Диффузия
Суммарный перенос по градиенту при тепловом движении частиц.
Дыхание у животных
Дыхание в рассматриваемом случае объединяет поступление кислорода, его использование клетками при окислении органических веществ и удаление углекислого газа. Газообмен — перенос газов между организмом и средой либо между кровью и тканями; клеточное дыхание — процессы получения доступной клетке энергии. Поэтому дыхание нельзя сводить только к вдоху и выдоху.
Через мембраны и тонкие поверхности газы переходят благодаря диффузии: суммарный перенос направлен из области большей концентрации или парциального давления в область меньшего. Мелкие и уплощённые животные могут обмениваться газами через поверхность тела. Для крупных организмов расстояния слишком велики, поэтому нужны специализированная дыхательная поверхность и доставка кислорода к тканям. Эффективная поверхность тонкая, проницаемая, влажная и большая по площади.
В воде газообмен часто обеспечивают жабры — тонкие выросты с большой поверхностью, обычно снабжённые сосудами. Наружные жабры встречаются у ряда кольчатых червей и личинок земноводных; у моллюсков они связаны с мантийной полостью, у ракообразных — с конечностями. У рыб жаберные лепестки поддерживаются жаберными дугами. Вода проходит через рот и жаберный аппарат, а растворённый кислород переходит в кровь; у многих костных рыб жабры защищены крышками.
У насекомых основную роль играют трахеи — разветвлённые воздушные трубочки. Воздух входит через дыхальца; спиральные утолщения поддерживают трубочки открытыми. Тончайшие ветви доставляют кислород непосредственно к тканям, поэтому гемолимфа обычно почти не переносит его. Движения брюшка и воздушные мешки у многих насекомых помогают вентиляции, а закрывание дыхалец уменьшает потерю воды.
Лёгкие разных групп имеют различное происхождение. У паукообразных лёгочные мешки содержат тонкие листочки, между которыми находится воздух; у наземных лёгочных моллюсков дыхательным органом служит видоизменённая мантийная полость. У позвоночных лёгкие связаны с выростами передней части пищеварительной трубки и дыхательными путями.
У многих земноводных лёгкие мешковидные, с относительно небольшой внутренней поверхностью; важную роль сохраняет кожное дыхание через влажную кожу с сосудами. У пресмыкающихся перегородки и ячеистое строение увеличивают дыхательную поверхность. У млекопитающих воздух проходит по трахее и бронхам к лёгким с множеством альвеол. Их тонкие стенки и густая капиллярная сеть обеспечивают обмен газов.
У птиц лёгкие соединены с передними и задними воздушными мешками. Мешки обеспечивают движение воздуха, а основной газообмен происходит в лёгких. Благодаря устройству системы поток через значительную часть лёгких сохраняет одно направление и при вдохе, и при выдохе — в школьном курсе это называют двойным дыханием. Такая вентиляция поддерживает высокую потребность организма в кислороде, в том числе во время полёта.
Дыхание обеспечивает поступление кислорода, его использование для освобождения энергии и удаление углекислого газа. Газообмен происходит диффузией через поверхность тела, жабры, трахеи или лёгкие.
Газообмен зависит от площади и толщины дыхательной поверхности и поддержания градиента. Жабры приспособлены к обмену с водой, трахеи приближают воздух к тканям, лёгкие защищают поверхность внутри тела. Клеточное дыхание использует полученный кислород для энергетических превращений.
В аэробном клеточном дыхании кислород служит конечным участником переноса электронов; энергия окисления питательных веществ используется для синтеза АТФ. Это объясняет связь газообмена с энергетическими потребностями. Некоторые организмы и стадии приспособлены к анаэробным условиям, поэтому правило не абсолютно для всего живого.
В широком смысле параграфа — процессы поступления кислорода, его доставки и использования клетками и удаления углекислого газа. Газообмен — перенос газов через поверхности; клеточное дыхание — биохимические превращения, обеспечивающие получение АТФ. Вентиляция лишь обновляет среду у обменной поверхности.
Кислород и углекислый газ диффундируют через клеточную мембрану или тонкую поверхность тела по градиенту. У малых и уплощённых организмов расстояния коротки; крупные нуждаются в специальных поверхностях и/или внутреннем транспорте. Исторически называемые «одноклеточные животные» в современной систематике обычно протисты.
Через поверхность тела либо жабры, увеличивающие площадь обмена с водой. Тонкий барьер и движение воды поддерживают поступление растворённого кислорода; кровь/гемолимфа у соответствующих видов уносит его к тканям. Водные млекопитающие используют атмосферный воздух и лёгкие, поэтому среда обитания не однозначно определяет орган дыхания.
Воздух проходит через дыхальца в разветвлённую систему трахей и трахеол, приближающую его к клеткам. Дыхательные движения и диффузия обеспечивают перенос; закрывание дыхалец уменьшает потери воды. У типичных насекомых гемолимфа почти не участвует в доставке кислорода.
Обменная поверхность защищена внутри тела и связана с наружным воздухом; у позвоночных кровь переносит газы между лёгкими и тканями. Внутренние складки, перегородки или альвеолы увеличивают площадь. Лёгкое наземного моллюска, лёгочные мешки паука и лёгкие позвоночного имеют различное происхождение — сходную функцию нельзя путать с тождеством органов.
Плотные лёгкие с парабронхами связаны с системой воздушных мешков, обеспечивающих вентиляцию. Через основную газообменную часть воздух проходит преимущественно в одном направлении и на вдохе, и на выдохе; газообмен происходит в лёгких, а не в воздушных мешках. Это поддерживает высокую потребность в кислороде. Исследование механизма однонаправленного потока в лёгких птиц.
Это совокупность процессов обмена дыхательными газами и энергетического использования веществ клетками в рассматриваемой аэробной модели. Энергия питательных веществ становится доступна в форме АТФ для синтеза, движения и транспорта; кислород необходим для аэробного этапа.
Газообмен — физический перенос кислорода и углекислого газа между средами. Дыхание в широком смысле включает также вентиляцию, транспорт газов и клеточное использование кислорода; клеточное дыхание — биохимический процесс, а не само движение воздуха.
Результат хаотического теплового движения частиц, создающий суммарный перенос по градиенту концентрации/химического потенциала. Примеры — распространение запаха в неподвижном воздухе, смешивание растворённого вещества с водой и перенос некоторых молекул через мембраны. Перемешивание ложкой — уже не только диффузия.
У одной клетки обмен с внешней средой происходит непосредственно через мембрану. У многоклеточного возможен обмен через тонкое тело либо специальные органы и внутренний перенос, поскольку не все клетки соприкасаются с внешней средой. Энергетические клеточные процессы принципиально сходны.
Жабрами у большинства рыб и водных личинок земноводных, лёгкими у наземных форм и вторично водных млекопитающих; у земноводных часто важна кожа. Воздухоносные пути проводят воздух, а тонкая дыхательная поверхность обеспечивает обмен.
Вентиляция обновляет воздух/воду у поверхности; внешний газообмен переносит газы между средой и кровью; кровоток доставляет их; тканевой обмен перемещает кислород к клеткам и углекислый газ от них; клеточное дыхание использует кислород в энергетическом обмене. В тексте вопроса слово «типа» относится к перечисляемым этапам, а не требует выдумать новую классификацию.
Выберите номер, чтобы открыть условие и пошаговое решение.
7 8 9 10Объясните
Темы для дискуссий
Задали работу по теме параграфа?
Реферат, доклад или проект по параграфу: план, текст, таблицы и оформление по требованиям.
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.