В легочном воздухе кислорода меньше чем в атмосферном потому что
В легочном воздухе кислорода меньше чем в атмосферном потому что
Подробное решение § 21 по биологии для учащихся 8 класса, авторов В. В. Пасечник, А. А. Каменский, Г. Г. Швецов 2016
Вопрос 1. Чем отличаются дыхательные движения у земноводных (лягушки) от движений у млекопитающих животных? Чем это объясняется?
В отсутствие грудной клетки и межрёберной мускулатуры механизм дыхания у лягушки нагнетательного типа – с помощью движения ротоглоточной полости. Механизм дыхания млекопитающих обусловлен изменением объема грудной клетки за счет движения ребер и свойственной млекопитающим особой мышцы — диафрагмы.
Вопрос 2. Как осуществляется транспорт газов кровью? Какие форменные элементы отвечают за этот процесс?
Переносчиком кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким является кровь. В свободном (растворенном) состоянии переносится настолько малое количество этих газов, что им смело можно пренебречь при оценке потребностей организм.
Кислород транспортируется в виде оксигемоглобина. Оксигемоглобин — это комплекс гемоглобина и молекулярного кислорода.
Гемоглобин содержится в красных кровяных тельцах — эритроцитах. Эритроциты под микроскопом похожи на слегка приплюснутый бублик, дырку в котором забыли проткнуть до конца. Такая необычная форма позволяет эритроцитам взаимодействовать с окружающей кровью большей площадью, чем шарообразным. А кроме того, эритроцит способен сворачиваться в трубочку, протискиваясь в узкий капилляр и добираясь в самые отдаленные уголки организма.
В 100 мл крови при температуре тела растворяется лишь 0,3 мл кислорода. Кислород, растворяющийся в плазме крови капилляров малого круга кровообращения, диффундирует в эритроциты, сразу же связывается гемоглобином, образуя оксигемоглобин, в котором кислорода 190 мл/л.
ВОПРОСЫ К ПАРАГРАФУ
Вопрос 1. Каков механизм дыхательных движений, обеспечивающих у человека вдох и выдох?
Вдох заключается в том, что диафрагма опускается вниз, отодвигая органы брюшной полости, а межреберные мышцы поднимают грудную клетку вверх, вперед и в стороны. Объем грудной полости увеличивается, и легкие следуют этим увеличением, поскольку содержащиеся в легких газы прижимают их к пристеночной плевре.
Выдох начинается с того, что межреберные мышцы расслабляются. Под действием силы тяжести грудная стенка опускается вниз, а диафрагма поднимается вверх, поскольку растянутая стенка живота давит на внутренние органы брюшной полости, а они — на диафрагму. Объем грудной полости уменьшается, легкие сдавливаются, давление воздуха в альвеолах становится выше атмосферного, и часть его выходит наружу. Все это происходит при спокойном дыхании.
Вопрос 2. Что такое жизненная ёмкость лёгких и от чего она зависит?
Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) — максимальное количество воздуха, которое может быть забрано в легкие после максимального выдоха.
Среднее значение ЖЕЛ составляет 3500 см3 и сильно зависит от возраста, пола, тренированности человека. От рождения до взросления этот показатель увеличивается примерно в 45 раз и может достигать у тренированного человека более 5000 см3.
Вопрос 3. Охарактеризуйте особенности транспорта газов кровеносной системой как важнейшего этапа дыхания.
При вдохе лёгкие заполняются воздухом, который в основном содержит кислород, углекислый газ, азот и пары воды.
В альвеолах кислород переходит из альвеолярного воздуха в кровь, а углекислый газ — из крови в альвеолярный воздух. Это происходит благодаря тому, что кровь, поступающая в лёгкие по сосудам малого круга кровообращения из правого желудочка сердца, содержит много углекислого газа. В лёгких углекислый газ переходит из кровеносных сосудов в альвеолы и выдыхается в окружающую среду. Кислород из воздуха, заполняющего альвеолы при вдохе, наоборот, переходит в кровь, находящуюся в капиллярах малого круга. В крови кислород связывается гемоглобином эритроцитов, и кровь, ставшая теперь артериальной, устремляется по сосудам к сердцу.
В тканях других органов наблюдается обратная картина. В межклеточной жидкости и в клетках кислорода значительно меньше, чем в крови, приносимой по сосудам большого круга кровообращения из левого желудочка сердца. Гемоглобин отдаёт кислород, который выходит в тканевую жидкость, окружающую кровеносные капилляры, а затем попадает в клетки. В клетках кислород используется для окисления органических соединений, что приводит к освобождению энергии и образованию основного конечного продукта распада органических соединений — углекислого газа.
Вопрос 4. Как изменяется состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха?
Человек дышит атмосферным воздухом, который имеет следующий состав: 20,94% кислорода, 0,03% углекислого газа, 79,03% азота. В выдыхаемом воздухе обнаруживается 16,3% кислорода, 4% углекислого газа, 79,7% азота.
Состав выдыхаемого воздуха непостоянен и зависит от интенсивности обмена веществ, а также от частоты и глубины дыхания. Стоит задержать дыхание или сделать несколько глубоких дыхательных движений, как состав выдыхаемого воздуха изменяется.
Вопрос 5. Как происходит газообмен в лёгких и в других органах?
Обмен газов в легких происходит благодаря диффузии. Кровь, поступившая от сердца в капилляры, оплетающие легочные альвеолы, содержит много углекислого газа. В воздухе легочных альвеол его мало, поэтому он покидает кровеносные сосуды и переходит в альвеолы. Кислород поступает в кровь тоже благодаря диффузии. В крови свободного кислорода мало, потому что его непрерывно связывает находящийся в эритроцитах гемоглобин, превращаясь в оксигемоглобин. Ставшая артериальной кровь покидает альвеолы и по легочной вене направляется к сердцу. Но чтобы этот газообмен мог идти непрерывно, необходимо, чтобы состав газов в легочных альвеолах был постоянным.
На основании анализа и обобщения имеющихся у вас знаний установите взаимосвязь кровеносной и дыхательной систем человека. Отобразите эту взаимосвязь в виде карты понятий. Обсудите свои варианты в классе.
Система органов дыхания и кровеносная система объединяются в единую функциональную систему для выполнения общей функции – обеспечение организма кислородом и вывода углекислого газа.
Газообмен в организме человека происходит в легких. Место обогащения крови кислородом называется альвеола. Стенка альвеолы состоит из одного слоя плоского эпителия и тонкого слоя эластичных волокон. Альвеолы покрыты густой сетью кровеносных капилляров, в которых осуществляется газообмен.
В легочные капилляры по малому кругу кровообращения поступает венозная кровь. Она бедна кислородом и насыщена углекислым газом. Воздух в легочных альвеолах, наоборот, богат кислородом, а углекислого газа в нем значительно меньше. Поэтому в соответствии с законами осмоса и диффузии кислород из легочных альвеол устремляется в кровь, где соединяется с гемоглобином эритроцитов. Углекислый газ из крови, где он содержится в избытке, проникает в легочные альвеолы. Вдыхаемый и выдыхаемый воздух сильно отличаются по составу. В атмосферном воздухе содержание кислорода доходит до 21%, углекислого газа – 0,03-0,04%. В выдыхаемом воздухе количество кислорода снижается до 16%, содержание углекислого газа увеличивается до 4-4,5%.
Из капилляров большого круга кровообращения кислород поступает в ткани. В артериальной крови кислорода больше, чем в клетках, поэтому он легко диффундирует в них. Углекислый газ из клеток поступает в кровь. В тканях артериальная кровь преобразуется в венозную. По венам большого круга кровообращения венозная кровь поступает в сердце, а оттуда опять в легкие.
Почему в выдыхаемом воздухе больше кислорода и меньше углекислого газа, чем в альвеолярном воздухе?
Состав альвеолярного воздуха значительно отличается от состава атмосферного, вдыхаемого воздуха. В нем меньше кислорода (14,2%) и большое количество углекислого газа (5,2%).
В выдыхаемом воздухе кислорода содержится больше, чем в альвеолярном. Объясняется это тем, что при выдохе к альвеолярному воздуху примешивается воздух, который находится в органах дыхания, в воздухоносных путях.
Рефлекторные влияния на дыхание
Запишите спокойное дыхание. Незаметно к носу испытуемого поднесите вату, смоченную нашатырным спиртом, раздражающим афферентные окончания тройничного нерва. Происходит резко выраженная задержка дыхания. Отметьте изменения глубины и частоты дыхательных движений в процессе восстановления дыхания.
Запишите спокойное дыхание и предложите испытуемому сделать глоток воды во время вдоха. Повторите этот опыт несколько раз, осуществляя глотание по команде экспериментатора в различные моменты вдоха и во время выдоха. Наблюдайте хорошо выраженную задержку дыхания в момент глотания при вдохе и значительно меньшую задержку – при выдохе. Объясните наблюдаемые явления Что представляют собой защитные дыхательные рефлексы и каково их биологическое значение?
Рекомендации к оформлению работы: Вклеить в тетрадь полученные пневмограммы и провести их анализ. Подсчитать по пневмограмме частоту дыхательных движений в 1 мин. Измерить продолжительность вдоха и выдоха (мм) и рассчитать отношение продолжительности вдоха к продолжительности выдоха при спокойном и «речевом» дыхании. Объяснить механизм изменения дыхания при каждом изменении условий эксперимента. Сопоставить полученные кривые с эталоном (рис.21).
1 – спокойноедыхание; 2 – дыхание при разговоре, пении; 3 – после
КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ МАТЕРИАЛА
А) Подкорковые ядра.
Б) Бульбарный отдел.
D) Кора больших полушарий.
5. Что называют коэффициентом утилизации кислорода?
А) Большую часть кислорода, содержащуюся в артериальной крови.
B) Часть кислорода, поглощенную тканями из венозной крови.
C) Часть кислорода, поглощенную тканями из артериальной крови.
D) Максимальное количество кислорода, которое может связать кровь
при полном насыщении гемоглобина кислородом.
6. Чему равен дыхательный коэффициент при окислении жиров?
7. Почему в легочном воздухе кислорода меньше, чем в атмосферном?
А) Потому что кислород остается в мертвом пространстве.
B) Потому что кислород диффундирует в кровь.
А) Кора больших полушарий, спинной мозг, средний мозг.
B) Бульбарный отдел, мозжечок, лимбическая система.
C) Бульбарный отдел, гипоталамус, кора больших полушарий.
B) мышцам плечевого пояса;
C) межреберным мышцам;
А) повышении тонуса блуждающего нерва;
B) понижении тонуса блуждающего нерва;
C) повышении тонуса симпатического нерва;
D) понижении тонуса симпатического нерва.
А) разница парциального давления газов в альвеолярном воздухе и в крови легочных капилляров;
B) медленная скорость течения крови в легочных капиллярах и большой объем легочного кровотока;
C) большая общая обменная альвеолокапиллярная поверхность;
D) хорошая газопроницаемость альвеолокапиллярного барьера.
16. Кислород переносится к тканям:
B) Связанный с гемоглобином и растворенный в плазме.
C) Только растворенный в плазме.
D) В составе бикарбоната.
Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 1016 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Вдох и выдох. Регуляция дыхания. Охрана воздушной среды
Вопрос 1. Почему вентиляция легких возможна только при условии, когда полости, в которых находятся легкие, герметически замкнуты, в плевральной полости поддерживается давление ниже атмосферного?
Благодаря эластичности легких, герметичной замкнутости плевральной полости и наличия в ней давления ниже атмосферного, легкие следуют за движущимися стенками грудной клетки и пассивно растягиваются. Давление воздуха в альвеолах легких становится меньше атмосферного, что приводит к движению воздуха из окружающей среды в легкие — происходит вдох. Если происходит разгерметизация плевральной полости, легкие теряют связь с плеврой и возможность расширяться вслед за грудной клеткой — спадаются.
Вопрос 2. Почему при ранении, когда рана достигает плевральной полости, воздух со свистом врывается внутрь, легкое спадается и функционировать не может?
При ранении, когда рана достигает плевральной полости, легкое спадается, так как давление в плевральной полости сравнивается с атмосферным и сила, удерживающая легкое в прижатом к плевральной полости (и грудной клетке) положении, пропадает.
Вопрос 3. Почему неповрежденное легкое может работать, несмотря на то, что второе легкое выведено из строя?
Потому что они морфологически не связаны друг с другом.
Вопрос 4. Где находится дыхательный центр?
Дыхательный центр находится в продолговатом мозге.
Вопрос 5. Почему вдох сменяет выдох?
Спадение легочных альвеол при выдохе рефлекторно вызывает вдох, а расширение альвеол рефлекторно вызывает выдох. Смена вдоха и выдоха регулируется дыхательным центром, который находится в продолговатом мозге. Он чувствителен к содержанию углекислого газа в крови и не реагирует на содержание кислорода. Из дыхательного центра нервные импульсы идут к мышцам, производящим дыхательные движения. Вдох осуществляется за счет сокращения межреберных мышц, поднимающих ребра, и диафрагмы, которая становится более плоской. При этом увеличивается плевральная полость, в ней понижается давление. Это вызывает расширение легких.
Вопрос 6. Какова роль кашля и чихания?
Чихание и кашель носят защитный характер, при которых вместе с воздухом и слизью наружу выделяются раздражители слизистой оболочки дыхательных путей.
Вопрос 7. Как изменяется воздух в помещении при большом скоплении людей и плохой вентиляции?
В таких условиях в помещениях происходит снижение содержания кислорода и быстрый рост концентрации углекислого газа.
Вопрос 8. Какие меры первой помощи необходимо осуществить при отравлении угарным или бытовым газом?
При отравлении угарным или бытовым газом пострадавшего необходимо вывести на свежий воздух и заставить дышать глубже. Можно дать ему понюхать нашатырный спирт, затем напоить чаем. При потере сознания или остановке дыхания — сделать искусственное дыхание. Вызвать «скорую помощь».
Вопрос 9. При поражении угарным газом в крови образуется карбоксигемоглобин. Каковы его свойства и почему угарный газ так опасен?
Угарный газ (СО) образует с гемоглобином довольно стойкое соединение — карбоксигемоглобин. В результате молекулы гемоглобина оказываются занятыми и не могут переносить кислород, что приводит к кислородному голоданию тканей. Особенно чувствительны к дефициту кислорода клетки мозга.
Вопрос 10. В чем вредное действие пыли?
Пыль может механически травмировать стенки легочных пузырьков, воздухоносных путей, вызывать аллергию, затруднять газообмен. На пылинках оседают микробы, вирусы, вызывающие инфекционные заболевания. Также пыль может вызвать и химические отравления, если она содержит частички свинца, никеля, хрома. Кроме того, пыль оседает на стенках альвеол, вызывая заболевание лёгких силикоз.
Вопрос 11. Каковы источники загрязнения атмосферного воздуха?
К основным источникам загрязнения можно отнести выхлопы автомобильного транспорта, промышленные выбросы газов, вредных химических веществ, использование ядохимикатов, минеральных удобрений в сельском хозяйстве и др.
В легочном воздухе кислорода меньше чем в атмосферном потому что
Тест по фильмам СССР: Сможете пройти его на все 10/10? (Часть 2)
Насколько вы привлекательны?
Каков Ваш психологический возраст?
Тест по советским фильмам: Кто из актеров сказал эти известные всем слова?
Если вы ответите верно на все наши каверзные вопросы, то точно не зря получали высшее образование
Тест на кругозор. Хватит ли вам эрудиции, чтобы пройти его 10/10?
Если вы родом из СССР, то точно сможете закончить фразы тех времен на все 10 из 10
В чём ваш мозг крут
Угадайте воинские звания России по погонам
Только те, кто росли в СССР, смогут без труда ответить на все вопросы нашего теста
Если в этом тесте вы наберете 13/13, то вам пора поступать в Гарвард
Сможем ли мы определить ваш пол, узнав, что вы ненавидите?
Сможете ли вы пройти тест для разведчиков?
Никто не может угадать, какое из этих колец самое дорогое
Сможете ответить на вопросы на общие знания, в которых стыдно сделать ошибку?
Вы гений, если пройдете этот тест.
Сможете ли вы набрать 10/10 баллов в нашем тесте на общие знания?
Большой тест на интеллект: узнай свой процент знаний
Если вы закончите представленные 15 фраз, то вы настоящий интеллектуал!
Сможете ли вы узнать советских актеров по фото в молодости?
Подписывайтесь на наши странички! Обязательно делитесь с друзьями! Впереди много новых интересных тестов! Ежедневные добавления! Страницы: Яндекс Дзен, ВКонтакте, Одноклассники, Facebook
Популярные тесты
Тест по фильмам СССР: Сможете пройти его на все 10/10? (Часть 2)
Насколько вы привлекательны?
Каков Ваш психологический возраст?
Тест по советским фильмам: Кто из актеров сказал эти известные всем слова?
Если вы ответите верно на все наши каверзные вопросы, то точно не зря получали высшее образование
Тест на кругозор. Хватит ли вам эрудиции, чтобы пройти его 10/10?
Если вы родом из СССР, то точно сможете закончить фразы тех времен на все 10 из 10
В чём ваш мозг крут
Угадайте воинские звания России по погонам
Только те, кто росли в СССР, смогут без труда ответить на все вопросы нашего теста
Если в этом тесте вы наберете 13/13, то вам пора поступать в Гарвард
Сможем ли мы определить ваш пол, узнав, что вы ненавидите?
Сможете ли вы пройти тест для разведчиков?
Никто не может угадать, какое из этих колец самое дорогое
Сможете ответить на вопросы на общие знания, в которых стыдно сделать ошибку?
Вы гений, если пройдете этот тест.
Сможете ли вы набрать 10/10 баллов в нашем тесте на общие знания?
Большой тест на интеллект: узнай свой процент знаний
Если вы закончите представленные 15 фраз, то вы настоящий интеллектуал!
Сможете ли вы узнать советских актеров по фото в молодости?
Преимущества
Можете встраивать тесты на Ваш сайт. Тест показывается нашем и других сайтах. Гибкие настройки результатов. Возможность поделиться тестом и результатами. Лавинообразный («вирусный») трафик на тест. Русскоязычная аудитория. Без рекламы!
Пользователям
Вам захотелось отдохнуть? Или просто приятно провести время? Выбирайте и проходите онлайн-тесты, делитесь результатом с друзьями. Проверьте, смогут они пройти также как Вы, или может лучше?
Внимание! Наши тесты не претендуют на достоверность – не стоит относиться к ним слишком серьезно!
Глава IV. Дыхание
1. Газообмен в легких и тканях
Значение дыхания
Почти все сложные реакции превращения веществ в организме идут с обязательным участием кислорода. Без кислорода невозможен обмен веществ, и для сохранения жизни необходимо постоянное поступление кислорода. В клетках и тканях в результате обмена веществ образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма. Накопление значительного количества углекислого газа внутри организма опасно. Углекислый газ выносится кровью к органам дыхания и выдыхается. Кислород, поступающий в органы дыхания при вдохе, диффундирует в кровь и кровью доставляется к органам и тканям.
В организме человека и животных нет запасов кислорода, и поэтому непрерывное поступление его в организм является жизненной необходимостью. Если человек в необходимых случаях может прожить без пищи более месяца, без воды до 10 дней, то при отсутствии кислорода необратимые изменения наступают уже через 5-7 мин.
Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха
Производя попеременно вдох и выдох, человек вентилирует легкие, поддерживая в легочных пузырьках (альвеолах) относительно постоянный газовый состав. Человек дышит атмосферным воздухом с большим содержанием кислорода (20,9%) и низким содержанием углекислого газа (0,03%), а выдыхает воздух, в котором кислорода 16,3%, углекислого газа 4% (табл. 8).
Состав альвеолярного воздуха значительно отличается от состава атмосферного, вдыхаемого воздуха. В нем меньше кислорода (14,2%) и большое количество углекислого газа (5,2%).
Азот и инертные газы, входящие в состав воздуха, в дыхании участия не принимают, и их содержание во вдыхаемом, выдыхаемом и альвеолярном воздухе практически одинаково.
Таблица 8. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха
Почему в выдыхаемом воздухе кислорода содержится больше, чем в альвеолярном? Объясняется это тем, что при выдохе к альвеолярному воздуху примешивается воздух, который находится в органах дыхания, в воздухоносных путях.
Парциальное давление и напряжение газов
Для газов, растворенных в жидкости, употребляют термин «напряжение», соответствующий термину «парциальное давление», применяемому для свободных газов. Напряжение газов выражается в тех же единицах, что и давление (в мм рт. ст.). Если парциальное давление газа в окружающей среде выше, чем напряжение этого газа в жидкости, то газ растворяется в жидкости.
Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе 100-105 мм рт. ст., а в притекающей к легким крови напряжение кислорода в среднем 60 мм рт. ст., поэтому в легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь.
Движение газов происходит по законам диффузии, согласно которым газ распространяется из среды с высоким парциальным давлением в среду с меньшим давлением.
Газообмен в легких
Переход в легких кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и поступление углекислого газа из крови в легкие подчиняются описанным выше закономерностям.
Благодаря работам великого русского физиолога Ивана Михайловича Сеченова стало возможно изучение газового состава крови и условий газообмена в легких и тканях.
Таблица 9. Парциальное давление кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и альвеолярном воздухе и их напряжение в крови
Опытным путем удалось установить, что при разнице напряжения кислорода в 1 мм рт. ст. у взрослого человека, находящегося в покое, в кровь может поступить 25-60 мл кислорода в 1 мин. Человеку в покое нужно примерно 25-30 мл кислорода в 1 мин. Следовательно, разность давлений кислорода в 70 мм рт. ст, достаточна для обеспечения организма кислородом при разных условиях его деятельности: при физической работе, спортивных упражнениях и др.
Скорость диффузии углекислого газа из крови в 25 раз больше, чем кислорода, поэтому при разности давлений в 7 мм рт. ст., углекислый газ успевает выделиться из крови.
Перенос газов кровью
Кровь переносит кислород и углекислый газ. В крови, как и во всякой жидкости, газы могут находиться в двух состояниях: в физически растворенном и химически связанном. И кислород и углекислый газ в очень небольшом количестве растворяются в плазме крови. Большая часть кислорода и углекислого газа переносится в химически связанном виде.
Свойство гемоглобина связывать кислород имеет жизненно важное значение для организма. Иногда люди гибнут от недостатка кислорода в организме, окруженные самым чистым воздухом. Это может случиться с человеком, оказавшимся в условиях пониженного давления (на больших высотах), где в разреженной атмосфере очень низкое парциальное давление кислорода. 15 апреля 1875 г. воздушный шар «Зенит», на борту которого находились три воздухоплавателя, достиг высоты 8000 м. Когда шар приземлился, то в живых остался только один человек. Причиной гибели людей было резкое снижение парциального давления кислорода на большой высоте. На больших высотах (7-8 км) артериальная кровь по своему газовому составу приближается к венозной; все ткани тела начинают испытывать острый недостаток в кислороде, что и приводит к тяжелым последствиям. Подъем на высоту более 5000 м обычно требует пользования особыми кислородными приборами.
При специальной тренировке организм может приспосабливаться к пониженному содержанию кислорода в атмосферном воздухе. У тренированного человека углубляется дыхание, увеличивается количество эритроцитов в крови за счет усиленного образования их в кроветворных органах и поступления из депо крови. Кроме того, усиливаются сердечные сокращения, что приводит к увеличению минутного объема крови.
Для тренировки широко применяют барокамеры.
Кроме того, в переносе углекислого газа участвует гемоглобин крови. В капиллярах тканей гемоглобин вступает в химическое соединение с углекислым газом. В легких это соединение распадается с освобождением углекислого газа. Около 25-30% выделяемого в легких углекислого газа переносит гемоглобин.