Органы дыхания и газообмен

Органы дыхания и газообмен.

Текст.

На экране. Текст на экране выделен синим курсивом.

Тема нашего урока «Органы дыхания и газообмен».

              Дыхание - основная жизненная функция организма, включающая поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с выделением энергии и удаление из организма углекислого газа.

Дышат люди, дышат звери,

Дышат все, кто хочет жить.

Кто под солнцем иль луною

Может жизнью дорожить.

Разберёмся, кто как может.

Будем знать, как дышат все.

Мы же дышим, дышим тоже,

Если дышишь – ты живой!

Дыхание – это жизненно важная функция. Давайте попробуем в этом разобраться.

 Задержите своё дыхание на 5секунд и прислушайтесь к  своими ощущениями.

Почувствовали? Задыхаемся!

Вывод: клеткам не хватает кислорода.

А откуда берут кислород клетки?

Сегодня на уроке мы вместе выясним, какова роль дыхания для организма и  в каком направлении шло эволюционное развитие органов дыхания у животных, обитающих на нашей планете.

Говоря о дыхании, часто ученые употребляют термин газообмен. И это правильно. Дыхание - это процесс, обеспечивающий газообмен между организмом и окружающей средой.

           Одноклеточная амеба, размером не более 1 мм, живет в воде и дышит всей поверхностью тела. Растворимый в воде кислород поступает в клетку.  Сложные органические вещества в клетке окисляются кислородом. В результате этого выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности. При этом образуется вода и углекислый газ, которые выводятся из организма. Так же поступают все простейшие животные.

        Многоклеточные кишечнополостные, свободноживущие плоские и круглые черви не имеют специальных органов дыхания и дышат подобно простейшим – всей поверхностью тела.

                 Но чем сложнее организмы, тем актуальнее для них проблема газообмена. У морских кольчатых червей и водных членистоногих появляются перистые жабры - выросты кожи по обеим сторонам тела. Омываемые внутри кровью, они обеспечивают животных кислородом. Моллюски, обитающие в воде, дышат подобным образом.

У наземных моллюсков жабры заменяются органом воздушного дыхания. У них появляется легкое. Свободный край мантии срастается со стенкой  тела, а оставшееся небольшое  отверстие образует дыхательное отверстие. Из мантийной полости формируется легкое моллюска. Интересно, что большой прудовик живет в воде, а дышит легким, для этого он  каждые 20 минут поднимается на поверхность воды за глотком воздуха.

          Членистоногие в зависимости от того, живут ли они в воде или на суше, имеют различные органы дыхания. Для дыхания в воде наряду с общей поверхностью тела служат специальные органы водного дыхания — жабры.

  Личинки насекомых, живущие в воде, тоже имеют жабры. Членистоногие, которые перешли к наземному образу жизни и, столкнувшись с проблемой дыхания атмосферным кислородом, успешно решили ее. У них образовались такие системы для транспортировки газов  внутри  организма, как трахеи и легочные мешки. Дышат паукообразные   с помощью легочных мешков,  легких  имеют скорпионы, легкие и трахеи   образовались у пауков, а у клещей есть  только трахеи. У некоторых мелких паукообразных органы дыхания отсутствуют, и газообмен совершается через всю поверхность тела.

          Ланцетник - это низшее хордовое животное. Живет в воде. Легко предположить, что и система дыхания у него будет связана с  водной средой. Действительно    система органов дыхания ланцетника представлена жаберными щелями, пронизывающими стенку переднего отдела кишечника - глотку. Жаберные щели скрыты под кожей и открываются в особую околожаберную полость с частой сменой воды.

           Эволюция рыб привела к появлению  сложного жаберного аппарата. Он состоит из жаберных дуг и жаберных лепестков. Жаберные лепестки, пронизаны кровеносными сосудами. Вода, заглатываемая рыбой, попадает в жаберную полость, проходит через жаберные лепестки наружу, омывает их и снабжает кровь кислородом. Основным органом извлечения кислорода из воды являются жабры. Форма жабр разнообразна в зависимости от видовой принадлежности и подвижности: это или мешочки со складочками  или пластинки, лепестки, пучки слизистой ткани, имеющие богатую сеть капилляров. Все эти приспособления направлены на создание наибольшей поверхности при наименьшем объёме. Интересно, что многие рыбы плавают с открытым ртом, увеличивая ток воды через жабры.

Большинство рыб дышит растворенным в воде кислородом, но есть виды, приспособившиеся частично и к воздушному дыханию. Воздушное дыхание есть у  двоякодышащих рыб.

        Земноводные - первые животные, вышедшие на сушу, у которых развились органы атмосферного дыхания - легкие. В связи с примитивностью строения легких, количество кислорода, поступающего через легкие, недостаточно для организма, поэтому в дыхании принимает участие и кожа, содержащая многочисленные кровеносные капилляры.

            Если наблюдать за лягушкой, то можно увидеть, что горло лягушки несколько раз в секунду оттягивается вниз, создавая возможность для проникновения воздуха в ротовую полость, а оттуда - в легкие. Обратно воздух выталкивается под действием мышц. Так лягушка дышит. У жаб, приспособленных к обитанию в более засушливой среде, кожа становится плотной, и дыхание осуществляется  лёгкими.

        Пресмыкающиеся  в связи с окончательным выходом на сушу приобретают дальнейшее усложнение дыхательной системы. Кожное дыхание исчезает, а дыхательная поверхность легочных мешков увеличивается, благодаря появлению большого количества разветвленных перегородок, в которых проходят кровеносные капилляры. Лёгкие  у пресмыкающихся являются единственным дыхательным органом. У пресмыкающихся усложняются  воздухоносные пути: в трахее формируются хрящевые кольца. Трахея разделяется на два бронха.

     Интересна  дыхательная система крокодилов. Хорошо развитые легкие расположены в грудной полости. При погружении воздух длительное время удерживается в легких при помощи клапана голосовой щели. Легкие не делятся на доли и опутаны густой сетью кровеносных сосудов. Каждое легкое замкнуто в грудной полости и имеет большую поверхность для газообмена. Дыхание осуществляется посредством межреберных мышц и диафрагмы. Частота и глубина дыхательных движений усиливаются при повышении активности и скорости обмена веществ. Например, американский аллигатор в покое при температуре 28 градусов совершает только три дыхательных движения в минуту.

Дыхательная система птиц, если не самая совершенная, то самая сложная среди позвоночных.

Дыхательные пути птиц начинаются с ноздрей, продолжаются в носовую полость, в гортань, потом следует трахея, бронхи,  легкие и воздушные мешки.  Легкие птиц – плотные  губчатые тела.  Воздушные мешки располагаются между внутренними органами, проникают в полые кости, между мышцами под кожу. В покое дыхание птиц обеспечивается движениями грудной клетки. Опускаясь, грудина увеличивает ее объем и растягивает воздушные мешки. Воздух проходит через легкие – происходит вдох, затем при поднятии грудины осуществляется выдох.

В полете движения грудной клетки исключаются и дыхание происходит за счет движения крыльев. Взмах растягивает воздушные мешки, и воздух засасывается в них через легкие. Опускание крыльев вызывает выдох. При вдохе часть воздуха проходит быстро через легкие и кислорода отдает немного. При выдохе этот богатый кислородом воздух, проходя из воздушных мешков через легкие  вторично, отдает кислород.   Такое явление получило название двойное дыхание.    Воздушные мешки в несколько раз превосходят легкие по объему.

Птицы из одного литра воздуха извлекают 40 мл кислорода.  Это больше чем млекопитающие.

Частота дыхательных движений зависит от массы тела. Чем меньше масса птицы, тем больше   дыхательных движений. У утки кряквы в покое  10-16 дыхательных движений, а у  воробья и жаворонка  60-100 дыхательных движений в минуту.

Пингвины  могут нырять на глубину в 550 метров и задерживать дыхание на время до 20 минут! Это тоже связано с особенностями дыхания.

Дыхательная система млекопитающих совершенна. Она обеспечивает интенсивный газообмен  в организме.  Легкие млекопитающих представляют два губчатых мешка, в которых сложно разветвляются воздухоносные пути - бронхи. Бронхи  заканчиваются огромным количеством тонкостенных пузырьков, которые называются альвеолы. В стенках альвеол происходит газообмен, в процессе которого кровь отдает содержащийся в ней углекислый газ и обогащается кислородом.

 Млекопитающие, живущие в воде, дышат легкими. Кит наполняет воздухом  свои огромные легкие, но на глубине давлением воды воздух выжимается из органов дыхания в особые воздушные полости в черепных костях, и только во время подъема, когда давление уменьшается, легочные альвеолы наполняются снова. Запас кислорода, полученного при вдохе, кит использует гораздо полнее, чем любое наземное животное. В газе, который выдыхает после ныряния кит, кислорода почти нет.

Дельфины очень хорошие пловцы. Они могут задерживать дыхание в течение 12 минут и погружаться почти на 550 метров. Дельфины могут делать это потому, что они обладают особенными легкими. Хотя они не намного больше, чем у человека, но они гораздо эффективнее. С каждым вздохом в своих легких дельфин перерабатывает около 80% воздуха. У человека этот показатель составляет только около 17%. Их кровь и мышцы могут хранить и транспортировать также больше кислорода, чем у человек.

Поведем итоги о том, как эволюционировали органы дыхания у представителей типа Хордовые.

Ланцетники   имеют  жаберные щели, рыбы  -            жабры.

У земноводных сформировались легкие и кожа, а у пресмыкающихся лёгкие с перегородками.

 Птицы приобрели    легкие и воздушные мешки,  а

млекопитающие       легкие из альвеол.

Процесс эволюции органов дыхания у   животных шел по пути  усложнения и позволил животным приспособиться к разным условиям существования.

Органы дыхания и газообмен.

Дыхание - основная жизненная функция организма.

Дышат люди, дышат звери,

Дышат все, кто хочет жить.

Кто под солнцем иль луною

Может жизнью дорожить.

Разберёмся, кто как может.

Будем знать, как дышат все.

Мы же дышим, дышим тоже,

Если дышишь – ты живой!

Пауза 5 секунд.

Клеткам нужен кислород!

Дыхание-это процесс, обеспечивающий газообмен между организмом и окружающей средой.

Картинка

Схема газообмена у амебы,

инфузории, эвглены

Газообмен у простейших организмов.

Картинка:

Гидра, медуза.

Гидра, медуза, - дышат всей поверхность тела

Картинка:

нереида, пескожил, беззубка, мидия.

Схема перистых жабр.

Перистые жабры у нереиды, пескожила, беззубки, мидии.

Картинка:

Схема дыхательной системы у большого прудовика.

Жабры - это органы водного дыхания.

Картинка:

Личинки стрекозы, веснянки, поденки.

Схема строения дыхательной системы насекомых, пауков, клещей.

Картинка:

Ланцетник

Ланцетник  как низшее хордовое животное имеет жаберные  щели  и околожаберную полость.

Картинка:

Схема строения дыхательной системы рыб.

 Схема строения жабр рыбы.

Рыбы дышит растворенным в воде кислородом.

Картинка:

Неоцерапод,  протоптерус.

Воздушное дыхание есть у  двоякодышащих рыб.

Картинка:

Лягушка

Земноводные дышат легкими и кожей.

Картинка:

Жаба

Жаба дышит легкими.

Картинка

Ящерица.

Схема строения дыхательной системы у ящерицы.

Единственный дыхательный орган   у  пресмыкающихся – легкое.

Картинка

Крокодил  в водной среде.

Внутреннее строение крокодила, где показаны ребра, диафрагма.

Крокодил делает три дыхательных движения в минуту.

Картинка

Схема дыхательной системы птиц

Особенность дыхательной системы птиц - двойное дыхание.

Картинка

Птицы в полете.

 Птицы из 1 литра воздуха извлекают 40 мл кислорода.

Картинка

Утка  кряква

 Утка  кряква совершает  10-16 дыхательных движений в минуту.

Картинка

Воробей,  жаворонок

Воробей и жаворонок совершает 60-100 дыхательных движений в минуту.

Картинка

Пингвин

Пингвины  задерживают  дыхание на  20 минут

Картинка

Схема строения дыхательной системы млекопитающего.

    Альвеолы - тонкостенные пузырьки на концах бронхов.

 Картинка

Альвеолы

Морские млекопитающие

Картинка

Кит,

 дельфин.

  Все морские млекопитающие дышат с помощью легких.

Дыхательная система млекопитающих совершенна.

.

Вывод:

процесс эволюции органов дыхания у   животных шел по пути  усложненияа