БИОЛОГИЯ · 9 КЛАСС
Проект «Педагагічная скарбонка»
Исследуем организм человека

§ 32. Дыхательные движения. Регуляция дыхания

При спокойном вдохе диафрагма сокращается и опускается, а наружные межрёберные мышцы участвуют в расширении грудной клетки. Объём лёгких увеличивается, давление воздуха в них кратковременно становится ниже атмосферного.

Интерактивное исследование6 выводов2 интересных факта
32
Главный вопрос

Почему при вдохе воздух входит в лёгкие и как нервная система меняет дыхательный ритм?

Биологическая лаборатория

Вдох и выдох: объём меняет давление

Меняйте условия модели и наблюдайте объяснение результата. Здесь нет правильных и неправильных ответов: управление помогает разобраться в механизме.

Исследуйте схему и объясняйте связи. Анатомические рисунки и модели упрощены.

Разбираемся в теме

Четыре смысловых раздела
01

Вдох: изменение объёма создаёт поток

При спокойном вдохе диафрагма сокращается и опускается, а наружные межрёберные мышцы участвуют в расширении грудной клетки.

Объём лёгких увеличивается, давление воздуха в них кратковременно становится ниже атмосферного. Воздух движется внутрь по возникшему градиенту давления, а не потому, что лёгкие сами его «втягивают» мышцами.

Поток воздуха возникает из-за изменения давления
  1. 1
    Мышцы вдоха работают

    Грудная полость и лёгкие расширяются

  2. 2
    Давление в альвеолах снижается

    Относительно атмосферного

  3. 3
    Воздух входит

    Движется по градиенту давления

Это причинная последовательность, а не активное всасывание воздуха самими альвеолами.

Диафрагма
Куполообразная мышца между грудной и брюшной полостями
Вдох
Поступление воздуха при увеличении объёма лёгких
Градиент давления
Разность давления, определяющая направление движения воздуха
От схемы — к объяснению
02

Выдох: расслабление и упругость

Спокойный вдох и выдох
ПризнакВдохСпокойный выдох
Мышечная работаСокращение мышц вдохаИх расслабление
Объём лёгкихУвеличиваетсяУменьшается за счёт упругих свойств
Давление в альвеолахСтановится ниже атмосферногоСтановится выше атмосферного
Поток воздухаВнутрьНаружу

Форсированный выдох может требовать активной работы дополнительных мышц.

Спокойный выдох в основном связан с расслаблением вдохательных мышц и упругим возвращением тканей.

При уменьшении объёма давление в лёгких становится выше атмосферного, и воздух выходит. Во время усиленного выдоха дополнительно работают мышцы, поэтому спокойное и форсированное дыхание устроены не полностью одинаково.

Выдох
Выход воздуха при уменьшении объёма лёгких
Эластическая отдача
Стремление растянутых тканей вернуться к исходному состоянию
Форсированный выдох
Усиленный выдох с активным участием дополнительных мышц
От схемы — к объяснению

Дыхательная система и диафрагма

Theresa knott · CC BY-SA 3.0
Wikimedia Commons · источник

Дыхательные пути и лёгкие

Patrick J. Lynch, medical illustrator · CC BY 2.5
Wikimedia Commons · источник

Большие полушария и функциональные области

BruceBlaus. When using this image in external sources it can be cited as: Blausen.com staff (2014). "Medical gallery of Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. · CC BY 3.0
Wikimedia Commons · источник

03

Автоматическое управление

Нервные сети ствола мозга формируют и регулируют дыхательный ритм.

Хеморецепторы отслеживают изменения углекислого газа, кислотности и кислорода, помогая согласовать вентиляцию с обменом. При обычных условиях важным сигналом является изменение CO₂ и связанной с ним кислотности.

Проследим полный цикл

01

Обмен тканей

Меняет CO₂ и кислотность

02

Хеморецепторы

Обнаруживают изменение

03

Дыхательные сети

Корректируют команды

04

Вентиляция

Меняет выведение CO₂

↺ Следующий цикл повторяет основные переходы

Дыхательный центр
Нервные сети ствола мозга, управляющие дыхательным ритмом
Хеморецепторы
Чувствительные структуры, реагирующие на химические изменения среды
Вентиляция лёгких
Обновление воздуха за счёт вдохов и выдохов
Проследим полный цикл
04

Нагрузка и произвольное влияние

При физической работе дыхание обычно становится чаще и глубже.

Человек может временно менять его произвольно, но автоматическая регуляция продолжает учитывать потребности организма. Длительные задержки дыхания и предварительная гипервентиляция не нужны для изучения темы и могут быть опасны, особенно в воде.

Выделяем главное

Дыхательный объём
Объём воздуха одного обычного дыхательного движения
Частота дыхания
Количество дыхательных циклов за минуту
Минутная вентиляция
Общий объём воздуха, проходящий через лёгкие за минуту
Выделяем главное
Думаем как биологи

Разберите ситуацию

Почему после активного движения дыхание меняется, хотя человек специально об этом не думает?

Сверить рассуждение

Обмен работающих тканей усиливается, а нервные и химические сигналы изменяют работу дыхательного центра. Вентиляция приспосабливается к возросшим потребностям.

Собираем главное

Шесть опорных выводов

01

При спокойном вдохе диафрагма сокращается и опускается, а наружные межрёберные мышцы участвуют в расширении грудной клетки. Объём лёгких увеличивается, давление воздуха в них кратковременно становится ниже атмосферного.

02

Спокойный выдох в основном связан с расслаблением вдохательных мышц и упругим возвращением тканей. При уменьшении объёма давление в лёгких становится выше атмосферного, и воздух выходит.

03

Нервные сети ствола мозга формируют и регулируют дыхательный ритм. Хеморецепторы отслеживают изменения углекислого газа, кислотности и кислорода, помогая согласовать вентиляцию с обменом.

04

При физической работе дыхание обычно становится чаще и глубже. Человек может временно менять его произвольно, но автоматическая регуляция продолжает учитывать потребности организма.

05

Дыхательное движение создаётся мышцами через изменение объёма и давления. Направление потока воздуха определяется этим перепадом.

06

Ритм дыхания автоматически подстраивается под состояние организма. Произвольное управление ограничено задачей сохранения внутреннего равновесия.

Проверьте себя10 вопросов · проверяем понимание темы
1. Какое понятие соответствует описанию? «Куполообразная мышца между грудной и брюшной полостями»
2. Какое понятие соответствует описанию? «Поступление воздуха при увеличении объёма лёгких»
3. Какое понятие соответствует описанию? «Выход воздуха при уменьшении объёма лёгких»
4. Какое понятие соответствует описанию? «Стремление растянутых тканей вернуться к исходному состоянию»
5. Какое понятие соответствует описанию? «Нервные сети ствола мозга, управляющие дыхательным ритмом»
6. Какое понятие соответствует описанию? «Чувствительные структуры, реагирующие на химические изменения среды»
7. Какое понятие соответствует описанию? «Объём воздуха одного обычного дыхательного движения»
8. Какое понятие соответствует описанию? «Количество дыхательных циклов за минуту»
9. Какое понятие соответствует описанию? «Разность давления, определяющая направление движения воздуха»
10. Какое понятие соответствует описанию? «Обновление воздуха за счёт вдохов и выдохов»

Источники и иллюстрации

Основа: предоставленный параграф учебника «Биология. 9 класс», § 32 «Дыхательные движения. Регуляция дыхания», издательство «Адукацыя і выхаванне». Материал переработан в учебный конспект по структуре и терминологии курса. Подписи, авторы и лицензии изображений приведены рядом с ними.

Конспект, схемы и задания работают без подключения к сети. Для внешних изображений требуется интернет.

↑

Загрузка прогресса…