تنوع تبادلات گازی


تبادلات گازی در تک یاختهایها، کرمهای پهن و هیدر

زیست ۱- تنفس در جانداران تک یاخته ای

 

در تک یاختهای ها و جانورانی مثل کرم پهن یا هیدر آب شیرین، گازها می توانندبه طور مستقیم بین یاخته ها و محیط مبادله شوند. اما در سایر جانوران، ساختارهای تنفسی ویژه ای مشاهده می شود که ارتباط یاختههای بدن را با محیط فراهم میکنند.چون همهی سلولها نمی توانند به طور مستقیم با محیط تبادل گاز داشته باشند. این ساختارهای تنفسی ویژه همگی دارای سطوح تنفسی هستند. سطوح تنفسی جاییه که از این بخش گازهای تنفسی به طور مستقیم مبادله میشه. این ساختار تنفسی در هر کدام از روشهای تنفسی مختلف در بخشهای ویژه ای از بدن قرار داره.

 

 به طور کلی به جز موارد که ذکر شد باقی جانوران، چهار روش اصلی برای تنفس مشاهده می شود که عبارتاند از تنفس نایدیسی (تراشه ای)، تنفس پوستی، تنفس آبششی و تنفس ششی.

 

4 روش اصلی برای تنفس

4 روش اصلی برای تنفس

نوع تنفس

مثال

 

تنفس نایدیسی(تراشهای)

در بیمهرگان خشکیزی مانند حشرات و صدپایان

 

تنفس پوستی

بیمهرگانی نظیر کرمخاکی. همچنین در دوزیستان بیشتر تبادلات گازی از طریق پوست است.

 

 تنفس آبششی

سادهترین آبششها در خارپوستان مثل ستارۀ دریایی. ماهیان بالغ و نوزاد دوزیستان هم آبشش دارند.

 

تنفس ششی

نرمتنانی مانند حلزون و لیسه که از بیمهرگان خشکیزی هستند و مهرهدارانِ خشکیزی.

 

 

 

نکته: تمامی روشهای تنفسی بالا دارای سطوح تنفسی بوده (البته به غير از تنفس نايديسی که سطح تنفسی نازک و پهن نياز ندارد)و این سطوح در تمامی آن ها دارای سطح مرطوب است به این علت که گازهای تنفسی برای تبادل باید به صورت محلول در آب در بیایند. چرا ؟ چون اطراف سلولهای جانداران پر سلولی رو مایع بین سلولی فرا گرفته.اکسیژن باید به صورت محلول در آب به سلولهای ما برسد.

نکته:  ساده ترین تنفس و تبادلات گازی در تک یاختهای یا کرمهای پهن و هیدر انجام میشود.

نکته:  همانطور که میبینید پیکر هیدر از دوردیف سلول پوششی و غشای پایه بین این دو رشته تشکیل شده است. سلولهای سلولهای بیرونی هیدر به طور مستقیم اکسیژن را دریافت و CO۲ را به آب منتشر میکنند و برای انتقال سلولهای درونی هم آب از دهان هیدر وارد کیسهی آن میشود سپس سلولهای پوشانندهی کیسه گازهای تنفسی را تبادل میکنند.

نکته : سیستم گردش مواد در هیدر نقشی در انتقال گاز های تنفسی در این جاندار ندارد. البته سلولهای داخلی کیسه گوارشی هیدر به بعد از ورود آب از دهان آن گازهای تنفسی را با آب داخل کیسه گوارشی مبادله میکند.

 


یاد‌آوری :کیسه تنان 
آکادمی کنکور- یست دهم-هیدر آب شیرین
جانورانی با بدن کیسه مانند مرجان ،هیدر، شقایق و عروس دریایی. بدن آنها شبیه کیسه است، دهانهٔ کیسه، محل ورود و خروج مواد است که بازوهایی به آن متصل است. بعضی از اینها مثل شقایق دریایی جابه جا نمی‌شوند و بعضی مثل عروس دریایی شناورند.                 

نکات ترکیبی درمورد هیدر آب شیرین:

1- در فصل قبل خواندیم هیدر یک جانور بیمهره است و بدنی کیسهمانند دارد.

2- هیدر حفرۀ گوارشی دارد. گوارش غذا در هیدر ابتدا برونسلولی و سپس درونسلولی است.

3- حفرۀ گوارشی هیدر پر از مایعات است و علاوه بر گوارش، وظیفۀ گردش مواد را نیز برعهده دارد.

4- درواقع حفرۀ گوارشی هیدر وظیفۀ غذارسانی و مقداری هم نقل و انتقال گازهای تنفسی را برعهده دارد. گاز اکسیژن که همراه با مایعات وارد حفرۀ گوارشی شده، به سلولهای این حفره داده میشود و گاز کربندیاکسیدِ خارج شده از آنها هم همراه با مایعات از دهان هیدر خارج میشود.

5- حفرۀ گوارشی هیدر در انتقال و دفع مواد زائد هم نقش دارد. مواد زائد از سلولها به درون حفرۀ گوارشی ریخته میشوند و همراه با گردش مایع درون حفره، از راه دهان از بدن هیدر خارج میشوند.

 

کرم های پهن :
ساده ترین گروه کرم ها هستند که بدنی پهن با دستگاه های عصبی و گوارش ساده ای دارند. کرم های پهن مانند کیسه تنان تنها یک راه برای ورود دارند ولی خروج مواد از سطح بدن انجام می شود. پلاناریا، کرم برگی شکل)کپلک(، کرم کدو (نواری) از کرم‌های پهن هستند.  

نکات  ترکیبی در مورد کرم های پهن:

کرم های پهن

1- سادهترین گروه کرمها هستند.

2- بدنی پهن و دستگاهی و گوارش سادهای دارند.

3- همانند کیسهتنان یک راه برای ورود غذا دارند(مانند پلاناریا) ولی خروج مواد دفعی از سطح بدن انجام میشود.

4- کرم کدو فاقد دستگاه گوارش است. پلاناریا دستگاه گوارش دارد(حفرۀ گوارشی).

5- در فصل قبل خواندیم پلاناریا حفرۀ گوارشی دارد، دهان و مخرج در آن یکی است و مواد غذایی گوارشنیافته از راه دهان خارج میشوند.

6- در فصل بعد میخوانید پلاناریا دستگاه گردش خون ندارد و حفرۀ گوارشی وظیفۀ گردش مواد را نیز انجام میدهد. در پلاناریا انشعابات حفرۀ گوارشی به همۀ جان بدن نفوذ میکند و باعث میشود فاصلۀ انتشار مواد تا سلولها بسیار کوتاه شود.

7- در فصل 5 میخوانید در پلاناریا دفع آب اضافی و مقدار کمی هم مواد زائد نیتروژندار به عهدۀ سامانۀ دفعی بهنام پروتونفریدی(که در آن مایعات اضافی از طریق منافذ دفعی خارج میشوند) و بیشتر دفع نیتروژن در آنها از طریق سطح بدن انجام میشود.

 

تنفس نایدیسی

آکادمی کنکور- زیست دهم- تنفس نایدیسی

نایدیس ها، لوله های منشعب و مرتبط به هم هستند که از طریق منافذ تنفسی سطح بدن، به خارج راه دارند و معمولاً (نه همیشه)ساختاری جهت بستن منافذ دارند که مانع از هدر رفتن آب بدن می شود. منافذ تنفسی در ابتدای نایدیس قرار دارد. نایدیس به انشعابات کوچک تری تقسیم می شود. انشعابات پایانی، که در کنار تمام(همهی) یاختههای بدن قرار می گیرند، بن بست بوده و دارای مایعی است که تبادلات گازی را ممکن میکند. درواقع انشعابات پایانی نایدیسها که بنبست هستند حکم سطوح تنفسی را در تنفس نایدیسی دارند. چون متوسط فاصلۀ یاخته ها از نایدیس های انتهایی، چند میکرون است، گازها بین نایدیس و یاختههای بدن از طریق انتشار مبادله میشوند. این نوع تنفس در بی مهرگان خشکیزی مانند حشرات و صدپایان وجود دارد. در این جانوران دستگاه گردش مواد، نقشی در انتقال گازهای تنفسی ندارد.

نکته: طبق جملهی بالا حشرات و صد پایان برخلاف مهرهداران فاقد گلبول قرمز و سلولهای حامل گازهای تنفسی هستند.

یاد‌آوری :بند پایان
اکادمی کنکور- بندپایان
بدن و اندام های حرکتی این جانوران از قطعات یا بند هایی تشکیل شده است؛ به همین دلیل به آنها بندپایان می گویند. این جانوران اسکلت خارجی و سختی دارند که عضلات به آن متصل است و از اندام های داخلی حفاظت می‌کند. سخت بودن اسکلت خارجی، جلوی رشد جانور را می‌گیرد. به همین دلیل، بسیاری از آنها پوست اندازی می‌کنند؛ اسکلت قبلی را از خود جدا می کنند و یک اسکلت بزر گتر و جدید برای خود می‌سازند. بندپایان، بزر گترین گروه جانوران را در روی زمین، تشکیل می دهند که تقریباً در همهٔ زیستگاه های روی زمین، یافت می‌شوند. در میان آنها حشرات از بقیه فراوان ترند.نکته : صدپایان جزء گروه هزارپایان هستند و هزارپایان جزء بندپایان. دقت کنید که همۀ بندپایان از جمله حشرات و صدپایان گردش خون باز دارند. صدپایان بیش از 10 جفت پا دارند.طبقه بندی بندپایان (از کتاب درسی نهم)نام گروه تعداد پای حرکتی مثالحشرات ۶ ملخ، پروانه، زنبور، پشه و ...عنکبوتیان ۸ عنکبوت،رتیل، عقرب، کنهسخت پوستان ۱۰ خرچنگ، میگو، خرخاکیهزارپایان بیش از ۱۰ جفت هزارپا ، صدپا

تذکر : هموگلوبین در برخی از بی مهرگان وجود داره یه وقتی مهره‌دار بودن یا بی مهره بودن رو معیاری برای داشتن هموگلوبین قرار ندید! مثلا کرم خاکی، حلزون‌ها، خارتنان و ... دارای هموگلوبین هستند. البته تمامی مهره‌داران دارای هموگلوبین هستند.

نکته: سطح داخلی نایدیس ها و به خصوص نایدیسهای انتهایی مرطوب است زیرا همانطور که قبلا گفتیم برای تبادل گازهای تنفسی سطوح تنفسی باید مرطوب باشد تا گازهای تنفسی به صورت محلول به سلولها برسد. اطراف سلولهای حشرات را همولنف فرا گرفته است.

 

نکته:  دقت داشته باشید که همهبندپایان تنفس نایدیسی ندارند برای مثال خرچنگ دراز که از بندپایان است دارای آبشش بوده و فاقد تنفس نایدیسی است و عنکبوت دارای شش است.

 

نکته: طبق جدول پایین بندپایان با کمترین تعداد پا(حشرات که ۶ پا دارند) و صد پایان دارای تنفس نایدیسی هستند.

 

نکات ترکیبی در مورد حشرات
آکادمی کنکور- نکات کنکوری حشرات
1- فراوانترین گروه بندپایان هستند.
2- چشم مرکب دارند(البته برخی چشم ساده دارند).
3- شش عدد پا و بیشتر آنها دو جفت بال دارند.
4- بدن بندبند دارند. قطعات بدنشان به 3 قسمت سر، سینه و شکم تقسیم میشود.
5- بیشتر آنها اسکلت خارجی سختی از جنس کیتین دارند.
6- دستگاه گوارش کامل و گوارش برونسلولی دارند.
7- به عنوان مثال لولۀ گوارش در ملخ شامل آروارهها، دهان، مری، چینهدان، غدههای بزاقی، پیشمعده، کیسههای معده، معده، روده، راست روده و مخرج است.
8- در فصل بعد میخوانید حشرات سامانۀ گردش باز دارند. جانوران دارای این نوع گردش خون، مویرگ ندارند و به جای خون هم، همولنف دارند و همولنف را به حفرههای بدن پمپ میکنند.
9- در سیستم تنفس نایدیسی، دستگاه گردش خون در انتقال گازهای تنفسی نقشی ندارد. چون سلولهای بدن مستقیماً از طریق انشعابات پایانی نایدیسها، تبادل گازهای تنفسی با هوا را انجام میدهند.
10- قلب حشرات لولهای است و منفاذ دریچهدار دارد. همولنف از طریق رگها از قلب خارج میشود و از طریق منافذ دریچهدار به قلب برمیگردد.
11- در فصل 5 میخوانید سامانۀ دفعی در حشرات لولۀ مالپیگی است که متصل به روده است.

نکته: بهطور کلی، میتوان گفت که در همۀ جانوران، سلولها بهطور مستقیم در ارتباط با گازهای تنفسی قرار میگیرند. زیرا، سلولهای لازم است که اکسیژن را برای انجام تنفس سلولی دریافت کنند و سپس کربندیاکسید تولیدشده را دفع کنند.

در حشرات، نایدیسها هوای غنی از اکسیژن را وارد بدن میکنند. اکسیژن از انتهای انشعابات پایانی خارج میشود و به سمت سلولها میرود. کربندیاکسید تولید شده در سلولها نیز وارد نایدیسها میشود تا از بدن خارج شود. بنابراین، میتوان گفت که هم نایدیسها و هم سلولها، در ارتباط مستقیم با گازهای تنفسی(اکسیژن و کربندیاکسید) قرار میگیرند.

تنفس پوستی

تنفس پوستی در دوزیستان

بی مهرگانی نظیر کرم خاکی که در محیط های مرطوب زندگی میکنند از تبادلات پوستی استفاده میکنند. کرم خاکی دارای شبکۀ مویرگی زیرپوستی با مویرگ های فراوان است و گازها را با هوای درون فضاهای خالی بین ذرات خاک، تبادل میکند. در دوزیستان، بیشتر (نه همه) تبادلات گازی از طریق پوست است. پوست دوزیستان ساده ترین ساختار در اندام های تنفس مهرهداران است. در قورباغه ها، شبکۀ مویرگی یکنواخت و وسیعی در زیر پوست قرار دارد که تبادل گازها را با محیط آسان میکند. مادۀ مخاطی لغزنده که پوست دوزیستان را مرطوب نگه میدارد، به افزایش کارایی تنفس پوستی کمک میکند.

نکته:  دقت کنید که پوست دو زیستان سادهترین ساختار در اندامهای تنفسی مهرهداران است نه ساده ترین روش تنفس. ساده ترین تنفس انتشار و مربوط به تک سلولیها و برخی بیمهرهگان است که در ابتدای گفتار ذکر شد.

نکته: دوزیستان بالغ شش دارند اما در این مهرهداران بیشتر تبادلات گازی از طریق پوست انجام میشود. پوست دوزیستان سادهترین ساختار در اندامهای
تنفس مهرهداران است.

 

بررسی موشکافانه:
آکادمی کنکور- تنفس ششی و پوستی در دوزیستان
همانطور که اشاره شد در دوزیستان بیشتر تبادلات گازی از طریق پوست انجام می‌شود. چرا کتاب نگفته همه؟ علت رو با هم بررسی می‌کنیم قورباغه بالغ ۲ راه برای تبادل گاز‌های تنفسی مورد نیازش دارد :  تنفس پوستی  شش‌هاقورباغه به کمک ماهیچه های دهان و حلق، با حرکتی شبیه «قورت دادن » هوا را با فشار به شش ها می راند به این ساز و کار پمپ فشار مثبت می گویند.(در مورد فشار مثبت و منفی در صفحه بعدی صحبت خواهم کرد نگران نباشید) اما قورباغه چرا برای تنفس تنها از شش‌ها استفاده نمی‌کند ؟به این دلیل که ساختار شش‌های قورباغه برخلاف ساختار شش‌ها در دیگر مهره‌داران خشکی زی (مثل انسان) فاقد سطح وسیعی برای تبادل گاز‌های تنفسی است. مثلا در شش‌های ما انسان ها دیدید که تعداد بسیار زیادی انشعابات نایژکی داشتیم که هر کدام تعداد زیادی حبابک هوایی داشتند و سطح وسیعی رو برای تبادلات گازی برای ما فراهم می‌کنند. در صورتیکه شش قورباغه فاقد سطح وسیع است و بازدهی کافی را ندارد. به همین دلیل تنفس پوستی به کمک این جاندار می‌آید. 

نکته : در جانورانی که تنفس پوستی دارند درواقع پوست اندام تنفسی و سطح تنفسی جانور است و تبادل گازهای تنفسی در آن انجام میشود و دارای این ویژگیهاست: نازک، مرطوب و داشتن شبکۀ مویرگی فراوان و وسیع.

نکته : لزوماً هر جانور دارای تنفس پوستی، شش ندارد، مثلا کرم خاکی تنفس پوستی دارد ولی شش ندارد.

نکته : در تنفس پوستی برخلاف تنفس نایدیسی، دستگاه گردش خون در انتقال گازهای تنفسی نقش دارد.

 

 

خودت رو محک بزن!
درستی عبارات زیر را بررسی کنید:
هر جانوری دارای تنفس پوستی، به کمک مادۀ مخاطی لغزنده بر روی سطح پوست، کارایی تنفسش افزایش مییابد.
در کرم خاکی، برای تنفس، سرخرگهایی با خون تیره، خون را به سمت اندام تنفسی هدایت میکنند. 
بیمهرگانی نظیر کرم خاکی که در محیطهای مرطوب زندگی میکنند، از تبادلات پوستی استفاده میکنند.
کرمخاکی دارای شبکۀ مویرگی زیرپوستی با مویرگهای فراوان است و گازها را با هوای درون فضای خالی بین ذرات خاک، مبادله میکند.
در هر جانوری که پوست بهعنوان یک اندام تنفسی محسوب میشود، مرطوب کردن سطح تنفسی وابسته به ترشح مادۀ مخاطی است. 
در لاکپشت دریایی برخلاف ستارۀ دریایی، ممکن نیست تبادل گازهای تنفسی از تمام سطح بدن انجام شود. 

 

تنفس آبششی

ساده ترین آبشش ها، برجستگی های کوچک و پراکندۀ پوستی هستند، مانند آبشش های نوعی خارپوست به نام ستارۀ دریایی . در سایر بیمهرگان، آبشش ها به نواحی خاص محدود میشوند یعنی برخلاف ستارهی دریایی پراکنده نیستند. ماهیان بالغ و نوزاد دوزیستان(مثل نوزاد قورباغه) آبشش دارند. تبادل گاز از
طریق سطوح آبشش ، بسیار کارآمد است. جهتِ حرکتِ خون در مویرگ ها، و عبور آب در طرفین تیغه های آبششی، برخلاف یکدیگر است.

 یاد‌آوری :خارپوستان :
آکادمی کنکور- خارپوستان-ستاره دریایی
خارپوستان جانورانی هستند که در سطح بدن و زیر پوست شان خارهایی وجود دارد. درون بدن آنها، دستگاه گردش آبی وجود دارد که کار دستگاه های گردش خون، تنفس و دفع را انجام می دهد.همهٔ خارپوستان، دریازی اند. ستارهٔ دریایی، توتیا و سکهٔ شنی، نمونه هایی از آنها هستند .

 

 

 

 

نکته: سخت پوستان(خرچنگ و میگو) دارای آبشش هستند که این آبششها علاوه بر تبادل گازهای تنفسی در دفع مواد زايد نیتروژن دار بدن نیز نقش دارد.(فصل ۵)

 

تنفس در ستختپوستان

نکته: نوزاد قورباغه، تنفس آبششی و قورباغه بالغ تنفس پوستی و ششی دارد.

 

آکادمی کنکور - تحلیل شکل ابشش کتاب درسی

 

نکته خارج از کتاب : برخی از سخت پوستان آبشش ندارند مثلا خرخاکی سخت پوستی است که در خشکی زندگی میکنه و فاقد آبشش است

 

 

 

.

تحلیل شکل آبشش در ماهی‌هاهر ماهی حدود ۳ تا ۷ کمان آبششی در طرفین سر خود دارد.(نیازی به حفظ کردن این عدد ها نیست) هر کمان آبششی از دو ردیف رشته‌ تشکیل شده‌اند. که به ردیف اول میگن خار‌های آبششی و طرف دیگ رشته‌های آبششیه.بین این دو ردیف از رشته‌ها دو سرخرگ وجود دارد یکی با خون روشن و دیگری تیره. از این دو سرخرگ به درون هر رشته‌ی آبششی دو سرخرگ منشعب می‌شود که یکی خون تیره را وارد رشته می‌کند و دیگر سرخرگ خون روشن را خارج می‌شود. هر رشته‌ی آبششی دارای تعداد زیادی تیغه‌های غشایی نازک است که سرخرگ تیره و روشنی که گفتیم از درون این تیغه‌ها عبور می‌کنند و درون هر کدام از این تیغه‌ها شبکه‌ی مویرگی ایجاد کنند. پس اینطوری شد : تعدادی کمان آبششی  شامل رشته و خار آبششی و دو سرخرگ با خون تیره و روشن بین دو رشته هر رشته هم شامل تعدادی زیادی تیغه با شبکه‌ مویرگی سرخرگ -مویرگ -سرخرگ است.جهت جریان آب به موازت رشته های آبششی  و تیغه‌های هر کدام از رشته های آبششی است و عمود بر سرخرگ و سیاهرگ‌هایی است که از تیغه‌ها عبور می‌کند.آب از میان تیغه‌های رشته‌ها عبور می‌کند. جریان خون درون شبکه‌ی مویرگی هر تیغه در خلاف جهت جریان آب است . این امر باعث تبادل بهتر گاز‌ها بین خون درون مویرگ‌ها و آب می‌شود.

نکته: طبق شکل هر چه که آب از لا به لای تیغه درون رشتهی آبششی جلوتر میرود خون درون شبکه مویرگی درون تیغه تیره تر (میزان  غلظت اکسیژن خون) کمتر میشود. همینطور به دلیل تبادل اکسیژن میزان غلظت اکسیژن آب عبوری از بین تیفهها رفته رفته کمتر میشود.

نکته: در ماهی، سرخرگ شکمی خون تیره را به کمانهای آبششی میآورد. آنجا خون، موازی با کمان آبششی جریان دارد و وارد شبکههای مویرگیِ تیغههای درون رشتههای آبششی میشود. جهت جریان آب برعکس جهت جریان خون است. تبادل انجام میشود و خون روشن از راه سرخرگ پشتی خارج میشود.

نکته: خون در سرخرگ ورودی به کمان آبششی، تیره و در سرخرگ خروجی از آن، روشن و پر اکسیژن است.

نکته: اینطور نیست که همۀ مهرهدارای ساکن آب، آبشش داشته باشند. پستانداران ساکن آب مثل والها شش دارند و برای نفسکشیدن به سطح آب میآیند.

نکته : تراکم رشتههای آبششی بیش تر از خار های آبششی است.

نکته: سطوح تنفسی در ماهی تیغههای رشتههای آبششی است.

نکته: خارهای آبششی نقشی در تبادل گارهای تنفسی ندارند و از خروج مواد غذایی از شکاف آبششی جلوگیری می کند.

نکته: میزان غلظت اکسیژن در آب عبوری از میان تیغهها همواره بیشتر از غلظت اکسیژن موجود درون مویرگ های تیغههاست چون اگر غیر از این بود انتشار اکسیژن از آب به درون مویرگها صورت نمیگرفت. یادتون که نرفته انتشار همیشه از جای با غلظت حل شوندهی بیشتر به جای با غلظت حل شوندهی کمتر انجام میشود.

 

 
 
بررسی موشکافانه:
چرا جهت جریان  آب عبوری از آبشش‌ها و خون درون مویرگ‌ها باید خلاف یکدیگر باشد؟
زیست دهم کنکور - جریان اب و خون در ابشش های ماهی
ابتدا با یک مقدمه از فصل ۱ شروع می کنم. می‌دانیم که برای اینکه انتشار ماده‌ی حل شونده بین دو محلول انجام شود باید غلظت ماده حل شونده برای هر دو محلول متفاوت باشد و اگر اختلاف غلظت دو محلول یکسان شود انتشار هم متوقف خواهد شد.زمانی که آب عبوری از تیغه‌های رشته‌های آبششی و خون درون سرخرگ های مویرگی ماهی در خلاف جهت یکدیگر در جریان هستند. میزان اختلاف غلظت اکسیژن خون درون سرخرگ و آب کم است(تنها ۱۵ درصد)آب پر اکسیژن ابتدا از بخشی از شبکه مویرگی عبور میکنه که خون مویرگ اکسیژن بالاتری داره و سپس به بخش از مویرگ میرسه که خون اکسیژن کمتری داره!به همین خاطر اختلاف میزان غلظت اکسیژن بین خون و آب تنها ۱۵درصد است.  با این حال همین اختلاف غلظت اکسیژن پایین (۱۵درصدی) هم برای انتشار اکسیژن از آب به خون درون مویرگ کافی است. هرچه که اکسیژن بیشتری به درون خون انتشار می‌یابد غلظت اکسیژن خون بیشتر می‌شود و هر چه در طول رگ جلو می‌رویم غلظت اکسیژن آب عبوری کاهش می‌یابد ولی دقت کنید که همواره میزان غلظت اکسیژن آب بیشتر از میزان غلظت اکسیژن خون درون سرخرگ خواهد بود. به همین خاطر تا انتهای مویرگ انتشار اکسیژن از اب به خون همچنان اتفاق می افتد چون اختلاف غلظت ۱۵درصدی حفظ می‌شود.حالا هنگامی که جریان خون و آب در یک جهت حرکت می‌کنند چه اتفاقی میفته ؟شکل (ب) را ببینید، به دلیل اختلاف غلظت ۱۰۰درصدی و بسیار بالای آب و خون درون مویرگ، O2 می تواند با سرعت زیاد از آب به خون انتشار یابد، اما میزان اختلاف غلظت  در اثر انتشار بالای O2 از آب به خون به سرعت کاهش پیدا میکنه تا زمانی که نهایتا غلظت O2 در آب و خون برابر می‌شود( به ۵۰درصد می‌رسد). که در این مثال می‌بینید، غلظت O2 خون نمی تواند بیش از 50٪ باشد. زمانی که غلظت اکسیژن دو ماده برابر شود یا به عبارتی اختلاف غلظت ماده‌ی حلشونده(در اینجا اکسیژن) بین دو ماده برابر شود دیگر انتشاری صورت نمی‌گیرد. به این ترتیب در این حالت بازدهی نصف حالت قبلی می‌شود . 

 

خودت رو محک بزن!
۱- آبششهای دوزیستان نابالغ، نسبت به آبششهای ستارۀ دریایی پیچیدهتر است. 
۲- هر رشتۀ آبششی در قزلآلا دارای تعداد زیادی خار آبششی است. 
۳- نمیتوان گفت تنفس آبششی، در مهرهداران برخلاف برخی بیمهرگان در نواحی خاصی از بدن انجام میشود. 
۴- شکاف آبششی از خروج مواد غذایی از خار آبششی جلوگیری میکند. 
۵- در دستگاه تنفسی یک ماهی بالغ، هر تیغۀ آبششی دارای چندین شبکۀ مویرگی میباشد.
۶- در لاروی دوزیستان، برخلاف ملخ، اندام مبادلهکنندۀ گازهای تنفسی در درون بدن قرار نگرفته است. 
۷- در یک ماهی بالغ، در هر کمان آبششی، دو نوع رگ با کیفیت خون متفاوت وجود دارد. 
۱- درست         ۱-نادرست     ۳- نادرست      ۴-نادرست     ۵-نادرست      ۶-درست     ۷- نادرست   

 

 

Text Box: یاد‌آوری :
نرم تنان بدنی نرم و بدون حلقه دارند و در بیشتر آنها بخشی سفت به نام صدف، بدن را در بر گرفته و از آن حفاظت می کند. بیشتر آنها در آب (دریا یا آب شیرین) و برخی در خشکی زندگی می کنند.

 

تنفس ششی

نرم تنانی مانند حلزون و لیسه از بی مهرگان خشکی زی هستند که برای تنفس، از شش استفاده می کنند. پس داشتن شش محدود به مهرهداران خشکی زی نمیشود. در مهرهداران خشکی زی، شش ها جایگزین آبشش ها شدند.

فشار مثبت در غوریاقه

بیشتر جانوران ساز و کارهایی دارند که باعث می شود جریان پیوست های از هوای تازه در مجاورت سطح تنفسی برقرار شود که به ساز و کارهای تهویه ای شهرت دارند.در مهرهداران ششدار، باید یکجوری هوا را بزور وارد ششها کنند. برای این کار دو نوع سازوکار وجود دارد: یکی سازوکار فشار مثبت و دیگری سازوکار فشار منفی. در سازوکار فشار مثبت از هلدادن هوا استفاده میشود و در فشار منفی از مکش هوا.

فشار مثبت

 قورباغه به کمک ماهیچه های دهان و حلق، با حرکتی شبیه «قورت دادن » هوا را با فشار به شش ها می راند به این ساز و کار پمپ فشار مثبت می گویند. در انسان ساز و کار فشار منفی وجود دارد که در آن، هوا به وسیلۀ مکش حاصل از فشار منفی، به شش ها وارد می شود. هر کدوم رو مفصل تر با هم بررسی کنیم :

تنفس به روش فشار مثبت در قورباغه :

 

قورباغه دارای ۲ شش است. هر شش به بخش پشتی حفرهی دهانی متصل است و هوا از حفره دهانی به درون ششها راه دارد. تنفس در قورباغه طی دو مرحله انجام میشود.

مرحلهی اول: هوا از راه سوراخهای باز بینی و دهان وارد حفرهی دهانی میشود و درون حفره دهانی تجمع مییابد.(شکل الف)

 

مرحلهی دوم :  در این مرحله  دهان و سوراخهای بینی بسته شده حفرهی دهانی(ماهیچههای دهان و حلق) منقبض میشود با این انقباض، حجم درون حفره دهانی کاهش یافته درنتیجه فشار هوا درون حفرهدهانی افزایش یافته و این هوا با فشار وارد ششهای قورباغه میشود. درواقع روشی که قورباغه به کار میبرد مشابه روشی است که ما برای باد کردن بادکنک استفاده میکنیم . (شکل ب) هوا را با فشار دهان به درون بادکنک فوت می کنیم. به این روش تنفس پمپ فشار مثبت میگویند. یعنی به نوعی در این روش هوا رو از بیرون شش به درون ششها میرانیم!

 

شاید براتون جالب باشه که بگم انسانها نیز در برخی مواقع با روش پمپ فشار مثبت نفس میکشند؟ چطوری؟  در شخصی که به هر دلیلی تنفس نمیکنه.در کمک های اولیه برای احیا به روش تنفس دهان به دهان یا CPR فرد احیا کننده هوا را به درون ششهای فردی که تنفس نمیکنه فوت میکنه یعنی هوا از بیرون شش به درون شش هول داده میشه شبیه همون کاری که قورباغه کرد.این روش پمپ فشار مثبته.

 

در شکل 25 کتاب درسی میبینید که در قورباغه:

 

1- در ابتدای دم ششها خالی هستند.

2- بینی باز است و هوا را به حفرۀ دهانی هدایت میکند.

3- هوا در حفرۀ دهانی جمع میشود و جانور انگار که گلویش را باد کرده است.

4- پس از پرشدن دهان از هوا، بینی بسته میشود.

5- پس از بستهشدن بینی، قورباغه با کمک عضلات دهان و با حرکتی شبیه به «قورتدادن» هوا را با فشار به ششها میراند.

 

تنفس به طریق مکش فشار منفی در انسان :

زیست دهم کنکور- فشار منفی در شش های انسان

اما ساز و کار فشار منفی به چه شکلیه! انسان دارای ساز و کار فشار منفیه. در این روش انقباضات ماهیچههای بین دندهای و دیافراگم باعث گسترش و حجیم شده قفسهی سینه و ششها میشود .در فیزیک خوندید که هر چه حجم یک ظرف افزایش پیدا کند فشار هوای درون آن کاهش پیدا میکند. پس با افزایش حجم قفسهی سینه فشار هوای درون آن کمتر از فشار هوای اتمسفر میشود. از طرفی میدانیم که هوا از جای با فشار بیشتر به جای فشار کمتر حرکت میکند پس هوا از اتمسفر که دارای فشار بیشتری است به درون ششها که داری فشار حرکت میکند . در حقیقت هوا به درون ششها مکیده میشود(برخلاف روش فشار مثبت که هوا به درون شش رانده میشد).به این روش میگن تنفس با فشار منفی چرا؟ چون جاندار با کاهش فشار هوا ریه ها هوا را به درون ششهای خود میمکد. اگه بخوام براتون مثالی بزنم مثل مکیدن نوشابه با استفاده از نی است که نوشابه از لیوانه به دهان شما رانده نمیشه بلکه شما نوشابه رو با ایجاد فشار منفی به درون دهان میمکید.

مقایسهی تنفس به روش فشار منفی و مثبت

 

مقایسه‌ی تنفس به روش فشار منفی و مثبت

ساز و کار فشار منفی

ساز و کار پمپ فشار مثبت

ابتدا قفسه سینه و به ششها افزایش حجم داده، فشار هوای درون آن کاهش یافته و سپس هوا به آن وارد میشود.

ششها در اثر فشار هوا باز میشود

هوا از بیرون به درون ششهای جاندار  مکیده میشود

هوا از خارج از ششها به درون شش رانده میشود.

 

 

 

نکته : توجه کنید که در هر دو نوع مکانیسم مثبت و منفی، هوا از جای پرفشار به جای کمفشار حرکت میکند. منتها تنها تفاوت در این است که در پمپ فشار مثبت، فشار خارج از ششها افزایش مییابد تا هوا به داخل ششها هدایت گردد ولی در پمپ فشار منفی، فشار داخل ششها کاهش مییابد تا هوا به داخل ششها مکیده شود.

 

تنفس پرندگان

پرندگان به علت پرواز، نسبت به سایر مهره داران انرژی بیشتری مصرف می کنند و بنابراین به اکسیژن بیشتری نیاز دارند. پرندگان علاوه بر شش دارای ساختارهایی به نام کیسه های هوادار هستند که کارایی تنفس آنها را نسبت به پستانداران افزایش می دهد.

تذکر : دقت داشته باشید که تبادلات گازی در پرندگان درون شش ها انجام میشود و کیسههای هوایی نقش ذخیره سازی هوا را دارند و تبادلات گازی درون آنها انجام نمیشود.

نکته: طبق شکل رو به رو هنگام دم در پرندگان هوا از طریق نای وارد کیسههای هوایی عقبی میشود پس دو شاخه نایژه به طور مستقیم با کیسههای هوایی عقبی در ارتباط است نه ششها.

نکته: بر اساس شکل کتاب درسی هر پرنده دارای ۹کیسههوادار است که یکی از آن بین دو شش مشترک است.

 

نکته :  برخی از بیمهرهگان به طریق انتشار، تنفس پوستی، آبشش یا تنفس تهویهای(شش)، تنفس میکنند.

نکته : برخی از بی مهرهگان دارای هموگلوبین هستند.

نکته : در پرندگان، حجم کیسههای هوادار بیشتر از ششها است. پرندگان 9 کیسۀ هوادار دارند. 4 کیسۀ هوادار در سمت راست و 4 کیسۀ هوادار در سمت چپ بدن قرار دارد و یک کیسه هم بین دو طرف بدن مشترک است.

 

 


مدیر آکادمی کنکور- علیرضا سیاحی
مولف : علیرضا سیاحی

ارتباط با من از طریق واتساپ یا تلگرام : ۰۹۳۵۹۳۰۹۰۶۶

مفهوم زندگی . تلاش دایمی است . پس هیچگاه آرام و ساکن ننشین - چارلز داروین


 

 
به این جزوه آموزشی امتیاز دهید:
لطفا برای امتیاز دادن به این مطلب وارد شوید.
تعداد افراد امتیاز دهنده: 1 | امتیاز: 5 از 5