BIOLOGIA KLASA VII DZIAŁ VI. UKŁAD ODDECHOWY
1. BUDOWA I ROLA UKŁADU ODDECHOWEGO
BUDOWA DRÓG ODDECHOWYCH
Drogi oddechowe składają się z kilku odcinków:
– jama nosowa (początkowy odcinek dróg oddechowych, to tutaj powietrze jest oczyszczane, nawilżane i ogrzewane);
– gardło (wspólne odcinek dróg oddechowych i przewodu pokarmowego);
– krtań (składa się z kilku chrząstek połączonych stawami więzadłami. Nagłośnia – jedna z chrząstek, zamyka wejście do krtani podczas połykania pokarmu. Zapobiega to dostaniu się pożywienia do dróg oddechowych);
– tchawica (jest w kształcie elastyczna rury zbudowanej z chrząstek w kształcie podkowy, połączonych więzadłami. Ściany tego narządu są sztywne i umożliwiają swobodny przepływ powietrza);
– oskrzela (prawe i lewe) są rozgałęzieniami tchawicy i doprowadzają powietrze do płuc.
BUDOWA PŁUC
Płuca składają się z płatów. Prawe płuco składa się z trzech płatów, a lewe z dwóch. Narządy te pokrywa cienka błona (opłucna), która pełni funkcje ochronne. W płucach oskrzela rozgałęziają się na coraz cieńsze struktury tzw. oskrzeliki. Na końcach ich odgałęzień znajdują się pęcherzyki płucne.
ZNACZENIE PĘCHERZYKOWEJ BUDOWY PŁUC CZŁOWIEKA
Każde płuco człowieka zawiera ok. 300 milionów pęcherzyków płucnych, a łączna ich powierzchnia wynosi około 100 m².
Pęcherzyki tworzą skupiska podobne do kiści winogron. Dzięki temu zwiększa się powierzchnia, przez którą zachodzi wymiana gazowa.
W JAKI SPOSÓB POWSTAJE GŁOS?
Głos powstaje w krtani zwanej głośną. Tworzą ją dwie fałdy nabłonka bocznej ściany krtani, zwany fałdami głosowymi i znajdujące się między nimi szczelina zwana szparą głośni. Powietrze, które przepływa przez szparę głośni, wywołuje drgania fałdów głosowych. W ten sposób powstaje głos. Wysokość głosu zależy od napięcia, długości i grubości fałdów głosowych.
2. MECHANIZM WYMIANY GAZOWEJ
ROLA PRZEPONY I MIĘŚNI MIĘDZYŻEBROWYCH PROCESIE WENTYLACJI PŁUC
W procesie wentylacji płuc (wdech i wydech) uczestniczą mięśnie oddechowe. Najważniejsze z nich to:
– mięśnie międzyżebrowe (znajdują się między poszczególnymi żebrami), oraz
– przepona (jest to duży mięsień oddzielający klatkę piersiową od niżej położonych narządów takich jak wątroba czy żołądek)
Przepona i mięśnie międzyżebrowe odgrywają kluczową rolę w procesie wentylacji płuc.
Podczas oddychania, przepona kurczy się i sięga w dół, powodując zwiększenie objętości jamy klatki piersiowej. To powoduje, że płuca są rozciągane, a powietrze jest zasysane do wnętrza płuc.
W czasie oddychania mięśnie międzyżebrowe kurczą się i unoszą żeberka, co prowadzi do rozszerzenia przestrzeni między żebrami. To z kolei powoduje zwiększenie objętości klatki piersiowej, umożliwiając wdech.
Kiedy przepływa powietrze na zewnątrz płuc, przepona i mięśnie międzyżebrowe rozluźniają się, a płuca kurczą się, wypychając powietrze na zewnątrz. Ten cykl kurczenia i rozluźniania się mięśni umożliwia regularne i skuteczne oddychanie.
W JAKI SPOSÓB CZŁOWIEK MOŻE KONTROLOWAĆ WENTYLACJĘ PŁUC?
Człowiek nie ma pełnej kontroli nad oddychaniem, ponieważ jest to proces automatyczny i nieświadomy. Jednakże, można nauczyć się pewnych technik, które umożliwiają kontrolowanie częstotliwości i głębokości oddechów.
Jedną z takich technik jest technika głębokiego oddychania. Polega ona na świadomym oddychaniu głęboko i spokojnie, z wydłużonym wydechem. Można to robić poprzez powolne wdechy nosem, a następnie równie powolne wydechy ustami. Ważne jest, aby skupić się na oddechu i wykonywać go świadomie.
Inną techniką jest metoda oddechu brzusznego, która polega na skupieniu oddechu w dolnej części płuc poprzez napompowanie brzucha podczas wdechu, a następnie stopniowe wypuszczanie powietrza podczas wydechu. Ta technika pomaga w pełnym wykorzystaniu pojemności płuc.
Medytacja i praktyka jogi mogą również pomóc w lepszym kontrolowaniu oddychania poprzez naukę świadomego oddechu i skupienia uwagi na nim.
PRZEBIEG WYMIANY GAZOWEJ W PŁUCACH I TKANKACH
WYMIANA GAZOWA W PŁUCACH
Tlen przenika z pęcherzyków płucnych do krwi, gdzie jest związany przez hemoglobinę w krwinkach czerwonych.
Dwutlenek węgla przenika z krwi do pęcherzyków płucnych, skąd będzie usunięty wraz z wydychanym powietrzem.
WYMIANA GAZOWA W TKANKACH
Tlen przenika z krwi do komórek mięśnia.
Dwutlenek węgla, który powstał w procesie utleniania jest usuwany z komórek do osocza krwi.
3. ODDYCHANIE KOMÓRKOWE
CO TO JEST ODDYCHANIE KOMÓRKOWE?
Oddychanie komórkowe to proces, w którym komórki organizmów żywych pobierają tlen i uwalniają dwutlenek węgla, aby wytworzyć energię potrzebną do życia i funkcjonowania.
Ten proces zachodzi w mitochondriach – organellach komórkowych, które są odpowiedzialne za produkcję energii. Podczas oddychania komórkowego, glukoza (cukier) jest rozkładana w obecności tlenu, a wynikiem tego procesu jest produkcja ATP, która jest podstawową jednostką energii komórkowej.
Oddychanie komórkowe jest niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania wszystkich organizmów, od najprostszych jednokomórkowców po bardziej zaawansowane organizmy wielokomórkowe.
ROLA MITOCHONDRIÓW
W mitochondriach zachodzi oddychanie komórkowe. Są one odpowiedzialne za produkcję energii.
Proces oddychania komórkowego odbywa się m.in na silnie pofałdowanej błonie wewnętrznej. Jej kształt powoduje, że powierzchnia, na której odbywa się utlenianie, jest duża. Im większą pracę wykonuje komórka, tym większe ma zapotrzebowanie na energię i musi mieć więcej mitochondriów.
PRZEBIEG PROCESU ODDYCHANIA KOMÓRKOWEGO
Tlen dostarczany do organizmu zużywany jest podczas utleniania, inaczej oddychania komórkowego. W procesie tym tlen łączy się z substancjami odżywczymi. Utlenianie zachodzi w mitochondriach każdej komórki. Do tego procesu najczęściej wykorzystywana jest glukoza, a kiedy jej brakuje zużywane są tłuszcze i czasami białka. Podczas oddychania komórkowego powstają dwutlenek węgla woda i energia.
W rezultacie proces oddychania komórkowego produkuje duże ilości energii w postaci ATP, która jest powszechnie wykorzystywana przez komórki do różnych procesów życiowych.
ROLA ATP W ORGANIŹMIE
ATP (adenozynotrifosforan) – jest przenośnikiem energii w komórce. Każda cząsteczka tego związku składa się z elementów połączonych wiązaniami chemicznymi. Niektóre są wiązaniami wysokoenergetycznymi (magazynują dużą ilość energii).
JAKA JEST ZALEŻNOŚĆ MIĘDZY ODDYCHANIEM KOMÓRKOWYM
A WYMIANĄ GAZOWĄ W PŁUCACH?
Oddanie komórkowe i wymiana gazowa w płucach są ze sobą ściśle powiązane i stanowią dwie różne fazy procesu oddychania.
Oddychanie komórkowe odbywa się w mitochondriach komórek i polega na wykorzystaniu tlenu do produkcji energii w postaci ATP poprzez utlenianie substancji organicznych. W wyniku tego procesu uwalniany jest dwutlenek węgla (CO2) jako produkt uboczny.
Wymiana gazowa w płucach natomiast odbywa się pomiędzy pęcherzykami płucnymi, gdzie zachodzi inhalacja i ekshalacja powietrza, a naczyniami krwionośnymi, które przenoszą tlen do tkanek i odbierają dwutlenek węgla.
Zależność między tymi dwoma procesami polega na tym, że tlen pobierany podczas wymiany gazowej w płucach jest niezbędny do przeprowadzenia skutecznego oddychania komórkowego w mitochondriach komórek. Tlen transportowany jest przez krwioobieg do tkanek, gdzie jest wykorzystywany w reakcjach utleniania substancji organicznych. Natomiast wydzielany dwutlenek węgla jest transportowany z powrotem do płuc i usuwany z organizmu podczas wydechu w procesie wymiany gazowej.
W ten sposób oddychanie komórkowe zapewnia dostarczenie tlenu do komórek, a wymiana gazowa w płucach umożliwia usunięcie zbędnego dwutlenku węgla, utrzymanie homeostazy i zachowanie optymalnego poziomu tlenu we krwi i tkankach.
SPOSOBY WYKORZYSTANIA ENERGII PRZEZ ORGANIZM
Prawie każda czynność, którą wykonuje organizm, wymaga energii.
Organizm wykorzystuje energię na wiele sposobów, aby funkcjonować i utrzymać się przy życiu. Oto kilka głównych sposobów, w jakie organizm wykorzystuje energię:
Oddychanie: Proces oddychania pozwala organizmowi wykorzystać tlen do spalania glukozy i innych składników odżywczych, aby wytwarzać energię w postaci ATP (adenozynotrifosforanu).
Metabolizm: Jest to energia potrzebna do podtrzymania podstawowych funkcji życiowych, takich jak utrzymanie temperatury ciała, pracę układu nerwowego, trawienie, syntezę białek i inne procesy metaboliczne.
Aktywność fizyczna: Wykonywanie pracy fizycznej, takiej jak ćwiczenia fizyczne i ruch, wymaga energii. Podczas aktywności fizycznej organizm wykorzystuje zapasy energii zgromadzone w mięśniach i wątrobie.
Trawienie: Podczas procesu trawienia organizm rozkłada składniki odżywcze, takie jak węglowodany, białka i tłuszcze, na prostsze związki, które mogą być wykorzystane do produkcji energii.
Synteza białek: Organizm wykorzystuje energię do syntezy białek, które są niezbędne do budowy i naprawy tkanek, enzymów i hormonów.
Transport: Organizm wykorzystuje energię do przemieszczania substancji wewnątrz komórek, między komórkami oraz w układzie krążenia.
Replikacja DNA i podziały komórkowe: Procesy te wymagają energii, aby zachować integralność i rozwój organizmu.
ZALEŻNOŚĆ MIĘDZY ZAPOTRZEBOWANIEM KOMÓRKI NA ENERGIĘ
A LICZBĄ MITOCHONDRIÓW
Zapotrzebowanie komórki na energię jest ściśle związane z liczbą mitochondriów obecnych w komórce. Mitochondria są organellami odpowiedzialnymi za produkcję energii w postaci cząsteczek ATP (adenozynotrifosforanu) w procesie zwany oddychaniem komórkowym.
Im większe zapotrzebowanie komórki na energię, tym więcej mitochondriów znajduje się w jej wnętrzu. To dlatego komórki, które mają wysokie zapotrzebowanie energetyczne, takie jak mięśnie, serce czy neurony, mają duże ilości mitochondriów. Mitochondria dostarczają energię poprzez produkcję ATP w procesie oddychania komórkowego, w którym rozkładane są cukry, tłuszcze i inne składniki odżywcze.
W przypadku komórek o niskim zapotrzebowaniu energetycznym, takich jak komórki tłuszczowe, liczba mitochondriów może być niższa. To zależy od specyficznej funkcji i roli danej komórki w organizmie.
Wniosek jest taki, że liczba mitochondriów w komórce odzwierciedla jej zapotrzebowanie energetyczne, a im większa liczba mitochondriów, tym większa jest zdolność komórki do produkcji energii w postaci ATP.
WYKORZYSTANIE ENERGII W ORGANIZMIE
ENERGIA ZMAGAZYNOWANA W ATP, DZIELI SIĘ NA:
– MECHANICZNĄ (skurcze mięśni, uruchom organami wewnątrz komórki),
– ELEKTRYCZNĄ (powstawanie impulsów nerwowych),
– CHEMICZNĄ (wytwarzanie związków organicznych: tłuszczów, węglowodanów, białek).
4. HIGIENA I CHOROBY UKŁADU ODDECHOWEGO
ZASADY, KTÓRYCH STOSOWANIE MOŻE UCHRONIĆ PRZED ZACHOROWANIEM NA CHOROBY ZAKAŹNE UKŁADU ODDECHOWEGO
– pamiętać o wdychaniu powietrza przez nos (żeby było odpowiednio ogrzane, nawilżone i oczyszczone z większości drobnoustrojów oraz pyłów),
– ubierać się stosownie do pogody,
– jak najwięcej przebywać na świeżym powietrzu (organizm będzie bardziej odporny na zmiany temperatury),
– ograniczyć kontakty z chorymi,
– nie lekceważyć żadnych oznak infekcji,
– unikać miejsc, w których jest dużo dymu papierosowego lub pyłów.
RÓŻNICA MIĘDZY GRYPĄ A PRZEZIĘBIENIEM
PRZEZIĘBIENIE (zapalenie górnych dróg oddechowych)
– przyczyną są wirusy;
– powodują nieżyt nosa (katar), często towarzyszą mu: ogólne osłabienie organizmu i ból głowy;
– przeziębienie zwykle trwa około tygodnia.
GRYPA
– przyczyną są wirusy;
– w początkowej fazie są te same objawy, co przy przeziębieniu;
– bardzo szybko się rozwija;
– pojawia się: wysoka gorączka, ból gardła, katar, dreszcze, ból mięśni oraz stawów;
– grypa bardzo osłabia organizm (może przyczynić się do chorób np. serca lub mózgu).
SPOSOBY PROFILAKTYKI RAKA PŁUC
– niepalenie papierosów;
– unikanie dymu papierosowego;
– unikanie miejsc o silnie zanieczyszczonym powietrzu.
SPOSOBY PROFILAKTYKI GRUŹLICY
– szczepienia ochronne;
– unikanie kontaktu z osobami chorymi i przedmiotami do nich należącymi;
– dbanie o higienę w pomieszczeniach, w których przebywa wiele osób np. przedszkola, szkoły, urzędy, sklepy, szpitale;
– unikanie kontaktu z chorymi zwierzętami.
SPOSOBY PROFILAKTYKI ANGINY (ostrego zapalenia migdałków)
– unikanie osób chorych;
– w chłodne dni właściwe osłonięcie szyi przed zimnem;
– unikanie zbyt zimnych potraw;
– leczenie chorych zębów i uszu.
DLACZEGO W PRZYPADKU PODEJRZENIA ALERGII
POWINNO SIĘ JAK NAJSZYBCIEJ ROZPOCZĄĆ LECZENIE?
Wczesne zdiagnozowanie alergii jest ważne, ponieważ nieleczona może przyczynić się do powstania astmy.
Astma – to choroba przewlekła, której leczenie jest trudne i długotrwałe. Osoby chore mają znaczne trudności w oddychaniu, silny kaszel oraz napady duszności. U osób chorych na astmę trwa w oskrzelach stan zapalny, który powoduje obrzęk i skurcz dróg oddechowych.
ĆWICZENIA - SPRAWDŹ WIEDZĘ PRZED SPRAWDZIANEM
Przykładowe zestawienia zadań, które mogą być idealnym treningiem przed realnym sprawdzianem.
Pliki do pobrania w .pdf i wydrukowania TUTAJ
