Особливості процесу дихання та його порушення у рослин і тварин

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Головне управління освіти і науки Київської облдержадміністрації

Київське обласне територіальне відділення МАН України

Відділення біології

Секція: загальна біологія

Особливості процесу дихання та його порушення у рослин і тварин

Роботу виконала:

Фесан Віталіна Олександрівна

учениця 11-А класу

Яготинського НВК №2

Науковий керівник:

Кругляк Ніна Миколаївна

вчитель біології

Яготинського НВК №2

Яготин - 2013

Дихання - це окислювально-відновлювальний процес вивільнення хімічної енергії з органічних речовин - є ніби фокусом, що обєднує всі процеси життєдіяльності живих організмів, в тому числі білковий, вуглецевий та ліпідний обмін. Так як при окисленні субстрату дихання утворюється багато проміжних сполук, які можуть бути вихідними речовинами для різних біосинтезів.

Таким чином, дихання є одним з основних проявів обміну речовин і енергії між організмом і середовищем, який забезпечує організм необхідною для його життєдіяльності енергією.

Одноклітинні і найпростіші багатоклітинні організми дихають усією поверхнею тіла (т.з. дифузне дихання).

У тварин із складнішою будовою є спеціалізовані органи дихання. Так, у комах кисень надходить у тканини із трахей, у водяних тварин дихання відбувається за допомогою зябер. Вищі тварини й людина дихають легенями, де кров збагачується на кисень і віддає вуглекислоту (зовнішнє дихання), а в клітинах організму використовується кисень і утворюється вуглекислота (внутрішнє або клітинне дихання). Транспортування газів здійснюється течією крові або гемолімфи.

Система дихання підпорядкована нервово-гуморальній регуляції.

Дихання у рослин - клітинний ферментативний процес, принципово тотожний з диханням тваринних клітин.

У нижчих рослин обмін газів при диханні здійснюється шляхом дифузії крізь поверхню клітин.

Тіло вищих рослин пронизують численні канальці, які сприяють газообміну.

У деяких нижчих, а іноді й вищих рослин виділення вуглекислого газу й утворення енергії відбувається без доступу атмосферного кисню в процесі бродіння (або так званого анаеробного дихання). Дихання рослин відбувається як у темряві, так і на світлі, при чому на світлі внаслідок фотосинтезу з повітря поглинається набагато більше вуглекислого газу, ніж виділяється в процесі дихання, і до того ж виділяється кисень, що утворюється у фото синтезуючих клітинах. На дихання зелені рослини витрачають 20-25% органічної речовини, що утворюється при фотосинтезі.

Характеризуючи процеси дихання, ми дійшли висновку:

наскільки важливу роль у житті всіх живих організмів, в тому числі і людини, відіграє дихання;

як відбувається воно в різних організмах;

як залежить дихання рослин від різних умов середовища та окремих факторів;

які існують способи керування диханням;

наскільки важливо для людини знати як правильно дихати.

Значне місце у роботі посідає дослідження причин виникнення захворювань органів дихання та доводи небезпеки для людини цих захворювань, а також запропоновані доступні для дітей і дорослих заходи запобігання їм.

В практичній частині зроблено висновки на основі статистичних даних протягом 5 років, про захворювання органів дихання в Яготинському районі. Було встановлено, що в моїй місцевості найпоширенішими є такі хвороби як пневмонія, бронхіальна астма та туберкульоз, а також грип, який особливо серед дітей. Якщо прослідкувати стан захворювань на туберкульоз з 2008 по 2011 роки, то спостерігається закономірність зростання, а протягом 2012 року показники знову знизились.

Щодо бронхіальної астми - закономірності не прослідковується; найбільша захворюваність спостерігається у 2008-2009 роках; до 2011 року хворих значно зменшилося, а у 2012 знову збільшилось, але вже в 4 рази.

Захворюваність на туберкульоз серед підлітків і дитячого населення не зареєстровано; на бронхіальну астму з 2008 по 2010 роки захворюваність зменшилась, а протягом 2011-2012 років збільшилось у 4 рази.

Смертність через хвороби органів дихання з 2008 по 2010 роки стала, а з 2010 по 2012 років зросла у 2 рази.

Я вважаю, що тема даної наукової роботи є надзвичайно актуальною, оскільки ми повинні знати, настільки важливу роль відіграє дихання у житті кожного, бути обізнаними, як правильно дихати, та як саме відбувається цей процес у організмі. Адже дихання - це основа нашого життя.

В даній науковій роботі:

об'єктом дослідження є транспортування газів;

предметом дослідження є дихальні органи, серцево-судинна система, вдихувані гази;

метою дослідження - вивчити і виділити особливості системи транспортування газів.

Завдання дослідження полягає у тому, щоб:

визначити та виділити особливості зовнішнього дихання та транспортування газів кров'ю;

Новизна дослідження полягає у вивченні та систематизації сучасного рівня проблеми.

Методи дослідження - опис, аналіз, синтез, польові методи дослідження.

Сфера застосування (практичне значення) - уроки біології, фізичного виховання, фізіології у вищих навчальних закладах, в гуртковій роботі.

ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1

ДИХАННЯ ЖИВИХ ОРГАНІЗМІВ

.1 Дихання рослин

.2 Дихання тварин

.3 Дихання людини

РОЗДІЛ 2

ЗАХВОРЮВАННЯ ДИХАЛЬНИХ ШЛЯХІВ

РОЗДІЛ 3

ПРАВИЛЬНЕ ДИХАННЯ

РОЗДІЛ 4

ВІДКРИТТЯ, ПОВЯЗАНІ З ДИХАННЯМ

РОЗДІЛ 5.

ЕКОЛОГІЧНА СИТУАЦІЯ МОЄЇ МІСЦЕВОСТІ ТА ХВОРОБИ

ОРГАНІВ ДИХАННЯ, ЯКІ ВОНА

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ДОДАТКИ

ВСТУП

Дихання є обовязковою умовою життя. Воно забезпечує обмін речовин і енергії, який лежить в основі життєвих процесів організму. Основним «органом» дихання клітини вважають мітохондрії, в яких міститься складний комплекс ферментів - оксидоредуктаз. Процес дихання є джерелом енергії, що використовується для здійснення різноманітних синтетичних реакцій, для росту і руху організмів. Екзотермічні реакції дихального процесу безпосередньо повязані з ендотермічними процесами клітинного обміну і є для останніх джерелом енергії.

Отже, дихання забезпечує можливість здійснення ендотермічних реакцій обміну і утворення цитоплазматичних структур, які потребують витрати енергії.

Процес дихання - це джерело лабільних сполук, що утворюються як проміжні його продукти і є вихідним матеріалом для здійснення ряду синтетичних реакцій.

Дихання - це найбільш яскравий і запевняючий вираз життя.

Кожну мить протягом всього існування будь-який живий організм потребує кисню. І саме дихання сприяє його надходження в організм та видалення вуглекислого газу.

Людина може навчитися жити без зору і слуху, навіть без активного руху, однак їй не вижити без дихання. Без повітря життя обривається через 5-7 хвилин, а то і менше. Після такого проміжку часу відмирають невідновлювані клітини мозку. Дихання на стільки визначає наше життя, що будь-які переживання, дії так чи інакше виявляються повязані з ним. Не дарма навіть мова відображає цей тісний взаємозвязок - як часто ми говоримо про наш фізичний та емоційний стан: «перевести дух», «ледве дихаючи», «видихнути з полегшенням», «затримати дихання».

Великий російський фізіолог І.М. Сеченов наголошував, що організм без навколишнього середовища, яке підтримує його існування, не може існувати між організмом і навколишнім середовищем постійно відбувається обмін речовин. Із навколишнього середовища організм одержує кисень і поживні речовини. Завдяки їм будуються нові клітини, функціонують органи і відбувається робота, наприклад, м'язів. Водночас у навколишнє середовище виділяються шкідливі продукти розпаду, надлишок речовин і тепла.

Дихання виникло наприкінці докембрію, близько 2 млрд років тому, коли в атмосфері в результаті життєдіяльності фотосинтезуючих організмів з'явився вільний кисень. До цього живі істоти використовували анаеробні, безкисневі джерела енергії.

В наш час досить гостро постала проблема атмосферного забруднення. Найбільш негативно забруднення впливає на живі організми - вони уражаються як прямо, так і опосередковано, наприклад, коли забруднювальні речовини попадають в організми тварин і людей з рослинами. У забруднених районах різко підвищується ймовірність різних захворювань (найчастіше верхніх дихальних шляхів). Отже, всі забруднюючі атмосферне повітря речовини в більшому або меншому ступені роблять негативний вплив на здоров'я людини. Ці речовини потрапляють в організм переважно через систему дихання. Органи дихання страждають від забруднення безпосередньо, оскільки близько 50% частинок домішок радіусом 0.01-0.1 мкм, проникаючих в легені, осідають в них. Ці частинки викликають токсичний ефект. В деяких випадках дія забруднюючих речовин в комбінації з іншими приводять до більш серйозних розладів здоров'я. Статистичній аналіз дозволив достатньо надійно встановити залежність між рівнем забруднення повітря і такими захворюваннями, як поразка верхніх дихальних шляхів, серцева недостатність, бронхіти, астма, пневмонія, емфізема легенів. Різке підвищення концентрації домішок, що зберігається протягом декількох днів, збільшує смертність людей немолодого віку від респіраторних і серцево-судинних захворювань. Тому повітря, яким дихає людина, має бути чистим. Якщо в організм деякий час потрапляє забруднене повітря, то різко погіршується мозковий кровообіг, робота внутрішніх органів, обмін речовин, з'являється млявість, погіршується настрій. Особливо важливе чисте повітря під час сну.

Я вважаю, що тема даної наукової роботи є надзвичайно актуальною, оскільки ми повинні знати, настільки важливу роль відіграє дихання у житті кожного, бути обізнаними, як правильно дихати, та як саме відбувається цей процес у організмі. Адже дихання - це основа нашого життя.

В даній науковій роботі:

об'єктом дослідження є транспортування газів;

предметом дослідження є дихальні органи, серцево-судинна система, вдихувані гази;

метою дослідження - вивчити і виділити особливості системи транспортування газів.

Завдання дослідження полягає у тому, щоб:

визначити та виділити особливості зовнішнього дихання <#"justify">Альошин Є. П., Пономарьов О. О. Фізіологія рослин - К.: Вища школа, 1988. - 222с.

Брайон О.В., Чикаленко В. Г. Анатомія рослин - К.: Вища школа, 1992. - 272 с.

Бредбері У. Птицы морей, побережий и рек - М.: Мир, 1983 - 128 с.

Зерова М.Д. , Котенко А.Г., Толканіц В.Г. та ін. У біологічному протиборстві - К.: Урожай, 1988. - 192с.

Кутузова М.С. Світ тварин - К.: Радянська школа, 1972. - 146 с.

Лєбєдєв С.І. Фізіологія рослин - К.: Вища школа, 1972. - 415с.

Лобє Л. Оазисі на дне океана - М.: Мир, 1990 - 156 с.

Люрин І.Б., Уткін В.С. Як розвивалося життя на землі - К.: Радянська школа, 1983. - 119 с.

Мазурмович Б.М. Безхребетні тварини - К.: Радянська школа, 1974. - 97с.

Мотузний В.О. Біологія - К.: Вища школа, 1993. - 164 с.

Оммані Ф. Риби - М.: Мир, 1975 - 192 с.

Пономаренко С.Ф., Хржановський В.Г. Ботаніка, 2-е видання - М.: Агропромвид, 1988 - 383 с.

Присяжнюк М.С. Людина та її здоровя - К.: Фенікс, 1998. - 105с.

Рейва П., Еверт Р., Айкхори С. Сучасна ботаніка в 2-х томах. Т 1 - М.: Мир, 1990 - 344 c.

Рейва П., Еверт Р., Айкхори С. Сучасна ботаніка в 2-х томах. Т 2 - М.: Мир, 1990. - 348 с.

Рідна В.Г. Курсова робота на тему: «Дихання при м'язовому навантаженні»

Слюсарєв А.О., Самсонов О.В., Мухін В.М. та ін. Біологія: навч. Посібник - К.: Вища школа, 1991. - 503 с.

Тинберген Н. Поведінка тварин - М.: Мир, 1985. - 192 с.

Трайтак Д.І., Карьєнов В.А., Бровкіна Е.Т. та ін. Біологія - М.: Просвещение, 1987. - 297с.

Трофимова Є.М. Природознавство. Людина - К.: Богдана, 2005. - 184 с.

Труфанов Г. О. Цікава орнітологія: Науково-художня книга - К.: Веселка, 1983. - 151 с.

Фарб П. Комахи - М.: Мир, 1976 - 192 с.

ДОДАТОК А

ДОДАТОК-таблиця Б

Зменшення ваги проростаю чого насіння (за В.Л. Кретовичем)

Назва і кількість насінняСуха вага насіння, г Суха вага проростків, гЗменшення ваги, %46 зерен пшениці1,6620,712571 зерно кукурудзи0,5290,2904540 зерен гороху2,2361,07652

ДОДАТОК-таблиця В

Втрата ваги при різних температурах зберігання картоплі протягом 4,5 місяця (в % до початкової ваги бульб)

Температура зберігання (в градусах)ВтратиВсьоговодисухої речовини03,860,434,292,56,220,887,1057,822,069,881310,056,8516,90

ДОДАТОК-таблиця Г

Кількість енергії, що виділяється у вигляді тепла проростаючим насінням пшениці (за В.Л. Кретовичем)

День проростанняЕнергія, що виділяється у вигляді тепла (в ккал/кг при 25°)2-й3633-й5404-й29385-й32166-й4341

ДОДАТОК Д

ДОДАТОК Е

ДОДАТОК-таблиця Є

Киснева здатність різних дихальних пігментів

Тварини Пігмент Колір пігменту Метал-лоелементЛокалізація пігменту Кількість кисню (в мл на 100 мл крові) Ссавці <#"justify"> Гемоглобін ЧервонийЗалізо <#"justify"> Еритроцити 25 Птахи 18,5 Рептилії 9 Земноводні 12 Риби 9 Аннелід Плазма 6,5 Молюски 1,5 Молюски Гемоціанін БлакитнийМідь Плазма 2,8 Аннелід Хлорокруорін Зелений Залізо <#"justify"> Плазма 9 Аннелід Гемоерітрин ЧервонийЗалізо Еритроцити 2

ДОДАТОК Ж

ДОДАТОК З

ДОДАТОК И

ДОДАТОК І

ДОДАТОК Ї

ДОДАТОК Й

ДОДАТОК К

ДОДАТОК Л

ДОДАТОК М

Основні забруднювачі, тис.т. - Оксид вуглецю - Діоксид азоту - Діоксид сірки - Пил - Інші

ДОДАТОК Н

Кількість населення Яготинського району

РікВсього населенняДоросліПідліткиДіти 0-14 роківвсьогоюнакидівчатавсьогодо 1 року2009366232999614367386985191370201035058284541424733691518038420113466128156129066262852153652013343072789412175986195196408

ДОДАТОК О

№1 Показники обслуговування хворих туберкульозом в районі в 2007 році на 10000 населення

Всі форми активного туберкульозуТуберкульоз легеньПозалегеневий туберкульозПомерло від туберкульозуВсьогоЗ них ВКВсьогоЗ них ч.м. оболоч.ВсьогоНа 10000 населенняКонтингенти на кінець року21,56,80,5-41,09Вперше в житті6,82,450,27---% дистрикт. форм вперше в житті3620----

№2 Показники обслуговування хворих туберкульозом в районі в 2008 році на 10000 населення

Всі форми активного туберкульозуТуберкульоз легеньПозалегеневий туберкульозПомерло від туберкульозуВсьогоЗ них ВКВсьогоЗ них ч.м. оболоч.ВсьогоНа 10000 населенняКонтингенти на кінець року18,54,61,4-51,36Вперше в житті5,21,61.4-10,27% дистрикт. форм вперше в житті26,366,6----

№3 Показники обслуговування хворих туберкульозом в районі в 2009 році на 10000 населення

Всі форми активного туберкульозуТуберкульоз легеньПозалегеневий туберкульозПомерло від туберкульозуВсьогоЗ них ВКВсьогоЗ них ч.м. оболоч.ВсьогоНа 10000 населенняКонтингенти на кінець року19,43,71,9---Вперше в житті4,72,51,4---% дистрикт. форм вперше в житті44,462,5----№4 Показники обслуговування хворих туберкульозом в районі в 2010 році на 10000 населення

Всі форми активного туберкульозуТуберкульоз легеньПозалегеневий туберкульозПомерло від туберкульозуВсьогоЗ них ВКВсьогоЗ них ч.м. оболоч.ВсьогоНа 10000 населенняКонтингенти на кінець року19,65,51,45-10,2Вперше в житті5,52,60,58-10,3% дистрикт. форм вперше в житті26,380,0----

№5 Показники обслуговування хворих туберкульозом в районі в 2011 році на 10000 населення

Всі форми активного туберкульозуТуберкульоз легеньПозалегеневий туберкульозПомерло від туберкульозуВсьогоЗ них ВКВсьогоЗ них ч.м. оболоч.ВсьогоНа 10000 населенняКонтингенти на кінець року18,835,21,73-6173Вперше в житті5,791,731,45---% дистрикт. форм вперше в житті2560,0----

№6 Показники обслуговування хворих туберкульозом в районі в 2012 році на 10000 населення

Всі форми активного туберкульозуТуберкульоз легеньПозалегеневий туберкульозПомерло від туберкульозуВсьогоЗ них ВКВсьогоЗ них ч.м. оболоч.ВсьогоНа 10000 населенняКонтингенти на кінець року11,082,920,88-51,46Вперше в житті5,252,340,88---% дистрикт. форм вперше в житті38,1838,18----

ДОДАТОК П

Розповсюдженість захворювань у дорослих, на 10000 населення

Форми і групи хворобВсе населення200720082009201020112012Туберкульоз (всі форми)97,4101,3113,9123,6117,5115,7Гострі пневмонії61,253,376,391,64566,7Бронхіальна астма50,549,053,454,759,858,8

ДОДАТОК Р

Розповсюдженість захворювань серед підлітків та дитячого населення (на 10000 дітей)

Назва хвороби20082009201020112012Грип253,5-20,0--Гостра пневмонія34,759,040,041,946,7Бронхіальна астма30,233,329,231,132,7Туберкульоз10,610,64,63,1-

ДОДАТОК С

Смертність населення району (на 1000 населення)

Причина смерті2009201020112012Абс.числа % населенняАбс.числа% населенняАбс.числа% населенняАбс.числа% населенняХ-би органів дихання100,390,3130,4190,6в т.ч. пневмонії40,130,130,0990,3