Каким образом происходит газообмен в организмах одноклеточных животных и растений

Дыхание организмов

Что такое дыхание? Чем отличается процесс дыхания от газообмена?

Поддержание обмена веществ. Подавляющее большинство живых организмов для дыхания нуждаются в постоянном поступлении кислорода. Кислород усваивается организмом либо из атмосферного воздуха, либо из воды, в которой он растворен.

Дыхание – это процесс, посредством которого живые организмы высвобождают энергию из питательных веществ. Когда дыхание протекает в клетках, его называют клеточным (тканевым) или внутренним дыханием. (Процесс клеточного дыхания был рассмотрен в § 13.) Если для этого процесса требуется кислород, то дыхание называют аэробным. Если же реакции происходят в отсутствие кислорода, то дыхание анаэробное. Анаэробными организмами являются некоторые бактерии, получающие энергию в процессе бескислородного расщепления углеводов или аминокислот. Анаэробами являются, например, такие бактерии, как палочки ботулизма и гангрены.

Клеточное (внутреннее) дыхание не следует путать с двумя процессами: поглощением кислорода из окружающей среды и выделением углекислого газа в среду. В совокупности эти два процесса составляют газообмен, или внешнее дыхание.

Газообмен. Внешнее дыхание, или газообмен, представляет собой совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода для использования его в биологическом окислении органических веществ и удаление из организма углекислого газа, образовавшегося в процессе окисления.

Каким бы ни был процесс дыхания – аэробным или анаэробным, между организмом и средой непрерывно должен происходить обмен газами. Аэробным организмам для окисления питательных веществ и получения энергии нужен поступающий из окружающей среды кислород, а в окружающую среду аэробы и большинство анаэробов выделяют конечный продукт дыхания – углекислый газ.

Газообмен происходит на поверхности дыхательных органов или клеточных мембран, называемых дыхательной поверхностью. Дыхательная поверхность удовлетворяет нескольким условиям: она проницаема для газов; тонкая, в связи с чем диффузия газов эффективна; влажная, так как газы диффундируют только в растворенном виде; имеет относительно большую площадь, через нее обмениваются достаточные количества газов в соответствии с потребностями организма.

Газообмен у животных. У одноклеточных животных, например у обыкновенной амебы, живущей в водной среде, газообмен происходит путем диффузии через всю наружную цитоплазматическую мембрану, что вполне обеспечивает потребности амебы в кислороде (рис. 21).
Рис. 21. Газообмен у животных, осуществляемый через поверхность тела
У кишечнополостных, например у гидры пресноводной, все клетки находятся в контакте с водной средой, и у каждой из этих клеток газообмен происходит через мембрану, соприкасающуюся с водой.

У плоских червей газообмен зависит от образа жизни животного. Например, у свободноживущего червя – молочной планарии (см. рис. 21) – кислород поступает в организм путем диффузии через всю поверхность тела. Молочная планария живет в хорошо аэрируемых водоемах.

А вот такие плоские черви, как свиной и бычий цепни, паразитируют в кишечнике человека, где кислорода очень мало. В таких условиях они проявляют себя как анаэробные организмы.

У кольчатых червей специальной дыхательной системы нет, и газообмен осуществляется путем диффузии через всю поверхность тела. Такой обмен полностью удовлетворяет потребности в кислороде кольчатых червей.

С увеличением размеров тела отношение поверхности тела к его объему уменьшается, поскольку уменьшается число клеток, непосредственно контактирующих с внешней средой. Простая диффузия газов уже не может обеспечить достаточный приток кислорода к тем клеткам, которые не находятся в прямом контакте с внешней средой. К тому же нередко у крупных животных ввиду активности процессов обмена веществ возрастает потребность в кислороде.

Повышенная потребность организмов в кислороде привела в процессе эволюции к тому, что некоторые участки тела животных превратились в специализированные дыхательные поверхности. У разных животных типы дыхательных поверхностей различны (рис. 22).
Рис. 22. Газообмен у животных через дыхательные поверхности
Обычно площадь дыхательных поверхностей (например, площадь дыхательных путей и легких) значительная, и часто эти поверхности связаны с кровеносной системой. Кровеносная система обеспечивает связь дыхательной поверхности со всеми тканями и способствует непрерывному обмену кислородом и углекислым газом между органами дыхания и тканями всех прочих органов. Присутствие в крови особого дыхательного пигмента, например гемоглобина, позволяет крови осуществлять более интенсивный перенос кислорода и углекислого газа.

Читайте также:  Молоко каких животных кроме коров и коз человек употребляет в пищу как называется национальные

У членистоногих, например у насекомых, газообмен происходит через систему разветвленных трубочек – трахей, благодаря чему кислород из воздуха поступает непосредственно к тканям, и необходимость в транспортировке его кровью отпадает.

Органы дыхания у рыб представлены жабрами, лепестки которых пронизаны многочисленными капиллярами. Жабры постоянно омываются током воды, в которой растворен кислород.

В процессе эволюции у земноводных появились специальные органы – легкие, хотя газообмен частично осуществляется и через кожу, н через слизистую оболочку ротовой полости.

У птиц в процессе эволюции выработался высокоэффективный механизм газообмена. Кроме легких у них имеются воздушные мешки, располагающиеся между внутренними органами и мышцами. Эти мешки служат дополнительными резервуарами воздуха.

В легких млекопитающих насчитываются сотни миллионов альвеол– легочных пузырьков. Все альвеолы и создают ту дыхательную поверхность, через которую у млекопитающего происходит газообмен.

Газообмен у растений. Интенсивность обмена веществ у растений меньше, чем у животных. Процесс газообмена у растений, с одной стороны, обеспечивает дыхание (т. е. поступление кислорода и выделение углекислого газа), а с другой – снабжает углекислым газом и выводит кислород при фотосинтезе.

У некоторых низших растений (у водорослей) газообмен осуществляется путем диффузии газов через всю поверхность, а у крупных цветковых растений кислород в основном поступает через устьица листьев (и зеленых стеблей у травянистых растений). Внутри растения кислород поступает в воздухоносные межклетники, а затем достигает клеток и растворяется во влаге, покрывающей клеточные стенки. Отсюда кислород диффундирует уже внутрь клеток. Углекислый газ движется по растению тем же путем, но в обратном направлении.

Таким образом, все растения, животные и бактерии (за исключением организмов-анаэробов) поглощают кислород из внешней среды и в нее же выделяют углекислый газ, хотя пути газообмена у разных организмов различны.

Вопросы и задания

Источник

Каким образом происходит газообмен в организмах одноклеточных животных и растений

Подробное решение параграф § 11 по биологии для учащихся 6 класса, авторов Сонин Н.И. 2018

Вопросы и задания

Вопрос 1. Обмен какими газами между организмом и средой происходит при дыхании?

При дыхании осуществляется газообмен: в организм поступает кислород, а из организма выделяется углекислый газ.

Вопрос 2. Изучив текст параграфа, составьте обобщающую схему «Органы газообмена у растений и у животных».

Вопрос 3. Есть организмы, которым кислород не нужен, более того, он для них губителен. Где они находят условия для своего существования? Выясните, используя дополнительные источники информации, что это за организмы.

Анаэробы — микроорганизмы, способные существовать и нормально развиваться без доступа свободного кислорода. Они обладают способностью разлагать в бескислородной среде органические соединения и таким образом получать необходимую энергию для своей жизнедеятельности.

Анаэробы широко распространены в природе: они обитают в почве, иле водоемов, компостных кучах, в глубине ран, в кишечнике людей и животных — всюду, где происходит разложение органических веществ без доступа воздуха.

Вопрос 4. Какие животные имеют кожное дыхание?

Несмотря на появление таких специализированных органов, у многих животных сохраняется и кожный тип дыхания, т. е. газообмен через поверхность тела. Он выражен хорошо у многих эмбрионов и личинок. У личинок насекомых, обладающих трахейной системой, около 25% кислорода поглощается через кожные покровы. Наблюдается кожное дыхание и у рыб.

Лягушка может долго жить после удаления обоих легких, но погибает, если после операции исключить и кожное дыхание.

Встречаются среди наземных позвоночных и животные, у которых лёгкие отсутствуют, например безлёгочные саламандры, — они дышат кожей.

У высших позвоночных и человека кожное дыхание в связи с развитием легких не имеет существенного значения. Так у человека на долю кожного дыхания приходится около 1—2% от его общего объёма.

Вопрос 5. Объясните, почему при увеличении физической нагрузки увеличивается интенсивность дыхания.

При интенсивной физической нагрузке мышцы потребляют больше кислорода, поэтому и потребность в нем организма возрастает. В результате этого увеличивается и интенсивность дыхания, дабы обеспечить большее поступление кислорода к тканям.

Вопрос 6. Как устроены лёгкие?

Лёгкие имеют вид ячеистых мешков, пронизанных бесчисленным множеством кровеносных сосудов. Ячеистое строение позволяет увеличить внутреннюю поверхность лёгких во много раз.

Вопрос 7. Почему лягушка погибает при пересыхании кожи?

Читайте также:  Привести примеры животных жарких районов 1 класс окружающий мир

У лягушки кожное дыхание преобладает над лёгочным, поэтому при его нарушении лягушка даже с неповреждёнными лёгкими погибает.

Вопрос 8. Почему дыхание — важный признак всех живых организмов? Какова его роль?

Дышат все живые организмы, так как для поддержания жизни необходимо постоянное поступление кислорода, а запасов его в организме нет. Кислород участвует в химических процессах расщепления сложных органических веществ, в результате которых выделяется энергия, необходимая для поддержания жизнедеятельности организма, его роста, движения, питания, размножения и многих других процессов.

Источник

Урок по биологии на тему «Дыхание организмов»

Тема: Дыхание организмов.

«Биология. Биологические системы и процессы», Теремов А.В., Петросова Р.А.

Цель : доказать значимость дыхания как основного свойства живого.

— обеспечить освоение учащимися понятий о газообмене, дыхании растений и эволюционном направлении в изменении дыхательных структур у животных;

— развивать навыки самостоятельного поиска знаний при групповой деятельности в работе с новой информацией, коммуникативных и творческих начал личности.

— создать условия для развития эмоционального поля личности учащихся, умения

отстаивать собственное мнение, повысить экологическую грамотность.

Оборудование: информационные листы; презентация, мультимедийный проектор.

Тип урока: комбинированный.

Метод обучения: частично – поисковый, проблемный.

Изучение нового материала

Газообмен у беспозвоночных

Газообмен у позвоночных

Первичное закрепление знаний

Эволюционное развитие органов дыхания у позвоночных

(Презентация)– Биология – это наука о жизни.

Какими свойствами должны обладать животные, для того чтобы жить на Земле? (Питаться, дышать, двигаться, расти, размножаться)

Дышат люди, дышат звери,

Дышат все, кто хочет жить.

Кто под солнцем иль луною

Может жизнью дорожить.

Разберёмся, кто как может.

Будем знать, а кто какой.

Мы же дышим, дышим тоже,

Если дышишь – ты живой!

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

Итак, тема нашего урока « Дыхание организмов»

2.Проверка домашнего задания.

2.1. Питание растений.

2.2. Питание позвоночных на примере строения пищеварительной системы человека.

2.3.Письменная работа по вопросам:

— Питание одноклеточных и кишечнополостных.

— Питание кольчатых червей.

— Работа с терминами.

3.Изучение нового материала

Прочтите про себя текст учебника на с.183- 1абзац сверху.

Что такое дыхание, или газообмен?

Значение дыхания для организма?

Различают дыхание воздушное и водное.

Давайте вспомним, каким образом происходит газообмен у растений.

Водные растения дышат кислородом, растворенным в воде. Кислород поступает к ним через всю поверхность тела путем диффузии. Многие водные растения (кувшинка) имеют воздухоносные полости, которые обеспечивают проведение воздуха к органам и тканям и удерживают растение в толще воды.

Как происходило развитие системы дыхания у животных (одноклеточных, беспозвоночных и позвоночных )? Сейчас вы, поработав в группе, ответите сами на этот вопрос.

Первая группа получает информационный лист 1 и таблицу “Тип Простейшие”, Тип “Кишечнополостные”.

Информационный лист 1.

Тип дыхания: клеточное.

Организмы: одноклеточные животные (амёба, эвглена зелёная, инфузория туфелька); кишечнополостные (медузы, коралловые полипы); черви.

Механизм дыхания: Одноклеточные организмы и некоторые многоклеточные (тип Кишечнополостные, тип Кольчатые черви…) поглощают растворённый в воде кислород всей поверхностью тела .

Кислород участвует в расщеплении сложных органических веществ, в результате чего освобождается энергия, которая необходима для жизни животного.

Образующийся в результате дыхания углекислый газ выделяется наружу также через всю поверхность тела.

Ответ спикера по плану.

Для каких организмов характерно.

Как происходит процесс дыхания?

Вторая группа работает с информационным листом 2 и таблицей “Тип Членистоногие. Класс Насекомые”.

Информационный лист 2.

Тип дыхания: трахейное.

Организмы: класс Насекомые (жуки, бабочки, кузнечики, мухи).

Брюшко насекомого разделено на 5–11 частей (сегментов). На каждом из них имеется пара небольших отверстий – дыхалец . От каждого дыхальца внутрь отходят ветвящиеся трубочки – трахеи , которые пронизывают всё тело насекомого. Наблюдая за майским жуком, можно заметить, как его брюшко то уменьшается в объёме, то увеличивается. Это дыхательные движения. При вдохе в организм через дыхальца поступает воздух, содержащий кислород, а при выдохе выходит воздух, насыщенный углекислым газом.

Для каких организмов характерно.

Как происходит процесс дыхания?

Третья группа работает с информационным листом 3 и таблицей “Тип Хордовые. Класс Рыбы. Внутреннее строение рыбы”, “Тип Членистоногие. Внутреннее строение рака”

Читайте также:  Животное символ мира и благополучия на руси защищающий дом от нечистой силы

Информационный лист 3. (Стр. учебника 70)

Тип дыхания: жаберное.

Организмы: многие водные обитатели (рыбы, раки, моллюски).

Рыбы дышат кислородом, растворённым в воде, с помощью особых разветвлённых кожных выростов, которые называются жабры. Рыбы постоянно заглатывают воду. Из ротовой полости вода проходит через жаберные щели, омывают жабры и из-под жаберных крышек выходит наружу. Жабры состоят из жаберных дуг и жаберных лепестков, которые пронизаны множеством кровеносных сосудов. Из воды, которая омывает жабры, в кровь поступает кислород, а из крови в воду удаляется углекислый газ. Жабры, находящиеся внутри тела, называются внутренними жабрами.

Ответ спикера по плану.

4.Для каких организмов характерно.

5.Как происходит процесс дыхания?

Четвёртая группа получает информационный лист 4 и таблицу “Тип Хордовые. Класс Земноводные”

Информационный лист 4.

Тип дыхания: кожное.

Организмы: земноводные (саламандры, лягушки …).

Лёгкие земноводных развиты слабо, поэтому дополнительный газообмен осуществляется через влажную кожу. В тонкой коже земноводных много желёз, которые выделяют слизь. Благодаря слизи на поверхности кожи создаётся жидкостная плёнка, в которой растворяется атмосферный кислород и, благодаря чему, возможно дыхание через кожу.

Лёгочное и кожное дыхание у земноводных развито не одинаково. У тех из них, кто большую часть жизни проводит в воде, слабее развиты лёгкие, а лучше – кожное дыхание. У земноводных, живущих вдали от водоёмов, более развиты лёгкие и менее – кожное дыхание.

Ответ спикера по плану.

4.Для каких организмов характерно.

5Как происходит процесс дыхания?

Пятая группа получает информационный лист 5 и таблицы “Тип Хордовые. Класс Пресмыкающиеся..»

Информационный лист 5.

Тип дыхания: лёгочное.

Организмы : наземные позвоночные (пресмыкающиеся)

Во время вдоха, воздух, содержащий кислород попадает в лёгкие. Лёгкие имеют вид ячеистых мешков. В каждом лёгком (левое и правое) очень сильно разветвляются бронхи, которые оканчиваются многочисленными лёгочными пузырьками. Каждый лёгочный пузырёк оплетён сетью кровеносных сосудов. Из лёгочного пузырька кислород воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови в воздух. После накопления углекислого газа в лёгочном пузырьке происходит выдох. Ячеистое строение лёгких позволяет увеличить их внутреннюю поверхность во много раз.

Ответ спикера по плану.

4.Для каких организмов характерно.

5. Как происходит процесс дыхания?

Шестая группа получает информационный лист 6 и таблицы

“ Тип Хордовые. Класс птицы».

Информационный лист 6.

Тип дыхания: лёгочное.

Организмы: наземные позвоночные (птицы)

Во время вдоха, воздух, содержащий кислород попадает в лёгкие. Лёгкие имеют вид ячеистых мешков. В каждом лёгком (левое и правое) очень сильно разветвляются бронхи, которые оканчиваются многочисленными лёгочными пузырьками. Каждый лёгочный пузырёк оплетён сетью кровеносных сосудов. Из лёгочного пузырька кислород воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови в воздух. После накопления углекислого газа в лёгочном пузырьке происходит выдох. Ячеистое строение лёгких позволяет увеличить их внутреннюю поверхность во много раз.

Ответ спикера по плану.

4.Для каких организмов характерно.

5.Как происходит процесс дыхания?

Седьмая группа получает информационный лист 7 и таблицы “Тип Хордовые. Класс Млекопитающие.»

Информационный лист 7.

Тип дыхания: лёгочное.

Организмы: наземные позвоночные (млекопитающие, человек)

Во время вдоха, воздух, содержащий кислород попадает в лёгкие. Лёгкие имеют вид ячеистых мешков. В каждом лёгком (левое и правое) очень сильно разветвляются бронхи, которые оканчиваются многочисленными лёгочными пузырьками. Каждый лёгочный пузырёк оплетён сетью кровеносных сосудов. Из лёгочного пузырька кислород воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови в воздух. После накопления углекислого газа в лёгочном пузырьке происходит выдох. Ячеистое строение лёгких позволяет увеличить их внутреннюю поверхность во много раз.

Ответ спикера по плану.

4.Для каких организмов характерно.

5.Как происходит процесс дыхания?

2. Защита групповой работы

Информацию докладывает один из группы по плану, используя наглядное пособие. Второй ученик у доски записывает данные в таблицу, (учащиеся также заполняют таблицу в тетрадях, начиная, тем самым оформлять опорный конспект темы) После защиты групповой работы на доске и в тетрадях появляется опорный конспект темы.

Эволюция органов дыхания у одноклеточных, беспозвоночных и позвоночных животных

Вся поверхность тела

1.Замена пассивного дыхания активным.

3.Развитие всасывающего дыхательного насоса

4.Дифференциация структуры легких и дыхательных путей.

Источник

Интересные факты из жизни