عمليات التنفس وتبادل الغازات
الأسبوع الخامس / الدرس الخامس عشر
عدد مستويات عملية التنفس : الجواب / يوجد نوعين من مستويات التنفس هما كالتالي:
1) على مستوى الخلية ويسمى بالتنفس الخلوي. 2) على مستوي الكائن الحي ويسمى التنفس العام.
ما هو الهدف الأساسي من عملية التنفس: إنتاج الطاقة الكيميائية التي يحتاجها الكائن الحي للقيام بوظائفه الحيوية المختلفة من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تحتاج إلى مواد عضوية خام كالجلكوز و الإنزيمات.
أنواع التنفس :
1) التنفس اللاهوائي ( التخمر) وهو الذي يتم بمعزل عن الأكسجين.
2) التنفس الهوائي: وهو الذي يستلزم وجود الأكسجين لأكسدة الجلوكوز.
أولاً: التنفس اللاهوائي(التخمر):
يوجد في الكائنات وحيدة الخلية كالخميرة وخلايا عضلات الإنسان عند القيام بمجهود عضلي. إن عملية التخمر لا تؤدي إلى التفكيك الكامل للجلوكوز ولهذا فإنه من المتوقع لا تُنتج كمية كبيرة من الطاقة.
خطوات عملية التنفس اللاهوائي:
1 يتفكك الجلوكوز المحتوي على 6 ذرات كربون إلى جزيئين من حمض البيروفيك المحتوي على 3 ذرات كربون
2 النتيجة النهائية تكون ثاني أكسيد الكربون والإثانول أو تكوين حمض اللبن (اللاكتيك)
3 الناتج الصافي للطاقة في أثناء عملية التنفس اللاهوائي للجلوكوز هي فقط جزيئان من ( ATP)
المعادلة رقم 1: C6 H12 O6 2CH3.CO.COOH 2CH3.CHOH.COOH + 2ATP
عملية تخمر الجلوكوز في بكتريا اللبن وعضلات الإنسان
المعادلة2 : C6 H12 O6 2CH3.CO.COOH 2CH3.CH2.OH + 2CO2 + 2ATP
عملية تخمر الجلوكوز في الخميرة.
ثانياً: التنفس الهوائي: ويوجد في أغلب الحيوانات والنباتات ويتم فيه
1- تبدأ التفاعلات في سيتوبلازم الخلية وتكتمل في الميتوكندريا
2- يتم تفتيت كامل للجلوكوز إلى مكوناته ماء و ثاني أكسيد كربون
3- إنتاج طاقة كيميائية مقدارها 38 جزيئاً من ( ATP )
تبادل الغازات في الحيوانات التي لا تحتوي على جهاز خاص بالتنفس
الأسبوع السادس/ الدرس السابع عشر
صف عملية تبادل الغازات في الكائنات وحيدة الخلية وعديدة الخلايا؟
1- الحيوانات وحيدة الخلية مثل الأميبا و البراميسيوم يتم تبادل الغازات بعملية الانتشار من خلال أغشيتها الخلوية
2- الحيوانات عديدة الخلايا مثل الهيدرا ودودة البلاناريا يتم تبادل الغازات من خلال تجويف جوفمعوي و يسمح بتعريض الخلايا الداخلية إلى الوسط المائي الذي تعيش فيه وبواسطة الانتشار المباشر يتم تبادل الغازات.
3- دودة الأرض: تتميز هذه الدودة بأن لها جهازاً دموياً مغلقاً، ومع ذلك فلا يوجد لها جهاز تنفسي، ولكنها تحصل على الأكسجين وتطرد ثاني أكسيد الكربون عن طريق عملية الانتشار من خلال الجلد لأنه مغطى بطبقة مخاطية رطبة تحتوي على غازات مذابة وان جلدها يحتوي على شعيرات دموية قريبه من سطح الدودة وبذلك تتبادل الغازات .
تبادل الغازات في الحيوانات التي تحتوي على أجهزة متخصصة بالتنفس
الأسبوع السادس / الدرس الثامن عشر
إلى كم قسم تنقسم الأسطح التنفسية؟
الأسطح التنفسية للحيوانات تنقسم إلى قسمين:
1- سطوح تنفسية مثنية للداخل مثل القصبات الهوائية ورئتي الإنسان
2- سطوح تنفسية مثنية للخارج مثل خياشيم الأسماك والهدف منها زيادة السطح التنفسي للتمكن من تبادل الغازات بين الحيوان وبيئته.
أولاً التنفس عن طريق القصبات الهوائية: وهي أجهزة تنفس الحشرات ومفصليات الأرجل وتتم بدخول الهواء من الثغور التنفسية حتى تملأ أكياس هوائية لخزن الهواء ثم تتفرع إلى قصبات تبدأ متسعة حتى تصغر وتصل إلى خلايا الجسم وتتبادل الغازات بأخذ الأكسجين وطرد ثاني أكسيد الكربون عن طريق الانتشار.
علل / لماذا تبقى القصبات الهوائية مفتوحة دائماً؟ : لوجود أشرطة حلزونية من مادة الكيتيين.
ثانياً : التنفس بواسطة الخياشيم: يوجد في الحيوانات المائية كالأسماك – الديدان المائية – والقشريات والرخويات – وتكون اقل تعقيداً في نجم البحر والديدان وتكون أكثر تعقيداً في الأسماك
تركيب الخيشوم: من خيوط دقيقة غنية بالشعيرات الدموية المدعومة بتراكيب عظمية وتكون في الوسط المائي وتتبادل الغازات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بطريقة الانتشار المباشر.
عملية تبادل الغازات : لابد أن يمر الماء على سطوح الخياشيم ويتم عن طريق أخذ الماء خلال الفم ثم إغلاق الفم لدفعه حول الخياشيم ثم خروجه إلى الخارج. / في داخل الماء تكون الغازات مذابة
* يوجد غطاء خاص حول الخياشيم في الأسماك لوقايتها من اثر العوامل الخارجية لأنها هشه قابلة للتلف.
التنفس بواسطة الرئتين 1 الأسبوع السابع/ الدرس التاسع عشر.
في أي الكائنات الحية يتم التنفس بالرئتين؟
التنفس بالرئتين يستخدم في الزواحف والطيور والثدييات والقواقع البرية وبعض البرمائيات والأسماك. ويتم نقل الغازات بواسطة الدم لوجود الهيموجلوبين
مم يتكون الجهاز التنفسي في الإنسان: يتكون من الأنف – الحنجرة – القصبة الهوائية – الحويصلات الهوائية.
1- الأنف: ويدخل منه الهواء ويكون نقياً من الشوائب لوجود الشعر /ورطباً لوجود الأغشية المخاطية /ودافئاً لوجود الشعيرات الدموية .
2- الحنجرة . وهي متصلة بالبلعوم وظيفتها إحداث الصوت ووجود لسان المزمار يغلق مجرى الطعام عند التنفس.
3- القصبة الهوائية : وهي عبارة عن حلقات ناقصة الاستدارة من الخلف كي تسمح بمرور الطعام في المريء
4- الحويصلات الهوائية: توجد داخل الرئتين لتزيد من مساحة الرئة وتقدر بحوالي 90 متر مربع وتوجد بداخلها شبكة من الشعيرات الدموية ويحصل تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون عن طريق الانتشار البسيط نظراً لفرق التركيز في الغازات.
· عملية التنفس تتم في خطوتين هما الشهيق عندما يزداد حجم التجويف الصدري وعملية الزفير وهي عملية عكسية .
· علل/ تكون حلقات القصبة الهوائية ناقصة الاستدارة.
الجواب : حتى تسمح بمرور الغذاء من خلفها.
التنفس بواسطة الرئتين 2 الأسبوع السابع / الدرس العشرون
ما هو الفرق بين رئتي الطيور و الثدييات ؟
هناك فرقان هما
1-أن الرئتين في الطيور لا تحتوي على حويصلات هوائية وبدلاً عنها تمتلك شعيرات دموية.
2- اتصال عدد من الأكياس الهوائية برئتي الطائر تساعد في التنفس أثناء الطيران.
التنفس في الطيور والثدييات : يتم التنفس بطريقة التنفس سالب الضغط لأن الهواء لا يدفع إلى الرئتين دفعاً بل يؤخذ نتيجة نقصان الضغط في القفص الصدري.
التنفس في الضفادع : تنفس إيجابي الضغط وسلبي حيث أن الضفدع تتنفس كالتالي:
1- بالجلد في الطور اليافع 2- عن طريق السطح الداخلي لتجويف الفم 3- عن طريق الرئة 4- أما في الطور الأولي فتتنفس بواسطة الخياشيم.
التنفس في الإنسان : تقع حركة عضلة الحجاب الحاجز تحت سيطرة الجهاز العصبي الذاتي ( أي مركز التنفس في النخاع المستطيل ) وعندما تصل السيلات العصبية للحجاب الحاجز تنقبض فيحدث الشهيق. وعند توقف السيلات تعود العضلات إلى موضعها فيحدث الزفير.
عملية نقل الغازات من الخلايا وإليها
الأسبوع السابع/ الدرس الواحد والعشرون
ما هو الهيموجلوبين و ما هي مكوناته؟
الهيموجلوبين مادة مكونة من جلوبين وهي مادة بروتينية والهيم وهو مادة حديدية بروتينية لها قابلية الاتحاد بالأكسجين مكونة الأكسيهيموجلوبين. كما في المعادلة التالية:
O2 + Hb HbO2
أكسجين + هيموجلوبين أكسيهيموجلوبين.
1- نقل الأكسجين : عندما يحدث تبادل الغازات في الحويصلة الهوائية فإن الأكسجين ينتشر إلى الأوعية الدموية وبداخله مادة الهيموجلوبين حيث يتحد معها مكون الأكسيهيموجلوبين ثم يتحرك في الأوعية حتى يصل إلى أنسجة الجسم فيتحلل إلى أكسجين وهيموجلوبين فيحدث أنتشار للإكسجين ويدخل إلى خلايا الجسم كما في الشكل 13-13
2- نقل ثاني أكسيد الكربون: عند نقله يتحول إلى الكربهيموجلوبين لأن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الخلايا يكون عالياً فينتشر إلى الشعيرات الدموية ثم يداخلها ويتحد مع الماء مكوناً حمض الكربون. كم في المعادلة
CO2 + H2 O H2 CO3
ماء + ثاني أكسيد الكربون حمض الكربون
ثم يتحلل حمض الكربون الغير ثابت إل ايونات هيدروجين وأيونات بيكربونات
H2 CO3 (H) + + ( HCO3)-
ثم عندما يصل الرئة يتحول بشكل عكسي
مع خالص تحياتي
