У бактерий процесс синтеза органических веществ из неорганических с использованием энергии окисления неорганических соединений называют
Спрятать пояснение
Пояснение.
Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений. Подобный вариант получения энергии используется только бактериями или археями.
Фотосинтез — процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл и бактериородопсин у бактерий).
Дыхание — совокупность процессов, обеспечивающих поступление из атмосферного воздуха в организм кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и удаление из организма углекислого газа. В результате биологического окисления в клетках освобождается энергия, идущая на обеспечение жизнедеятельности организма.
Гликолиз — анаэробный ферментативный процесс последовательного расщепления глюкозы в клетках, сопровождающийся синтезом АТФ и завершающийся образованием пировиноградной кислоты — аэробный гликолиз или молочной кислоты — анаэробный гликолиз.
Раздел: Общая биология. Метаболизм
Источник: ЕГЭ по биологии 12.06.2013. Вторая волна. Вариант 1.
Инфоурок
›
Биология
›Презентации›Презентация для подготовки к ОГЭ,ЕГЭ. Тема: Дыхательная система
Презентация для подготовки к ОГЭ,ЕГЭ. Тема: Дыхательная система
Скачать материал
Скачать материал
- Сейчас обучается 82 человека из 39 регионов
- Курс добавлен 13.12.2022
аудиоформат
- Сейчас обучается 65 человек из 35 регионов
Описание презентации по отдельным слайдам:
-
1 слайд
Дыхание организмов
-
2 слайд
Дыхание ?
Почему дыхание является признаком жизни?
О2
Биологическое окисление органических веществ
СО2
Е -
3 слайд
Дыхание — совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, его использование в окислительно-восстановительных реакциях, обеспечение организма энергией, а также удаление из организма углекислого газа и других конечных продуктов обмена веществ.
Внешнее дыхание (легочное) – поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа.
Внутреннее дыхание (клеточное, тканевое) – окисление органических веществ, образование молекул АТФ.
Значение дыхания для организма состоит в освобождении энергии, заключённой в органических веществах и запасание ее в молекулах АТФ (универсальный источник энергии). -
4 слайд
Дыхательная система
Дыхательные (воздухоносные) пути
Легкие
Носовая полость
Носоглотка
Гортань
Трахея
Бронхи -
-
6 слайд
Органы дыхательной системы
-
7 слайд
Органы дыхательной системы
-
-
9 слайд
Органы дыхательной системы
-
-
11 слайд
Органы дыхательной системы
-
-
13 слайд
Органы дыхательной системы
-
-
-
16 слайд
Органы дыхательной системы
-
17 слайд
Газообмен в тканях
-
18 слайд
В основе газообмена в легких и тканях лежит процесс диффузии газов.
-
19 слайд
Внутреннее клеточное дыхание
-
-
-
22 слайд
Жизненная емкость легких
Спирометр
– это максимальное количество воздуха, которое можно выдохнуть после глубокого вдоха -
23 слайд
Количественные показатели дыхания
Дыхательный объем – количество воздуха, вдыхаемое и выдыхаемое при обычном спокойном вдохе и выдохе;
Дополнительный объем (резервный объем вдоха) – количество воздуха, которое можно вдохнуть при максимальном вдохе после обычного спокойного вдоха;
Резервный объем (резервный объем выдоха) – количество воздуха, которое можно выдохнуть при максимальном выдохе после обычного спокойного выдоха;
Остаточный объем воздуха – объем воздуха, остающийся в легких после максимального выдоха. -
24 слайд
Регуляция дыхания
Нервная
Гуморальная
Дыхательный центр в продолговатом мозге, обладает автоматией (импульсы возникают каждые 15-18 сек)
Дыхательный центр в КБП (произвольное дыхание)
Защитные рефлексы кашель – резкий выдох через рот; чихание – резкий выдох через нос
Углекислый газ (повышение углекислого газа учащает дыхание), адреналин,
гормоны щитовидной железы
Николай Александрович Миславский, 1919 г -
25 слайд
Первая помощь при остановке дыхания
Пострадавшего кладут на спину
Освобождают шею и грудь от давящей одежды
Под спину нужно положить мягкий свёрток, чтобы голова запрокинулась и воздухоносные пути освободились
После этого следует вдувать в рот или нос пострадавшего через носовой платок, примерно 15 раз в минуту
Необходимо следить, чтобы после каждого искусственного вдоха грудная клетка пострадавшего опускалась. -
26 слайд
На рисунке буквой А обозначены
-
27 слайд
Какой буквой на рисунке обозначен орган, в котором образуются звуки?
А
Б
В
Г -
28 слайд
Голосовые связки человека расположены в области
-
29 слайд
Какой процесс изображён на рисунке?
-
30 слайд
Наличие воздуха в плевральной полости является следствием
-
31 слайд
Кашель возникает при раздражении рецепторов
-
32 слайд
При задержке дыхания вдох у человека следует сразу за
-
33 слайд
Чихание возникает при раздражении рецепторов
-
34 слайд
Что происходит с воздухом в носовой полости человека? Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
-
35 слайд
Установите последовательность движения вдыхаемого воздуха по воздухоносным путям организма человека. В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.
-
36 слайд
Что происходит с грудной клеткой при вдохе?
-
37 слайд
Источники информации
https://yandex.ru/images/search?img_url=http%3A%2F%2F900igr.net%2Fdatai%2Fbiologija%2FZnachenie-i-stroenie-organov-dykhanija%2F0010-008-Stroenie-bronkhov.jpg&p=3&text=%D0%BB%D1%91%D0%B3%D0%BA%D0%B8%D0%B5%20%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5&noreask=1&pos=207&rpt=simage&lr=198https://fs00.infourok.ru/images/doc/240/190125/1/hello_html_m7ea3b9f7.jpg
http://znaika.ru/synopsis_content/1da0e3d088cc0f1ef8870f5fffdb480e4277d50a9fea76a0912969/Znachenie%20dyhanija.files/image002.jpg
http://refdb.ru/images/1256/2510512/33f7efcf.gif
http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/normal_phiz/classes_stud/ru/med/medprof/2%20%D0%BA%D1%83%D1%80%D1%81/%D0%A6%D0%B8%D0%BA%D0%BB%204%20%D0%A4%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F%20%D0%B4%D1%8B%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B8%20%D0%BE%D0%B1%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B0%20%D0%B2%D0%B5%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2/01%20%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0%20%D0%B4%D1%8B%D1%85%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B0.files/image093.jpg
https://ds04.infourok.ru/uploads/ex/08a8/000413cf-3fbe2271/hello_html_ab3282e.jpg
https://yandex.ru/images/search?p=2&text=%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%BE%D0%B1%D0%BC%D0%B5%D0%BD&img_url=http%3A%2F%2Fimages.myshared.ru%2F5%2F423153%2Fslide_5.jpg&pos=147&rpt=simage&lr=198
http://900igr.net/datai/biologija/Dykhanie-gazoobmen/0010-006-Gazoobmen-v-legkikh.png
https://yandex.ru/images/search?p=1&text=%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%BE%D0%B1%D0%BC%D0%B5%D0%BD%20%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F&img_url=http%3A%2F%2F900igr.net%2Fdatai%2Fbiologija%2FDykhanie-gazoobmen%2F0012-010-Gazoobmen-v-tkanjakh.png&pos=59&rpt=simage&lr=198
http://hi-intel.ru/302/img/27.jpg
https://ds03.infourok.ru/uploads/ex/0185/0003e59c-719a8c81/img18.jpg
https://yandex.ru/images/search?p=3&text=%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%BE%D0%B1%D0%BC%D0%B5%D0%BD%20%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F&img_url=http%3A%2F%2Fmedznate.ru%2Ftw_refs%2F20%2F19826%2F19826_html_7a55db02.jpg&pos=170&rpt=simage&lr=198
http://house-massage.ru/images/stroenie_i_funkcii_organov_dyhanija4.jpg
http://ok-t.ru/helpiksorg/baza2/278707527945.files/image012.jpg
http://www.grandars.ru/images/1/review/id/5451/eba0d34b29.jpghttp://www.fnperm.ru/Data/Sites/2/images/%D0%BC%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9-%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B0%D0%B9-%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87.png
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
6 153 611 материалов в базе
- Выберите категорию:
- Выберите учебник и тему
- Выберите класс:
-
Тип материала:
-
Все материалы
-
Статьи
-
Научные работы
-
Видеоуроки
-
Презентации
-
Конспекты
-
Тесты
-
Рабочие программы
-
Другие методич. материалы
-
Найти материалы
Другие материалы
- 19.04.2017
- 1463
- 1
- 19.04.2017
- 1831
- 1
Рейтинг:
5 из 5
- 19.04.2017
- 1392
- 3
- 19.04.2017
- 1049
- 0
- 19.04.2017
- 777
- 2
- 19.04.2017
- 4170
- 3
- 19.04.2017
- 1025
- 1
Вам будут интересны эти курсы:
-
Курс повышения квалификации «Организация и руководство учебно-исследовательскими проектами учащихся по предмету «Биология» в рамках реализации ФГОС»
-
Курс повышения квалификации «ФГОС общего образования: формирование универсальных учебных действий на уроке биологии»
-
Курс повышения квалификации «Методические аспекты реализации элективного курса «Антропология и этнопсихология» в условиях реализации ФГОС»
-
Курс повышения квалификации «Государственная итоговая аттестация как средство проверки и оценки компетенций учащихся по биологии»
-
Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»
-
Курс повышения квалификации «Основы биоэтических знаний и их место в структуре компетенций ФГОС»
-
Курс профессиональной переподготовки «Анатомия и физиология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
-
Курс повышения квалификации «Гендерные особенности воспитания мальчиков и девочек в рамках образовательных организаций и семейного воспитания»
-
Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
-
Курс профессиональной переподготовки «Организация производственно-технологической деятельности в области декоративного садоводства»
-
Курс повышения квалификации «Инновационные технологии обучения биологии как основа реализации ФГОС»
-
Курс профессиональной переподготовки «Организация и выполнение работ по производству продукции растениеводства»
-
Скачать материал
-
19.04.2017
9772
-
PPTX
4.5 мбайт -
778
скачиваний -
Рейтинг:
2 из 5 -
Оцените материал:
-
-
Настоящий материал опубликован пользователем Силантьева Евгения Николаевна. Инфоурок является
информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте
методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них
сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайтЕсли Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с
сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.Удалить материал
-
- На сайте: 7 лет и 9 месяцев
- Подписчики: 0
- Всего просмотров: 282068
-
Всего материалов:
45
Задание № 27054
В чём заключается сущность дыхания?
1) в окислении органических веществ с выделением энергии
2) в создании органических соединений
3) в образовании кислорода в клетках
4) в поступлении кислорода в лёгкие и удалении углекислого газа
Показать ответ
Комментарий:
Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с высвобождением энергии и выделением углекислого газа в окружающую среду.
Ответ: 1
Нашли ошибку в задании? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Дыхание
(respiratio) — совокупность процессов,
обеспечивающих поступление из атмосферного
воздуха в организм кислорода, использование
его в биологическом окислении органических
веществ и удаление из организма
углекислого газа. В результате
биологического окисления в клетках
освобождается энергия, идущая на
обеспечение жизнедеятельности организма.
Нормальная жизнедеятельность клеток
возможна лишь при условии удаления
конечных продуктов метаболизма, к числу
которых относится углекислый газ.
Процесс
дыхания
включает в себя 5 основных этапов, из
которых 4 – изучается физиологами, а
последний – биохимиками. Этапы таковы:
1)
внешнее дыхание, или вентиляция легких
– это совокупность процессов газообмена,
осуществляемых с помощью дыхательных
мышц, бронхолегочного аппарата и
системной регуляции, обеспечивающей
вентиляцию легочных пузырьков и диффузию
газов через альвеолярно-капиллярные
мембраны. Во внешнем дыхание выделяют
две стадии: конвекционный транспорт
газов в пузырьки (вентиляция); диффузия
из пузырьков в кровь легочных капилляров
кислорода и в обратном направлении
углекислого газа;
2)
обмен газов в легких между альвеолярным
воздухом и кровью;
3) транспорт газов
кровью – процесс переноса кислорода
от легких к тканям и углекислого газа
от тканей к легким;
4)
обмен газов между кровью капилляров
большого круга, кровообращения и клетками
тканей;
5) внутреннее
дыхание – биологическое окисление в
митохондриях клетки.
Дыхательная
система
(синоним система внешнего дыхания) —
совокупность органов и анатомических
образований, обеспечивающих движение
воздуха из атмосферы к легочным альвеолам
и обратно (дыхательные циклы вдох —
выдох) и газообмен между поступающим в
легкие воздухом и кровью.
Движение
воздуха в дыхательных путях обусловлено
работой дыхательных мышц. К основным
из них относят диафрагму, наружные и
внутренние межреберные мышцы и мышцы
брюшного пресса, обеспечивающие
дыхательный акт при спокойном дыхании.
Вдох
происходит вследствие возрастания
отрицательного давления в полости
грудной клетки в связи с увеличением
ее объема при опускании диафрагмы,
поднятии ребер и расширении межреберных
промежутков в результате сокращения
диафрагмы и наружных межреберных мышц.
Расслабление этих мышц создает условия
для выдоха, который происходит частично
пассивно (под влиянием эластической
тяги растянутых легких и в связи с
опусканием ребер под тяжестью грудной
стенки), частично вследствие сокращения
внутренних межреберных мышц и мышц
брюшного пресса. При затрудненном и
усиленном дыхании в осуществлении
дыхательного акта могут участвовать
вспомогательные мышцы (шеи, а также
практически все мышцы туловища). Так,
при усиленном вдохе сокращаются
грудино-ключично-сосцевидные мышцы,
широчайшие мышцы спины, верхние задние
зубчатые, большие и малые грудные,
лестничные, трапециевидные и другие
мышцы; при усиленном выдохе — нижние
задние зубчатые, подвздошно-реберные
мышцы (нижние части), поперечная мышца
груди, прямые мышцы живота, квадратные
мышцы поясницы. Участие вспомогательных
мышц в акте дыхания в покое наблюдается
при некоторых видах одышки. В зависимости
от того, связано ли расширение грудной
клетки при нормальном дыхание
преимущественно с поднятием ребер или
уплощением диафрагмы, различают реберный
(грудной) и брюшной типы дыхание.
Вентиляция
легочных пузырьков
(альвеол) происходит благодаря чередованию
вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация).
При вдохе в альвеолы поступает насыщенный
кислородом атмосферный воздух, а при
выдохе в окружающую среду удаляется
воздух, бедный кислородом и богатый
углекислым газом.
При
физической нагрузке возрастание
газообмена в дыхательной системе в
норме обеспечивается снижением уровня
стояния диафрагмы с приростом объема
альвеолярного воздуха, расширением
просвета бронхов, в связи, с чем снижается
сопротивление воздушному потоку. Кроме
того, при физической нагрузке увеличиваются
глубина и частота дыхания в таком
оптимальном соотношении, которое
обеспечивает вентиляцию возросшего
объема альвеол адекватно повышенным
минутным объемом дыхания при минимальном
приросте работы дыхательных мышц. При
патологии, приводящей к нарушению
проходимости дыхательных путей,
ограничению глубины дыхания, нарушению
диффузии газов в легких, а также при
расстройствах регуляции дыхания
развивается дыхательная недостаточность,
проявляющаяся усиленной работой
дыхательных мышц и (или) различными
расстройствами газообмена.
Для
нормальной деятельности дыхательной
системы и поддержания стерильности в
пространстве легочных альвеол важное
значение имеет способность органов
дыхания к самоочищению от микробов и
пылевых частиц, попадающих в дыхательные
пути из атмосферы. Кроме перистальтики
мелких бронхов дренажную функцию в
норме обеспечивает механизм мукоцилиарного
транспорта. Запасным механизмом дренажа
дыхательных путей является кашель.
Патология
органов дыхательной системе занимает
одно из ведущих мест в заболеваемости
населения большинства регионов мира.
В развитых странах до 1/4 всех смертельных
исходов обусловлено заболеваниями
органов дыхательной системы.
Основная
функция
дыхательной системы — обеспечение
газообмена между кровью и внешней средой
в соответствии с потребностями организма,
которые определяются интенсивностью
обмена веществ и значительно различаются
в состояниях покоя и физической работы.
В
условиях основного обмена у здоровых
взрослых людей частота дыхания составляет
12 – 16 в 1 мин, диафрагма устанавливается
высоко, вытесняя воздух из альвеол.
При
спокойном дыхании в течение одного
вдоха в легкие поступает 400 – 500 мл
воздуха, а при максимально глубоком
вдохе – еще примерно 1500 мл воздуха. В
покое минутный объем дыхания равен 6 –
9 л. Максимальная вентиляция легких
колеблется в диапазоне 80 – 90 л/мин,
достигая у тренированных лиц 170 л/мин.
При
условии нормальной функции легких
только около 2/3 каждого дыхательного
объема достигают альвеол, снабжаемых
смешанной венозной кровью, и т.о. принимают
участие в газообмене. Этот объем
составляет так называемую эффективную,
или альвеолярную, вентиляцию.
Остающаяся треть, не участвующая в
газообмене, — мертвое,
или вредное, пространство.
Оно включает анатомическое мертвое
пространство (объем газа, который
вентилирует воздухоносные пути) и
альвеолярное мертвое пространство
(объем газа, который можно рассматривать
как не принимающий участие в газообмене
на альвеолярном уровне).
На
вентиляцию легких влияют многие
неспецифические факторы. К ним относятся,
прежде всего, колебания температуры
окружающей среды. Сильные холодовые
или тепловые воздействия на кожу могут
приводить к возбуждению дыхательного
центра. Кроме того, дыхание зависит от
изменений температуры тела: как ее
повышение (при лихорадочном состоянии),
так и незначительное понижение (умеренная
гипотермия) сопровождаются увеличением
вентиляции легких. Резкое охлаждение
(глубокая гипотермия) приводит к угнетению
дыхательного центра. К неспецифическим
факторам, влияющим на дыхание, относится
также боль.
совокупность процессов, которые обеспечивают поступление в организм кислорода и выделение из него углекислого газа (внешнее Д.) и использование кислорода клетками и тканями для окисления органических веществ с освобождением содержащейся в них энергии, необходимой для жизнедеятельности (Тканевое дыхание, клеточное Д.). Бескислородный путь освобождения энергии свойствен только небольшой группе организмов — так называемым анаэробам (См. Анаэробы) (см. Брожение); в ходе эволюции освобождение энергии в результате Д. стало у подавляющего большинства организмов главным процессом, а анаэробные реакции сохранились в основном как промежуточные этапы обмена веществ (См. Обмен веществ).
Д. животных и человека. У простейших, губок, кишечнополостных и некоторых др. организмов О2 диффундирует непосредственно через поверхность тела. С усложнением организации и увеличением размеров тела появляются специальные Дыхания органы, а также система кровообращения, в которой циркулирует жидкость — кровь или гемолимфа, содержащая вещества, способные связывать и переносить O2 и CO2 (см. Гемоглобин). У насекомых O2 поступает в ткани из системы воздухоносных трубочек — трахей (См. Трахеи). У водных животных, использующих растворённый в воде O2, органами Д. служат Жабры, снабжённые богатой сетью кровеносных сосудов. В этом случае O2, растворённый в воде, диффундирует в кровь, циркулирующую в сосудах жаберных щелей. У многих рыб значительную роль играет кишечное Д., при котором воздух заглатывается и O2 поступает в кровь через кровеносные сосуды кишечника; некоторую роль в Д. рыб играет также плавательный пузырь; у многих обитающих в воде животных обмен газов (главным образом СО2) происходит и через кожу. У сухопутных животных внешнее Д. обеспечивается преимущественно лёгкими (См. Лёгкие). У земноводных и многих др. животных наряду с этим функционирует кожное Д. У птиц существенное значение имеют сообщающиеся с лёгкими Воздушные мешки, которые изменяются в объёме при летательных движениях и облегчают Д. в полёте. У земноводных и пресмыкающихся воздух в лёгкие нагнетается движениями мышц дна рта. У птиц, млекопитающих и человека внешнее Д. обеспечивается ритмической работой дыхательных мышц (главным образом диафрагмы и межрёберных мышц), координируемой нервной системой. При сокращении этих мышц объём грудной клетки увеличивается и происходит растяжение находящихся в ней лёгких; поэтому возникает разность между атмосферным и внутрилёгочным давлением и воздух поступает в лёгкие (вдох). Выдох может быть пассивным — за счёт спадения растянутой во время вдоха грудной клетки, а вслед за ней и лёгких; активный выдох обусловлен сокращением некоторых групп мышц. Количество воздуха, поступающее в легкие за 1 вдох, называется дыхательным объёмом (см. Лёгочные объёмы).
При Д. дыхательная мускулатура преодолевает эластичное сопротивление, связанное с упругостью грудной клетки, тягой лёгких и поверхностным натяжением альвеол. Последнее, однако, значительно снижается под влиянием поверхностно активного вещества, вырабатываемого клетками альвеолярного эпителия; поэтому альвеолы при выдохе не спадаются, а при вдохе легко расширяются. Чем выше эластичное сопротивление, тем труднее растягиваются грудная клетка и лёгкие; при глубоком Д. работа дыхательной мускулатуры, затрачиваемая на его преодоление, резко возрастает. Неэластичное сопротивление Д. обусловлено главным образом трением воздуха при его движении по носовым ходам, гортани, трахее и бронхам. Оно зависит от скорости потока воздуха во время Д. и от его характера. При спокойном Д. поток близок к ламинарному (линейному) в прямых участках воздухоносных путей и к турбулентному (вихревому) в местах разветвления или сужения. С увеличением скорости потока (при форсированном Д.) турбулентность возрастает и для продвижения воздуха требуется более высокая разность давлений, а следовательно, и увеличение работы дыхательных мышц. Неравномерное распределение сопротивления движению воздуха по дыхательным путям приводит к тому, что поступление воздуха в разные группы лёгочных альвеол происходит неравномерно; такая разница в вентиляции особенно значительна при лёгочных заболеваниях.
Количество воздуха, вентилирующее лёгкие в 1 мин, называется минутным объёмом дыхания (МОД). МОД равен произведению дыхательного объёма на частоту Д. (число дыхательных движений в 1 мин, равное у человека примерно 15—18) и составляет у взрослого человека в покое 5—8 л/мин. Только часть МОД (около 70%) участвует в обмене газов между вдыхаемым и альвеолярным воздухом, эту часть называют объёмом альвеолярной вентиляции; остальная часть МОД используется для «промывания» так называемого мёртвого, или вредного, пространства дыхательных путей, в котором к началу выдоха сохраняется наружный воздух, заполнивший его в конце предшествовавшего вдоха (объём мёртвого пространства около 160 мл). Вентиляция альвеол обеспечивает постоянство состава альвеолярного воздуха (См. Альвеолярный воздух). Парциальное давление O2(pO2) и CO2 (pCO2) в альвеолярном воздухе колеблется в очень узких пределах и составляет для О2 около 13 кн/м2 (100 мм рт. cт.) и для СО2 около 5,4 кн/м2 (40 мм рт. ст.).
Обмен газов между альвеолярным воздухом и венозной кровью, поступающей в капилляры лёгких, осуществляется через альвеоло-капиллярную мембрану, общая поверхность которой очень велика (у человека около 90 м2). Диффузия O2 в кровь обеспечивается разностью парциальных давлений O2 в альвеолярном воздухе и в венозной крови (8—9 кн/м2, или 60—70 мм рт. ст.). CO2, приносимый кровью из тканей в связанной форме (бикарбонаты, соли угольной кислоты и карбгемоглобин), освобождается в капиллярах лёгких при участии фермента карбоангидразы и диффундирует из крови в альвеолы; разность pCO2 между венозной кровью и альвеолярным воздухом составляет около 7 мм рт. ст. Способность альвеолярной стенки пропускать O2 и CO2, так называемая диффузионная способность лёгких, очень велика: в покое она составляет в 1 мин примерно 30 мл O2 на 1 мм разности pO2 между альвеолярным воздухом и кровью; для CO2 эта величина во много раз больше. Поэтому парциальное давление газов в оттекающей из лёгких артериальной крови успевает приблизиться к их давлению в альвеолярном воздухе. Переход O2 в ткани и удаление из них CO2 также происходят путём диффузии, т.к. pO2 в тканевой жидкости 2,7—5,4 кн/м2 (20—40 мм рт. ст.), а в клетках ещё ниже, а pCO2 в клетках может достигать 60 мм рт. cт. (см. рис.).
Потребление O2 клетками и тканями и образование ими CO2, что составляет сущность тканевого, или клеточного, Д., — одна из основных форм диссимиляции (См. Диссимиляция), осуществляющейся у животных и растений в принципе одинаково. Высокое потребление O2 характерно для тканей почек, коры больших полушарий головного мозга, сердца. В результате окислительно-восстановительных реакций (См. Окислительно-восстановительные реакции) тканевого Д. освобождается энергия, расходуемая на все жизненные проявления. Процесс этот осуществляется в митохондриях (См. Митохондрии) и складывается из дегидрирования субстратов Д. — углеводов и продуктов их расщепления, жиров и жирных кислот, аминокислот и продуктов их дезаминирования. Субстраты Д. поглощают O2 и служат источником CO2 (отношение —
называется дыхательным коэффициентом (См. Дыхательный коэффициент)). Энергия, освобождающаяся при окислении органических веществ, не используется тканями непосредственно, т.к. около 70% её расходуется на образование АТФ — одной из аденозинфосфорных кислот (См. Аденозинфосфорные кислоты), последующее ферментативное расщепление которой обеспечивает энергетические потребности тканей, органов и организма в целом (см. Окисление биологическое, Окислительное фосфорилирование). Т. о., с биохимической точки зрения Д. — это превращение энергии углеводов и др. веществ в энергию макроэргических фосфатных связей.
Постоянство pO2 и pCO2 в альвеолярном воздухе, а стало быть, и в артериальной крови может поддерживаться лишь при условии, если альвеолярная вентиляция соответствует скорости потребления организмом O2 и образования CO2, т. е. уровню обмена веществ. Это условие обеспечивается благодаря совершенным механизмам регуляции Д. Управление частотой и глубиной Д. осуществляется рефлекторным путём. Так, повышение pCO2 и снижение pO2 в альвеолярном воздухе и в артериальной крови возбуждают хеморецепторы синокаротидной и кардиоаортальной зон, что приводит к возбуждению дыхательного центра (См. Дыхательный центр) и увеличению МОД. Согласно классическим представлениям, повышение pCO2 в артериальной крови, омывающей дыхательный центр, также возбуждает его и вызывает увеличение МОД. Т. о., регуляция Д. по отклонению pO2 и pCO2 в артериальной крови, осуществляемая по типу обратной связи, обеспечивает оптимальный МОД. Однако в ряде случаев, например при мышечной работе, МОД увеличивается до наступления в обмене веществ сдвигов, которые приводят к изменениям в газовом составе крови. Это усиление вентиляции обусловлено сигналами, поступающими в дыхательный центр от рецепторов двигательного аппарата, двигательной зоны коры больших полушарий мозга, а также условными рефлексами (См. Условные рефлексы) на различные сигналы, связанные с привычной работой и её обстановкой. Т. о., управление Д. осуществляется сложной самообучающейся системой не только по принципу регулирования по отклонению, но и по сигналам, предупреждающим о возможных отклонениях. Смена вдоха и выдоха обеспечивается системой взаимодополняющих механизмов. Во время вдоха в дыхательный центр по волокнам блуждающих нервов поступают импульсы от рецепторов растяжения, находящихся в лёгких. При достижении лёгкими определённого объёма эта импульсация тормозит клетки дыхательного центра, возбуждение которых вызывает вдох. При выключении нервных путей, обеспечивающих поступление импульсов в дыхательный центр, ритмичность Д. сохраняется благодаря автоматизму центра, однако характер ритма резко отличается от нормального. При нарушениях Д. и механизмов его регуляции возникают изменения газового состава крови (см. Гипоксия).
Методы исследования Д. разнообразны. В физиологии труда и спорта, клинической медицине широко применяют регистрацию глубины и частоты дыхательных движений, измерения газового состава выдыхаемого воздуха, артериальной крови, плеврального и альвеолярного давления. См. также Газообмен.
Лит.: Сеченов И. М., Избр. труды, М., 1935; Холден Дж. и Пристли Дж., Дыхание, пер. с англ., М.—Л., 1937; Маршак М. Е., Регуляция дыхания у человека, М., 1961; Физиология человека, М., 1966; Comroe J. Н., Physiology of respiration, Chi., 1966; Dejours P., Respiration, Oxf., 1966.
Л. Л. Шик.
Д. растений. Д. присуще всем органам, тканям и клеткам растения. Об интенсивности Д. можно судить, измеряя количество выделяемого тканью CO2 либо поглощаемого ею O2. Более интенсивно дышат молодые, быстро растущие органы и ткани растений. Наиболее активно Д. репродуктивных органов (См. Репродуктивные органы), затем листьев; слабее Д. стеблей и корней. Теневыносливые растения дышат слабее светолюбивых. Для высокогорных растений, адаптированных к пониженному парциальному давлению O2, характерна повышенная интенсивность Д. Очень активно Д. плесневых грибов, бактерий. Д. усиливается с повышением температуры (на каждые 10°С — примерно в 2—3 раза), прекращаясь при 45—50°С. В тканях зимующих органов растений (почки лиственных деревьев, иглы хвойных) Д. продолжается (с резко сниженной интенсивностью) и при значительных морозах. Д. стимулируют механические и химические раздражения (поранения, некоторые яды, наркотики и т.п.). Закономерно изменяется Д. в ходе развития растения и его органов. Сухие (покоящиеся) семена дышат очень слабо; при набухании и последующем прорастании семян Д. усиливается в сотни и тысячи раз. С окончанием периода активного роста растений Д. их тканей ослабевает, что связано с процессом старения протоплазмы. При созревании семян, плодов интенсивность Д. уменьшается.
Согласно теории советского биохимика А. Н. Баха, процесс Д., т. е. окисление углеводов, жиров, белков, осуществляется при помощи окислительной системы клетки в два этапа: 1) активирование O2 воздуха путём его присоединения к содержащимся в живой клетке ненасыщенным, способным самопроизвольно окисляться соединениям (оксигеназам) с образованием перекисей; 2) активирование последних с освобождением атомарного кислорода, способного окислять трудно окисляемые органические вещества. По теории дегидрирования русского ботаника В. И. Палладина, важнейшее звено Д. — активация водорода субстрата, осуществляемая дегидрогеназами (См. Дегидрогеназы). Обязательный участник сложной цепи процессов Д. — вода, водород которой вместе с водородом субстрата используется для восстановления самоокисляющихся соединений — так называемых дыхательных пигментов. CO2, выделяющийся при Д., образуется без участия кислорода воздуха, т. е. анаэробно. Кислород воздуха идёт на окисление дыхательных хромогенов, превращающихся при этом в дыхательные пигменты. Дальнейшее развитие теория Д. получила в исследованиях советского ботаника С. П. Костычева, согласно которым первые этапы аэробного Д. аналогичны процессам, свойственным анаэробам. Превращения образующегося при этом промежуточного продукта могут идти с участием кислорода, что свойственно аэробам. У анаэробов же эти превращения идут без участия молекулярного кислорода. По современным представлениям, процесс окисления, который составляет химическую основу Д., заключается в потере веществом электрона. Способность присоединять или отдавать электроны зависит от величины окислительного потенциала соединения. Кислород обладает самым высоким окислительным потенциалом и, следовательно, максимальной способностью присоединять электроны. Однако потенциал кислорода сильно отличается от потенциала дыхательного субстрата. Поэтому роль промежуточных переносчиков электронов от дыхательного субстрата к кислороду выполняют специфические соединения. Попеременно окисляясь и восстанавливаясь, они образуют систему переноса электронов. Присоединив к себе электрон от менее окисленного компонента, такой переносчик восстанавливается и, отдавая его следующему компоненту с более высоким потенциалом, окисляется. Так электрон передаётся от одного звена дыхательной цепи к другому и, в конце концов, кислороду. Таков заключительный этап Д.
Все эти процессы (активация кислорода, водорода, перенос электрона по цепи на кислород) осуществляются главным образом в митохондриях благодаря разветвлённой системе окислительно-восстановительных ферментов (см. Цитохромы). По пути следования к кислороду электроны, мобилизуемые первоначально от молекулы органического вещества, постепенно отдают заключённую в них энергию, которую клетка запасает в форме химических соединений, главным образом АТФ.
Благодаря совершенным механизмам запасания и использования энергии процессы энергообмена в клетке идут с очень высоким кпд, пока недостижимым в технике. Биологическая роль Д. не исчерпывается использованием энергии, заключённой в окисляемой органической молекуле. В ходе окислительных превращений органических веществ образуются активные промежуточные соединения — метаболиты, которые живая клетка использует для синтеза специфических составных частей своей протоплазмы, образования ферментов и др. Всем этим определяется центральное место, занимаемое Д. в комплексе процессов обмена веществ живой клетки. В Д. скрещиваются и увязываются процессы обмена белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров и др. компонентов протоплазмы.
Лит.: Костычев С. П., Физиология растений, 3 изд., т. 1, М.—Л., 1937; Бах А. Н., Собр. трудов по химии и биохимии, М., 1950; Таусон В. О., Основные положения растительной биоэнергетики, М.—Л., 1950; Джеймс В. О., Дыхание растений, пер. с англ., М., 1956; Палладин В. И., Избр. труды, М., 1960; Михлин Д. М., Биохимия клеточного дыхания, М., 1960; Сент-Дьердьи А., Биоэнергетика, пер. с англ., М., 1960; Рубин Б. А., Ладыгина М. Е., Энзимология и биология дыхания растений, М., 1966; Рэкер Э., Биоэнергетические механизмы, пер. с англ., М., 1967; Рубин Б. А., Курс физиологии растений, 3 изд., М., 1971; Кретович В. Л., Основы биохимии растений, М., 1971.
Б. А. Рубин.
Рис. к ст. Дыхание.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
1969—1978.
Дыхание и его значение. Органы дыхания
Дыхание — это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, выделение из него углекислого газа и использование кислорода клетками и тканями для окисления сложных веществ с освобождением содержащейся в них энергии. Поступление кислорода в кровь и ткани организма — жизненная необходимость, поскольку без кислорода невозможны окислительные процессы. Важно понимать, что обмен веществ — это взаимозависимое течение двух процессов: образование сложных биологических веществ с затратой энергии и распад (окисление) органических соединений с последующим освобождением энергии. Это своеобразные «качели», где на одной стороне — совокупность процессов синтеза (ассимиляции), а на другой — распада (диссимиляции). Дыхание является основной формой диссимилятивного процесса практически всех живых организмов, будь то организм растения, животного или человека.
Кислород поступает через органы дыхания в кровь, а с током крови перемещается к нуждающимся в нем органам и системам.
Процесс дыхания проходит в три этапа. Первый этап — внешнее или лёгочное дыхание — это процесс обмена кислородом и углекислым газом между легкими и атмосферой.
На втором этапе происходит транспортировка газов: кислород поступает из легких в ткани и органы, а углекислый газ попадает из тканей в легкие для последующего удаления из организма.
Третий этап — это тканевое дыхание, процесс синтеза АТФ и образование углекислого газа и воды.
Аденозинтрифосфат (сокр. АТФ) — нуклеотид, который играет важную роль в обмене энергии и веществ в организме. Это соединение — универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах.
Дыхательная система человека обеспечивает газообмен между атмосферным воздухом и системой кровообращения.
Дыхательная система состоит из верхних и нижних дыхательных путей. Верхние дыхательные пути — это полость носа, носоглотка, ротоглотка, частично ротовая полость. Здесь воздух очищается, согревается, увлажняется — это важнейшие функции, значение которых нельзя недооценивать. Так, чрезмерно сухой, холодный или загрязненный воздух при попадании в бронхи и легкие может стать причиной серьезных проблем для дыхательной системы и организма в целом. Результативность этой работы зависит от гистологических и цитологических особенностей. В слизистой верхних дыхательных путей содержатся клетки (макрофаги), которые поглощают и переваривают частицы бактериального или минерального происхождения. Реснитчатый эпителий, которым выстлана поверхность верхних дыхательных путей, также способствует очищению воздуха и удалению выделений (мокроты).
Ток воздуха попадает в воздухоносные пути через полость носа, разделенную хрящевой перегородкой. Благодаря интенсивному кровоснабжению, воздух, будучи холодным или чрезмерно горячим, может немного остудиться или согреться. Далее он продвигается в глотку, которая выполняет, помимо глотания еще и воздухоносную функцию.
Нижние дыхательные пути — это гортань, трахеи, бронхи. Гортань необходима для голосообразования, а также для защиты нижних дыхательных путей от проникновения чужеродных частиц и дыхания. Впереди гортань прикрывается мышцами и пластинками, у мужчин гортань образует выступ — кадык. В одном из отделов гортани (межжелудочковом) располагается речевой аппарат — голосовая цель, ширина которой при голосообразовании достигает 15 мм, а в состоянии покоя — 5 мм. Область голосовых связок, представляющих собой мускульные пленки, не имеет желез, а увлажняется с помощью слизистой гортани. Гортань оснащена группами мышц, служащими для напряжения голосовых связок. Выдыхаемый воздух, проходя сквозь парные связки, вызывает их колебание. Звук усиливается с помощью резонирующих полостей верхних дыхательных путей. У мужчин связки длиннее, чем у женщин, поэтому звуковой диапазон их голоса ниже. Качественные характеристики голоса мужчин определяются также уровнем мужского полового гормона, поэтому в подростковом возрасте при перестройке гормонального фона у подростка происходит понижение и огрубление голоса.
Трахея проводит воздух из легких и в легкие. Это полая непарная трубка, расходящаяся на уровне пятого грудного позвонка на два главных бронха. Внутри бронхов находятся хрящевые полукольца, внутри они выстланы реснитчатым эпителием, содержат единичные лимфоидные узелки.
Газообмен осуществляется с помощью легких — парных органов, лежащих в плевральных полостях. Пристеночная плевра, выстилающая полость грудной клетки, также окружает легкие. Между легочной и пристеночной плеврами расположена плевральная полость. В ней содержится определенное количество жидкости, смазывающей листки плевры, что снижает их трение друг о друга. Легкое по своей форме напоминает усеченный конус, оно условно подразделяется на верхушку, основание и три поверхности (реберную, диафрагмальную и медиальную). Каждое легкое делится на доли, правое — на три, левое — на две. Каждая доля делится на сегменты.
На медиальной поверхности у каждого легкого имеется углубление — ворота легкого, куда входит главный бронх. Внутри легких бронхи ветвится на бронхиолы, количество которых достигает примерно 20000 в каждом легком. От каждой бронхиолы отходят альвеолярные ходы, заканчивающиеся альвеолярными мешочками. Таким образом, бронхи образуют в легких бронхиальное дерево значительной площади. Такое строение обеспечивает интенсивный газообмен между легкими и кровью. По левой и правой легочным артериям в легкие поступает венозная кровь, обогащаемая в результате газообмена кислородом. Для питания самой легочной ткани и бронхов богатая кислородом кровь поступает по бронхиальным ветвям аорты.
Система дыхания регулируется нервной системой. В стенках крупных бронхов и в самих легких имеются сплетения нервных волокон, общая иннервация осуществляется из блуждающих нервов и из симпатического ствола.