Номер 1, страница 118 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Опишите процесс дыхания с биологической точки зрения.

1. Решение

Дыхание с биологической точки зрения — это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, его использование клетками для окисления органических веществ с высвобождением энергии, и удаление из организма углекислого газа и других продуктов обмена. Этот сложный процесс можно разделить на несколько ключевых этапов: внешнее дыхание, транспорт газов кровью и внутреннее (клеточное) дыхание.

Внешнее дыхание (газообмен)

Это процесс обмена газами между организмом и окружающей средой. У человека и многих других позвоночных он осуществляется дыхательной системой и включает в себя:

1. Легочная вентиляция: Механический процесс вдоха и выдоха. Вдох — активный процесс, происходящий за счет сокращения дыхательных мышц (диафрагмы и межреберных мышц), что увеличивает объем грудной клетки. Давление в легких падает ниже атмосферного, и воздух устремляется внутрь. Выдох — как правило, пассивный процесс, вызванный расслаблением этих мышц, уменьшением объема грудной клетки и выталкиванием воздуха наружу.

2. Газообмен в легких: Происходит в альвеолах — микроскопических пузырьках, оплетенных сетью капилляров. За счет разницы парциальных давлений кислород ($O_2$) из альвеолярного воздуха диффундирует в кровь, а углекислый газ ($CO_2$) — из крови в альвеолы.

Транспорт газов кровью

Кровь выполняет функцию транспортировки газов между легкими и тканями организма.

1. Транспорт кислорода: Около 98.5% кислорода связывается с гемоглобином, содержащимся в эритроцитах, образуя непрочное соединение — оксигемоглобин. В тканях, где концентрация кислорода низкая, оксигемоглобин распадается, высвобождая кислород для клеток.

2. Транспорт углекислого газа: Углекислый газ, продукт клеточного метаболизма, транспортируется от тканей к легким тремя основными способами: в растворенном виде в плазме крови (около 7%), в виде соединения с гемоглобином (карбгемоглобин, около 23%), и в основном — в виде бикарбонат-ионов ($HCO_3^−$) в плазме (около 70%).

Внутреннее (клеточное) дыхание

Это конечный и наиболее важный этап, представляющий собой совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках (в цитоплазме и митохондриях) для извлечения энергии из питательных веществ. Его главная цель — синтез АТФ (аденозинтрифосфата), универсального источника энергии для всех клеточных процессов.

Суммарное уравнение аэробного (кислородного) клеточного дыхания для глюкозы:

$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2o + \text{энергия (АТФ)}$

Клеточное дыхание включает три основных стадии:

1. Гликолиз: Происходит в цитоплазме клетки и не требует кислорода (анаэробный этап). Одна молекула глюкозы расщепляется на две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК) с образованием небольшого количества АТФ.

2. Цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот): Происходит в матриксе митохондрий (аэробный этап). ПВК окисляется до ацетил-КоА, который вступает в цикл реакций, в результате которых происходит дальнейшее окисление, выделяется углекислый газ и синтезируется еще немного АТФ.

3. Окислительное фосфорилирование (электрон-транспортная цепь): Происходит на внутренней мембране митохондрий (аэробный этап). Это основной этап синтеза АТФ. Энергия, высвобождаемая при переносе электронов по цепи белков-переносчиков, используется для создания протонного градиента, который, в свою очередь, приводит в действие фермент АТФ-синтазу, производящую большое количество молекул АТФ. Кислород выступает в роли конечного акцептора электронов, образуя воду.

Таким образом, дыхание — это целостный, многоуровневый процесс, который обеспечивает организм энергией, необходимой для поддержания жизни.

Ответ: С биологической точки зрения дыхание — это комплексный процесс, включающий три взаимосвязанных этапа: 1) внешнее дыхание (вентиляция легких и газообмен между воздухом и кровью), 2) транспорт газов (перенос кислорода кровью к тканям и углекислого газа от тканей к легким) и 3) клеточное дыхание (биохимический процесс окисления органических веществ в клетках с использованием кислорода для получения энергии в виде АТФ). Конечными продуктами дыхания являются углекислый газ и вода.