Wymiana gazowa w płucach i tkankach, Egzaminy z Transport

Pobierz Wymiana gazowa w płucach i tkankach i więcej Egzaminy w PDF z Transport tylko na Docsity! Wymiana gazowa w płucach i tkankach Wprowadzenie Przeczytaj Animacja Sprawdź się Dla nauczyciela Gdy chcieliśmy się dowiedzieć, jak powstało życie na Ziemi, zgłębialiśmy tajemnice biogenezy. Wiemy, że pierwotna atmosfera naszej planety była redukująca, czyli nie zawierała tlenu. Poznaliśmy też przebieg fotosyntezy i potrafimy określić, na czym polega związek między powstaniem na Ziemi komórek fotosyntezujących a pojawieniem się tlenu w atmosferze. Tlen pochodzący z atmosfery jest niezbędny naszym komórkom do pełnego wykorzystania energii zgromadzonej w cząsteczkach glukozy. Dzięki poznaniu budowy i działania układu krwionośnego człowieka potrafimy opisać mechanizmy oraz drogi transportu tlenu i glukozy do tkanek ciała. Pozostaje nam więc jeszcze jedno pytanie: jak to się dzieje, że tlen z powietrza trafia do naszej krwi? Twoje cele Omówisz budowę układu oddechowego człowieka. Wyjaśnisz, na czym polega wymiana gazowa w płucach człowieka. Wyjaśnisz, na czym polega wymiana gazowa pomiędzy krwią a komórkami tkanek. Płuca to narząd oddechowy kręgowców. Pełnią dwie funkcje: oddechową i filtrującą. Źródło: Flickr, domena publiczna. Wymiana gazowa w płucach i tkankach rozpada się, uwalniając tlen. Rozpadowi oksyhemoglobiny sprzyja wzrost temperatury ciała (gorączka), wzrost ciśnienia parcjalnego CO (tzw. hiperkapnia), a także obniżenie pH krwi. Następnie tlen przenika przez cienkie ściany naczyń włosowatych (na drodze dyfuzji, zgodnie z różnicą stężeń) i za pośrednictwem płynu tkankowego trafia do komórek ciała, gdzie wymieniany jest z dwutlenkiem węgla. W erytrocytach znajduje się enzym przekształcający gazową postać CO w jony wodorowęglanowe. W tej właśnie postaci 70% dwutlenku węgla wędruje w osoczu do płuc, zaś pozostałe 30% pozostaje w erytrocytach i łącząc się z hemoglobiną, tworzy karbaminohemoglobinę. Wymiana gazowa pomiędzy krwią, a komórkami ciała. Hb – hemoglobina niezwiązana HHb – deoksyhemoglobina HbO – oksyhemoglobina, hemoglobina związana z 4 cząsteczkami tlenu HHbCO – karbaminohemoglobina, hemoglobina związana z dwutlenkiem węgla Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Ciemna, zawierająca duże ilości dwutlenku węgla krew jest zbierana z tkanek i żyłami płynie do serca, skąd tętnicami płucnymi trafia do naczyń włosowatych oplatających pęcherzyki płucne. Jony wodorowęglanowe ponownie łączą się z erytrocytami i odzyskują swoją pierwotną, gazową postać, a karbaminohemoglobina rozpada się, uwalniając CO . Dyfunduje on z krwi do światła pęcherzyków i zostaje usunięty z wydechem. 2 2 2 2 2 Wymiana gazów pomiędzy ścianą pęcherzyka płucnego a ścianą naczynia włosowatego. Pa – Paskal, jednostka ciśnienia w układzie SI. Ciśnienie o wartości 1 Pa naciska siłą 1N na powierzchnię 1m . W praktyce spotyka się: - hektopaskal [hPa] – 1 hPa = 10 Pa = 100 Pa - kilopaskal [kpa] – 1 kPa = 10 Pa = 1000 Pa - megapaskal [MPa] – 1 MPa = 10 Pa = 1000000 Pa Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Układ buforowy organizmu – bufor wodorowęglanowy Dwutlenek węgla we krwi występuje w postaci jonu wodorowęglanowego (HCO ), który stanowi składnik buforu wodorowęglanowego. Enzym anhydraza węglanowa katalizuje reakcję dwutlenku węgla z wodą, w wyniku której powstaje kwas węglowy dysocjujący na protony wodorowe i jon wodorowęglanowy: Bufor ten jest jednym z elementów układu buforowego odpowiedzialnego za utrzymanie równowagi kwasowo‐zasadowej organizmu. Niedobór dwutlenku węgla, spowodowany np. hiperwentylacją, prowadzi do wzrostu zasadowości krwi, powodując tzw. zasadowicę (alkalozę). Nadmiar dwutlenku węgla, spowodowany np. hipowentylacją, prowadzi do zakwaszenia krwi, powodując tzw. kwasicę (acydozę). Słownik 2 2 3 6 3 – CO 2 +H 2 O  ⇔  H 2 CO 3   ⇔  H + +HCO − 3 acydoza stan obniżonego pH, zaburzenie równowagi kwasowo‐zasadowej spowodowanej wzrostem stężenia jonów wodorowych w płynach ustrojowych, przyczyną wzrostu stężenia jonów wodorowych może być zwiększenie zawartości kwasów lub utrata zasad alkaloza stan podwyższonego pH osocza krwi; zaburzenie równowagi kwasowo‐zasadowej spowodowanej zmniejszeniem zawartości kwasów lub zwiększeniem zawartości zasad anhydraza węglanowa enzym katalizujący odwracalną reakcję powstawania jonu wodorowęglanowego HCO  z wody i dwutlenku węgla (CO ) hemoglobina (HbA) czerwona hemoproteina występująca w erytrocytach kręgowców i hemolimfie niektórych bezkręgowców, zdolna do odwracalnego łączenia się z tlenem i dzięki temu pełniąca funkcję przenośnika tlenu w organizmie hiperkapnia stan podwyższonego poziomu dwutlenku węgla w ustroju, jest czynnikiem pobudzającym oddychanie; może być następstwem zaburzeń wentylacji w płucach i prowadzić do osłabienia wrażliwości czuciowej, śpiączki z niewydolnością oddechową i śmierci hipokapnia stan zmniejszonej zawartości dwutlenku węgla w organizmie, np. w następstwie hiperwentylacji; wywołuje zwężanie naczyń krwionośnych prowadzące do niedokrwienia mózgu karbaminohemoglobina składnik krwi odtlenowanej, hemoglobina nietrwale połączona z dwutlenkiem węgla, transportuje dwutlenek węgla do płuc, ma ciemnoczerwoną barwę naczynia włosowate (kapilary) najcieńsze naczynia układu krwionośnego i limfatycznego pozbawione włókien mięśniowych w ścianach; ciśnienie krwi w naczyniach włosowatych jest niskie (od 10 do 25 mmHg – od 1,3 do 3,3 kPa), a jej przepływ powolny (ok. 0,5 mm/s); przez bardzo cienką ściankę naczyń włosowatych utworzoną ze śródbłonka i błony podstawnej (odznaczającą się wysoką przepuszczalnością) między krwią i komórkami zachodzi wymiana gazów oddechowych, substancji odżywczych i różnorodnych produktów przemiany materii 3 - 2 Sprawdź się Pokaż ćwiczenia: 輸醙難 Ćwiczenie 1 Ćwiczenie 2 Wybierz wszystkie prawidłowe stwierdzenia spośród podanych poniżej. Hipowentylacja powoduje zasadowicę (alkalozę). Układem buforującym we krwi jest bufor wodorowęglanowy. Hiperwentylacja powoduje kwasicę (acydozę). Układem buforującym we krwi jest bufor octanowy. Zadaniem buforów jest utrzymywanie względnie stałego pH krwi, niezależnie od wprowadzonej do organizmu substancji egzogennej.      輸 輸 Ćwiczenie 3 Ułóż w prawidłowej kolejności etapy wędrówki gazów, zaczynając od wdechu powietrza do płuc, a kończąc na wydechu. Uwolnienie dwutlenku węgla z tkanek do krwi Usuwanie dwutlenku węgla z wydychanym powietrzem w płucach Dyfuzja tlenu do tkanek Dyfuzja dwutlenku węgla z krwi do pęcherzyków płucnych Oddychanie komórkowe tlenowe Dyfuzja tlenu z pęcherzyków płucnych do naczyń włosowatych Napływ tlenu do pęcherzyków płucnych Transport tlenu w układzie krwionośnym Ćwiczenie 4 Przyporządkuj danej drodze jej udział procentowy w transporcie dwutlenku węgla. Rozpuszczony fizycznie w płynie osocza około 20% W postaci karbaminohemoglobiny około 70% W postaci jonów wodorowęglanowych około 10%         醙 醙 Ćwiczenie 5 Przyporządkuj poniższe warunki odpowiednim kategoriom. Czynniki sprzyjające wiązaniu hemoglobiny z tlenem Czynniki sprzyjające rozpadowi oksyhemoglobiny Wzrost ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla (hiperkapnia) Kwasica (acydoza) Spadek temperatury Spadek ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla (hipokapnia) Gorączka Zasadowica (alkaloza) 醙 Dla nauczyciela Autor: Anna Juwan Przedmiot: Biologia Temat: Wymiana gazowa w płucach i tkankach Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym Podstawa programowa: Zakres podstawowy Treści nauczania – wymagania szczegółowe V. Budowa i fizjologia człowieka. 4. Wymiana gazowa i krążenie. Uczeń: 4) opisuje wymianę gazową w tkankach i płucach uwzględniając powinowactwo hemoglobiny do tlenu w różnych warunkach pH i temperatury krwi oraz ciśnienia parcjalnego tlenu w środowisku zewnętrznym; planuje i przeprowadza doświadczenie wykazujące różnice w zawartości dwutlenku węgla w powietrzu wdychanym i wydychanym; Zakres rozszerzony Treści nauczania – wymagania szczegółowe XI. Funkcjonowanie zwierząt. 2. Porównanie poszczególnych czynności życiowych zwierząt, z uwzględnieniem struktur odpowiedzialnych za ich przeprowadzanie. 3) Wymiana gazowa i krążenie. Uczeń: h) opisuje wymianę gazową w tkankach i płucach, uwzględniając powinowactwo hemoglobiny do tlenu w różnych warunkach pH i temperatury krwi oraz ciśnienia parcjalnego tlenu w środowisku zewnętrznym; planuje i przeprowadza doświadczenie wykazujące różnice w zawartości dwutlenku węgla w powietrzu wdychanym i wydychanym, Kształtowane kompetencje kluczowe: kompetencje cyfrowe; kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się; kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii. Cele operacyjne ( językiem ucznia): Omówisz budowę układu oddechowego człowieka. Wyjaśnisz, na czym polega wymiana gazowa w płucach człowieka. Wyjaśnisz, na czym polega wymiana gazowa pomiędzy krwią a komórkami tkanek. Strategie nauczania: konstruktywizm; konektywizm. Metody i techniki nauczania: z użyciem komputera; rozmowa kierowana; ćwiczenia interaktywne; animacja; śniegowa kula. Formy pracy: praca indywidualna; praca w parach; praca w grupach; praca całego zespołu klasowego. Środki dydaktyczne: komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda. Przed lekcją: 1. Przygotowanie do zajęć. Nauczyciel loguje się na platformie i udostępnia uczniom e‐materiał „Wymiana gazowa w płucach i tkankach”. Prosi uczestników zajęć o zapoznanie się z tekstem w sekcji „Przeczytaj” i multimedium w sekcji „Animacja”, tak aby podczas lekcji mogli w niej aktywnie uczestniczyć i rozwiązywać zadania. Przebieg lekcji Faza wstępna: 1. Nauczyciel wyświetla cele lekcji i temat zawarte w sekcji „Wprowadzenie”. 2. Rozmowa wprowadzająca. Nauczyciel za pomocą dostępnego w panelu użytkownika raportu weryfikuje przygotowanie uczniów do lekcji. Prosi wybranego ucznia o przeczytanie pytania znajdującego się we wprowadzeniu wyświetlonym na tablicy: „Jak to się dzieje, że tlen z powietrza trafia do naszej krwi?” i rozpoczęcie rozmowy na podstawie przeczytanego przed lekcją tekstu. Faza realizacyjna: 1. Praca z tekstem. Jeśli nauczyciel uzna, że przygotowanie uczniów jest niewystarczające, prosi ich o zapoznanie się z treścią z sekcji „Przeczytaj”. Następnie uczniowie omawiają przebieg wymiany gazowej w organizmie, wykorzystując ilustracje z e‐materiału wyeksponowane na tablicy interaktywnej. 2. Kula śniegowa. Nauczyciel informuje uczniów, że będą pracować metodą kuli śniegowej, poszukując w udostępnionym e‐materiale odpowiedzi na następujące pytania: – Jak przebiega wymiana gazowa w płucach człowieka? – Jak przebiega wymiana gazowa pomiędzy krwią a komórkami tkanek? – Jaką funkcję pełnią poszczególne elementy układu oddechowego człowieka? – Jaką rolę odgrywa hemoglobina w wymianie gazów pomiędzy ścianą pęcherzyka płucnego a ścianą naczynia włosowatego? – Czym są pęcherzyki płucne, jaką pełnią funkcję i jak są zbudowane? Nauczyciel objaśnia wspomnianą wyżej metodę i wynikające z niej kolejne etapy pracy: 1) najpierw uczniowie będą indywidualnie opracowywać odpowiedzi na zadane pytania; 2) potem połączą się w pary i porównają swoje propozycje, a na osobnej kartce zapiszą wspólne odpowiedzi; 3) kolejnym krokiem będzie połączenie się par w czwórki, które – jak poprzednio – skonfrontują swoje odpowiedzi; 4) uczniowie utworzą 8‐osobowe zespoły i znów porównają swoje propozycje; 5) przedstawiciele poszczególnych zespołów 8‐osobowych zaprezentują na forum klasy uzgodnione w grupie odpowiedzi. 3. Utrwalanie wiedzy i umiejętności. Nauczyciel wyświetla na tablicy treść ćwiczenia 7 (dotyczącego wpływu wieloletniego palenia papierosów na wymianę gazową) z sekcji „Sprawdź się”. Wraz z uczniami rozwiązuje je na forum klasy. 4. Nauczyciel wyświetla na tablicy po kolei ćwiczenia nr od 1 do 5. Zespół klasowy zostaje podzielony na 4‐osobowe grupy, które rozwiązują zadania na czas. Najszybsza grupa przedstawia swoje propozycje i omawia je na forum klasy. Pozostali uczniowie weryfikują przedstawione odpowiedzi. Jeśli są one poprawne, grupa wygrywa. Faza podsumowująca: 1. Uczniowie rozwiązują ćwiczenie nr 6 (typu „prawda/fałsz”) z sekcji „Sprawdź się”. Następnie przygotowują podobne zadanie dla osoby z pary: wymyślają trzy prawdziwe lub fałszywe zdania dotyczące tematu lekcji. Uczniowie wykonują ćwiczenie otrzymane od kolegi lub koleżanki. 2. Nauczyciel wyświetla temat lekcji i cele zawarte w sekcji „Wprowadzenie”, podsumowuje omawiany na lekcji materiał, wyjaśnia wątpliwości uczniów. Praca domowa: 1. Wykonaj polecenie nr 2 z sekcji „Animacja”.