Поняття про газообміні

аеробного розщеплення поживних речовин з метою вивільнення енергії всім живим клітинам організмів необхідний кисень, який служить кінцевим акцеп-тором водню. Організми отримують кисень або безпосередньо з повітря, або з води, в ко- | торою він знаходиться в розчиненому стані. Одним з кінцевих продуктів окислення поживних ве-вин є діоксид вуглецю, який підлягає видаленню з організму. Сукупність процесів надходження в організм кисню ж виведення з нього діоксиду уг-лерода називається газообменом.

Газообмін у тварин. Кисень і вуглекислий газ переносяться через дихальні поверхні (тобто через шкіру або спеціальний дихальний епітелій) шляхом пас-пасивного дифузії. Рух розчинених газів відбувається в напрямку з області з їх високою концентрацією в область з низькою. Для того щоб при даній різниці концентрацій процес перенесення йшов швидше, площа поверх-

ності дихального епітелію дол-жна бути якомога більшою, а дифузійні відстані якомога меншими.

У дрібних організмів, товщина яких не перевищує 1 мм, нку-ня здійснюється всією поверхнею тіла шляхом прямого диффуз-ного газообміну. Цим способом задовольняють свої потреби в кисні такі організми, як коловертки, дрібні свободножіву-щие плоскі і круглі черви.

Збільшення розмірів тіла жи-Вотня призводить до зростання обсягу споживаного кисню, Виникає необхідність транс-портування газів до віддалених від поверхні тіла тканинам і орга-нам. Це здійснюється або не-посередньо через трахейну систему, як у комах, або за допомогою крові або гемолімфи після проникнення газів через поверхню дихального епіте-лія (рис. 4.14).

Кількість кисню, надійшли-ючої в тканини тваринного, залежить від площі дихальної поверхно-сти і від різниці концентрацій кисню і вуглекислого газу на ній. Тому у всіх органах ди-хання спостерігається розростання дихального епітелію. Для під-тримання ж високій швидкості дифузії кисню через нку-них епітелій необхідно дві-ються середовища - вентиляція. Вона здійснюється дихальними дві-жениями всього тіла тварини (ма-лощетінковий черв'як трубочник, п'явки) або певних участ-ков тіла (ракоподібні) або робо-ту війкового епітелію (моллюс-ки, ланцетник).

Спеціалізованими органу ми дихання у водному середовищі є-ються зябра, в наземно-воздуш-ної - легкі і трахеї.

Зябра представляють собою ви-повернути назовні розгалужені найтонші дихальні поверхно-сти, пронизані густою мережею кро-веносних капілярних судин. Зябровий подих властиво багатощетинкових кільчастих чер-вям, більшості молюсків, ра-кообразним, рибам, личинкам зем-новодних.

Дихальні поверхні ліг-ких занурені в поглиблення тіла, завдяки чому вони виявляються захищеними від висихання. Раз-розрізняють два типи легких: діффузі-

онние і вентиляційні. У легких першого типу газообмін здійснюва-ляется тільки шляхом дифузії. Такі легкі є у относитель-но невеликих за розмірами живіт-них: легеневих молюсків, павуків, скорпіонів. Вентиляційні ліг-кі мають тільки наземні позво-нічні. Найбільш ефективна вен-тиляцію легких за рахунок зміни обсягу грудної клітини (плазуючи-ються, птахи, ссавці). Трахеї є за-нання повітрям тонкостінні розгалужені трубочки, утворений-ні шляхом впячивания кутикули всередину тіла. Вони мають спіраль-ні потовщення, що робить їх майже нестисливими. Трахеї пові-щаются із зовнішнім середовищем через отвори в кутикуле - дихальця. При високому ступені розвитку тра-Хейн системи (наприклад, у насе-комих) її численні развет-тичних обплітають всі внутрішні органи, забезпечуючи газообмін кожної клітини. Ефективність трахейного дихання визначається тим, що воно не потребує учас-тії крові як транспортного по-посередника. У цьому полягає прин-ціпіальное відміну трахейного дихання від легеневого і зяброво-го, при яких гази обов'язково транспортуються кров'ю. Венти-ляция трахей у комах в отсут-наслідком польоту здійснюється найчастіше ритмічними скороченнями черевця, а при польоті посилюється рухами грудей.

Газообмін у вищих рослин. У вищих рослин немає специали зірованним дихальної системи. У водних рослин розвивається спе-циальная тканину - воздухоносной паренхіма, в якій накопичуючи-ється і зберігається кисень, викорис-зуемое для дихання. У наземних рослин органом газообміну є-ється лист, рідше стебло. Через ус-тьіца в їх епідермісі осуществля-ється обмін газами між рослин-му і зовнішнім середовищем. Крім того, дифузія газів здійснюється через епідерміс кореня, а також через чечевички і тріщини в корі на здерев'янілих стеблах і кор-нях. Рухаючись по межклетникам в розчиненому стані, кисень стає доступним клітинам, віддаленим від поверхні рослини. У клітинах, що містять хлорофіл, що виділяється при фотосін-тезі кисень може відразу ж споживатися мітохондріями і навчаючи-відати в клітинному диханні.

Для живих організмів характерний газообмін - споживання кисню і виділення вуглекислого газу. Кисень використовується клітинами організму в аеробному диханні, будучи кінцевим акцептором електронів і протонів. Вуглекислий газ є кінцевим продуктом дихання.

Газообмін здійснюється через дихальні поверхні - всього тіла (у дрібних організмів) або спеціальних дихальних органів: зябер, легенів і трахей. Перенесення газоув через дихальні поверхні відбувається дифузно. У рослин газообмін здійснюється через продихи, чечевички, тріщини в корі, епідерміс клітин.

1. Що являє собою газообмін у жи-вих організмів?

2. Які умови необхідні для здійснюва-лення газообміну між організмом і ок-ружа середовищем?

3. Чим принципово відрізняється трахейне дихання від зябрового і легеневого?

4. Як здійснюється газообмін у расті-ний?