Урок 2. Дихальні рухи

• До змісту

ПРИГАДАЙТЕ!

Завдання 1. Які органи дихання притаманні тваринам. Чи є спеціалізовані органи дихання у рослин?

Зябра (риби, ракоподібні), трахеї (комахи), шкіра (земноводні, черви), легені (плазуни, птахи, ссавці).

У рослин немає спеціалізованих органів дихання (як-от легенів), що забезпечували б активні дихальні рухи. Газообмін у них відбувається через спеціальні утвори покривних тканин.

ДОСЛІДЖУЄМО ТА ПІЗНАЄМО!

Завдання 2. Опрацюйте малюнок 42.1. у підручнику (стор. 190). Впишіть у речення пропущені слова.

Дихальний цикл включає два етапи вдих та видих

Вдих — активний процес, за якого зовнішні міжреберні м’язи скорочуються і піднімають грудну клітку. Діафрагма скорочується і стає плоскою, при цьому легені розтягуються до низу. Об’єм легень при цьому збільшується, тиск повітря в легенях зменшується і повітря надходить у легені.

Під час видиху міжреберні м’язи та діафрагма розслаблюються, об’єм грудної клітки зменшується, тиск повітря у легенях зростає, повітря виходить з легень.

Завдання 3. На малюнку зображено газообмін у легенях. Зазначте причину газообміну газів у альвеолах легень.

Є різниця парціальних тисків (концентрації) газів. Кисень переміщується з альвеолярного повітря (110 мм рт. ст.) у венозну кров (де тиск нижчий — 40 мм рт. ст.) шляхом дифузії. Вуглекислий газ дифундує у зворотному напрямку: з венозної крові (тиск 47 мм рт. ст.) в альвеоли (тиск 40 мм рт. ст.).

Завдання 4. Використовуючи інформацію завдання 3, зазначте на малюнку величини парціальних тисків кисню та вуглекислого газу у крові та поза кровоносними судинами. Чи є вуглекислий газ у артеріальній крові, а кисень у венозній?

У клітинах (поза судинами) кисень перебуває у нижчій концентрації, ніж у тканинній рідині, а вуглекислий газ накопичується внаслідок процесів окиснення. В артеріальній крові, що надходить до тканин, тиск кисню становить близько 100 мм рт. ст., а вуглекислого газу — близько 40 мм рт. ст.

Так, обидва гази присутні в обох типах крові. В артеріальній крові є вуглекислий газ, а у венозній залишається частина кисню (близько 25 % вуглекислого газу зв’язується з гемоглобіном, решта транспортується іншими шляхами).

Завдання 5. Проаналізуйте інформацію таблиці 42.1 у підручнику (стор. 192). Зазначте, вмістом яких газів відрізняються вдихуване та видихуване повітря. Чому змінюється вміст цих газів?

Вдихуване повітря містить більше кисню (~21%) і дуже мало вуглекислого газу (~0,03%). Видихуване повітря відрізняється зменшеним вмістом кисню (~16%) та значно збільшеним вмістом вуглекислого газу (~4%).

Вміст газів змінюється через процеси обміну в організмі: клітини споживають кисень для окиснення речовин (отримання енергії) і виділяють вуглекислий газ як кінцевий продукт розпаду, який виводиться через легені.

ЗАВДАННЯ 6

Який механізм регуляції роботи дихальної системи зображено на малюнку? Опишіть, як він відбувається. Які ще механізми регуляції дихальної системи вам відомі? Наведіть приклади життєвих ситуацій, у яких прискорювалась або сповільнювалась частота дихальних рухів.

На малюнку зображено нервову регуляцію дихання, яка забезпечує автоматичне чергування вдиху та видиху. Головну роль тут відіграє дихальний центр (1), розташований у довгастому мозку.

Механізм працює так: у дихальному центрі кожні 4 секунди виникають нервові імпульси. По нервах (2) ці сигнали передаються до міжреберних м’язів (3) та діафрагми (4), що спричиняє їхнє скорочення. У результаті об’єм грудної порожнини збільшується, тиск у легенях падає, і повітря заходить всередину — відбувається вдих.

Крім нервової, мені відома гуморальна регуляція, яка залежить від концентрації вуглекислого газу в крові.

Частота дихання прискорюється під час бігу, фізичних вправ або стресу, а сповільнюється під час сну чи у стані повного спокою.

ОБГОВОРЮЄМО В ГРУПІ!

Обґрунтуйте, чому при підйомі в гори потреба організму в кисні зростає, прискорюється частота дихальних рухів?

При підйомі в гори повітря стає розрідженим, і його тиск падає, тому за один звичайний вдих в кров потрапляє менше кисню. Водночас м’язи потребують більше енергії для фізичної роботи (підйому). Щоб компенсувати нестачу кисню та забезпечити ним клітини, організм змушений дихати набагато частіше і глибше.

ЗНАЄМО ВІДПОВІДЬ!

Чому неможливо затримати дихання довше ніж на 3–5 хвилин?

Це неможливо через те, що в організмі постійно утворюється вуглекислий газ. Коли ми затримуємо подих, рівень CO2 у крові стрімко зростає і сильно подразнює дихальний центр (гуморальна регуляція). Це призводить до неконтрольованого вдиху, адже організм захищає мозок від кисневого голодування.

ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ

Запропонуйте терміни і поняття для ігрового проекту «Вдих – видих».

Для ігрового проекту доцільно використати такі поняття: альвеоли, діафрагма, дифузія газів, життєва ємність легень, газообмін, спірометр, дихальний центр, повітроносні шляхи.