Биология · тема 13 из 16 · ОГЭ № 16 · ЕГЭ № 13–15

Дыхание и газообмен

Дыхательные пути, механизм вдоха и выдоха, объёмы лёгких, газообмен в альвеолах и тканях.

16 мин чтенияОГЭЕГЭ21 задание

Коротко

главное за 30 секунд
  1. Воздух: носовая полость → носоглотка → гортань → трахея → бронхи → альвеолы
  2. Вдох: сокращаются диафрагма и наружные межрёберные мышцы
  3. ЖЕЛ = дыхательный + резервный вдоха + резервный выдоха объёмы
  4. Газообмен идёт диффузией: в альвеолах O₂ в кровь, CO₂ из крови
  5. Дыхательный центр — в продолговатом мозге; его возбуждает избыток CO₂

Дыхательные пути и лёгкие

Воздух проходит носовую полость (согревается, увлажняется, очищается реснитчатым эпителием) → носоглотку → гортань (голосовые связки, надгортанник) → трахею (хрящевые полукольца не дают спадаться) → бронхи → бронхиолы → альвеолы.

Лёгкие покрыты плеврой: два листка и между ними щель с жидкостью, давление в которой ниже атмосферного. Поэтому лёгкие следуют за движением грудной клетки. Правое лёгкое состоит из трёх долей, левое — из двух (рядом сердце).

Стенка альвеолы (около 300–400 млн) — один слой клеток, оплетена капиллярами. Общая площадь дыхательной поверхности — около 100 м².
Ловушка. Газообмен идёт только в альвеолах (и тканях). Носовая полость, трахея и бронхи лишь проводят воздух. Хрящевые полукольца есть в трахее и бронхах, но не в альвеолах.
Проверь себя. Как называются пузырьки лёгких, где происходит газообмен?

Ответ: альвеолы

Вдох и выдох

Вдох: диафрагма сокращается и уплощается, наружные межрёберные мышцы поднимают рёбра → объём грудной клетки растёт → давление в лёгких ниже атмосферного → воздух входит.
Выдох (спокойный): мышцы расслабляются, объём уменьшается, воздух выходит.
ОбъёмЗначение
Дыхательный≈500 мл (спокойное дыхание)
Резервный вдоха≈1500 мл
Резервный выдоха≈1500 мл
Остаточный≈1200 мл (нельзя выдохнуть)

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) = дыхательный + резервный вдоха + резервный выдоха. Измеряют спирометром. Частота дыхания в покое — 16–18 в минуту.

Пример. ДО = 500 мл, ЧДД = 16 в минуту. Вентиляция лёгких: 500 · 16 = 8000 мл = 8 л в минуту.

Ловушка. Остаточный объём в ЖЕЛ не входит. Внутренние межрёберные мышцы и мышцы брюшного пресса включаются лишь при форсированном выдохе.
Проверь себя. Какая куполообразная мышца — главная при вдохе?

Ответ: диафрагма

Газообмен и транспорт газов

Газы переходят по градиенту (от большей концентрации к меньшей) путём диффузии. В альвеолах O₂ поступает в кровь, CO₂ — из крови в альвеолы; в тканях — наоборот.

ГазВдыхаемый воздухВыдыхаемый воздух
Кислород≈21%≈16%
Углекислый газ≈0,03–0,04%≈4%
Азот≈78%≈78%

Кислород переносится гемоглобином эритроцитов (оксигемоглобин), углекислый газ — преимущественно в плазме в виде гидрокарбонатов, частично с гемоглобином. Угарный газ (CO) образует с гемоглобином прочное соединение — карбоксигемоглобин: кислород не переносится, человек задыхается.

Клеточное дыхание (окисление органических веществ, синтез АТФ) идёт в митохондриях; лёгкие лишь обеспечивают доставку O₂ и удаление CO₂.
Проверь себя. Какой газ прочно связывается с гемоглобином и вызывает отравление?

Ответ: угарный газ

Регуляция дыхания и гигиена

Дыхательный центр находится в продолговатом мозге. Он чувствителен к концентрации CO₂ в крови: чем её больше, тем чаще и глубже дыхание (гуморальная регуляция). Кора может произвольно менять дыхание (задержка, речь). Рефлексы кашля и чихания защищают дыхательные пути.

Причина учащения дыхания при нагрузке — накопление CO₂ в крови, возбуждающего дыхательный центр.

Возбудитель туберкулёза — палочка Коха; лёгкие поражает грипп, пневмония. Курение разрушает реснитчатый эпителий. Чтобы оказать помощь при остановке дыхания, делают искусственное дыхание «рот в рот»; при остановке сердца сочетают его с массажем: 30 надавливаний и 2 вдоха.

Ловушка. Дыхание регулирует не недостаток O₂, а избыток CO₂: это главный «сигнал» для центра.
Проверь себя. В каком отделе мозга находится дыхательный центр?

Ответ: продолговатый

Практика

Закрепите тему: 21 задание для ОГЭ и ЕГЭ

От простых к сложным: базовый уровень — 7, повышенный — 11, высокий — 3. Мгновенная проверка, подсказки, подробные решения и тренажёр ошибок.

Решать задания по теме Флеш-карточки