Wymiana gazowa i krążenie – zadania maturalne z biologii

Oddychanie i krążenie

Wymiana gazowa w płucach zachodzi w pęcherzykach płucnych na drodze dyfuzji: cienka ściana, duża powierzchnia, bogata sieć naczyń włosowatych. Wdech jest aktywny (skurcz przepony i mięśni międzyżebrowych zewnętrznych), spokojny wydech – bierny. Tlen transportuje głównie hemoglobina w erytrocytach, CO₂ – głównie osocze w postaci jonów wodorowęglanowych. Ośrodek oddechowy w rdzeniu przedłużonym reaguje przede wszystkim na wzrost stężenia CO₂ (spadek pH krwi). Serce ma dwa przedsionki i dwie komory; krwiobieg duży zaczyna się w lewej komorze (aorta), mały – w prawej komorze (pień płucny). Zastawki zapobiegają cofaniu się krwi, a węzeł zatokowo-przedsionkowy nadaje rytm skurczom.

Zapamiętaj

Wdech aktywny, spokojny wydech bierny.
Ośrodek oddechowy reaguje głównie na stężenie CO₂, nie O₂.
Lewa komora → aorta → krwiobieg duży; prawa komora → pień płucny → mały.
Tętnica płucna niesie krew odtlenowaną, żyły płucne – utlenowaną.
Ściana lewej komory jest grubsza, bo tłoczy krew na większą odległość.

Typowe błędy

Definiowanie tętnicy jako naczynia z krwią utlenowaną – tętnica wyprowadza krew z serca.
Twierdzenie, że wydech zawsze jest aktywny.
Mylenie miejsca początku krwiobiegu dużego i małego.

Wymagania podstawy programowej

XI.2.3.a warunki dyfuzji gazów przez powierzchnie wymiany gazowej
XI.2.3.b lokalizacja i budowa powierzchni wymiany gazowej a środowisko
XI.2.3.c narządy wymiany gazowej w grupach zwierząt
XI.2.3.d budowa płuc gromad kręgowców
XI.2.3.e wymiana gazowa w skrzelach, mechanizm przeciwprądowy
XI.2.3.f wentylacja płuc u płazów, gadów, ptaków i ssaków
XI.2.3.g budowa a funkcja elementów układu oddechowego człowieka
XI.2.3.h wymiana gazowa w tkankach i płucach; powinowactwo hemoglobiny do tlenu (pH, temperatura, ciśnienie parcjalne)
XI.2.3.i wpływ czynników zewnętrznych na układ oddechowy (CO, pyły, dym tytoniowy, smog)
XI.2.3.j badania diagnostyczne układu oddechowego
XI.2.3.k rola krwi w transporcie gazów oddechowych
XI.2.3.l krzepnięcie krwi a homeostaza
XI.2.3.m układy krążenia otwarte i zamknięte; budowa a funkcja
XI.2.3.n budowa a funkcja naczyń krwionośnych
XI.2.3.o ewolucja budowy serc kręgowców
XI.2.3.p budowa serca człowieka; obieg płucny i ustrojowy
XI.2.3.q automatyzm pracy serca
XI.2.3.r styl życia a choroby układu krążenia; badania diagnostyczne
XI.2.3.s układ limfatyczny i rola limfy

Przykładowe zadania

Zadanie 1

1.1 Krew z prawej komory serca człowieka płynie do: (1 pkt)
- A. aorty
- B. żyły głównej górnej
- C. pnia płucnego
- D. żył płucnych
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: C. pnia płucnego
Prawa komora tłoczy krew odtlenowaną przez pień płucny i tętnice płucne do płuc – rozpoczyna obieg płucny. Lewa komora tłoczy krew do aorty.
1.2 Wyjaśnij, na czym polega automatyzm pracy serca. (1 pkt)
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: Serce kurczy się rytmicznie pod wpływem impulsów powstających w nim samym – w węźle zatokowo-przedsionkowym układu bodźcotwórczo-przewodzącego – bez pobudzenia przez układ nerwowy. Układ nerwowy i hormony jedynie zmieniają tempo pracy serca.
Impulsy wywołujące skurcz powstają w samym sercu, w układzie bodźcotwórczo-przewodzącym.
1.3 Serce z całkowitym rozdzieleniem krwi utlenowanej i odtlenowanej (dwie komory i dwa przedsionki) mają: (1 pkt)
- A. ryby
- B. płazy
- C. jaszczurki i węże
- D. ptaki i ssaki
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: D. ptaki i ssaki
Ryby mają serce dwujamowe, płazy – trójjamowe, a u większości gadów przegroda międzykomorowa jest niepełna. Pełne rozdzielenie obiegów mają ptaki, ssaki oraz krokodyle.

Zadanie 2

Powinowactwo hemoglobiny do tlenu maleje wraz ze spadkiem pH i ze wzrostem temperatury (efekt Bohra). W intensywnie pracujących mięśniach stężenie CO₂ jest wysokie, pH niższe, a temperatura wyższa niż w płucach.

2.1 Wyjaśnij, jakie znaczenie dla intensywnie pracujących mięśni ma zmniejszenie powinowactwa hemoglobiny do tlenu w warunkach niskiego pH i wysokiej temperatury. (1 pkt)
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: Hemoglobina łatwiej oddaje tlen w tkankach, w których jest dużo CO₂, niskie pH i wyższa temperatura, więc intensywnie pracujące mięśnie otrzymują więcej tlenu potrzebnego do oddychania komórkowego.
W warunkach panujących w pracującym mięśniu (dużo CO₂, niskie pH, wyższa temperatura) hemoglobina łatwiej oddaje tlen. Mięśnie dostają go więcej dokładnie tam, gdzie zużycie jest największe.
2.2 Wyjaśnij, dlaczego zatrucie tlenkiem węgla (CO) zagraża życiu. (1 pkt)
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: Tlenek węgla wiąże się z hemoglobiną znacznie silniej niż tlen (karboksyhemoglobina), blokując transport tlenu, co prowadzi do niedotlenienia tkanek, zwłaszcza mózgu i serca.
CO wiąże się z hemoglobiną kilkaset razy silniej niż tlen, tworząc karboksyhemoglobinę. Hemoglobina zajęta przez CO nie transportuje tlenu, więc tkanki, zwłaszcza mózg i serce, ulegają niedotlenieniu.
2.3 Podaj dwie cechy powierzchni wymiany gazowej, które ułatwiają dyfuzję gazów. (1 pkt)
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: Duża powierzchnia; bardzo cienka ściana (bariera dyfuzyjna).
Dyfuzja jest wydajna, gdy powierzchnia jest duża, bariera cienka, a powierzchnia wilgotna (gazy muszą się rozpuścić). Pomaga też dobre ukrwienie, które utrzymuje różnicę stężeń.

Ćwicz ten dział z oceną odpowiedzi Sprawdź swój poziom za darmo