Aire - el papel del aire en la vida humana, plantas y animales. Puntos de vista modernos sobre el origen de la vida.

La mezcla se llama aire. gases naturales- nitrógeno, oxígeno, argón, dióxido de carbono, agua e hidrógeno. Es la principal fuente de energía para todos los organismos y la clave para un crecimiento saludable y una larga vida. Gracias al aire en los organismos, tiene lugar el proceso de metabolismo y desarrollo.

El aire en la vida de las plantas y los animales.

El aire juega un papel muy importante en la vida vegetal. Los componentes fundamentales necesarios para el crecimiento y la vida de las plantas son el oxígeno, dióxido de carbono, vapor de agua y aire del suelo. El oxígeno es necesario para la respiración y el dióxido de carbono para la nutrición de carbono.

El oxígeno es vital para todos los seres vivos. Las plantas no pueden germinar sin oxigenación. Las raíces, hojas y tallos de las plantas también necesitan este elemento.

El dióxido de carbono ingresa a la planta a través de sus estomas hacia el medio foliar, ingresando a las células. Cuanto mayor sea la concentración de dióxido de carbono, mejor será la vida vegetal.

El aire contribuye a la implementación de los procesos microbiológicos que ocurren en el suelo. Gracias a estos procesos, se forman en el suelo los elementos necesarios para la nutrición, el crecimiento y la vida de las plantas: nitrógeno, fósforo, potasio y otros.

Además, el aire juega un papel especial en la formación de tejidos mecánicos en plantas de tierra. Sirve como su entorno, protegiéndolos de la exposición. rayos ultravioleta.

El movimiento del aire es importante para crecimiento favorable plantas. El movimiento de aire horizontal seca las plantas. Y la vertical promueve la propagación de dedos, semillas, y también regula el régimen térmico en varios territorios.

Los animales, como las plantas, necesitan aire. La edad, el sexo, la talla y la actividad física están directamente relacionados con la cantidad de aire consumido.

Los animales son muy sensibles a la falta de oxígeno. Debido a la concentración reducida de oxígeno en los animales, las proteínas, grasas y carbohidratos consumidos dejan de oxidarse. Esto conduce a la acumulación de sustancias tóxicas nocivas en el cuerpo.

El oxígeno es necesario para saturar la sangre y los tejidos de un ser vivo. Por lo tanto, con la falta de este elemento en los animales, la respiración se acelera, el flujo sanguíneo se acelera, los procesos oxidativos en el cuerpo disminuyen y el animal se vuelve inquieto. La falta prolongada de saturación de oxígeno provoca: fatiga muscular, ausencia del factor dolor, descenso de la temperatura corporal y muerte.

El aire en la vida humana.

El aire es un factor vital para una persona. Es transportado por la sangre por todo el cuerpo, saturando cada órgano y cada célula del cuerpo.

Es en el aire donde se produce el intercambio de calor. cuerpo humano con el medio ambiente La esencia de este intercambio es la liberación de calor por convección y la evaporación de la humedad de sus pulmones humanos.

El aire también cumple una función protectora para el cuerpo: diluye los contaminantes químicos a una concentración segura. Esto ayuda a reducir el riesgo de envenenamiento del cuerpo con productos químicos.

Con la ayuda de la respiración, una persona satura el cuerpo con energía. El aire atmosférico se compone de muchos elementos, pero su composición puede cambiar. La razón de esto es la actividad industrial y tecnogénica del hombre.

Durante la exhalación, una persona devuelve un cuarto menos de oxígeno inhalado y cien veces más dióxido de carbono. Una persona necesita inhalar 13-14 m3 de aire al día. El contenido de oxígeno en el cuerpo de una persona sana prácticamente no cambia. Pero si este elemento no es suficiente, entonces ocurren fallas en el cuerpo, el pulso se acelera.

El dióxido de carbono también es importante para el cuerpo, pero en ciertas cantidades. Un aumento en la concentración de gas provoca dolor de cabeza o tinnitus.

El oxígeno ayuda a eliminar el dióxido de carbono del cuerpo humano, que acumula venenos y toxinas. Si una persona rara vez sale Aire fresco, respira superficialmente, o el aire contiene una baja concentración de oxígeno, el cuerpo humano sufre intoxicaciones, dando lugar a diversas enfermedades.

Atmósfera contaminación ambiental

Hay una gran cantidad de sustancias que contaminan la atmósfera en el mundo. Estas sustancias son producidas tanto por el hombre como por la propia naturaleza. Las fuentes de contaminación del aire son: las centrales térmicas y plantas de calefacción, transporte, metalurgia ferrosa y no ferrosa, producción química y otros.

La actividad humana contribuye a la liberación de cenizas, hollín, polvo. Los ácidos minerales y los solventes orgánicos también ingresan a la atmósfera.

Los desastres naturales también liberan diversas sustancias a la atmósfera. Las erupciones volcánicas, las tormentas de polvo y los incendios forestales emiten: polvo, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno y carbono.

Para conocer las formas del origen de la vida, primero debes estudiar los signos y propiedades de los organismos vivos. Conocimiento composición química, edificios y varios procesos fluyendo en el cuerpo, permite comprender el origen de la vida. Para hacer esto, nos familiarizaremos con las características de la formación de la primera sustancias inorgánicas en espacio exterior y el surgimiento del sistema planetario.

Atmósfera de la Tierra antigua. Según los últimos datos de los científicos espaciales, los cuerpos celestes se formaron hace 4500-5000 millones de años. En las primeras etapas de la formación de la Tierra, su composición incluía óxidos, carbonatos, carburos metálicos y gases que brotaban de las profundidades de los volcanes. Como resultado de la compactación la corteza terrestre y la acción de las fuerzas gravitacionales comenzó a liberar una gran cantidad de calor. El aumento de la temperatura de la Tierra estuvo influenciado por la desintegración de compuestos radiactivos y Radiación ultravioleta Sol. En ese momento, el agua en la Tierra existía en forma de vapor. EN capas superiores aire, el vapor de agua se reunió en nubes, que cayeron sobre la superficie de piedras calientes en forma de lluvias, luego, evaporándose nuevamente, ascendieron a la atmósfera. Un relámpago brilló en la Tierra, un trueno retumbó. Esto continuó durante mucho tiempo. Gradualmente, las capas superficiales de la Tierra comenzaron a enfriarse. Debido a las fuertes lluvias, se formaron pequeños embalses. Los flujos de lava caliente que fluyeron de los volcanes y las cenizas cayeron en los depósitos primarios y cambiaron continuamente las condiciones. medioambiente. Tales cambios continuos en el medio ambiente contribuyeron a la aparición de reacciones de formación. compuestos orgánicos.
La atmósfera de la Tierra contenía metano, hidrógeno, amoníaco y agua incluso antes del surgimiento de la vida (1). Como resultado de la reacción química de la combinación de moléculas de sacarosa, se formaron almidón y fibra, y proteínas a partir de aminoácidos (2,3). Las moléculas de ADN autorreguladas se formaron a partir de compuestos de sacarosa y nitrógeno (4) (Fig. 9).

Arroz. 9. Hace aproximadamente 3.800 millones de años por reacciones químicas se formaron los primeros compuestos complejos

No había oxígeno libre en la atmósfera primaria de la Tierra. El oxígeno se reunió en forma de compuestos de hierro, aluminio, silicio y participó en la formación de diversos minerales de la corteza terrestre. Además, el oxígeno estaba presente en la composición del agua y de algunos gases (por ejemplo, el dióxido de carbono). Se forman compuestos de hidrógeno con otros elementos gases venenosos en la superficie de la tierra. La radiación ultravioleta del Sol era una de las fuentes de energía necesarias para la formación de compuestos orgánicos. El metano, el amoníaco y otros gases están ampliamente distribuidos en la atmósfera terrestre (Fig. 10).

Arroz. 10. La etapa inicial del surgimiento de la vida en la Tierra. Formación de compuestos orgánicos complejos en el océano primario

Formación de compuestos orgánicos por vía abiogénica. El conocimiento de las condiciones ambientales en las etapas iniciales del desarrollo de la Tierra fue de gran importancia para la ciencia. Un lugar especial en esta área lo ocupa el trabajo del científico ruso A. I. Oparin (1894-1980). En 1924, sugirió la posibilidad de pasar la evolución química en fases iniciales desarrollo de la tierra. La teoría de AI Oparin se basa en la complicación gradual a largo plazo de los compuestos químicos.
Los científicos estadounidenses S. Miller y G. Urey en 1953, según la teoría de A. I. Oparin, realizaron experimentos. Pasando una descarga eléctrica por una mezcla de metano, amoníaco y agua, obtuvieron diversos compuestos orgánicos (urea, ácido láctico, diversos aminoácidos). Más tarde, muchos científicos repitieron tales experimentos. Los resultados obtenidos de los experimentos demostraron la exactitud de la hipótesis de A. I. Oparin.
Gracias a las conclusiones de los experimentos anteriores, se comprobó que como resultado de la evolución química tierra primigenia monómeros biológicos formados.

Formación y evolución de biopolímeros. La totalidad y composición de los compuestos orgánicos formados en diferentes espacios acuáticos de la Tierra primitiva eran de diferentes niveles. La formación de tales compuestos de forma abiogénica ha sido probada experimentalmente.
El científico estadounidense S. Fox en 1957 expresó la opinión de que los aminoácidos pueden formar enlaces peptídicos al conectarse entre sí sin la participación del agua. Se dio cuenta de que cuando las mezclas secas de aminoácidos se calientan y luego se enfrían, sus moléculas parecidas a proteínas forman enlaces. S. Fox llegó a la conclusión de que en el sitio de los antiguos espacios de agua, bajo la influencia del calor de los flujos de lava y la radiación solar, autoconexiones aminoácidos que dieron lugar a polipéptidos primarios.

El papel del ADN y el ARN en la evolución de la vida. Diferencia principal ácidos nucleicos de las proteínas - la capacidad de duplicarse y reproducirse copias exactas moléculas originales. En 1982, el científico estadounidense Thomas Check descubrió la actividad enzimática (catalítica) de las moléculas de ARN. Como resultado, concluyó que las moléculas de ARN son los primeros polímeros en la Tierra. En comparación con el ARN, las moléculas de ADN son más estables en los procesos de descomposición en soluciones acuosas débilmente alcalinas. Y el ambiente con tales soluciones estaba en las aguas de la Tierra primaria. Actualmente, esta condición se conserva solo en la composición de la célula. Las moléculas de ADN y las proteínas están interconectadas. Por ejemplo, las proteínas protegen a las moléculas de ADN de efectos dañinos rayos ultravioleta. No podemos llamar organismos vivos a las proteínas y moléculas de ADN, aunque tengan algunas características de los cuerpos vivos, porque no tienen membranas biológicas completamente formadas.

Evolución y formación de membranas biológicas. existencia paralela las proteínas y los ácidos nucleicos en el espacio pueden haber abierto el camino para la aparición de organismos vivos. Esto sólo podría suceder en presencia de membranas biológicas. Gracias a las membranas biológicas, se forma una conexión entre el medio ambiente y las proteínas, los ácidos nucleicos. Sólo a través de las membranas biológicas es el proceso de metabolismo y energía. A lo largo de millones de años, las membranas biológicas primarias, cada vez más complejas, agregaron varias moléculas de proteínas a la composición. Así, por una complicación paulatina, aparecieron los primeros organismos vivos (protobiontes). Los protobiontes desarrollaron gradualmente sistemas de autorregulación y autorreproducción. Los primeros organismos vivos se adaptaron a la vida en un ambiente libre de oxígeno. Todo esto corresponde a la opinión expresada por AI Oparin. La hipótesis de A. I. Oparin en la ciencia se llama teoría del coacervado. Esta teoría fue apoyada en 1929 por el científico inglés D. Haldane. Los complejos multimoleculares con una fina capa acuosa en el exterior se denominan coacervados o gotitas de coacervado. Algunas proteínas en la composición de los coacervados actuaron como enzimas y los ácidos nucleicos adquirieron la capacidad de transmitir información por herencia (Fig. 11).

Arroz. 11. Formación de coacervados - complejos multimoleculares con una capa acuosa

Gradualmente, los ácidos nucleicos desarrollaron la capacidad de duplicarse. La conexión de la gota de coacervado con el medio ambiente condujo al primer intercambio simple de materia y energía en la Tierra.
Por lo tanto, las principales disposiciones de la teoría del origen de la vida según A. I. Oparin son las siguientes:

1. como resultado de la influencia directa de factores ambientales, se formaron sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas;
2. las sustancias orgánicas formadas influyeron en la formación de compuestos orgánicos complejos (enzimas) y genes autoreproductores libres;
3. genes libres formados combinados con otras sustancias orgánicas de alto peso molecular;
4. en sustancias macromoleculares, las membranas de proteínas y lípidos aparecieron gradualmente en el exterior;
5. Como resultado de estos procesos, aparecieron las células.

La visión moderna del origen de la vida en la Tierra se llama
la teoría de la biopoiesis (los compuestos orgánicos se forman a partir de organismos vivos). Ahora se llama bioquímica. teoría evolutiva surgimiento de la vida en la Tierra. Esta teoría fue propuesta en 1947 por el científico inglés D. Bernal. Distinguió tres etapas de la biogénesis. La primera etapa es la aparición de monómeros biológicos de forma abiogénica. La segunda etapa es la formación de polímeros biológicos. La tercera etapa es la aparición de estructuras de membrana y los primeros organismos (protobiontes). La agrupación de compuestos orgánicos complejos en la composición de los coacervados y su interacción activa entre sí crean condiciones para la formación de organismos heterótrofos protozoarios autorreguladores.
En el proceso de aparición de la vida, se produjeron cambios evolutivos complejos: la formación de sustancias orgánicas a partir de compuestos inorgánicos. Primero, aparecieron los organismos quimiosintéticos, luego, gradualmente, los organismos fotosintéticos. Los organismos fotosintéticos jugaron un papel muy importante en la aparición de más oxígeno libre en la atmósfera terrestre.
La evolución química y la evolución de los primeros organismos (protobiontes) en la Tierra duró hasta 1-1.500 millones de años (Fig. 12).

Arroz. 12. Esquema de la transición de la evolución química a la biológica.

atmósfera primaria. membrana biológica. coacervado protobionte. Teoría de la biopoiesis.

1. cuerpos celestes, incluyendo Tierra, apareció hace 4.5-5 mil millones de años.
2. Durante la formación de la Tierra había mucho hidrógeno y sus compuestos, pero no había oxígeno libre.
3. En la etapa inicial del desarrollo de la Tierra, la única fuente de energía era la radiación ultravioleta del Sol.
4. A. I. Oparin expresó la opinión de que en periodo inicial sólo la evolución química tiene lugar en la Tierra.
5. Los monómeros biológicos aparecieron por primera vez en la Tierra, a partir de los cuales se formaron gradualmente proteínas y ácidos nucleicos (ARN, ADN).
6. Los primeros organismos que aparecieron en la Tierra fueron los protobiontes.
7. Los complejos multimoleculares rodeados por una fina capa acuosa se denominan coacervados.
1. ¿Qué es un coacervado?
2. ¿Cuál es el significado de la teoría de A. I. Oparin?
3. ¿Qué gases venenosos había en la atmósfera primitiva?
1. Describe la composición de la atmósfera primaria.
2. ¿Qué teoría sobre la formación de aminoácidos en la superficie de la Tierra presentó S. Fox?
3. ¿Qué papel juegan los ácidos nucleicos en la evolución de la vida?

1. ¿Cuál es la esencia de los experimentos de S. Miller y G. Urey?
2. ¿En qué se basó A.I. Oparin en sus hipótesis?
3. Nombre las principales etapas del surgimiento de la vida.

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Preguntas para revisar. Capítulo 1. Origen y etapas iniciales del desarrollo de la vida en la Tierra

1. El nivel de organización de la vida en el que se resuelven los problemas globales.
2. Desarrollo individual de organismos individuales.
3. Sostenibilidad ambiente interno organismo.
4. La teoría del origen de la vida a través de la evolución química de las sustancias inorgánicas.
5. Desarrollo historico organismos
6. El nivel de organización de la vida, que consta de células y sustancias intercelulares.
7. La propiedad de los organismos vivos para reproducir su propia especie.
8. El nivel de vida, caracterizado por la unidad de la comunidad de organismos vivos y el medio ambiente.
9. Un nivel de vida caracterizado por la presencia de ácidos nucleicos y otros compuestos.
10. La propiedad de cambiar la actividad vital de los organismos vivos de acuerdo con los ciclos anuales.
11. Una mirada a la introducción de la vida de otros planetas.
12. El nivel de organización de la vida, representado por la unidad estructural y funcional de todos los organismos vivos de la Tierra.
13. La propiedad de la estrecha conexión de los organismos vivos con el medio ambiente.
14. Una teoría que vincula el origen de la vida con la acción de las "fuerzas vitales".
15. La propiedad de los organismos vivos de transmitir rasgos a su descendencia.
16. El científico que probó con la ayuda experiencia sencilla incorrección de la teoría de la generación espontánea de la vida.
17. Científico ruso que propuso la teoría del origen de la vida de forma abiogénica.
18. El gas necesario para la vida, que estaba ausente en la composición de la atmósfera primaria.
19. Un científico que expresó una opinión sobre la formación de un enlace peptídico al conectar aminoácidos sin la participación del agua.
20. Los primeros organismos vivos con una membrana biológica.
21. Complejos de alto peso molecular rodeados por una fina capa acuosa.
22. El científico que definió por primera vez el concepto de vida.
23. La propiedad de los organismos vivos para responder a varias influencias factores medioambientales.
24. La propiedad de cambiar los signos de la herencia de los organismos vivos bajo la influencia. varios factores medioambiente.
25. El nivel de organización de la vida en el que se notan los primeros cambios evolutivos simples.

Toda la vida en la Tierra existe para un conjunto calor solar y energía llegando a la superficie de nuestro planeta. Todos los animales y humanos se han adaptado para extraer energía de las sustancias orgánicas sintetizadas por las plantas. Para utilizar la energía del Sol contenida en las moléculas de las sustancias orgánicas, debe liberarse mediante la oxidación de estas sustancias. Muy a menudo, el oxígeno del aire se usa como agente oxidante, ya que constituye casi una cuarta parte del volumen de la atmósfera circundante.

Protozoos unicelulares, celentéreos, gusanos planos y redondos de vida libre respiran toda la superficie del cuerpo. Órganos respiratorios especiales - branquias pinnadas aparecen en anélidos marinos y artrópodos acuáticos. Los órganos respiratorios de los artrópodos son tráqueas, branquias, pulmones en forma de hoja ubicado en los huecos de la cubierta del cuerpo. El sistema respiratorio de la lanceta está representado hendiduras branquiales penetrando la pared del intestino anterior - la faringe. En los peces, debajo de las branquias se encuentran branquias, abundantemente penetrado por los vasos sanguíneos más pequeños. En los vertebrados terrestres, los órganos respiratorios son pulmones. La evolución de la respiración en los vertebrados siguió el camino de aumentar el área de los tabiques pulmonares implicados en el intercambio gaseoso, mejorando sistemas de transporte suministro de oxígeno a las células ubicadas dentro del cuerpo, y el desarrollo de sistemas que proporcionan ventilación al sistema respiratorio.

La estructura y funciones del sistema respiratorio.

Una condición necesaria para la actividad vital de un organismo es un constante intercambio de gases entre el organismo y el medio ambiente. Los órganos a través de los cuales circula el aire inhalado y exhalado se combinan en un aparato respiratorio. El sistema respiratorio está formado por la cavidad nasal, faringe, laringe, tráquea, bronquios y pulmones. La mayoría de ellos son vías respiratorias y sirven para llevar aire a los pulmones. El proceso de intercambio de gases tiene lugar en los pulmones. Al respirar, el cuerpo recibe oxígeno del aire, que es transportado por la sangre por todo el cuerpo. El oxígeno interviene en complejos procesos oxidativos de sustancias orgánicas, en los que se libera la energía necesaria para el organismo. Los productos finales de la descomposición (dióxido de carbono y parcialmente agua) se excretan del cuerpo al medio ambiente a través del sistema respiratorio.

Funciones del sistema respiratorio

• Proporcionar a las células del cuerpo oxígeno O 2.
• Eliminación del cuerpo de dióxido de carbono CO 2, así como algunos productos finales del metabolismo (vapor de agua, amoníaco, sulfuro de hidrógeno).

cavidad nasal

Las vías respiratorias comienzan en cavidad nasal, que a través de las fosas nasales se conecta con el entorno. Desde las fosas nasales, el aire pasa a través de las fosas nasales revestidas de epitelio mucoso, ciliado y sensible. La nariz externa consta de formaciones de hueso y cartílago y tiene la forma de una pirámide irregular, que varía según las características estructurales de una persona. La composición del esqueleto óseo de la nariz externa incluye los huesos nasales y la parte nasal del hueso frontal. El esqueleto cartilaginoso es una continuación del esqueleto óseo y consiste en cartílago hialino. varias formas. La cavidad nasal tiene una inferior, superior y dos paredes laterales. La pared inferior está formada por el paladar duro, la superior por el platillo etmoidal del hueso etmoides, la lateral por el maxilar superior, el hueso lagrimal, el platillo orbitario del hueso etmoides, el hueso palatino y el esfenoides. La cavidad nasal está dividida en partes derecha e izquierda por el tabique nasal. El tabique nasal está formado por un vómer, placa perpendicular del hueso etmoides, y se complementa por delante con un cartílago cuadrangular del tabique nasal.

En las paredes laterales de la cavidad nasal hay cornetes, tres en cada lado, lo que aumenta la superficie interna de la nariz, con la que entra en contacto el aire inhalado.

La cavidad nasal está formada por dos estrechos y sinuosos Fosas nasales. Aquí el aire se calienta, se humedece y se libera de partículas de polvo y microbios. La membrana que recubre las fosas nasales consta de células que secretan moco y células del epitelio ciliado. Con el movimiento de los cilios, la mucosidad, junto con el polvo y los microbios, salen de las fosas nasales.

La superficie interna de las fosas nasales está abundantemente provista de vasos sanguíneos. El aire inhalado ingresa a la cavidad nasal, se calienta, se humedece, se limpia de polvo y se neutraliza parcialmente. Desde la cavidad nasal, ingresa a la nasofaringe. Luego, el aire de la cavidad nasal ingresa a la faringe, y de allí, a la laringe.

Laringe

Laringe- una de las divisiones de las vías respiratorias. El aire entra aquí desde las fosas nasales a través de la faringe. Hay varios cartílagos en la pared de la laringe: tiroides, aritenoides, etc. En el momento de tragar los alimentos, los músculos del cuello elevan la laringe, y el cartílago epiglotal desciende y la laringe se cierra. Por lo tanto, la comida solo ingresa al esófago y no a la tráquea.

En la parte estrecha de la laringe se encuentran cuerdas vocales, en el medio entre ellos está la glotis. A medida que pasa el aire, las cuerdas vocales vibran y producen sonido. La formación del sonido se produce al exhalar con el movimiento del aire controlado por una persona. Los siguientes están involucrados en la formación del habla: la cavidad nasal, los labios, la lengua, el paladar blando, los músculos faciales.

Tráquea

La laringe entra tráquea(tráquea), que tiene la forma de un tubo de unos 12 cm de largo, en cuyas paredes existen semianillos cartilaginosos que no permiten su hundimiento. Su pared posterior está formada por una membrana de tejido conjuntivo. La cavidad traqueal, como la cavidad de otras vías respiratorias, está revestida con epitelio ciliado, lo que evita que el polvo y otros cuerpos extraños penetren en los pulmones. La tráquea ocupa una posición media, detrás de ella está adyacente al esófago, y a los lados hay haces neurovasculares. parte delantera región cervical la tráquea está cubierta por músculos y en la parte superior también está cubierta por la glándula tiroides. La tráquea torácica está cubierta al frente por el mango del esternón, los restos de la glándula del timo y los vasos. Desde el interior, la tráquea está cubierta con una membrana mucosa que contiene una gran cantidad de tejido linfoide y glándulas mucosas. Al respirar, pequeñas partículas de polvo se adhieren a la membrana mucosa humedecida de la tráquea, y los cilios del epitelio ciliado las devuelven a la salida del tracto respiratorio.

El extremo inferior de la tráquea se divide en dos bronquios, que luego se ramifican muchas veces, ingresan a los pulmones derecho e izquierdo, formando un "árbol bronquial" en los pulmones.

bronquios

En la cavidad torácica, la tráquea se divide en dos bronquio- izquierda y derecha. Cada bronquio ingresa al pulmón y allí se divide en bronquios de menor diámetro, que se ramifican en los tubos más pequeños que contienen aire: los bronquiolos. Como resultado de una mayor ramificación, los bronquiolos pasan a extensiones: pasajes alveolares, en cuyas paredes hay protuberancias microscópicas llamadas vesículas pulmonares, o alvéolos.

Las paredes de los alvéolos están construidas a partir de un epitelio delgado especial de una sola capa y están densamente trenzadas con capilares. El espesor total de la pared de los alvéolos y la pared del capilar es de 0,004 mm. A través de esta pared más delgada, se produce el intercambio de gases: el oxígeno ingresa a la sangre desde los alvéolos y el dióxido de carbono regresa. Hay cientos de millones de alvéolos en los pulmones. Su superficie total en un adulto es de 60 a 150 m 2. debido a esto, una cantidad suficiente de oxígeno ingresa a la sangre (hasta 500 litros por día).

Pulmones

Pulmones ocupan casi toda la cavidad de la cavidad torácica y son órganos elásticos esponjosos. En la parte central del pulmón hay puertas, donde entran los bronquios, la arteria pulmonar, los nervios y salen las venas pulmonares. El pulmón derecho está dividido por surcos en tres lóbulos, el izquierdo en dos. En el exterior, los pulmones están cubiertos con una película delgada de tejido conectivo: la pleura pulmonar, que pasa a la superficie interna de la pared de la cavidad torácica y forma la pleura parietal. Entre estas dos películas hay un espacio pleural lleno de líquido que reduce la fricción durante la respiración.

En el pulmón se distinguen tres superficies: la externa, o costal, la medial, enfrentada al otro pulmón, y la inferior, o diafragmática. Además, se distinguen dos bordes en cada pulmón: anterior e inferior, separando las superficies diafragmática y medial de la costal. Posteriormente, la superficie costal sin un borde afilado pasa a la medial. Limite frontal el pulmón izquierdo tiene una muesca cardíaca. Sus puertas están ubicadas en la superficie medial del pulmón. Las puertas de cada pulmón incluyen el bronquio principal, la arteria pulmonar, que lleva sangre venosa al pulmón, y los nervios que inervan el pulmón. Dos venas pulmonares salen de las puertas de cada pulmón, que llevan sangre arterial al corazón y vasos linfáticos.

Los pulmones tienen surcos profundos que los dividen en lóbulos: superior, medio e inferior, y en los dos izquierdos: superior e inferior. Las dimensiones del pulmón no son las mismas. El pulmón derecho es algo más grande que el izquierdo, mientras que es más corto y ancho, lo que corresponde a una posición más alta de la cúpula derecha del diafragma debido a la ubicación del hígado en el lado derecho. Color de los pulmones normales infancia rosa pálido, y en adultos adquieren un color gris oscuro con un tinte azulado, como consecuencia de la deposición de partículas de polvo que ingresan con el aire. El tejido pulmonar es suave, delicado y poroso.

intercambio de gases pulmonares

En el complejo proceso de intercambio gaseoso se distinguen tres fases principales: la respiración externa, la transferencia de gases por la sangre y la respiración interna o tisular. La respiración externa une todos los procesos que ocurren en el pulmón. se lleva a cabo Aparato de respiración, que incluye el tórax con los músculos que lo ponen en movimiento, el diafragma y los pulmones con las vías respiratorias.

El aire que ingresa a los pulmones durante la inhalación cambia su composición. El aire de los pulmones cede parte del oxígeno y se enriquece con dióxido de carbono. El contenido de dióxido de carbono en la sangre venosa es mayor que en el aire de los alvéolos. Por lo tanto, el dióxido de carbono sale de la sangre en los alvéolos y su contenido es menor que en el aire. Primero, el oxígeno se disuelve en el plasma sanguíneo, luego se une a la hemoglobina y nuevas porciones de oxígeno ingresan al plasma.

La transición de oxígeno y dióxido de carbono de un medio a otro ocurre debido a la difusión de una concentración más alta a una más baja. Aunque la difusión procede lentamente, la superficie de contacto de la sangre con el aire en los pulmones es tan grande que proporciona completamente el intercambio gaseoso necesario. Se ha calculado que el intercambio gaseoso completo entre la sangre y el aire alveolar puede ocurrir en un tiempo tres veces más corto que el tiempo de residencia de la sangre en los capilares (es decir, el cuerpo tiene reservas significativas de suministro de oxígeno a los tejidos).

La sangre venosa, una vez en los pulmones, desprende dióxido de carbono, se enriquece con oxígeno y se convierte en sangre arterial. En un gran círculo, esta sangre diverge a través de los capilares hacia todos los tejidos y da oxígeno a las células del cuerpo, que la consumen constantemente. Las células liberan más dióxido de carbono como resultado de su actividad vital aquí que en la sangre, y se difunde desde los tejidos hacia la sangre. Así, la sangre arterial, habiendo pasado a través de los capilares de la circulación sistémica, se vuelve venosa y la mitad derecha del corazón va a los pulmones, donde nuevamente se satura de oxígeno y libera dióxido de carbono.

En el cuerpo, la respiración se lleva a cabo con la ayuda de mecanismos adicionales. medios líquidos, que forman parte de la sangre (su plasma), tienen una baja solubilidad de los gases en ellos. Por tanto, para que una persona exista, necesitaría tener un corazón 25 veces más potente, pulmones 20 veces más potentes y bombear más de 100 litros de líquido (y no cinco litros de sangre) en un minuto. La naturaleza ha encontrado una forma de superar esta dificultad adaptando una sustancia especial, la hemoglobina, para transportar oxígeno. Gracias a la hemoglobina, la sangre puede unir oxígeno 70 veces y dióxido de carbono, 20 veces más que la parte líquida de la sangre, su plasma.

Alvéolo- una burbuja de pared delgada con un diámetro de 0,2 mm llena de aire. La pared de los alvéolos está formada por una sola capa de células epiteliales planas, a lo largo de cuya superficie exterior se ramifica una red de capilares. Así, el intercambio de gases se produce a través de un tabique muy fino formado por dos capas de células: las paredes del capilar y las paredes de los alvéolos.

Intercambio de gases en los tejidos (respiración tisular)

El intercambio de gases en los tejidos se realiza en los capilares según el mismo principio que en los pulmones. El oxígeno de los capilares tisulares, donde su concentración es alta, pasa al líquido tisular con una concentración de oxígeno más baja. Desde el líquido tisular, penetra en las células e inmediatamente entra en reacciones de oxidación, por lo que prácticamente no hay oxígeno libre en las células.

El dióxido de carbono, de acuerdo con las mismas leyes, proviene de las células, a través del líquido tisular, hacia los capilares. El dióxido de carbono liberado promueve la disociación de la oxihemoglobina y entra en combinación con la hemoglobina, formando carboxihemoglobina transportado a los pulmones y liberado a la atmósfera. En la sangre venosa que fluye de los órganos, el dióxido de carbono se encuentra tanto en estado combinado como disuelto en forma de ácido carbónico, que se descompone fácilmente en agua y dióxido de carbono en los capilares de los pulmones. Ácido carbónico también puede entrar en compuestos con sales de plasma, formando bicarbonatos.

En los pulmones, por donde entra la sangre venosa, el oxígeno vuelve a saturar la sangre y el dióxido de carbono de la zona de alta concentración (capilares pulmonares) pasa a la zona de baja concentración (alvéolos). Para el intercambio normal de gases, el aire de los pulmones se reemplaza constantemente, lo que se logra mediante ataques rítmicos de inhalación y exhalación, debido a los movimientos de los músculos intercostales y el diafragma.

Transporte de oxígeno en el cuerpo.

El significado de la respiración.

Aliento es un conjunto de procesos fisiológicos que facilitan el intercambio de gases entre el organismo y el medio ambiente ( respiración externa), y procesos oxidativos en las células, como resultado de lo cual se libera energía ( respiración interna). Intercambio de gases entre la sangre y aire atmosférico (el intercambio de gases) - llevado a cabo por los órganos respiratorios.

La comida es la fuente de energía del cuerpo. El principal proceso que libera la energía de estas sustancias es el proceso de oxidación. Se acompaña de la unión de oxígeno y la formación de dióxido de carbono. Teniendo en cuenta que no existen reservas de oxígeno en el cuerpo humano, su suministro continuo es vital. El cese del acceso de oxígeno a las células del cuerpo conduce a su muerte. Por otro lado, el dióxido de carbono formado en el proceso de oxidación de sustancias debe eliminarse del cuerpo, ya que la acumulación de una cantidad significativa pone en peligro la vida. La absorción de oxígeno del aire y la liberación de dióxido de carbono se realiza a través del sistema respiratorio.

El significado biológico de la respiración es:

• proporcionar oxígeno al cuerpo;
• eliminación de dióxido de carbono del cuerpo;
• oxidación de compuestos orgánicos de BJU con la liberación de energía necesaria para que una persona viva;
• eliminación de los productos finales del metabolismo ( vapores de agua, amoníaco, sulfuro de hidrógeno, etc.).

Aliento- este es un proceso tan natural para nosotros que, probablemente, pocas personas piensan en cómo respiramos y qué. Pensé en esto cuando era niño, cuando mi respiración se vio perturbada por un resfriado. Entonces mi nariz tapada simplemente no me dejaba pensar en nada más.

Lo que todos respiramos

Desde el banco de la escuela, todos sabemos que para que una persona respire se necesita oxigeno. el es uno de los mas elementos importantes necesarios para mantener la vida en nuestro planeta contigo en la forma en que estamos acostumbrados. El oxígeno se encuentra no sólo en el aire. También es un componente constituyente de la hidrosfera terrestre. Es por este hecho que el agua también tiene vida.

cómo elemento químico se ha encontrado oxigeno Carlos Schele allá por 1773.

Datos sobre el oxígeno

El oxígeno no solo es vital, sino también un elemento muy curioso. daré una selección datos interesantes del que quizás no hayas oído hablar todavía:

¿Qué pasa si respiras oxígeno puro?

Como dije anteriormente, el oxígeno en forma pura y en altas concentraciones es peligroso e incluso venenoso. ¿Y qué le sucederá a una persona si lo respira durante algún tiempo?

habitual para nosotros contenido normal de oxígeno en el aire acerca de 21% . El envenenamiento del cuerpo ocurre si este contenido se eleva al 50%. Esto puede provocar un aumento en la concentración de dióxido de carbono en el cuerpo, convulsiones, tos, pérdida de la visión y, en última instancia, la muerte.

El arte de respirar consiste en exhalar casi nada de dióxido de carbono y perderlo lo menos posible. Como ejemplo, la reacción de la biosíntesis de las plantas es la absorción de dióxido de carbono, la utilización de carbono y la liberación de oxígeno, y fue en ese momento que existía una vegetación muy exuberante en el planeta. El dióxido de carbono CO2 se produce constantemente en las células del cuerpo.

La respiración es el intercambio de gases, por un lado, entre la sangre y el ambiente externo (respiración externa), por otro lado, el intercambio de gases entre la sangre y las células tisulares (respiración interna o tisular).

¿Por qué la gente necesita dióxido de carbono?

El oxígeno está involucrado en el metabolismo. Por lo tanto, el cese del suministro de oxígeno conduce a la muerte de los tejidos y del cuerpo. parte principal El sistema respiratorio del cuerpo humano son los pulmones, que realizan la función principal de la respiración: el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre el cuerpo y el medio ambiente externo. Tal intercambio es posible debido a una combinación de ventilación, difusión de gases a través de la membrana alvéolo-capilar y circulación pulmonar.

¿Cómo se distribuye el dióxido de carbono en la atmósfera terrestre?

Durante la respiración externa, el oxígeno de ambiente externo entregado a los alvéolos de los pulmones. El proceso de respiración externa comienza con el tracto respiratorio superior, que purifica, calienta y humedece el aire inhalado. La ventilación pulmonar depende del intercambio respiratorio y de la frecuencia respiratoria. La difusión del oxígeno se lleva a cabo a través del ácino. unidad estructural pulmón, que consiste en los bronquiolos respiratorios y los alvéolos.

Los organismos necesitan oxígeno para respirar. La falta de oxígeno en el aire afecta la vida de los organismos vivos. Si la cantidad de oxígeno en el aire disminuye a 1/3 de su parte, entonces la persona pierde el conocimiento, y cuando disminuye a 1/4, la respiración se detiene y se produce la muerte.

Se sopla en altos hornos para acelerar la fundición de metales. El dióxido de carbono se forma durante la combustión (madera, turba, carbón, petróleo). Una gran cantidad se libera al aire durante la respiración de los organismos, incluidos los humanos. Al ser más pesado que el aire, el dióxido de carbono es más Situado en las capas inferiores de la atmósfera, se acumula en las depresiones de la Tierra (cuevas, minas, desfiladeros).

El hombre utiliza ampliamente el dióxido de carbono para carbonatar frutas y agua mineral cuando se embotella. El dióxido de carbono, como el oxígeno, bajo una fuerte compresión y baja temperatura de un estado gaseoso pasa a un estado líquido y sólido. El dióxido de carbono en estado sólido se llama hielo seco. se aplica en cuartos frios conservando helados, carnes y otros productos.

El dióxido de carbono no favorece la combustión, es más pesado que el aire y, por lo tanto, se usa para extinguir incendios. ¿Por qué las personas y otros organismos vivos no pueden vivir sin oxígeno? ¿Por qué siempre hay oxígeno en el aire? ¿Cómo se produce el oxígeno líquido y dónde se utiliza?

¿De dónde vienen las burbujas (dióxido de carbono) en los refrescos?

El aire es una mezcla de gases naturales: nitrógeno, oxígeno, argón, dióxido de carbono, agua e hidrógeno. Es la principal fuente de energía para todos los organismos y la clave para un crecimiento saludable y una larga vida. Gracias al aire en los organismos, tiene lugar el proceso de metabolismo y desarrollo. Los componentes fundamentales necesarios para el crecimiento y la vida de las plantas son el oxígeno, el dióxido de carbono, el vapor de agua y el aire del suelo. El oxígeno es necesario para la respiración y el dióxido de carbono para la nutrición de carbono.

Las raíces, hojas y tallos de las plantas también necesitan este elemento. El dióxido de carbono ingresa a la planta a través de sus estomas hacia el medio foliar, ingresando a las células. Cuanto mayor sea la concentración de dióxido de carbono, mejor será la vida vegetal. El aire también juega un papel especial en la formación de tejidos mecánicos en las plantas terrestres.

La edad, el sexo, la talla y la actividad física están directamente relacionados con la cantidad de aire consumido. Los animales son muy sensibles a la falta de oxígeno. Esto conduce a la acumulación de sustancias tóxicas nocivas en el cuerpo. El oxígeno es necesario para saturar la sangre y los tejidos de un ser vivo. Por lo tanto, con la falta de este elemento en los animales, la respiración se acelera, el flujo sanguíneo se acelera, los procesos oxidativos en el cuerpo disminuyen y el animal se vuelve inquieto.

El dióxido de carbono no tiene la culpa del calentamiento global

El aire es un factor vital para una persona. Es transportado por la sangre por todo el cuerpo, saturando cada órgano y cada célula del cuerpo. Es en el aire donde tiene lugar el intercambio de calor del cuerpo humano con el medio ambiente. La esencia de este intercambio es la liberación de calor por convección y la evaporación de la humedad de sus pulmones humanos. Con la ayuda de la respiración, una persona satura el cuerpo con energía. La razón de esto es la actividad industrial y tecnogénica del hombre.

Un adulto, estando en reposo, realiza una media de 14 movimientos respiratorios por minuto, sin embargo, la frecuencia respiratoria puede sufrir importantes fluctuaciones (de 10 a 18 por minuto). Un adulto respira de 15 a 17 veces por minuto y un niño recién nacido respira 1 vez por segundo. La exhalación tranquila habitual se produce en gran medida de forma pasiva, mientras que los músculos intercostales internos y algunos músculos abdominales están trabajando activamente.

Distinguir entre el tracto respiratorio superior e inferior. La transición simbólica del tracto respiratorio superior al inferior se lleva a cabo en la intersección de los sistemas digestivo y respiratorio en la parte superior de la laringe. La inhalación y la exhalación se realizan cambiando el tamaño del tórax con la ayuda de los músculos respiratorios. Durante una respiración (en un estado de calma), 400-500 ml de aire ingresan a los pulmones. Este volumen de aire se denomina volumen corriente (TO). La misma cantidad de aire ingresa a la atmósfera desde los pulmones durante una exhalación tranquila.

Después de la exhalación máxima, quedan alrededor de 1500 ml de aire en los pulmones, llamado volumen residual de los pulmones. La respiración es una de las pocas funciones corporales que se pueden controlar consciente e inconscientemente. Tipos de respiración: profunda y superficial, frecuente y rara, superior, media (torácica) e inferior (abdominal).

Los pulmones (latín pulmo, otro griego πνεύμων) están ubicados en la cavidad torácica, rodeados por los huesos y músculos del tórax. Además, sistema respiratorio participa en funciones tan importantes como la termorregulación, la formación de la voz, el olfato, la humidificación del aire inhalado.

Con una disminución de la temperatura ambiente, el intercambio de gases en animales de sangre caliente (especialmente en los pequeños) aumenta como resultado de un aumento en la producción de calor. En humanos, cuando se trabaja a potencia moderada, aumenta, después de 3-6 minutos. después de que comienza, alcanza un cierto nivel y luego permanece en este nivel durante todo el tiempo de trabajo. Estudios de cambios en el intercambio gaseoso a nivel estándar trabajo físico se utilizan en la fisiología del trabajo y el deporte, en la clínica para evaluar el estado funcional de los sistemas involucrados en el intercambio de gases.

¿Cuál es el uso del oxígeno en la industria? Resultó que el dióxido de carbono, hasta cierto límite, contribuye a una asimilación más completa del oxígeno por parte del cuerpo. El dióxido de carbono también está involucrado en la biosíntesis de proteína animal, algunos científicos ven esto como causa posible la existencia de animales y plantas gigantes hace muchos millones de años.