گفتار 1 فصل 3 زیست دهم [آموزش و تدریس ویدیویی]

گفتار 1 فصل 3 زیست دهم را با آموزش و تدریس ویدیویی و توضیح به بهترین شکل یاد بگیرید. تدریس به‌روز این گفتار همراه با آموزش ویدیویی «دکتر الهه بنام» را در سایت بایوبنام، رایگان ببینید.

در دو فصل قبلی با دنیای زنده و گوارش و جذب مواد آشنا شدیم. موضوع این فصل به تبادلات گازی اختصاص دارد. حال نوبت آن است که به آموزش اولین گفتار از سومین فصل زیست 10 بپردازیم.

در ابتدا، ویدیوی آموزشی این بخش را مشاهده می‌کنیم.

فیلم تدریس گفتار 1 فصل 3 زیست دهم

آموزش ویدیویی بخشی از «گفتار اول فصل سوم زیست دهم» را در پایین قرار داده‌ایم. مدرس این قسمت، خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند.

در ابتدا این سوال را با همدیگر بررسی می‌کنیم که «چرا نفس می‌کشیم»؟ پس از آن یاد می‌گیریم که دستگاه تنفس از دو بخش عملکردی هادی و مبادله‌ای تشکیل می‌شود. در انتها حمل گازها در خون را مورد بررسی قرار می‌دهیم. هموگلوبین در این میان، وظایف کلیدی بر عهده دارد.

بیشتر بدانید: آموزش فصل سوم زیست دهم

سازوکار دستگاه تنفس در انسان؛ گفتار اول فصل سوم زیست دهم

به عقیده ارسطو، نفس کشیدن باعث خنک شدن قلب می‌شود. او فکر می‌کرد که هوای دمی و بازدمی از نظر ترکیب شیمیایی یکسان هستند. در حالی که امروز می‌دانیم تصورات ارسطو اشتباه بود.

هوای دمی، اکسیژن بیشتری نسبت به هوای بازدمی دارد. این در حالی است که در هوای بازدمی، کربن دی‌اکسید بیشتری به‌نسبت هوای دمی وجود دارد.

ارتباط دستگاه تنفس و گردش خون (خون تیره و روشن)

برای این که از اهمیت تنفس آگاه شویم، بهتر است به این سوال پاسخ دهیم که اصلا چرا نفس می‌کشیم؟ زمانی می‌توان به این پرسش جواب داد که ارتباط دستگاه تنفس و دستگاه گردش خون را درک کرد.

به خونی که از اندام‌های بدن جمع و به سمت شش‌ها می‌رود، خون تیره می‌گویند. خون تیره، اکسیژن کمتر و کربن‌دی‌اکسید بیشتری به‌نسبت خون خروجی از شش‌ها دارد.

خون روشن، در اصل همان خون تیره است؛ با این تفاوت که در شش‌ها کربن‌دی‌اکسید خود را از دست می‌دهد. همچنین از هوا نیز اکسیژن جذب می‌کند.

دستگاه گردش خون وظیفه دارد توسط خون روشن، همواره به یاخته‌های بدن اکسیژن برساند. این دستگاه، کربن‌دی‌اکسید را نیز از یاخته‌ها دور می‌کند.

تنفس یاخته‌ای

یاخته‌ها نمی‌توانند از مولکول‌های درشت، به‌صورت مستقیم انرژی دریافت کنند. بنابراین، این مولکول‌ها باید به ذرات کوچک‌تر تجزیه شوند. یکی از مواد مغذی درشت مولکول، گلوکز است. برای این که گلوکز توسط یاخته‌ها قابل استفاده شود، باید به انرژی ذخیره شده در ATP تبدیل شود. واکنش خلاصه شده‌ تبدیل گلوکز به ATP به شکل زیر است:

به‌صورت کلی به واکنش بالا، تنفس یاخته‌ای  می‌گونید. دلیلش این است که برای انجام آن، حتما به حضور اکسیژن نیاز است. تا اینجا از اهمیت وجود اکسیژن آگاه شدیم. سوالی که حال پیش می‌آید این است که چرا باید کربن دی اکسید دور شود؟ به‌عبارت دیگر، چرا کربن دی اکسید مضر است؟

کربن‌دی‌اکسید توانایی این را دارد که با آب واکنش دهد. حاصل این واکنش، تولید کربنیک اسید است که منجر به کاهش PH می‌شود. با تغییر PH، ساختار پروتئین‌ها نیز تغییر کرده و عملکرد آنها دچار اختلال می‌شود.

پروتئین‌ها در بسیازی از فرایندهای یاخته‌ای نقش کلیدی دارند. با از بین رفتن عملکرد پروتئین‌ها، یاخته‌ها و بافت‌ها نیز درگیر می‌شوند. این گونه می‌توان گفت که افزایش کربن‌دی‌اکسید، به مراتب خطرناک‌تر از کاهش اکسیژن است.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار دو فصل سه زیست دهم

فعالیت 1 صفحه 35 زیست دهم (آیا هوای دمی با هوای بازدمی متفاوت است؟)

پژوهش‌های دانشمندان در ابتدا، وجود سه گاز نیتروژن، اکسیژن و کربن دی اکسید را در هوا نشان داد. در این آزمایش از گفتار 1 فصل 3 زیست دهم، هوای دمی و بازدمی را از نظر مقدار نسبی کربن دی کسید بررسی می‌کنیم. اما چگونه می‌توان مقدار کربن دی اکسید را در هوا تشخیص داد؟

برای انجام این آزمایش می‌توان از محلول آب آهک (بی رنگ) یا برم تیمول بلو رقیق (آبی رنگ) که معرف کربن دی اکسید هستند استفاده کرد. با دمیدن کربن دی اکسید به درون این محلول‌ها، آب آهک شیری رنگ و برم تیمول بلو، زر رنگ می‌شود.

1. دستگاه را مطابق شکل سوار کنید. انتهای لوله بلند را درون محلول و انتهای لوله کوتاه را در بالای محلول قرار دهید.
2. به آرامی از طریق لوله مرکزی، عمل دم و بازدم را انجام دهید. در هنگام دم، در کدام ظرف، حباب هوا مشاهده می‌شود؟ هنگام بازدم چطور؟
3. دم و بازدم را ادامه دهید تا رنگ معرف در یکی از ظرف‌ها تغییر کند. آن را یادداشت کنید.
4. چند دقیقه دیگر نیز به دم و بازدم ادامه دهید و تغییرات بعدی رنگ را در هر دو ظرف مشاهده و یادداشت کنید.
5. اکنون به پرسش‌های زیر پاسخ دهید:

الف) چرا هوای دمی، به یک ظرف و هوای بازدمی، به ظرف دیگر وارد می‌شود؟

ب) نخست در کدام ظرف تغییر رنگ مشاهده کردید؟

پ) آیا معرف در هر دو ظرف سرانجام تغییر رنگ داد؟ این موضوع چه چیزی را برای ما روشن می‌کند؟

جواب سوال 2 فعالیت صفحه 35 گفتار 1 فصل 3 زیست دهم

1. در هنگام دم، حباب هوا از انتهای لوله بلند داخل ظرف الف خارج می‌شود.
2. هنگام انجام بازدم، حباب هوا از انتهای لوله بلند داخل ظرف ب خارج می‌شود.

جواب سوال 3 و 4 فعالیت صفحه 35 زیست دهم

در ابندا، تغییر رنگ را در ظرف ب مشاهده می‌کنیم. پس از آن، ظرف الف شروع به تغییر رنگ می‌کند.

پاسخ قسمت 5 فعالیت 1 گفتار 1 فصل 3 زیست 10

الف) وقتی فرد شروع به تنفس می‌کند، هوا از لوله کوتاه ظرف الف وارد دستگاه تنفسی می‌شود. علت ورود هوا از این ظرف به دستگاه تنفس این است که لوله کوتاه ظرف الف، به‌طور مستقیم با هوا در ارتباط است. این در حالی است که لوله بلند ظرف ب درون مایع قرار دارد. به جای هوایی که از ظرف الف خارج شده است، هوا از محیط بیرون توسط لوله بلند، وارد ظرف الف می‌شود.
ورود هوا به مایع ظرف الف، به‌صورت حباب دیده می‌شود. با انجام عمل دم، فقط از ظرف الف امکان ورود هوا به دستگاه تنفس وجود دارد. از ظرف ب کمی مایع وارد لوله می‌شود و بالا می‌آید (به خاطر ایجاد حالت مکش در دم).
در مرحله بازدم بیشتر هوا وارد لوله بلند ظرف ب می‌شود. هوایی که وارد این لوله می‌شود، وارد مایع شده و سپس می‌تواند از طریق لوله کوتاه ظرف ب خارج شود. در این مرحله، ورود هوا به مایع ظرف ب، به صورت حباب‌هایی در انتهای لوله مشاهده می‌شود.
مقدار کمی هوای بازدمی نیز وارد ظرف الف می‌شود. در ظرف الف فضای کافی برای ورود مقدار زیاد هوا از طریق لوله کوتاه وجود ندارد و با کمترین حجم از هوا پر می‌شود. زیرا، هوایی که از این طریق وارد ظرف الف می‌شود، جایی برای خروج ندارد. این هوا وارد مایع نیز نمی‌تواند بشود و فقط با سطح آن تماس برقرار می‌کند. به همین دلیل قسمت عمده هوای بازدمی وارد ظرف ب می‌شود (ظرف ب با هوای آزاد در ارتباط است).

ب) بخش عمده هوای بازدمی، کربن‌دی اکسید بیشتری نسبت به هوای دمی دارد. بنابراین وارد ظرف ب می‌شود. از این‌رو، تغییر رنگ ابتدا در مایع ظرف ب مشاهده می‌شود.
البته در ظرف الف نیز تغییر رنگ ایجاد می‌شود؛ ولی، این تغییر رنگ دیرتر و با شدت کمتر خواهد بود. دلیلش این است که مقدار هوای بازدمی ظرف الف کم است و هوای بازدمی، فقط با سطح مایع در تماس است،

پ) بله. هوای بازدمی به ظرف الف نیز وارد می‌شود، البته به مقدار کم. این هوا مستقیم وارد مایع نمی‌شود و تنها با سطح آن تماس می‌یابد. در نتیجه، تغییر رنگ کندتر و به صورت تدریجی انجام می‌شود.

بخش‌های عملکردی دستگاه تنفس

دستگاه تنفس را از نظر عملکرد، می‌توان به دو بخش اصلی به نام‌های بخش هادی و بخش مبادله‌ای تقسیم کرد. در ادامه گفتار 1 فصل 3 زیست دهم با هرکدام از انها بیشتر آشنا می‌شویم.

بخش هادی

بخش هادی قسمتی از دستگاه تنفس است که از بینی تا نایژک انتهایی را به خود اختصاص می‌دهد. این بخش از دستگاه تنفس، هدایت هوا را به درون و بیرون بدن عهده‌دار است. هوا در بخش هادی، گرم و مرطوب می‌شود. علاوه بر آن، از ناخالصی‌ها مانند میکروب‌ها و گرد و غبار نیز، پاک‌سازی می‌شود. مجموعه این اقدامات، برای آمادگی مبادله گازها با خون است.

بینی، اولین مسیر ورود هوا به بدن است. پوست نازک بینی با موهای خود، مانعی در برابر ورود ناخالصی‌های هواست. مخاط مژک‌دار، پس از پایان یافتن این پوست از بینی، شروع می‌شود. این قسمت در سراسر مجاری هادی ادامه پیدا می‌کند. این مخاط، یاخته‌های مژک‌دار فراوان و ترشحات مخاطی ضد میکروب دارد.

ترشحات مخاطی، ناخالصی‌های هوا را ضمن عبور به دام می‌اندازند. مژک‌ها با حرکت ضربانی خود، ترشحات مخاطی و ناخالصی‌های به دام افتاده در آن را به سمت حلق می‌رانند. سرانجام، این ناخالصی‌ها ممکن است به دستگاه گوارش وارد شده و یا به خارج از بدن هدایت شوند. ممکن است در دستگاه گوارش، شیره معده آنها را نابود کند.

ترشحات مخاطی، هوا را مرطوب می‌کنند. این امر، برای تبادل گازها ضروری است. گازهای تنفسی تنها در حالت محلول در آب، می‌توانند بین شش‌ها و خون مبادله شوند.

وظیفه گرم کردن هوا، بر عهده شبکه‌ای وسیع از رگ‌ها با دیواره نازک است. این شبکه، به سطح درونی بینی نزدیک است. شبکه وسیع رگ‌ها آسیب‌پذیری بیشتری داشته و آسان‌تر از نقاط دیگر، دچار خون‌ریزی می‌شود.

هوا با عبور از بینی، دهان و یا هر دو، خود را به حلق می‌رساند.

حلق، گذرگاهی ماهیچه‌ای است که هم هوا و هم غذا از آن عبور می‌کند. انتهای حلق به یک دوراهی ختم می‌شود. حنجره در جلوی این دوراهی و مری در پشت آن قرار دارد.

با ادامه گفتار 1 فصل 3 زیست دهم همراه بایوبنام باشید.

نقش و ساختار حنجره

حنجره، در بالای نای جای دارد. هنگام تنفس، حنجره دو کار مهم انجام می‌دهد که عبارت‌اند از:

• دیواره غضروفی حنجره، مجرای عبور هوا را باز نگه می‌دارد.
• درپوش برچاکنای (اپی‌گلوت) حنجره، از ورود غذا به مجرای تنفسی، جلوگیری می‌کند.

ساختار دیواره نای و وظایف آن

دیواره نای، حلقه‌های غضروفی شبیه به نعل اسب یا حرف C دارد که مجرای نای را همیشه باز نگه‌می‌دارند.

دهانه غضروف (دهانه حرف C) به سمت مری قرار دارد. با این حساب، حرکت لقمه‌های بزرگ غذا در مری با مانعی روبه‌رو نمی‌شود.

ساختار دیواره نای را در شکل پایین می‌توانید مشاهده کنید. همان طور که می‌بینید این دیواره از بیرون به درون، شامل چهار لایه است:

• پیوندی
• غضروفی ماهیچه‌ای
• زیرمخاط
• مخاط

نایژه‌های اصلی

نای، در انتهای خود، به دو شاخه تقسیم می‌شود. این دو شاخه، نایژه‌های اصلی را به وجود می‌آورند. هر کدام از نایژه‌های اصلی، به یک شش وارد می‌شود. آنها در درون شش‌ها، به نایژه‌های باریک‌تر تقسیم می‌شوند.

نایژک و نایژک انتهایی

هرچقدر که از نایژه اصلی به سمت نایژه‌های باریک‌تر پیش می‌رویم، از مقدار غضروف کاسته می‌شود. به انشعابی از نایژه که دیگر هیچ غضروفی ندارد، نایژک می‌گویند.

از آنجا که نایژک‌ها غضروف ندارند، می‌توانند تنگ و گشاد شوند. دستگاه تنفس با این ویژگی نایژک‌ها، قادر است هوای ورودی یا خروجی را تنظیم کند. به آخرین انشعاب نایژک در بخش هادی، نایژک انتهایی می‌گویند.

بخش مبادله‌ای

بخش مبادله‌ای، با حضور اجزای کوچکی به‌نام «حبابک» مشخص می‌شود.

نایژک مبادله‌ای، نایژکی است که روی آن حبابک وجود دارد. این نایژک در انتهای خود، ساختاری شبیه به خوشه انگور دارد. ساختار خوشه‌ای حاصل اجتماع حبابک‌هاست. به هر کدام از این خوشه‌ها، یک کیسه حبابکی می‌گویند.

مخاط مژک‌دار در طول نایژک مبادله‌ای به پایان می‌رسد. بنابراین، در محل جمع‌شدن حبابک‌ها، این مخاط وجود ندارد.

یاخته‌های درشت خوار (ماکروفاژ)

در حبابک‌ها، گروهی از یاخته‌های دستگاه ایمنی بدن به نام درشت خوار (ماکروفاژ) قرار گرفته‌اند.

وظیفه این یاخته‌ها، نابودی باکتری‌ها و ذرات گرد و غباری است که از مخاط مژک‌دار گریخته‌اند. دو ویژگی اصلی ماکروفاژها که در گفتار 1 فصل 3 زیست دهم آموزش می‌بینیم، عبارت است از:

• بیگانه خواری
• توانایی حرکت

این یاخته‌ها به دلیل توانایی حرکت، علاوه بر کیسه‌های حبابکی شش‌ها، در دیگر نقاط بدن نیز حضور دارند.

عامل سطح فعال (سورفاکتانت)

وقتی نفس می‌کشیم، حجم کیسه‌های حبابکی تغییر می‌کند. سطحی از حبابک، با هوا در تماس است. لایه نازکی از آب، این سطح را می‌پوشاند. همانطور که می‌دانید، آب، نیروی کشش سطحی دارد. حبابک به دلیل وجود این نیرو، می‌تواند در برابر باز شدن مقاومت کند.

بعضی از یاخته‌های حبابک‌ها، ماده‌ای به نام عامل سطح فعال (سورفاکتانت) ترشح می‌کنند. این ماده با کاهش نیروی کشش سطحی، باز شدن حبابک‌ها را آسان می‌کند.

در نوزادانی که زودهنگام به دنیا می‌آیند، ممکن است عامل سطح فعال به مقدار کافی ساخته نشود. از این‌رو، در نفس کشیدن به مشکل می‌خورند.

اطراف حبابک‌ها را مویرگ‌های خونی فراوان احاطه کرده است که امکان تبادل گازها را بین هوا و خون فراهم می‌کند.

دیواره حبابک‌ها گفتار 1 فصل 3 زیست دهم

دیواره حبابک‌ها را دو نوع یاخته می‌سازد که عبارت‌اند از:

1. یاخته‌های سنگ‌فرشی با فراوانی بیشتر
2. یاخته‌های ترشح‌کننده عامل سطح فعال با ظاهر متفاوت و تعداد کمتر

درشت خوارها را جزء یاخته‌های دیواره حبابک، طبقه‌بندی نمی‌کنند. به نظر شما دلیلش چیست؟ برای دانستن جواب آن، باید با دستگاه ایمنی بدن بیشتر آشنا شوید.

اکسیژن و کربن دی‌اکسید برای مبادله بین هوا و خون، باید از ضخامت دیواره حبابک‌ها و مویرگ‌ها عبور کنند. هر دو دیواره از بافت پوششی سنگ‌فرشی یک‌لایه ساخته‌شده‌اند که بسیار نازک است. در جاهای متعدد، بافت پوششی حبابک و مویرگ، دارای غشای پایه مشترک هستند. این امر، مسافت انتشار گازها را به حداقل ممکن می‌رساند.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار سه فصل سه زیست دهم

حمل گازها در خون

کار دستگاه تنفس وقتی کامل می‌شود که با دستگاه گردش خون همکاری کند.

خون، اکسیژن را به یاخته‌ها می‌رساند و کربن دی‌اکسید را از آنها می‌گیرد. خون با جریان پیدا کردن، دی اکسید کربن را به سمت شش‌ها می‌آورد تا از بدن خارج شوند. حمل گازها در خون، آخرین موضوعی است که در گفتار 1 فصل 3 زیست دهم به آن میی‌پردازیم.

وظایف هموگلوبین

بخش اندکی از گازها به صورت محلول در خوناب جابجا شده و برای حمل، نیاز به سازوکار ویژه‌ای دارند. هموگلوبین، وظیفه جابجایی این مولکول‌ها را بر عهده دارد. گویچه قرمز، معدن سرشار هموگلوبین است.

خونی که از قلب به شش‌ها می‌رود، غلظت اکسیژن کمتری نسبت به هوای حبابک‌ها دارد. اکسیژن موجود در شش‌ها، به هموگلوبینی که توسط خون از سمت قلب آمده، می‌پیوندد. اکسیژن‌های متصل شده به هموگلوبین، در مجاورت بافت‌ها از آن جدا می‌شود و خود را به یاخته‌ها می‌رساند. همین روند برای کربن دی‌اکسید نیز صدق می‌کند و تابع غلظت آن است. در بافت‌ها، کربن دی‌اکسید به هموگلوبین متصل و در شش‌ها از آن جدا می‌شود.

درست است که هموگلوبین بیشترین مقدار حمل اکسیژن در خون را بر عهده دارد، ولی در رابطه با حمل کربن دی‌اکسید نقش آن کمرنگ‌تر است.

کربنیک انیدراز

بیشترین مقدار کربن دی‌اکسید، به‌صورت یون بیکربنات در خون حمل می‌شود. گویچه قرمز، آنزیمی به نام کربنیک انیدراز دارد. این آنزیم، با ترکیب کردن کربن دی‌اکسید با آب، کربنیک‌اسید را می‌سازد. کربنیک‌اسید به‌سرعت به یون بیکربنات و هیدروژن تجزیه می‌شود.

یون بیکربنات از گویچه قرمز خارج و به خوناب وارد می‌شود.

وقتی خون به شش می‌رسد، کربن دی‌اکسید از ترکیب یون بیکربنات آزاد شده و از آنجا به هوا انتشار می‌یابد.

کربن مونوکسید و گازگرفتگی

مولکول دیگری که توانایی اتصال به هموگلوبین را دارد، کربن مونوکسید است. وقتی این مولکول به هموگلوبین بچسبد، به آسانی جدا نمی‌شود. کربن مونوکسید دقیقا به محل اتصال اکسیژن به هموگلوبین متصل شده و مانع پیوستن اکسیژن می‌شود. به این ترتیب، ظرفیت حمل اکسیژن در خون کم می‌شود.

اگر تعداد کربن مونوکسید زیادی به هموگلوبین‌ها بچسبد، ممکن است فرد با مرگ مواجه شود. ازین‌رو، گازی سمی به شمار می‌رود. تنفس این گاز، باعث مسمومیت می‌شود و به گازگرفتگی شهرت دارد.

جمع بندی گفتار 1 فصل 3 زیست دهم

در ابتدای این مقاله از سایت بایوبنام، آموزش ویدیویی گفتار یک فصل سه زیست 10 را ارائه دادیم. مدرس این ویدیوی آموزشی، سرکار خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند. پس از آن سعی کردیم با دسته‌بندی درست و بیانی شیوا، تمام مطالب و نکات زیست دهم فصل سوم گفتار اول را پوشش دهیم.

لازم به ذکر است که جواب فعالیت‌های کتاب درسی را نیز در این مقاله آورده‌ایم. چنانچه نظر و پیشنهادی دارید، از طریق بخش نظرات با ما در میان بگذارید.

بیشتر بخوانید:

آموزش گفتار سوم فصل سوم زیست دهم

سعید نوراللهی

من سعید نوراللهی هستم، متخصص تولید محتوا و سئو با بیش از یک دهه تجربه در حوزه آموزش و کنکور. سال‌ها در زمینه بهینه‌سازی و مدیریت محتوای سایت‌های آموزشی فعالیت کرده‌ام و تمرکزم روی ارائه محتوای علمی و کاربردی برای دانش‌آموزان و داوطلبان کنکور است.