ชีววิทยา - การหายใจ

บทนำ

• วัสดุอาหารที่นำมาในระหว่างกระบวนการทางโภชนาการจะถูกใช้โดยเซลล์และจากนั้นก็ให้พลังงานสำหรับกระบวนการชีวิตต่างๆ

• สิ่งมีชีวิตบางชนิดใช้ออกซิเจนเพื่อสลายกลูโคสให้กลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำโดยปกติกระบวนการดังกล่าวจะเกิดขึ้นในไซโทพลาสซึม

• แผนภาพต่อไปนี้แสดงให้เห็นกระบวนการทั้งหมดของการสลายกลูโคสผ่านทางต่างๆ -

• ในระหว่างการหายใจระดับเซลล์พลังงานที่ปล่อยออกมาจะถูกใช้ทันทีเพื่อสังเคราะห์โมเลกุลที่เรียกว่า ATP.

• ATP ถูกนำไปใช้เพื่อกระตุ้นกิจกรรมอื่น ๆ ทั้งหมดในเซลล์ อย่างไรก็ตามในกระบวนการเหล่านี้ ATP จะถูกย่อยสลายและก่อให้เกิดพลังงานจำนวนคงที่ พลังงานนี้มักขับเคลื่อนปฏิกิริยาการดูดความร้อนที่เกิดขึ้นในเซลล์

• Adenosine triphosphate หรือ ATP เป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่ใช้ในเซลล์เป็นโคเอนไซม์ (ดูภาพด้านล่าง)

• บ่อยครั้งที่ ATP เรียกว่าไฟล์ energy currency สำหรับกระบวนการส่วนใหญ่ของเซลล์ (โดยเฉพาะการถ่ายโอนพลังงานภายในเซลล์)

• ในทำนองเดียวกัน ATP ขนส่งพลังงานเคมีภายในเซลล์เพื่อการเผาผลาญ

• ในพืชในเวลากลางคืนเมื่อกระบวนการสังเคราะห์แสงไม่ได้เกิดขึ้นในช่วงเวลาดังกล่าวการกำจัด CO2 เป็นกิจกรรมการแลกเปลี่ยนที่สำคัญ

• ในทางกลับกันในระหว่างวัน CO2 ซึ่งสร้างขึ้นระหว่างการหายใจจะถูกใช้ไปกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงดังนั้นจึงไม่มีการปล่อย CO2 แต่ในเวลานี้การปล่อยออกซิเจนเป็นเหตุการณ์สำคัญ

• สัตว์บกสามารถหายใจเอาออกซิเจนที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศได้ แต่สัตว์ที่อาศัยอยู่ในน้ำต้องใช้ออกซิเจนที่ละลายในน้ำ

• อัตราการหายใจของสิ่งมีชีวิตในน้ำนั้นเร็วกว่าสิ่งมีชีวิตบนบกมากเนื่องจากปริมาณออกซิเจนละลาย (ในน้ำ) ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศ

การหายใจในมนุษย์

• ในมนุษย์เราสูดอากาศเข้าสู่ร่างกายทางรูจมูก

• ผ่านรูจมูกอากาศจะผ่านลำคอและเข้าไปในปอด

• นอกจากนี้ยังมีวงแหวนของกระดูกอ่อนอยู่ในลำคอ วงแหวนเหล่านี้ช่วยให้แน่ใจว่าทางเดินของอากาศไม่ยุบ (ดูภาพด้านล่าง)

• ภายในปอดทางเดินจะถูกแบ่งออกเป็นท่อที่เล็กลงและเล็กลง (ดูภาพด้านบน) ซึ่งสุดท้ายจะสิ้นสุดในโครงสร้างคล้ายบอลลูนที่เรียกว่า alveoli.

• ถุงลมเป็นฐานหรือพื้นผิวที่สามารถแลกเปลี่ยนก๊าซได้

• ผนังของถุงลมประกอบด้วยเครือข่ายหลอดเลือดที่กว้างขวาง ดังนั้นขณะหายใจเข้าเราจึงยกซี่โครงขึ้นและทำให้กะบังลมแบน ด้วยเหตุนี้ช่องอกจึงมีขนาดใหญ่ขึ้น ในระหว่างกระบวนการนี้อากาศจะถูกดูดเข้าไปในปอดและเติมถุงลมที่ขยายตัว

• ในทางกลับกันเลือดจะนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากส่วนที่เหลือของร่างกายเพื่อปล่อยเข้าสู่ถุงลมและออกซิเจนในถุงลมจะถูกดูดซึมโดยเลือดในหลอดเลือดถุงเพื่อขนส่งต่อไปยังเซลล์ทั้งหมดในร่างกาย .

• โปรดจำไว้ว่าในระหว่างวัฏจักรการหายใจเมื่อเรานำอากาศเข้าและปล่อยออกปอดจะกักเก็บอากาศที่เหลืออยู่เสมอเพื่อให้มีเวลาเพียงพอที่จะดูดซับออกซิเจนและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา

• ในร่างกายมนุษย์เม็ดสีในระบบทางเดินหายใจคือฮีโมโกลบิน และฮีโมโกลบินมีความสัมพันธ์กับออกซิเจนสูง

• ฮีโมโกลบินมีอยู่ในเม็ดเลือดแดง

• เมื่อเปรียบเทียบกับออกซิเจนแล้วคาร์บอนไดออกไซด์จะละลายในน้ำได้มากกว่าดังนั้นจึงถูกขนส่งในรูปแบบที่ละลายในเลือดเป็นส่วนใหญ่