науки. 6 клас. Засєкіна

§ 33. Дихання

Досліджуй

1. Удихни повітря через ніс, а видихни через рот у повітряну кульку. Далі декілька разів удихай та видихай через рот, використовуючи під час цього лише повітря з повітряної кульки. Чи легко тобі дихати? Поясни чому.

2. Розглянь малюнок 33.1 зі схемою досліду Джозефа Прістлі та світлиною відтворення цього досліду зі свічкою дітьми. Поясни, чому в досліді Прістлі, коли під скляним ковпаком була рослина, миша залишалася живою і свічка не гасла.

Мал. 33.1. Досліди Прістлі

3. Назви органи та їхні функції, позначені на малюнку 33.2 буквою X.

Мал. 33.2. Будова різна — функція однакова

Дізнавайся

Чи всі організми дихають?

Людина не може жити без кисню (О₂), який удихає з повітрям. Нетренована людина може не дихати кілька хвилин. Натомість люди зі спеціальною спортивною підготовкою із глибинного занурення можуть затримувати дихання до дев’яти хвилин. Без дихання вже через три хвилини починають гинути клітини головного мозку. Цей процес є необоротним. Проте є організми, які можуть жити без кисню. За цією ознакою організми поділено на дві групи: аероби та анаероби.

Аероби — це організми, які потребують кисню. У них розщеплення глюкози відбувається за участю кисню. Одним із продуктів розщеплення глюкози є вуглекислий газ. Організм виводить його під час видиху. До аеробів належать більшість рослин, тварин, грибів, бактерій.

Анаероби — це організми, які живуть й отримують енергію без кисню. До таких організмів належать деякі види бактерій, червів-паразитів.

Якщо організм уміє використовувати кисень, то внаслідок окиснення з молекули глюкози може утворитися 38 молекул АТФ. Унаслідок розкладання молекули глюкози без участі кисню може утворитися лише дві молекули АТФ. Клітини мозку людини дуже чутливі до нестачі енергії, яка міститься в АТФ, тому вони й гинуть першими за зупинки дихання. Проте, щоб «уміти» використовувати кисень, у клітинах мусили виникнути цілі ферментні системи (пригадай значення слів «фермент» та «система»).

Як дихає людина?

Під час дихання в організм надходить кисень, а вуглекислий газ виводиться назовні. Людина й наземні тварини засвоюють кисень із повітря. У середньому дитина твого віку робить у стані спокою 18-20 дихальних рухів за хвилину, доросла людина — 13-18, дорослий кіт — 20-30, дорослий собака — 10-30 дихальних рухів за хвилину (що менший собака, то частіше дихає). Більша кількість дихальних рухів за хвилину, ніж середня, як у тварин, так і в людини є підставою для термінового звернення до лікаря.

Під час удиху повітря в людини проходить через носову порожнину. Дуже важливо дихати носом. Адже носова порожнина вистелена клітинами, що мають війки, які рухаються і «виганяють» хвороботворні віруси та бактерії. Бажано дихати прохолодним вологим повітрям, тому що в сухому гарячому війки не так активно рухаються. Саме тому необхідно регулярно провітрювати класну кімнату й житло.

Потім повітря проходить через носоглотку та гортань. Гортань має голосові зв’язки, проходження повітря через які є однією з умов утворення звуків мови. Після чого повітря проходить через трахею та бронхи. Бронхи — це трубки, які розгалужені на дуже дрібні трубочки — бронхіоли, які закінчуються легеневими пухирцями (альвеолами). Стінки легеневих пухирців густо обплетені кровоносними судинами. Саме в них кисень із повітря, яке потрапило в альвеолу, потрапляє у кров. А вуглекислий газ (СО₂), навпаки, із крові — в повітря альвеоли. Далі повітря, збагачене вже вуглекислим газом, долає зворотний шлях: альвеоли легень, бронхіоли, бронхи, трахея, гортань, носоглотка, носова порожнина (мал. 33.3).

Мал. 33.3. Дихальна система людини

Повітря «всмоктується» в дихальні шляхи, тому що діафрагма — м’язова перетинка, яка відмежовує грудну порожнину від черевної, — опускається, ребра піднімаються й об’єм грудної порожнини збільшується. Під час видиху діафрагма піднімається, ребра опускаються, і повітря виштовхується з легень.

Які ще є типи дихання?

У природі є організми, які здатні засвоювати кисень повітря через шкіру. Це, наприклад, земноводні, до яких відносять жаб, ропух, тритонів, саламандр. Їхня дуже багата на кровоносні судини шкіра вкрита слизом. Кисень повітря розчиняється у слизу, а потім проникає у кров, а вуглекислий газ, навпаки, просочується з крові.

У тілі комах є отвори — дихальця, — через які повітря потрапляє в систему трахей. Трахеї дуже розгалужені і повітря надходить до майже всіх клітин. Але механізму нагнітання повітря у трахеї в комах немає. Тож немає і сили, під дією якої б повітря рухалося по організму комахи. Однією з причин маленьких розмірів комах є недосконалість системи газообміну (мал. 33.4).

Мал. 33.4. Дихальна система комах

Цікавим є механізм дихання птахів. Їхнє дихання називають подвійним. Коли птах летить, його дихальні рухи не пов’язані з опусканням чи підніманням ребер, грудна клітина нерухома. Птах нагнітає повітря в легені, скорочуючи грудні м’язи. Під час удиху частина повітря потрапляє в легені, де відбувається газообмін, а частину птах зберігає в повітряних мішках. Під час видиху повітря з повітряних мішків потрапляє в легені. Тобто газообмін відбувається в легенях і під час удиху, і під час видиху. Такий механізм виник у птахів тому, що політ є дуже енергозатратним рухом. Також повітря в повітряних мішках надає птаху легкості.

Водні тварини дихають через покриви, наприклад у черв’яка планарії білої, який живе вільно, кисень із води дифундує в організм, а вуглекислий газ, навпаки, з організму. У складніших водних організмів є зябра, густо обплетені кровоносними судинами. У більшості акул вентиляція зябер пасивна. Акула пливе з відкритим ротом, вода потрапляє в зябра, а викидається позаду голови через зяброві щілини. Доки акула рухається, доти вода потрапляє в її зяброві мішки. Саме тому акули під час сну все одно повільно пливуть, щоб створити течію води у зябрах. У кісткових риб, наприклад, карася, коропа, зяброві кришки періодично рухаються і направляють воду на зябра, що сприяє газообміну.

Рослині потрібен кисень, особливо її кореням, які не здатні засвоювати енергію світла. Тож у корені мітохондрії цілодобово активно синтезують АТФ. Рослини теж дихають! У них відбувається газообмін крізь продихи — мікроскопічні утвори в покривній тканині листка (мал. 33.5). Вони призначені передусім для фотосинтезу й випаровування.

Мал. 33.5. Продихи: 1 — закритий; 2 — відкритий

Дій

ЗНАЙ - ПОЯСНЮЙ - ЗАСТОСОВУЙ - ТВОРИ

1. Дай визначення поняттям: аероби, анаероби. Наведи приклади організмів, які є аеробами та анаеробами.

2. Назви типи дихання (мал. 33.6). Наведи приклади організмів, яким притаманне шкірне та трахейне дихання.

3. Поясни: а) для чого потрібен кисень організмам; б) чи можуть організми жити без кисню і за яких умов; в) чи можливі в реальному житті сюжети фільмів «Залізна людина» Джонатана Фавро й «Форма води» Гільєрмо дель Торо.

4. Зобрази схематично послідовність органів, через які проходить повітря під час: а) вдиху й видиху в людини; б) польоту птаха.

5. Дізнайся з додаткових джерел про хвороби органів дихання й організми, які викликають їх. Склади пам'ятку з профілактики захворювань органів дихання.

6. Відкрий цифровий додаток (Додаткові матеріали, до § 33). За інструкцією виготов модель легень. Виготов модель легень за інструкцією із цифрового додатка.

Мал. 33.6. Типи дихання