Органи дихання тварин:
а — трахеї, б — зябра, в — легені
Розповідь учителя
Але як би не був побудований орган дихання, він повинен відповідати низці загальних вимог:
1) мати тонкі стінки, які не перешкоджатимуть дифузії газів;
2) завжди бути вологим, щоб не перешкоджати розчиненню кисню і вуглекислого газу у воді;
3) добре забезпечуватися кров’ю або мати контакт з позаклітинними рідинами, що омивають клітини.
Робота в групах
Завдання групам для самостійного опрацювання:
I група — Як відбувається газообмін за рахунок дифузії?
II група — Як відбувається дихання за допомогою зябер?
III група — Як відбувається трахейне дихання?
IV група — Як відбувається легеневе дихання?
Презентація результатів самостійної роботи I групи
Газообмін за рахунок дифузії
Одноклітинні організми, або найпростіші (амеба, інфузорія-туфелька), не мають спеціальних органів дихання. Газообмін у них відбувається за рахунок дифузії внаслідок безпосереднього проникнення газів через поверхню клітини. У результаті процесу дихання, який відбувається в мітохондріях клітин, концентрація кисню в цитоплазмі знижується. Тому кисень проникає до клітини з навколишньої води, де його концентрація вища. Цей процес називають дифузією. Концентрація ж вуглекислого газу у клітині, навпаки, стає вищою, і він виходить назовні, у воду. Газообмін за рахунок дифузії притаманний також і нижчим багатоклітинним тваринам, наприклад губкам, кишковопорожнинним (гідра, медузи, корали), плоским червам (планарія молочно-біла) тощо.
Презентація результатів самостійної роботи II групи
Дихання за допомогою зябер
Багатоклітинні організми, які живуть у воді, дихають зябрами — тонкостінними виростами або зморшками, вкритими тонкою шкірою, яка має проникність. Уперше справжні зябра з’являються в багатощетинкових кільчастих червів — у вигляді тонких ниткоподібних або гребінчастих виростів на голові або на примітивних кінцівках — параподіях. Серед хребетних тварин зовнішні зябра трапляються лише в деяких риб, хвостатих амфібій та пуголовків багатьох жаб і ропух. У більших за розмірами і більш рухливих водяних тварин зябра заховані в особливій порожнині. Ця навколозяброва порожнина, як правило, має зв’язок з навколишнім водним середовищем і, крім того, має пристосування, які збільшують циркуляцію свіжої води навколо зябер, що також сприяє покращенню газообміну. Такі захищені зябра мають представники трьох великих груп високоорганізованих водяних тварин — молюсків, ракоподібних і риб.
Серед хребетних тварин зяброве дихання найкраще розвинуте в риб. Їхні зябра розташовані з країв бічних отворів, що ведуть від глотки. Таких отворів, або зябрових щілин, найчастіше буває чотири або п’ять по обидва боки віди глотки. Відкриваючи та закриваючи рот, риба набирає воду до ротової порожнини, а потім завдяки скороченням м’язів глотки, перекачує її через зяброві щілини назовні. Зворотному плину води через рот запобігають м’які шкіряні зморшки, що оточують ротовий отвір. Тому вода рухається лише крізь зябра, віддаючи у кров розчинений у ній кисень. Ефективний обмін киснем і вуглекислим газом між кров’ю і водою забезпечується завдяки тому, що кров тече біля поверхні зябер у напрямку, прямо протилежному плину води, яка омиває зябра (це явище називають принципом протиплину).
Презентація результатів самостійної роботи III групи
Трахейне дихання
У тварин, що вийшли на суходіл, зяброве дихання в сухому повітрі, яке містить мало вологи, виявилося неможливим і тому змінилося на інші типи — легеневе і трахейне. Комахи та ряд інших членистоногих (наприклад, павуки) мають високоспеціалізований тип дихальної системи — трахейну. Її відмінність від інших систем полягає в тому, що кисень з повітря надходить по ній безпосередньо до клітин тіла, а не переноситься за допомогою крові. На декількох сегментах тіла (а точніше черевця) у комах є парні отвори, які називають дихальцями,— по одному на кожному сегменті. Вони ведуть до заповнених повітрям порожнин, від яких у глиб тіла йдуть невеликі трубочки — трахеї. Вони багаторазово розгалужуються, їх галуження відбувається доти, поки кінцеві трубочки, які називають трахеолами, не досягнуть діаметра, меншого за 1 мн. Трахеї та трахеоли заповнені повітрям. Вони проникають до всіх частин тіла комахи, особливо густо оплітаючи найбільш активні органи і тканини. У деяких випадках трахеоли проникають навіть до окремих клітин. Кисень і вуглекислий газ переміщуються по трахеях і трахеолах за допомогою дифузії.
Презентація результатів самостійної роботи IV групи
Легеневе дихання
Легені хребетних являють собою парні мішки, що відкриваються за допомогою довгого каналу на черевній стінці глотки гортанною щілиною. Дихальні шляхи, на відміну від самих легень, вистелені миготливим епітелієм. Гортанна щілина веде в гортань, яка переходить у трахею. Починаючи з рептилій, у хребетних трахея розділяється на два бронхи. Бронхи розгалужуються на бронхіоли, на кінцях яких знаходяться легеневі пухирці (альвеоли), у яких і відбувається газообмін.
В амфібій легеневе дихання має другорядне значення. Переважну роль відіграє шкірне дихання і дихання через слизову ротової порожнини і глотки. У вищих хребетних у зв’язку зі зроговінням покривів легені набувають значення єдиного органа дихання. Особливістю дихання птахів є наявність спеціальних повітряних мішків, розташованих між органами тіла.
Запитання до учнів:
— Як транспортується кисень, що надходить в організм?
Очікувана відповідь учнів:
Кисень, який надходить в організм, транспортується по ньому за участю кровоносної системи, рідини порожнини тіла тощо.
— Пригадайте, у яких тварин кровоносна система не бере участі в транспортуванні кисню. Як у цих тварин відбувається транспорт кисню?
Очікувана відповідь учнів:
Лише в комах, які мають трахеї, кисень безпосередньо надходить до органів і тканин по їхніх розгалуженнях.
Висновки:
1. У процесі еволюції у тварин виникають спеціалізовані органи дихання — зябра, трахеї, легені, пристосовані до певних умов середовища існування.
2. Одноклітинні (амеба, інфузорія-туфелька) та нижчі багатоклітинні тварини (кишковопорожнинні, плоскі черви) не мають спеціальних органів дихання. Газообмін у них відбувається за рахунок дифузії.
3. Зябра — органи дихання у водному середовищі, характерні для риб, майже всіх пуголовків земноводних, у більшості молюсків, багатощетинкових кільчастих червів, личинок комах, які живуть у воді,— бабок, поденок.
4. Трахеї представлені розгалуженими трубочками, які пронизують усе тіло і відкриваються назовні отворами, характерні для деяких членистоногих.
5. Легеневе дихання притаманне наземним хребетним тваринам.
