דלג לתוכן

החלפת גזים באדם

ביולוגיה IGCSE · נושא 11

שיעור וידאו לנושא זה פתח את עמוד הוידאו
5:54

החלפת גזים בגוף האדם

הריאות שלך יכסו מחצית מגרש טניס אם תפרוס אותן בצורה שטוחה. הן אינן שקית אחת גדולה — הן מיליוני כיסים קטנים, והכל עובד על כך.…

קריאת קול באנגלית · תרגום אנגלי + סינית שרוף בתוך הסרטון

11.1

משטחי חילופי גזים

סיילבוס
ליבה תוספת
1 תאר את המאפיינים של משטחי חילוף גזים אצל בני אדם, מוגבל ל: שטח פנים גדול, משטח דק, אספקת דם טובה ואוורור טוב עם אוויר
2 זיהה בתרשימים ובתמונות את החלקים הבאים של מערכת הנשימה: ריאות, דיאפרגמה, צלעות, שרירי ביניים-צלעות, קרנית, קרנית, ברונחות, ברונחיולים, אלבולות ושרירי דם קרואים הקשורים 6 זיהה בתרשימים ובתמונות את השרירים הפנימיים והחיצוניים בין הצלעות
7 ציין את התפקיד של הסחוס בקרנית
8 הסבר את תפקיד הצלעות, השרירים הפנימיים והחיצוניים בין הצלעות ואת הדיאפרגמה בייצור שינויים בנפח ובלחץ בחזה המובילים לאוורור הריאות
3 בדוק את ההבדלים ברכיבים בין אוויר נשמה לאוויר משוהה באמצעות מים קרים כמבחן לקרינת פחמן 9 הסבר את ההבדלים ברכיבים בין אוויר נשמה לאוויר משוהה
4 תאר את ההבדלים ברכיבים בין אוויר נשמה לאוויר משוהה, מוגבל ל: חמצן, קרינת פחמן ואדים
5 בדוק ותיאר את השפעת הפעילות הפיזית על קצב ועומק הנשימה 10 הסבר את הקשר בין פעילות פיזית לקצב ועומק הנשימה בהתבסס על: עליית ריכוז קרינת הפחמן בדם, הנבדקת על ידי המוח, המובילה לעלייה בקצב הנשימה ולעומק גדול יותר
11 הסבר תפקיד התאי הגובלתיים, המוצה והתאים המכוסים בשערות במניעת מערכת הנשימה מפני פתוגנים וחלקיקים

מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

מודל 3 תלת-ממדי של ריאות ומערכת הנשימה
חילופי הגזים מתרחשים על פני השטח העצומים של הריאות.

חילופי גזים הם התהליך שבו חמצן נכנס לדם ופחמן דו-חמצני יוצא, באמצעות פיזור. משטח חילופי גזים טוב מאופיין בארבעה מאפיינים:

  • שטח פנים גדול — כדי שמספר רב יותר של גזים יוכל לעבור בו זמנית.
  • משטח דק — כך שהגזים יהיו על מרחק קצר בלבד לפיזור.
  • אספקת דם טובה — לשמירה על הבדל ריכוז תלול.
  • אוורור טוב עם אוויר — אוויר טاز' שומר על הבדל הריכוז בתלול.
חקור

משטח חילוף גזים טוב

לחץ על האלבולוס כדי לראות את ארבעת המאפיינים שהופכים אותו למעולה לחילוף: שטח פנים עצום, קיר דק, ריפוד לח ואספקת דם טובה.

מילון מונחים אימון
English עברית
gas exchange/ɡæs eksˈtʃeɪndʒ/ החלפת גזים
oxygen/ˈɒksɪdʒn/ חמצן
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ דיóxido של פחמן
diffusion/dɪˈfjuːʒn/ דיפוזיה
surface area/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ שטח פני
ventilation/ˌventɪˈleɪʃn/ אוורור
larynx/ˈlærɪŋks/ קושרת
trachea/trəˈkɪə/ קנה האוויר
bronchi/ˈbrɒŋkaɪ/ ברונחים
bronchioles/ˈbrɒŋkɪəʊlz/ ברונחיאולים
alveoli/ˈælvɪɒli/ אלבולות
capillaries/ˈkæpɪləriz/ נימי דם
ribs/rɪbz/ צלעות
diaphragm/ˈdaɪəfræm/ ממברנה
intercostal muscles/ˌɪntəˈkɒstl ˈmʌslz/ שרירי הבין-צלעי
cartilage/ˈkɑːtɪlɪdʒ/ סחוס
pressure/ˈpreʃə/ לחץ
thorax/ˈθɔːræks/ חזה
inhaling/ɪnˈheɪlɪŋ/ שאיפה
exhaling/eksˈheɪlɪŋ/ נשיפה
water vapour/ˈwɔːtə ˈveɪpə/ קרינת אדים
limewater/ˈlaɪmwɔːtə/ מים קרים
concentration/ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ ריכוז
brain/breɪn/ מוח
rate/reɪt/ קצב
goblet cells/ˈɡɒblət selz/ תאי גובליים
mucus/ˈmjuːkəs/ ריר
pathogens/ˈpæθədʒnz/ מחוללי מחלות
particles/ˈpɑːtɪklz/ חלקיקים
ciliated cells/ˈsɪlɪeɪtɪd selz/ תאים מברשתים
11.1

מערכת הנשימה

הריאות האנושיות
הריאות הן האיברים המשמשים לחילופי גזים בגוף האנושי.

האוויר עובר פנימה והוצאה דרך החלקים הבאים:

חלק תפקיד
גרון קופסת הקול, בחלק העליון של צינור הנישום
צינור נשימה צינור הנישום; מעביר אוויר לכיוון הריאות
ברונchias שני צינורות, אחד המוביל לכל ריאה
ברונchioles צינורות ערוכים ветв状 קטנים בתוך הריאות
אלבוליות שקיות אוויר זעירות שבהן מתרחשים חילופי גזים; כל אחת עטופה ב-כלי דם נימיים

האלבוליות מהוות משטחים מצוינים לחילופי גזים: יש מיליונים מהן (שטח פנים עצום), לכל אחת יש קיר בעובי תא בלבד (מרחק קצר), וכל אחת מוקפת בכלי דם נימיים (אספקת דם טובה).

תמונה קרובה של אלveolus המוקף בקפילר: חמצן נדחס מהכיס האווירי לתוך הדם בעוד שפחמן דו-חמצני נדחס בכיוון ההפוך, דרך דופן בעובי תא אחד
בראת אלבאולה, חמצן מתיפר בתוך הדם ועופשין מתיפר החוצה

הריאות נמצאות בחזה, מוגנות על ידי צלעות. מתחתיהן נמצאת לוח שרירים, הדיאפרגמה. בין הצלעות נמצאים השרירים האינטרקוסטליים. (משלים) הקרמלה נתמכת על ידי טבעות של סחוס, כך שהיא אינה קורסת כשאתה שואף אוויר.

מערכת הנשימה: הלרینקס והקרמלה מובילים לשני ברונחים, אחד לכל ריאה, העוברים ветвление לברונקיוולים שמסתיימים באשכולות של אלveoli, עם צלעות סביב הריאות ודיאפרגמה מתחתיהן
אוויר עובר מהקנה האוויר דרך הברונכיים והברונכיוולים אל האלבוליות
11.1

איך אתה נושם (משלים)

נשימה משנה את הנפח והלחץ בתוך החזה (חזה).

שאיפת אוויר (שאיפה):

  • השרירים האינטרקוסטליים החיצוניים מתכווצים, מושכים את הצלעות למעלה ומלחוץ.
  • הדיאפרגמה מתכווצת ומשטחת (זזה כלפי מטה).
  • החזה הופך לגדול יותר, כך שהלחץ בתוכו יורד מתחת ללחץ האוויר החיצוני.
  • אוויר נדחק פנימה.

נשימת חוץ (חוזה) היא ההפך: השרירים נרגעים (ועשויים להתכווצ גם השרירים האינטרקוסטליים הפנימיים), החזה הופך לקטן יותר, הלחץ עולה, ואוויר נדחץ החוצה.

שני דיאגרמות: שאיפת אוויר, עם צלעות זזות למעלה ומלחוץ ודיאפרגמה משטחת כך שהחזה גדול יותר; נשימת חוץ, עם צלעות זזות למטה ופנימה ודיאפרגמה גומיתית כלפי מעלה כך שהחזה קטן יותר
שאיפת אוויר גורמת לחזה להיות גדול יותר (לחץ נמוך); נשימת חוץ גורמת לו להיות קטן יותר
חקור

כניסת ואחיזת אוויר

נשימה משנה את נפח החזה, מה שמגרה שינוי בלחץ וגורם לזרימת אוויר פנימה או החוצה.

חקור

מנגנון נשימה

צפו בנשימה — הדיאפרגמה משתטחת וצלעות מורמות, החזה גדל, הלחץ יורד, ואוויר זורם פנימה. הרפייה וגורמת לו לדחוף החוצה.

11.1

אוויר שנשאר ואוויר שנשלף

גז אוויר שנשאר (נשאר) אוויר שנשלף (נשאר)
חמצן כ-21% כ-16% (פחות)
פחמן דו-חמצני כ-0.04% כ-4% (יותר)
קריסטל מעט הרבה (יותר)
גרף עמודות המשווה בין אוויר שנשאר ואוויר שנשלף: חמצן יורד מ-21% ל-16%, פחמן דו-חמצני עולה מ-0.04% ל-4%, וקריסטל עולה ממעט להרבה
אוויר מושחרר מכיל פחות חמצן ועופשין הרבה יותר מאוויר שנכנס

ניתן לבדוק לפחמן דו-חמצני עם מים סידניים, שמשתנים לעכור. אוויר שנשלף משנה מים סידניים לעכור הרבה מהר יותר מאוויר שנשאר, מה שמראה שהוא מכיל יותר פחמן דו-חמצני.

11.1

נשימה ותנועה

במהלך תנועה, השרירים שלך נושמים מהר יותר ומייצרים יותר דו-חמצן פחמן. הדבר מביא לעלייה בריכוז של דו-חמצן הפחמן בדם. (תוספת) מוחך מזהה את העלייה וגורם לך לנושם בקצב מהיר יותר ובעומק גדול יותר. כך נכנסים יותר חמצן ונפלט היתר דו-חמצן הפחמן במהירות.

דוגמה מפורטת. במנוחה אדם נושם 12 פעמים בדקה, ומזיז 500 ס"מ³ של אוויר בכל נשימה. במהלך מאמץ זה הופך ל20 פעמים בדקה ב900 ס"מ³ בכל נשימה. כמה אוויר עובר דרך הריאות בכל דקה בכל מקרה? הכפילו את הקצב בעומק. במנוחה: 12 × 500 = 6000 ס"מ³ בדקה. במהלך מאמץ: 20 × 900 = 18 000 ס"מ³ בדקה, פי שלושה יותר. מאמץ מגביר גם את קצב הנשימה וגם את עומק הנשימה - תשובה שמשתנה רק בקצב מאבדת מחצית הציון.

11.1

שמירה על ניקיון מערכות האוויר (תוספת)

מערכות האוויר מצופות בשני סוגי תאים שכלואים והסובים לכלוך:

  • תאי גביעי יוצרים ריר, שהוא כולא מחוללים וחלקיקי אבק.
  • תאים מרסיסים ישנם להם שיערות זעירות המונעות את הריר, עם הכלוך שנכלא, כלפי מעלה אל הגרון, שם הוא נבלע.
11.1

טיפים לבחינות

  • משטח החלפת גזים הוא גדול, דק, עם אספקת דם טובה ואוורור טוב.
  • מסלול האוויר: קרום צווארי → קרנית → ביוברשים → ברונקיוולים → אלveoli (אלבוליות).
  • שאיבה: שרירי הלבנים החיצוניים והדיאפרגמה מתכווצים → החזה גדל → הלחץ יורד → אוויר נכנס. נשיפה היא ההפך.
  • אוויר נשף מכיל פחות חמצן, יותר דו-חמצן פחמן ויותר אדים. בדיקת מי גיר for דו-חמצן פחמן.
  • תנועה → יותר דו-חמצן פחמן בדם → מוח → נשימה מהירה ועמוקה יותר.

שיעורים אינטראקטיביים בנושא זה

לעבור על הדברים צעד אחר צעד, עם תרגילים לבדיקה מיידית.

מבחני עבר

נושאים נוספים בביולוגיה IGCSE

היכנס או צור חשבון

IGCSE, A-Level & AP