• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Wymiana gazowa

    Przeczytaj także...
    Ciśnienie cząstkowe (ciśnienie parcjalne) - ciśnienie, jakie wywierałby dany składnik mieszaniny gazów, gdyby w tej samej temperaturze sam zajmował objętość całej mieszaniny.Ryby chrzęstnoszkieletowe, ryby chrzęstne, chrzęstniki (Chondrichthyes) – gromada kręgowców wodnych – tradycyjnie zaliczanych do ryb właściwych (Pisces) – obejmująca chimery, płaszczki i rekiny, łącznie ponad 1000 gatunków. Żywią się pokarmem zwierzęcym. Większość gatunków ryb chrzęstnych żyje w wodach morskich. Rekiny znane są z zapisów kopalnych datowanych na ponad 400 mln lat, płaszczki pojawiły się prawdopodobnie 200 mln lat temu.
    Fotosynteza C4, cykl Hatcha-Slacka, cykl Kortschacka-Hatcha-Slacka – rodzaj fotosyntezy, w której dodatkowy mechanizm wiązania dwutlenku węgla poprzedza cykl cykl Calvina-Bensona. Rośliny posiadające zdolność wiązania CO2 do fosfoenolopirogronianu określane są nazwą rośliny typu C4. Pierwszym trwałym produktem wiązania jest związek o czterech atomach węgla – szczawiooctan. Rośliny te wykształciły mechanizmy anatomiczne i fizjologiczne pozwalające na zwiększenie stężenia CO2 w komórkach, w których zachodzi cykl Calvina-Bensona. W efekcie nie obserwuje się zachodzenia u tych roślin fotooddychania, związanego z reakcją oksygenacji RuBP katalizowaną przez Rubisco. Reakcje fotooddychania są przyczyna strat energii u roślin C3. Rośliny C4, pomimo konieczności zużycia dodatkowej energii w postaci ATP, cechują się większą wydajnością fotosyntezy i szybszą produkcją biomasy. Większość roślin typu C4 występuje w klimacie gorącym, gdzie energia słoneczna nie jest czynnikiem limitującym, a mechanizm koncentracji CO2 umożliwia sprawną asymilację przy przymkniętych aparatach szparkowych i szybki wzrost przy niewielkim zapotrzebowaniu na wodę.

    Wymiana gazowa (ang. gas exchange) – proces, w czasie którego dochodzi do dyfuzji gazów i ich wymiany pomiędzy całym organizmem a jego otoczeniem (wymiana gazowa zewnętrzna) oraz pomiędzy płynami ustrojowymi a tkankami (wymiana gazowa wewnętrzna). Wymiana gazowa u organizmów fotosyntetyzujących jest związana z takimi procesami jak fotosynteza, oddychanie komórkowe i fotooddychanie, u organizmów heterotroficznych wymiana gazowa związana jest tylko z procesem oddychania komórkowego. W potocznym znaczeniu oddychanie jest błędnie zawężane do wymiany gazowej.

    Płuco (łac. pulmo) – pojedynczy lub parzysty narząd oddechowy kręgowców oddychających powietrzem atmosferycznym. Do kręgowców tych zaliczane są też – prócz płazów, gadów, ptaków i ssaków – ryby dwudyszne, które w niesprzyjających warunkach atmosferycznych oddychają pojedynczym, workowatym płucem, powstałym z przekształconego pęcherza pławnego. W ciągu rozwoju rodowego kręgowców z przedniego odcinka jelita powstają dwa różne narządy oddechowe – płuca i skrzela. U ryb ulegają degeneracji płuca (z wyjątkiem wspomnianych już ryb dwudysznych), a u zwierząt lądowych – skrzela. Przypuszczalnie płuca pochodzą z aparatu hydrostatycznego podobnego do pęcherza pławnego ryb (według niektórych pęcherz pławny ryb jest zdegenerowanym płucem). Występują jednak wątpliwości, gdyż pęcherz pławny powstaje po stronie tylnej (grzbietowej) cewy jelitowej, płuca natomiast po stronie przedniej (brzusznej). Wykształcenie płuc zostało wywołane przez wzmożone zapotrzebowanie na tlen zwierząt lądowych. Również ich rozwój (coraz silniejsze fałdowanie) ma ścisłe powiązanie z zapotrzebowaniami energetycznymi organizmów (zwiększeniem tempa metabolizmu). Listkiem zarodkowym, z którego powstają płuca jest entoderma.Naczynia włosowate (kapilary) – cienkościenne naczynia krwionośne (lub chłonne) oplatające tkanki i docierające do niemalże każdej komórki ciała. Zbudowane są ze śródbłonka. Ich średnica wynosi 7-15 μm. Ich zadaniem jest wymiana (pod wpływem ciśnienia) gazów, składników pokarmowych, zbędnych produktów przemiany materii, hormonów i witamin między krwią a tkanką. Wadą naczyń włosowatych jest to, że w czasie wymiany składników ucieka z nich także osocze (do 5 litrów dziennie). Z tego powodu powstał układ limfatyczny (chłonny), którego jednym z zadań jest zbieranie osocza z płynu tkankowego. Pęknięcie naczynia włosowatego nie ma większego znaczenia dla organizmu, chyba że dotyczy ono ważnych narządów (mózgu i naczyń wieńcowych serca). W związku z odmienną budową układu krwionośnego u różnych gromad kręgowców naczynia włosowate zmieniają prędkość przepływu krwi oraz jej ciśnienie. U ryb z racji dwukomorowego serca naczynia włosowate stanowią duży opór, co za tym idzie ciśnienie i prędkość krwi są małe. U gadów i płazów krążenie odbywa się szybciej. U ssaków i ptaków o czterokomorowym sercu występuje największe ciśnienie i najszybszy przepływ krwi, w związku z czym, gromady te zyskały stałocieplność. To właśnie po ich pęknięciu powstają tzw. wybroczyny.

    Wymiana gazowa u zwierząt[]

    Dyfuzja gazów odbywa się poprzez powierzchnię oddechową, którą jest powierzchnia całego układu oddechowego, a czasem nawet powierzchnia skóry (jak u płazów i u ryb). Powierzchnia oddechowa charakteryzuje się znacznym pofałdowaniem (np. skrzela, płuca) zapewniającym skuteczną wymianę gazów.

    Ryby – tradycyjna nazwa zmiennocieplnych kręgowców wodnych oddychających skrzelami i poruszających się za pomocą płetw. Obejmuje bezżuchwowe krągłouste (Cyclostomata) oraz mające szczęki ryby właściwe (Pisces).Fotooddychanie, fotorespiracja – proces biochemiczny zachodzący na świetle w komórkach roślinnych, objawiający się pobieraniem tlenu i wydzielaniem dwutlenku węgla na drodze innej niż oddychanie komórkowe.

    Wymiana gazowa na powierzchni listków skrzelowych u ryb może zachodzić:

  • na zasadzie przeciwprądów (np. skrzela ryb kostnoszkieletowych)
  • na zasadzie prądów równoległych (np. skrzela ryb chrzęstnoszkieletowych).
  • U człowieka wymiana gazowa przebiega w pęcherzykach płucnych, między ścianą pęcherzyka a oplatającymi ją naczyniami włosowatymi. Przez ścianę pęcherzyka i naczyń dyfundują gazy: tlen i dwutlenek węgla. Dyfuzja odbywa się z miejsc o większym stężeniu do miejsc o stężeniu mniejszym, zgodnie z gradientem stężeń. Cząsteczki tlenu dyfundują z pęcherzyków płucnych do krwi, w odwrotnym kierunku wędruje dwutlenek węgla. Tempo tych zjawisk zależy od ciśnień parcjalnych gazów.

    Fotosynteza (stgr. φῶς – światło, σύνθεσις – łączenie) – biochemiczny proces wytwarzania związków organicznych z materii nieorganicznej, przez komórki zawierające chlorofil lub bakteriochlorofil, przy udziale światła. Jest to jedna z najważniejszych przemian biochemicznych na Ziemi. Proces ten utrzymuje wysoki poziom tlenu w atmosferze oraz przyczynia się do wzrostu ilości węgla organicznego w puli węgla, zwiększając masę materii organicznej kosztem materii nieorganicznej.Pęcherzyki płucne (łac. alveoli pulmonis) – struktura anatomiczna ludzkiego płuca posiadająca kształt wydrążonej jamy, której ścianę tworzy cienki nabłonek jednowarstwowy płaski (zbudowany głównie z pneumocytów I i II typu). Z zewnątrz pęcherzyki są pokryte przez naczynia włosowate. Liczbę pęcherzyków w płucach człowieka szacuje się na 300–500 milionów, ich średnica wynosi od 0,15 do 0,6 mm, a ich łączna powierzchnia wynosi od 50 do 90 m². Są pokryte surfaktantem, co zabezpiecza płuca przed zapadnięciem. Dodatkowo są oplecione sprężystymi włóknami białkowymi, przede wszystkim kolagenowymi, co nadaje sprężystość tkance płucnej.

    Wymiana gazowa u roślin[]

    U roślin wymiana tlenu i dwutlenku węgla między tkankami rośliny a atmosferą odbywa się poprzez aparaty szparkowe, przetchlinki. W ciemności wymiana gazowa roślin związana jest z wydzielaniem CO2 i pobieraniem tlenu z tak zwanym oddychaniem mitochondrialnym (wyjątek stanowią rośliny CAM), w okresie dnia rośliny prowadzą wymianę gazową związaną z procesami fotosyntezy, oddychania komórkowego oraz fotooddychania w przypadku najliczniejszej grupy roślin C3, u roślin C4 nie obserwuje się wymiany gazowej związanej z fotooddychaniem a u roślin CAM wymiana gazowa jest regulowana przez wiele czynników takich jak światło i dostępność wody.

    Oddychanie komórkowe – jest wielostopniowym biochemicznym procesem utleniania związków organicznych związanym z wytwarzaniem energii użytecznej metabolicznie. Oddychanie przebiega w każdej żywej komórce w sposób stały. Zachodzi ono nawet wtedy, gdy inne procesy metaboliczne zostaną zahamowane. Chociaż istnieją różnice w przebiegu procesu oddychania u poszczególnych grup organizmów, to zestaw enzymów katalizujących poszczególne reakcje składające się na oddychanie jest zbliżony u wszystkich organizmów żywych. Zachodzenie oddychania jest jednym z najczęściej stosowanych wskaźników zachodzenia procesów życiowych. Jedynie wirusy będące strukturami na pograniczu życia i cząstek chemicznych nie przeprowadzają procesu oddychania.Skrzela - narząd oddechowy występujący u wielu zwierząt wodnych (ryb, płazów w formie larwalnej i rozmaitych bezkręgowców), stanowiący główny element układu oddechowego, umożliwiającego pobieranie do organizmu tlenu rozpuszczonego w wodzie.

    Przypisy

    1. Słownik terminów biologicznych (on line). Wydawnictwo Naukowe PWN SA, 2008. [dostęp 13 listopada 2008].

    Bibliografia[]

  • Włodzimierz Załachowski: Ryby. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1997. ISBN 83-01-12286-2.
  • Mały słownik biologiczny. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1972.
  • Dyfuzja - proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym ośrodku (np. w gazie, cieczy lub ciele stałym), będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka. Ze względu na skalę zjawiska, rozpatruje się dwa podstawowe rodzaje dyfuzji:Heterotrofizm, cudzożywność (gr. héteros - inny. różny + gr. trophikós - odżywczy) – jeden z dwóch podstawowych (obok autotrofizmu) sposobów odżywiania się organizmów. Heterotrofy (organizmu cudzożywne) odżywiają się ma związkami organicznymi.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Płazy (Amphibia) – gromada zmiennocieplnych kręgowców z grupy czworonogów. Nazwa naukowa wywodzi się z greki od słów ἀμφí, amphi = ‘oba’, βíος, bios = ‘życie’. Zamieszkują różnorodne siedliska, większość gatunków żyje na lądzie, w gruncie, na drzewach bądź w wodach słodkich. W rozwoju przechodzą stadium larwalne, w czasie którego prowadzą wodny tryb życia, choć niektóre gatunki wykształciły adaptacje behawioralne pozwalające ominąć to ograniczenie. Kijanki przechodzą przeobrażenie, podczas którego oddychająca skrzelami larwa staje się dorosłym osobnikiem oddychającym płucami. Wymiana gazowa następuje również przez skórę. Niektóre niewielkie ogoniaste, jak i bezogonowe nie mają płuc i prowadzą całą wymianę gazową przez skórę. Powierzchownie przypominają gady, które jednak wraz z ptakami i ssakami zaliczają się do owodniowców i nie potrzebują zbiorników wodnych do rozrodu. W związku ze swym rozwojem złożonym i przepuszczalną skórą płazy stanowią często wskaźniki ekologiczne. W ostatnich dekadach odnotowano drastyczny spadek liczebności wielu gatunków płazów na całym świecie.
    Układ oddechowy (łac. systema respiratorium) – zespół narządów umożliwiających organizmowi oddychanie. Integralnym elementem układu jest narząd oddechowy
    Przetchlinka (łac. stigma, spiraculum) – otwór w nieprzepuszczalnej powłoce organizmów lądowych, umożliwiający wymianę gazową. Wyróżnia się przetchlinki zwierzęce i roślinne.
    Rośliny (Archaeplastida Adl i in. 2005, dawne nazwy naukowe: Vegetabilia, Plantae, Phytobionta, Plastida, Primoplantae) – eukariotyczne i autotroficzne organizmy, wykorzystujące energię promieniowania słonecznego za sprawą barwników asymilacyjnych (zdarzają się wśród roślin także organizmy cudzożywne – pasożytnicze, w tym też myko-heterotroficzne, ale mają one charakter wtórny).
    Aparat szparkowy, szparka (gr. stoma jama, szpara) – struktury wielokomórkowe (aparat) lub dwukomórkowe (szparka) pochodzenia epidermalnego roślin służące do kontrolowanej wymiany gazowej między tkankami wewnętrznymi rośliny i atmosferą.
    Fotosynteza CAM – szczególny typ fotosyntezy zachodzącej u organizmów określanych jako rośliny CAM (ang. crassulacean acid metabolism). Do grupy tej należą rośliny, które ze względu na klimat muszą prowadzić szczególnie oszczędną gospodarkę wodną, m.in. gruboszowate.
    Ryby kostnoszkieletowe, ryby kostne, kostniki (Osteichthyes), nazywane też rybami kościstymi – najliczniejsza i najbardziej zróżnicowana grupa wodnych kręgowców, klasyfikowana w randze nadgromady obejmującej ryby o szkielecie w różnym stopniu skostniałym – w odróżnieniu od szkieletu chrzęstnego występującego u ryb chrzęstnoszkieletowych (Chondrichthyes) – oraz oddychające skrzelami we wszystkich stadiach rozwoju osobniczego.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.034 sek.