Дыхание

Главное по теме

• У дыхания две стороны: газообмен (в лёгких и тканях) и клеточное дыхание (в митохондриях, даёт энергию).
• Путь воздуха: носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы, альвеолы. В носу воздух согревается, увлажняется и очищается.
• Газообмен в альвеолах идёт путём диффузии: O₂ из воздуха в кровь, CO₂ из крови в воздух. Стенка альвеол и капилляров очень тонкая.
• Вдох: диафрагма сокращается и опускается, межрёберные мышцы поднимают рёбра, объём грудной клетки растёт, лёгкие расширяются. Выдох в покое пассивный.
• Дыхательный центр находится в продолговатом мозге; сильнее всего на него действует избыток CO₂ в крови (он учащает дыхание).
• Клеточное дыхание: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = 6CO₂ + 6H₂O + энергия (АТФ). Кислородный этап идёт в митохондриях.
• Бескислородный этап (гликолиз) идёт в цитоплазме и даёт 2 молекулы АТФ; кислородный этап даёт 36; всего 38 АТФ на молекулу глюкозы.
• Брожение - бескислородное расщепление: молочнокислое (в мышцах при нагрузке, в кефире) и спиртовое (у дрожжей).
• Жизненная ёмкость лёгких - наибольший объём воздуха при максимальном вдохе и выдохе; в среднем 3,5-5 литров.
• Аэробное дыхание идёт с кислородом и даёт много АТФ, анаэробное без кислорода: гликолиз в цитоплазме расщепляет глюкозу до пировиноградной кислоты и даёт 2 АТФ, дальше без кислорода идёт брожение. Спиртовое брожение (дрожжи) даёт этиловый спирт и углекислый газ CO₂, молочнокислое (мышцы, молочнокислые бактерии) даёт молочную кислоту.

Задания с разбором

Где теряют баллы

• Дыхание: органы, газообмен, регуляция

  Ловушка: Думают, что дыхательный центр реагирует на нехватку O₂; главный сигнал избыток CO₂.

  Как решать: Газообмен в альвеолах идёт диффузией. Дыхательный центр в продолговатом мозге, учащает дыхание при росте CO₂ в крови.

• Клеточное дыхание и энергия АТФ (расчёт)

  Ловушка: Смешивают выход АТФ при бескислородном (2) и полном (38 или 36) расщеплении глюкозы.

  Как решать: Гликолиз: 2 АТФ на глюкозу, без кислорода. Полное окисление: 38 АТФ (в новых учебниках 36). Энергию считай так: число АТФ · 30,6 кДж (40 кДж в старых учебниках, смотри условие).

Объяснение простыми словами

Задержи дыхание на полминуты. К концу захочется сделать вдох так сильно, что терпеть трудно. Организм не просто хочет воздуха: каждой клетке нужен кислород, чтобы получить энергию из еды. Слово дыхание в биологии означает сразу две вещи, и важно их различать: газообмен, который идёт в лёгких, и клеточное дыхание, которое идёт внутри клеток.

Начнём с пути воздуха. Он проходит носовую полость, где согревается, увлажняется и очищается от пыли, затем носоглотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы и попадает в альвеолы. Трахея устроена как трубка с хрящевыми полукольцами, поэтому не спадается. Бронхи делятся, как ветки дерева, и заканчиваются гроздьями мелких пузырьков, альвеолами. Альвеол в лёгких сотни миллионов, и вместе они дают огромную площадь для обмена.

Дальше в Biik: продолжение объяснения, видеоразбор и проверка из 8 заданий по этой теме.

Термины

Газообмен

Обмен кислорода и углекислого газа между организмом и средой, в лёгких между воздухом и кровью.

Клеточное дыхание

Окисление органических веществ в клетке с получением энергии в виде АТФ.

Альвеолы

Мелкие воздушные пузырьки лёгких с тонкой стенкой, где идёт газообмен.

Диффузия

Самопроизвольное перемещение веществ из области с большей концентрацией в область с меньшей.

Трахея

Дыхательное горло, трубка с хрящевыми полукольцами, ведущая от гортани к бронхам.

Бронхи

Две ветви трахеи, которые входят в лёгкие и разветвляются на бронхиолы.

Гортань

Орган, где расположены голосовые связки; вход закрывается надгортанником при глотании.

Диафрагма

Куполообразная мышца под лёгкими, главная мышца вдоха.

Плевра

Двойная оболочка, покрывающая лёгкие и стенки грудной полости; между листками есть жидкость.

Дыхательный центр

Группа нервных клеток продолговатого мозга, регулирующая вдох и выдох.

Жизненная ёмкость лёгких

Наибольший объём воздуха, который можно выдохнуть после самого глубокого вдоха.

Митохондрии

Органоиды клетки, в которых идёт кислородный этап дыхания и синтезируется большая часть АТФ.

АТФ

Аденозинтрифосфат, универсальный носитель энергии в клетке.

Гликолиз

Бескислородное расщепление глюкозы до пировиноградной кислоты в цитоплазме с образованием 2 АТФ.

Кислородный этап

Окисление продуктов гликолиза до CO₂ и H₂O в митохондриях, даёт 36 АТФ.

Аэробы

Организмы, которые дышат кислородом.

Анаэробы

Организмы, которые могут жить без кислорода, получая энергию брожением.

Брожение

Бескислородный процесс получения энергии с образованием спирта или молочной кислоты.

Молочная кислота

Продукт молочнокислого брожения, накапливается в мышцах при тяжёлой нагрузке без кислорода.

Гемоглобин

Белок эритроцитов, который переносит кислород от лёгких к тканям.

Устьица

Отверстия в листе, через которые у растений идёт газообмен.

Трахеи насекомых

Система трубочек, которая подводит воздух прямо к тканям насекомого.

Жабры

Органы дыхания рыб, пронизанные капиллярами; поглощают растворённый в воде кислород.

Окислительное фосфорилирование

Образование большей части АТФ на мембранах митохондрий при участии кислорода.

Аэробное дыхание

Расщепление органических веществ с участием кислорода до CO₂ и воды; идёт в митохондриях и даёт основную часть АТФ.

Анаэробное дыхание

Получение энергии без кислорода: гликолиз и брожение; даёт только 2 АТФ на молекулу глюкозы.

Спиртовое брожение

Бескислородное расщепление глюкозы дрожжами до этилового спирта и углекислого газа; используется в хлебопечении и виноделии.