Решебник по биологии 8 класс Соловьева §25

Мы дышим для того, чтобы обеспечить организм кислородом. Кислород необходим клеткам для выработки энергии. Без него невозможно протекание большинства жизненно важных реакций. В процессе дыхания в лёгких происходит газообмен: кислород поступает в кровь, а углекислый газ выводится. Таким образом дыхание поддерживает нормальный обмен веществ. Без дыхания человек не может существовать.

Транспорт газов осуществляют эритроциты — красные клетки крови. Внутри эритроцитов содержится белок гемоглобин. Он способен присоединять молекулы кислорода и углекислого газа. Гемоглобин переносит кислород от лёгких к тканям и углекислый газ — от тканей к лёгким. Благодаря ему дыхательные газы быстро распределяются по организму. Это делает эритроциты важнейшими для дыхания клетками.

Венозная кровь бедна кислородом, но богата углекислым газом. Она течёт от органов к сердцу и далее в лёгкие. Артериальная кровь, наоборот, насыщена кислородом и течёт от лёгких к сердцу, а затем ко всем органам. Венозная кровь имеет более тёмный цвет, почти бордовый. Артериальная кровь ярко-красная. Таким образом, разница между ними — в содержании газов и направлении движения.

В малом круге кровообращения венозная кровь из правого желудочка поступает в лёгкие. Там она насыщается кислородом и становится артериальной. Артериальная кровь возвращается в левое предсердие. В большом круге артериальная кровь из левого желудочка поступает ко всем органам. Там она отдаёт кислород, становится венозной и возвращается в правое предсердие. Таким образом, оба круга обеспечивают полноценный обмен газов в организме.

Газообмен в лёгких происходит между альвеолами и кровеносными капиллярами. В лёгких венозная кровь отдаёт углекислый газ и насыщается кислородом. Это происходит по законам диффузии: газы переходят из области с большей концентрацией в область с меньшей. Газообмен в тканях происходит между капиллярами и клетками тела. Артериальная кровь отдаёт кислород в ткани и забирает углекислый газ. Таким образом, оба процесса обеспечивают дыхание на клеточном уровне.

Кардиореспираторная система объединяет дыхательную и сердечно-сосудистую системы. Она обеспечивает организм кислородом и удаляет углекислый газ. Сначала кислород попадает в лёгкие, затем в кровь, а потом транспортируется к клеткам. Углекислый газ, в свою очередь, выводится из клеток в кровь, а потом — в лёгкие и наружу. Эти две системы работают слаженно и зависят друг от друга. Без их взаимодействия нормальное дыхание невозможно.

На вдохе воздух содержит 78,09% азота, 20,95% кислорода и 0,03% углекислого газа. Это атмосферный воздух. После прохождения через лёгкие состав меняется. На выдохе воздух содержит 78% азота, 16% кислорода и около 4% углекислого газа. Таким образом, кислорода становится меньше, а углекислого газа — больше. Это подтверждает, что в лёгких происходит газообмен.

Органы дыхания обеспечивают поступление кислорода в организм. Они фильтруют, увлажняют и согревают вдыхаемый воздух. Также они участвуют в удалении углекислого газа. Носовая полость очищает воздух от пыли и микробов. Лёгкие — главный орган, где происходит газообмен. Все органы работают совместно, чтобы поддерживать дыхание.

Тип крови (артериальная или венозная) зависит от содержания кислорода и углекислого газа. Артериальная кровь богата кислородом и течёт от лёгких к органам. Венозная кровь, наоборот, содержит много углекислого газа и течёт от органов к лёгким. Газообмен меняет состав крови. Именно этим обусловлена разница между двумя типами крови. Поэтому анализ газов в крови важен для диагностики.

В организме человека два круга кровообращения: большой и малый. Малый круг начинается в правом желудочке и направляет кровь в лёгкие. Там происходит газообмен: венозная кровь становится артериальной. Затем она возвращается в левое предсердие. Большой круг начинается в левом желудочке и направляет артериальную кровь ко всем органам. Там она отдаёт кислород и становится венозной. Оба круга работают одновременно.

Обе системы работают вместе, обеспечивая организм кислородом. Лёгкие насыщают кровь кислородом, а сердце перекачивает эту кровь по телу. При нарушении дыхания снижается насыщение крови кислородом, и органы страдают. Если нарушено кровообращение, кислород не доходит до тканей. Например, при инфаркте сердце не перекачивает кровь — и ткани не получают кислород. Без согласованной работы этих систем жизнь невозможна.

При полном окислении (разложении) углеводов и жиров в организме образуются только углекислый газ (CO₂) и вода (H₂O). Это происходит в процессе клеточного дыхания. Например, глюкоза — углевод, при её окислении в клетках выделяется энергия, углекислый газ и вода. Такой процесс происходит в митохондриях при участии кислорода.

Удаление этих веществ осуществляется через дыхательную и выделительную системы. Углекислый газ выводится с выдохом через лёгкие. Он поступает из клеток в кровь, затем переносится в лёгкие и выходит наружу через нос и рот.

Вода может выходить из организма через почки (с мочой), кожу (в виде пота) и лёгкие (при выдохе влажного воздуха). Также небольшое количество воды удаляется через кишечник. Таким образом, организм эффективно избавляется от ненужных продуктов обмена.

Процесс удаления происходит постоянно, поддерживая химический состав крови и тканей. При физических нагрузках или жаре потоотделение увеличивается, и больше воды теряется через кожу. При усиленном дыхании (например, во время бега) ускоряется выведение CO₂ через лёгкие.

Если эти вещества не выводятся, это может привести к отравлению организма. Например, при остановке дыхания уровень углекислого газа быстро повышается и вызывает головокружение или потерю сознания. Поэтому система дыхания и обмена веществ жизненно необходимы.

Представим, что атом кислорода начал своё путешествие с вдохом. Он входит в носовую полость, где воздух очищается, согревается и увлажняется. Затем кислород движется по трахее, бронхам и попадает в лёгкие. Там он достигает альвеол — крошечных пузырьков, окружённых капиллярами. Через их стенку атом кислорода проникает в кровь.

В крови кислород соединяется с гемоглобином в эритроцитах и начинает путешествие по телу. С током артериальной крови он переносится к различным органам. Допустим, этот атом оказался в мышце ноги. Там он выходит из крови и проникает в клетку.

Внутри клетки он попадает в митохондрию, где происходит окисление глюкозы. Атом кислорода участвует в реакциях, в результате которых образуется энергия (АТФ), необходимая для работы мышцы. Вместе с энергией образуются вода и углекислый газ.

Далее углекислый газ выходит из клетки, поступает в кровь и возвращается к лёгким. В лёгких он покидает организм с выдохом. А вода может использоваться клеткой или выводиться с мочой и потом.

Таким образом, кислород прошёл путь от атмосферы до клетки и обратно. Без него клетка не могла бы получить энергию. Это путешествие происходит в миллиардах клеток одновременно. Оно обеспечивает нашу жизнь каждую секунду.

Кислород играет ключевую роль в жизнеобеспечении всех аэробных организмов, включая человека. Он участвует в процессе клеточного дыхания — окислении органических веществ, таких как глюкоза, с образованием энергии. Без кислорода клетки не могут вырабатывать достаточное количество молекул АТФ, необходимых для выполнения всех биохимических процессов. Особенно чувствительны к нехватке кислорода мозг, сердце и печень. Уже через несколько минут без поступления кислорода клетки головного мозга начинают отмирать.

Кислород также участвует в синтезе и функционировании ферментов, регулирующих обмен веществ. Он необходим для работы митохондрий — энергетических станций клетки. Помимо энергетических функций, кислород важен для поддержания кислотно-щелочного баланса.

В лёгких кислород диффундирует из альвеол в кровь, затем гемоглобин доставляет его ко всем органам. При нарушении этого пути (заболевания лёгких, сердца, сосудов) развивается гипоксия — кислородное голодание. Это может привести к серьёзным нарушениям: одышке, потере сознания, судорогам.

Таким образом, роль кислорода — не просто в поддержании дыхания, а в обеспечении работы всех органов и систем. Без него невозможна жизнь в привычной для нас форме.

Ключевым органоидом, где объединяются конечные этапы дыхания и пищеварения, являются митохондрии. Именно туда поступают продукты распада пищи — глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты. Также туда доставляется кислород, необходимый для окисления этих веществ.

В митохондриях происходит цикл Кребса и цепь переноса электронов — главные этапы аэробного дыхания. Эти процессы приводят к образованию АТФ — универсального источника энергии. Без митохондрий клетка не может эффективно использовать энергию пищи.

По сути, пищеварение снабжает клетку веществами, а дыхание — кислородом, и митохондрия — точка их пересечения. Здесь происходит сжигание топлива, подобно мотору, преобразующему бензин в движение.

Я считаю, что митохондрии — это не только органоиды дыхания, но и важнейший элемент энергетического обмена. Их ещё называют «энергетическими станциями» клетки. Именно в них объединяется вся энергия, полученная от расщепления пищи, с кислородом, чтобы дать силу жизни.