чем дышит кенгуру орган дыхания

Дыхательная система млекопитающих: общее о дыхательной системе, особенности воздухоносных путей, легкие, дыхательные движения

Дыхательная система млекопитающих

Общее о дыхательной системе млекопитающих

Что такое дыхательная система?

Органы дыхания млекопитающих — приспособление высокоорганизованных животных к условиям среды, содержащей кислород.

Благодаря дыхательной системе органы и ткани животного каждую секунду получают атмосферный кислород.

Дыхательную систему млекопитающих образуют легкие и воздухоносные пути. У каждого отдельного животного дыхательная система адаптирована к условиям среды обитания. Ткани легких играю первостепенную роль в процессе усвоения кислорода. В газообмене принимает участие и кожа, но процент используемого кислорода в этом случае равен 1.

Воздух проходит определенный путь через дыхательные пути в кровь:

Особенности воздухоносных путей

Задача дыхательных или воздухоносных путей — обеспечение доставки воздуха к тканям легкого. Передняя часть головы животных оснащена одним специфичным приспособлением, через которые воздух проникает в организм — ноздрями.

Ноздри обеспечивают попадание воздуха в носовую полость, где согревается и увлажняется.

Носовая полость состоит из преддверия, дыхательного отдела и отдела обоняния. Преддверие выполняет очистительную функцию: вылавливает крупные частицы пыли, попадающие в носовые проходы вместе с воздухом.

Преддверие наиболее развито среди жителей пустынь и степей, которые относятся к районам с высокой пылевой загрязненностью воздуха. Когда воздух попадает в дыхательные пути, он не только очищается от пыли, но и согревается. Последнее обеспечивается за счет густой сети капилляров, пронизывающих слизистую оболочку носовой полости.

Кроме того, слизь, содержащая различные бактерицидные вещества, обеззараживает воздух. На этом этапе осуществляется первый обмен кислорода в крови. Прежде чем атмосферный воздух достигнет гортани, он должен пройти лабиринт из полостей.

Гортань — следующий за ноздрями этап, который проходит воздух. Гортань характеризуется довольно прочным строением. Основание гортани образуется при помощи перстневидного хряща. Спереди п по бокам гортань образуется при помощи щитовидного хряща. Надгортанник, называемый «хитрым» устройством, закреплен на переднем краю щитовидного хряща: тем самым он прикрывает вход в гортань, когда пища проходит по глотке.

Так же есть своего рода «занавес», который расположен между щитовидным и черпаловидным хрящом — голосовые связки. Они представляют собой складки слизистой оболочки, с помощью которых происходит образование звука. Голосовые связи животных устроены определенным образом: животные могут воспроизводить только звуки низкой частоты. Тем не менее даже так они способны обмениваться друг с другом многочисленной информацией только с помощью звука.

Следующий этап за гортанью — трахея. Она представляет собой длинную трубку, которую образует множество хрящевых колец (они не дают ей спасться). Трахея делится на 2 бронха, каждый их которых считается той же трахеей (но у них меньший размер). Чем глубже бронхи проникают в легкие, тем больше они ветвятся — таким образом формируется бронхиальное дерево.

Образованные тканями бронхов самые мелкие трубочки — это бронхиолы.

На конце бронхиол находятся «пузырьки», называемые альвеолами. Внутреннюю поверхность альвеол выстилает дыхательный эпителий, с густой сетью кровеносных сосудов. По этой причине дыхательная поверхность легких способна превышать поверхность тела даже в 100 раз.

Количество альвеол напрямую связано с затратами энергии животным: чем их больше, тем больше затрат.

К примеру, дыхательная поверхность у ленивца в 4 раза меньше, чем у какого-либо хищного животного и равна 28 см/1 грамм массы тела (у хищников 6 см/1 грамм массы тела).

Легкие

Если обобщить, то легкие млекопитающих — это два губчатых мешка, в которых закреплены трахея и бронхи.

Бронхи состоят из множества мелких ответвлений — на их концах образуются альвеолы, имеющие кровеносные сосуды. Основной обмен кислородом между воздухом и кровью происходит именно в альвеолах.

Многие называют дыхательную систему животных совершенной. В том числе и потому, что благодаря ей млекопитающие обеспечивают себе постоянную температуру тела. Также легкие гарантируют постоянный обмен кислорода и углекислого газа. При отсутствии кислорода невозможны различные процессы в организме, такие как пищеварение, синтез белка, синтез АТФ, окисление веществ.

Дыхательные движения

Минимально необходимые дыхательные движения, обеспечивающие попадание воздуха в легкие — вдох и выдох. Всасывание воздуха через ноздри связано с активизацией целой группы мышц, движение которых и дает возможность совершить это действие.

Дыхательная система у млекопитающих — это два механизма дыхания: реберное и диафрагмальное.

При реберном дыхании происходит изменение объема грудной клетки (визуально заметное) за счет реберной мускулатуры. При диафрагмальном дыхании именно диафрагма меняет объем грудной клетки. Животные успешно комбинируют оба типа дыхания. То, какой из двух вариантов используется животным чаще, обусловлено его образом жизни.

Хищники чаще используют реберное дыхание, а копытные — диафрагмальное.

Число вдохов в минуту у мелких животных (они отличаются высоким уровнем метаболизма) и крупных различается:

Животные дышат чаще во время движения. Важно отметить, что дыхательные процессы принимают участие в терморегуляции. Среди хищников часто встречается полипное дыхание (частое и неглубокое), благодаря которому увеличивается испарение с поверхности дыхательных путей — а это способствует потере тепла. И наоборот: глубокое дыхание позволяет при низких температурах увеличить теплопродукцию (потому что усиливает газообмен в легких).

Дыхание китообразных

Самый большой объем легких в мире — у китов и китообразных. Это позволяет им находиться в воде до полутора часов. При этом легкие китов отличаются высокой эластичностью. Всего за один вдох они могут обновить до 90% воздуха. Для сравнения, человек за один вдох обновляет всего 15% воздуха.

У китов ноздри находятся на темечке. При погружении, специальный клапан плотно из закрывает.

Также у китов есть еще одно важное приспособление, необходимое им для глубоководного плавания — биохимическое. В мышцах китов содержится очень много миоглобина (аналог гемоглобина). Его действие схоже с гемоглобином: соединяясь с кислородом, он формирует необходимый для животного кислородный запас.

Ластоногие, которые являются родственниками китообразных, обладают таким же приспособлением. Но в виду небольших размеров они не могут нырять глубоко и надолго. В лучшем случае они могут находиться под водой до 20 минут.

Источник

Органы дыхания и газообмен

Урок 24. Биология 7 класс. Животные. ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Органы дыхания и газообмен»

Всем живым организмам необходим кислород, без которого не смогут осуществляться процессы жизнедеятельности.

Главной функцией молекулярного кислорода в организме является окисление различных соединений. Кислород необходим для дыхания, окисления жиров, белков, углеводов, а также для многих других биохимических процессов.

Обычный путь поступления кислорода в организм лежит через лёгкие, где он проникает в кровь, и поглощается гемоглобином — железосодержащим белком, который входит в состав эритроцита, и образует соединение — оксигемоглобин, а затем из крови поступает во все органы и ткани.

Кислород поступает в организм также и в связанном состоянии, в виде воды. В тканях кислород расходуется преимущественно на окисление различных веществ в процессе метаболизма. В дальнейшем почти весь кислород превращается в углекислый газ и воду, а затем выводится из организма через лёгкие и почки.

Кислород поступает в клетки организма живых существ различными путями: через поверхность тела, жабры, лёгочные мешки, лёгкие.

Поступление кислорода в клетки тела осуществляется благодаря проницаемости клеточных мембран и диффузии — процессу выравнивания концентраций кислорода внутри организма и в окружающей его среде.

Газообмен у животных разных систематических групп

Одноклеточные простейшие животные дышат всей поверхностью тела. Кишечнополостные, свободноживущие плоские и круглые черви специальных органов дыхания не имеют. Они, подобно простейшим, также дышат всей поверхностью тела.

Специальные органы дыхания — перистые жабры — появляются уже у морских кольчатых червей. Перистые жабры образуются из выростов кожи по обеим сторонам тела.

В дыхании участвует кровь, которая обильно притекает к жабрам, омывает их, освобождается от углекислого газа и насыщается кислородом, который затем переносит по всему организму.

Дыхательная система водных моллюсков представлена жабрами. У наземных и пресноводных улиток газообмен происходит в воздушной среде, поэтому вместо жабр у них появляется одно лёгкое.

Дыхательная система членистоногих разнообразна. У речного рака дыхательная система представлена жабрами.

У насекомых дыхательная система представлена трахеями — это тонкие разветвлённые трубочки, через стенки которых происходит газообмен.

У паукообразных представлена расположенными в брюшке лёгочными мешками и трахеями.

Клещи вообще не имеют органов дыхания, газообмен у них происходит через поверхность тела.

Система органов дыхания ланцетника представлена жаберными щелями, пронизывающими стенку переднего отдела кишечника — глотку. У ланцетника жаберные щели скрыты под кожей и открываются в особую околожаберную полость с частой сменой воды.

У рыб под жаберными крышками располагаются жабры, состоящие из жаберных дуг с жаберными лепестками, обильно пронизанными мельчайшими кровеносными сосудами. Вода, заглатываемая рыбой, попадает в ротовую полость, проходит через жаберные лепестки наружу, омывает их и снабжает кровь кислородом.

У наземных позвоночных органами дыхания являются уже лёгкие. Они представляют собой тонкостенные полые мешки, стенки которых оплетены густой сетью кровеносных сосудов — капилляров.

У земноводных из-за того, что они часть жизни проводят в воде, а часть — на суше, у взрослых представителей дыхание осуществляют несколько органов: это лёгкие, кожа и слизистая оболочка ротоглоточной полости.

На суше амфибии дышат лёгкими и кожей, в воде — только кожей. Личинки дышат с помощью кожи и жабр.

Из-за отсутствия грудной клетки у амфибий наблюдается нагнетательный тип дыхания. При этом животное сперва набирает воздух в ротовую полость, для чего открывает ноздри и опускает ротовое дно. Затем лягушка закрывает ноздри клапанами, открывает гортанную щель и поднимает ротовое дно при помощи мускулатуры, в результате чего воздух проталкивается в лёгкие. Удаление воздуха из лёгких происходит благодаря действию брюшной мускулатуры и спадению стенок лёгких.

Лёгкие представляют собой парные полые мешки. Их внутренняя поверхность ячеистая.

При кожном дыхании кислород сначала растворяется в жидкости, покрывающей кожу, после чего он поступает в кровь, то же самое происходит с углекислым газом, но в обратном направлении.

У пресмыкающихся единственный орган дыхания — лёгкие. Они имеют ячеистое строение, это увеличивает их дыхательную поверхность.

Поскольку тело покрыто чешуйками, кожное дыхание отсутствует. У пресмыкающихся впервые появились проводящие воздух пути — трахея и бронхи. Они дышат, всасывая воздух в лёгкие, а не глотают его, как земноводные.

Органы дыхания птиц в связи с полётом имеют ряд отличительных черт строения. Атмосферный воздух через парные ноздри попадает в носовую полость, затем в гортань и длинную трахею. В нижней части трахеи расположен голосовой аппарат, благодаря которому птицы издают различные звуки и даже могут петь.

Лёгкие представляют собой плотные, малорастяжимые губчатые тела, приросшие к рёбрам. Бронхи, войдя в лёгкие, сильно ветвятся до тончайших, слепо замкнутых бронхиол, оплетённых сетью капилляров, где и происходит газообмен.

Часть же крупных бронхиол, не разветвляясь, выходят за пределы лёгких и расширяются в девять огромных тонкостенных воздушных мешков.

Воздушные мешки у птиц как бы продолжают бронхи. Они находятся между различными внутренними органами. А их ответвления проходят между мышцами под кожу, заходят в трубчатые кости.

В воздушных мешках содержится запасный воздух, необходимый при полётах. Однако, в них не происходит газообмен. Воздушные мешки уменьшают плотность тела птицы. И защищают внутренние органы от перегрева при полёте. Но основное их назначение, участие в дыхании.

В состоянии покоя воздушные мешки в дыхании не участвуют. Дыхание в покое, осуществляется только за счёт расширения и сужения грудной клетки, благодаря работе межрёберных мышц.

Воздушные мешки функционируют в полёте. При этом происходит двойное дыхание.

Двойное дыхание — это насыщение крови кислородом во время вдоха и выдоха.

Изучим механизм двойного дыхания птиц. В полёте движения грудной клетки исключаются и дыхание осуществляется за счёт движения крыльев. Взмах растягивает воздушные мешки, и воздух засасывается в них через лёгкие. Опускание крыльев вызывает выдох.

Воздушные мешки разделяют на передние и задние. При первом вдохе грудина опускается и объем грудной полости увеличивается, в следствие этого воздушные мешки растягиваются.

При этом поступивший воздух движется в лёгкие и задние воздушные мешки. Но в передние воздушные мешки воздух не поступает.

При выдохе грудина поднимается, объем грудной полости уменьшается и воздух из лёгких поступает в передние воздушные мешки. А из задних мешков, воздух под давлением, переходит в лёгкие.

Итак, воздух прошёл через лёгкие дважды. Затем, когда птица поднимает крылья и снова делает вдох, воздух, который недавно поступил из задних воздушных мешков, из лёгких поступает в передние воздушные мешки. Но птица же сделала вдох, и поэтому новая порция воздуха снова поступила в лёгкие и задние воздушные мешки.

При следующем выдохе, при опускании крыльев, воздух из передних мешков выходит в трахею и выводится наружу. Воздух снова переходит из лёгких в передние мешки, а из задних мешков в лёгкие.

Таким образом, насыщенный кислородом воздух проходит через лёгкие дважды при вдохе — и при выдохе. Благодаря тому, что дыхание связано с движением крыльев, птица дышит тем интенсивнее, чем активнее машет крыльями. При полете интенсивность дыхания возрастает в 15 и более раз.

Частота дыхания в спокойном состоянии у птиц зависит от величины птицы. Млекопитающие также обладают совершенной системой органов дыхания. Она состоит из трахеи, бронхов и лёгких. По трахее и бронхам воздух проходит в лёгкие, где осуществляется газообмен.

Легкие губчатые. В них ветвятся бронхи. По ним воздух попадает в лёгочные пузырьки — альвеолы, которые оплетены густой сетью мельчайших капилляров.

Вентиляцию лёгких обеспечивает появившаяся диафрагма, отделяющая брюшную полость от грудной, а также сокращение и расслабление межрёберных мышц. Вдох сопровождается увеличением объёма грудной клетки, выдох приводит к её уменьшению.

Источник

Строение дыхательной системы млекопитающих

Млекопитающие — это отдельный класс животных типа хордовые, характе́рной особенностью которых является живорождение и вскармливание детей грудным молоком. Их дыхательный аппарат включает в себя лёгкие с альвеолярным строением и воздухоносные пути. Последние делятся на верхние и нижние. В верхние входят носовая полость и гортань, а нижний состоит из таких органов, как гортань, трахея, бронхи и лёгкие (схема представлена ниже).

Функция воздухоносных путей заключается в переносе воздуха к лёгким. Начиная с ноздрей, где кислород согревается и увлажняется, далее оксиген движется к гортани. Этот хрящевой орган служит хранилищем для голосовых связок, с помощью которых человек разговаривает, а животные получают возможность издавать различные звуки и общаться друг с другом.

После гортани воздух движется по трахее (вытянутой трубке) и разделяется. Одна часть попадает в левое лёгкое, а вторая в правое. Путь к лёгким обеспечивают 2 бронха. Каждый из них разветвляется до системы бронхиол. Тонкие трубочки заканчиваются воздушными пузырьками — альвеолами. Они объединяются в альвеолярные мешочки, которые сверху покрыты сетью маленьких сосудов — капилляров. На рисунке изображено строение бронхиолы с альвеолярными мешочками.

Количество альвеол у каждого животного различается. Это зависит от развития дыхательной системы и активности, так как именно за счёт воздушных пузырьков увеличивается площадь газообмена. Например, у человека их насчитывается 600—700 миллионов, а у ленивца 3 миллиона. При движении диафрагмы и межрёберных мышц в организме происходит вдох и выдох. Диафрагма — мышечная стенка, разделяющая брюшную и грудную полость.

В заднем отделе головного мозга расположен дыхательный центр. Как только поступает импульс в продолговатый мозг, то запускается процесс газообмена. Кратко описанные этапы дыхания:

У млекопитающих слабо развито кожное дыхание из-за плотного слоя шерсти. В организм животного поступает 1% всего кислорода через кожные кровеносные сосуды, а в человеческий организм 7%.

Морские обитатели

Дыхательная система у морских млекопитающих состоит из тех же органов, что и у наземных, но имеет свои особенности. Киты способны заполнять кислородом объём лёгких, который намного превышает 3 тысячи литров, на 90%. Природа наделила морских млекопитающих дыхательными мускулами огромной мощности и эластичной грудной клеткой. Это даёт им возможность находиться под водой около 40 минут, а кашалотам до 2 часов.

С каждым вдохом в организм кита поступает большое количество кислорода, превышающее дыхательный объём человека в 4 раза. Объёмы лёгких у всех животных различны, так как это зависит от их жизнедеятельности, среды обитания и роли в природной экосистеме. У какого животного самые большие лёгкие? Этот рекорд поставило огромнейшее млекопитающее на Земле — голубой или синий кит. В таблице представлены распространённые виды живых организмов и соответственный им объём лёгочных мешков.

Морские млекопитающие дышат, как и другие животные, но при каждом вдохе и выдохе им нужно всплывать. Кашалоты поднимаются на поверхность после несколько часового погружения, чтобы набрать кислород. Они совершают 60—70 вдохов и обогащают организм большим количеством воздуха. Кроме того, в головном отделе кашалота содержатся не только жир, спермацет и мозги, но и пространство, предназначенное для хранения дополнительного объёма кислорода.

А также все водные млекопитающие наделены повышенной кислородной ёмкостью крови. Пигмент, имеющийся в эритроцитах, красных кровяных тельцах, разносит оксиген по всему организму. Гемоглобин проходит через лёгкие, присасывается к кислороду и распространяется по всем кровяным сосудам.

У морских животных процесс связывания двух элементов (гемоглобина и кислорода) проходит быстрее, чем у человека, поэтому скорость распространения оксигена по организму крайне велика.

Значение аппарата дыхания

Органы дыхательного аппарата влияют на нервную и гуморальную регуляцию. Альвеолы лёгких животных растягиваются в процессе дыхательных движений, образуются нервные импульсы, которые направляются в продолговатый мозг. Это помогает повысить выносливость скелетных мышц и активность дыхательного центра. Результатом является повышение вентиляции лёгких и стойкость организма к физическим нагрузкам. К функциям дыхательной системы животных можно отнести:

Безусловно, дыхательная система играет очень важную роль в жизни всех организмов.

Поглощая кислород, люди и животные получают энергию для обеспечения процессов жизнедеятельности.

Источник

Биология. 6 класс

Конспект урока

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

Дыхание – это процессы поглощения кислорода, использования его в организме в химических превращениях и вывода углекислого газа в окружающую среду.

Жабры – органы водного дыхания у ракообразных, рыб и личинок земноводных животных.

Трахеи – сеть дыхательных трубочек ветвящихся внутри тела у насекомых, пауков и клещей.

Легкие – органы воздушного дыхания у человека, всех млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, большинства взрослых земноводных.

*Воздушные мешки – воздухоносные полости, соединённые с дыхательными путями, ротовой полостью или пищеводом у многих наземных позвоночных.

Чечевички – образования в виде мелких бугорков, штрихов или иной формы, служащие для газообмена в стеблях с вторичной покровной тканью – перидермой, заметны на поверхности молодых ветвей.

Устьица – поры в кожице листьев и зелёных стеблей, через которые происходит испарение воды и газообмен растений с окружающей средой.

*Межклетники – пространства между клетками в тканях организмов, заполненные межклеточным веществом.

Основная и дополнительная литература по теме урока

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Дыхание – это процесс, свойственный всем живым организмам. Оно представляет собой окислительный распад сложных органических соединений (в первую очередь углеводов), конечными продуктам которого являются углекислый газ и вода с выделением энергии. Дыхание как физиологический процесс может быть представлено следующей схемой: С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ → 6СО₂ + 6Н₂О + 686 ккал. Однако процесс окисления не столь прост, как показано на схеме, а идет через ряд промежуточных этапов. Значение дыхания состоит не только в освобождении энергии, но и в том, что при постепенном распаде углеводов образуется ряд различных промежуточных соединений, которые могут служить для синтеза органических веществ, например, белков, жиров и других.

Дыхание у растений принципиально не отличается от дыхания животных, или грибов. Какой газ растения выделяют при дыхании, такой же выделяют любые другие организмы. Это углекислый газ. Дыхание идёт круглосуточно, поэтому образование углекислого газа происходит постоянно. Также постоянно в клетки растений для их нормальной жизнедеятельности должен поступать кислород. В отличие от животных, растения не имеют специальных органов дыхания. Газообмен осуществляется через отверстия в покровных тканях:

Устьица располагаются на листьях. Каждое из них имеет клетки, способные менять тургор (наполненность водой) и закрывать устьичную щель. Устьичные щели осуществляют газообмен и испарение воды листьями.

Чечевички – это более крупные, чем устьица, щели на стеблях. Воздух также может поступать в ткани растений в растворённом виде.

Интенсивность дыхания не одинакова в разных органах. Наиболее активно дышат:

Корни также, как и надземные органы, дышат. Для нормального дыхания корней необходимо рыхлить почву.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Зачеркните неверные предложения в тексте.

Правильный вариант ответа:

Задание 2. Заполните таблицу.

Поглощаемый газ

Источник