مراجعة الدرس ص 68
+
الأنشطة والتجارب العملية
مراجعة الدرس
1. ما وظيفة الجهاز التنفسي؟
2. ما المقصود بكلٍّ من إزاحة الكلور، وتأثير بور؟
3. أُبيِّن كيف يعمل المخاط والأهداب معًا لحماية الممرات الهوائية.
4. أُوضِّح التلاؤم بين تركيب الحويصلة الهوائية ووظيفتها.
5. أكتب معادلة التفاعل المُكوِّن لأيونات الكربونات الهيدروجينية.
6. أُوضِّح تأثير الألياف المرنة في جدران الحويصلات الهوائية.
الإجابة:
1. وظيفة الجهاز التنفسي هي نقل الأكسجين إلى الخلايا، ونقل ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الهواء.
2. إزاحة الكلور: تخرج أيونات الكربونات الهيدروجينية السالبة الشحنة من خلايا الدم الحمراء إلى بلازما الدم، ويدخل أيون واحد من الكلوريد -Cl مقابل كل أيون من أيونات الكربونات الهيدروجينية للمحافظة على الاتزان الكهربائي على جانبي غشاء خلية الدم الحمراء .
تأثير بور: تأثير درجة الحموضة في قدرة الهيموغلوبين على الارتباط بالأكسجين .
3.
تبطن القصبة الهوائية والشعبتان الهوائيتان خلايا طلائية على سطحها أهداب ، تعمل مع المخاط الذي تفرزه خلايا طلائية متخصصة تسمى الخلايا الكأسية على التخلُّص من الجسيمات الغريبة التي تدخل الجسم، مثل الغبار، والبكتيريا، والفيروسات، وأبواغ الفطريات؛ إذ تتحرَّك الأهداب لتحريك المخاط الذي تَعلق فيه الجسيمات الغريبة ويبتلع عن طريق الحلق، ليصل إلى المعدة، ثم يتخلَّص الجسم من كل ذلك بطرحه مع الفضلات الصلبة.
4.
تراكيب يحدث فيها تبادل الغازات بعملية الانتشار، وتبطنها طبقة من الخلايا الطلائية. لا تحتوي جدران الحويصلات الهوائية على غضروف، أو عضلات ملساء؛ فجدرانها رقيقة جدًّا، وهي تحوي أليافًا مرنة تتكوَّن من بروتين اسمه إيلاستين وتساعد الحويصلات الهوائية على الاتساع، بتمدُّد جدرانها عند الشهيق، والعودة إلى حجمها الطبيعي عند الزفير . يسهم شكل الحويصلة الهوائية في زيادة مساحة سطح تبادل الغازات؛ إذ إنَّ سطوحها مستديرة، واتساع الحويصلة الهوائية الناتج من عملية الشهيق يزيد مساحة السطح.
5.
CO2 (aq) + H2O → H2CO3 (aq)
(aq) -H2CO3(aq) → H+(aq)+HCO3
6. وهي تحوي أليافًا مرنة تتكوَّن من بروتين اسمه إيلاستين وتساعد الحويصلات الهوائية على الاتساع، بتمدُّد جدرانها عند الشهيق، والعودة إلى حجمها الطبيعي عند الزفير.
الأنشطة والتجارب العملية
نشاط تركيب الرئتين
الخلفية العلمية:
تقع رئتا الإنسان في منطقة الصدر، وتُمثِّلان مركز الجهاز التنفُّسي فيه. تتكوَّن الرئة اليمنى من ثلاثة فصوص، في حين تتكوَّن الرئة اليسرى من فصَّين فقط.
الهدف:
- تعرُّف شكل الرئتين من الخارج، وتركيبهما من الداخل.
المواد والأدوات:
رئتا خروف متصلتان بالقصبة الهوائية، صينية تشريح، مقص، قفافيز، مسطرة، أدوات تشريح، كأس زجاجية.
إرشادات السلامة:
- استعمال أدوات التشريح بحذر.
- غسل اليدين بالماء والصابون، أو استعمال مُعقِّم اليدين قبل إجراء التجربة وبعدها.
خطوات العمل:
1.أُلاحِظ شكل الرئتين، ومظهرهما، ولونهما.
2.أُقدِّر حجم الرئتين باستخدام المسطرة.
3.أُلاحِظ القصبة الهوائية، وأتفحَّصها، ثم أُدوِّن ملاحظاتي.
4.أتفحَّص الأنابيب التي تدخل الرئتين، مُلاحِظًا كيف تنقسم.
5.أُلاحِظ الأوعية الدموية التي تدخل الرئتين، وتخرج منهما.
6.أتفحَّص أيَّ غشاء يحيط بالرئتين.
7.إذا كانت الحنجرة لا تزال متصلة بالرئة، أُحاول دفع الهواء في الحنجرة بالضغط عليها بقوة.
8.أُجرِّب: أقطع جزءًا من أنسجة الرئة، وأُلاحِظ تركيب النسيج المقطوع، ثم أُسقِطه في كأس فيها ماء، وأُلاحِظ التغيُّرات التي تطرأ عليه.
التحليل والاستنتاج:
1. أَصِف شكل الرئتين، ومظهرهما، ولونهما.
- للإنسان رئتان، يمنى ويسرى، وتقع كلا الرئتين داخل التجويف الصدري. الرئة اليُمنى أكبر من اليُسرى، وذلك لأن اليسرى تتقاسم مساحتها مع القلب. تزن الرئتان معًا قُرابَةَ 1.3 كيلوجرام، وتكون الرئة اليُمنى أثقل عادةً. تقع كل رئة ضمن غشاء ، يحتوي الغشاء على سائل يسمح للجدران الداخلية والخارجية بالانزلاق أثناء حدوث التنفُّس مما يُخفِّف كثيرًا من الاحتكاك. يقسم كل غشاء كل رئة إلى أقسام تُدعى بالفصوص. للرئة اليُمنى ثلاثة فصوص أما اليسرى ففَصَّان فقط. ولونهما يميل للون الزهر..
2. ما الأوعية الدموية الرئيسة التي تدخل الرئتين، وتخرج منهما؟
-الشريان الرئوي والأوردة الرئوية الأربعة
3. أذكر نوع الغشاء المحيط بالرئة.
- طلائي وضام
4. قد يُصدِر الهواء صوتًا عند مروره بالجلد والحبال في الحنجرة. أُناقِش زملائي في تشابه ذلك مع الضوضاء التي يُصدِرها الحيوان في الحياة.
- الحنجرة تسمى صندوق الصوت، عُضوٌ يتواجد في الرقبة ويشترك في التنفس وإنتاج الأصوات. وتحتوي الحنجرة على الحبال الصوتية وتقوم الحنْجرَة بالتلاعب في توتُّر هذه الحبال وبالتالي تواتر اهتزازاتها عند مرور الهواء.تتعدد الإجابات إجابة محتملة تشبه صوت ضوضاء بعض الحيوانات.
5. أتوقَّع: ما التغيُّرات التي تطرأ على نسيج الرئتين عند إسقاطه في الماء؟
- ينتفخ ويزداد حجمه.
تجربة إثرائية تعرف تركيب خلايا الدم والخلايا
الطلائية لحويصلات هوائية
الخلفية العلمية:
الحويصلات الهوائية في الرئتين هي أكياس تحوي خلايا طلائية ذوات جدران رقيقة، وتحيط بها شبكة من الشعيرات الدموية، ويحدث تبادل للغازات بين الدم في الشعيرات الدموية والهواء في
الحويصلات الهوائية.
الهدف:
- تعرُّف خلايا الدم والخلايا الطلائية لحويصلات هوائية.
- بيان العلاقة بين تركيب الخلايا ووظائفها.
المواد والأدوات:
مجهر ضوئي مُركَّب، شريحة جاهزة عليها حويصلة هوائية لإنسان، شريحة جاهزة عليها عيِّنة دم مصبوغة لإنسان، ورقة بيضاء.
إرشادات السلامة:
استعمال المجهر الضوئي والشرائح بحذر .
خطوات العمل:
1.أفحص الشريحة الجاهزة لدم الإنسان باستخدام قوة التكبير الصغرى للمجهر، مُحرِّكًا الشريحة لملاحظة أجزاء أُخرى.
2.أُلاحِظ خلايا الدم الحمراء باستخدام قوة التكبير الكبرى، ثم أرسمها، مُدوِّنًا ملاحظاتي في الجدول التالي.
3.أُحرِّك الشريحة ببطء حتى أُشاهِد خلايا أكبر حجمًا من خلايا الدم الحمراء، وهي خلايا الدم البيضاء، ثم أرسمها، وأُسمّي أجزاءها، مُدوِّنًا ملاحظاتي في الجدول.
4.أُلاحِظ شكل خلايا الحويص الت الهوائية وتركيبها باستخدام قوتي التكبير الصغرى والكبرى للمجهر، وأبحث عن خلايا رقيقة ومُسطَّحة، هي الخلايا الطلائية، ثم أرسمها، وأُسمّي أجزاءها،
مُدوِّنًا ملاحظاتي على حجوم الخلايا وأشكالها.
1. أيُّ أنواع خلايا الدم لديها نواة؟
- خلايا الدم البيضاء
2. أُوضِّح التلاؤم بين شكل خلايا الدم الحمراء، وتركيبها، ووظيفتها.
- يتلاءم شكل خلايا الدم الحمراء مع وظيفتها؛ فشكلها قرصي ثنائي التجويف؛ ما يؤدي إلى زيادة مساحة السطح نسبةً إلى حجمها، فتزداد كفاءتها في نقل الأكسجين، وهي صغيرة الحجم؛ إذ يبلغ قُطْرها نحو 7μm ، وهي تتكوَّن في نخاع العظم، وعمرها قصير نسبيًّا؛ إذ يبلغ نحو 120 يومًا، لتتحطَّم بعد ذلك بواسطة العُقد اللمفية والطحال. لا تحتوي خلية الدم الحمراء على نواة، أو ميتوكندريا، أو شبكة إندوبلازمية؛ ما يمنح جزيئات الهيموغلوبين مساحة أكبر.
3. أُوضِّح التلاؤم بين تركيب الخلايا الطلائية ووظيفتها.
جدرها رقيقة ومنفذة مما يسمح بانتشار وتبادل الغازات
4. أُوضِّح التلاؤم بين تركيب خلايا الدم البيضاء ووظيفتها.
وحيدات النوى: أكبر أنواع خلايا الدم البيضاء، وهي تُصنَّف على أساس أنَّها خلايا حبيبية، ونواتها كبيرة، ولها شكل الكُلى. تحوي العديد من الأجسام الحالَّة، خلايا بلعمية ومشهرة.
المتعادلة: أكثر أنواع خلايا الدم البيضاء انتشارًا في الدم، وهي تُصنَّف على أساس أنَّها خلايا حبيبية، ونواتها كبيرة، ومُتعدِّدة الفصوص.
اللمفية: نواة الخلية اللمفية أكثر استدارة، وأكبر من الخلية وحيدة النواة. تُصنَّف هذه الخلايا على أنَّها غير محببة، لها دور في المناعة المتخصصة.
تجربة إثرائية حجم الهواء الذي نتنفس
الخلفية العلمية:
يدخل الرئة نحو نصف لتر من الهواء في كل مرَّة يتنفَّس فيها معظم البالغين. أمّا معدَّل التنفُّس الطبيعي فيتراوح بين 8 min و 15 min .
1.أحسُب باللترات حجم الهواء الذي يستنشقه إنسان بالغ في الدقيقة الواحدة إذا كان معدَّل تنفُّسه 15 مرَّة / min.
- تقريبا 90 لتر
2. أحسُب باللترات حجم الهواء الذي يستنشقه إنسان بالغ في الساعة الواحدة إذا كان معدَّل تنفُّسه 15 مرَّة/ min.
- 4500 لتر تقريبا
3. التفكير الناقد: معدَّل التنفُّس لدى الأطفال 40 مرَّة/ min تقريبًا. لماذا يكون معدَّل التنفُّس لدى الأطفال أعلى منه لدى البالغين؟
- بسبب صغر رئة الصغار مقارنة بالكبار.
أسئلة للتفكير
الرقم الهيدروجيني الأمثل لعمل الإنزيمات الببتيدية
تعمل الإنزيمات على نحوٍ أفضل عند درجة حموضة مُعيَّنة تُسمّى درجة الحموضة المثلى. ويُستعمَل الرقم الهيدروجيني pH لقياس درجة حموضة المحاليل.
أدرس الرسم البياني الآتي الذي يشير إلى الرقم الهيدروجيني الأمثل لعمل كلٍّ من إنزيم الببسين، وإنزيم التربسين المسؤوليْن عن هضم البروتينات في القناة الهضمية، ثم أُجيب عن الأسئلة التي تليه:
أحلل البيانات:
1. في أيِّ أجزاء القناة الهضمية يعمل كلٌّ من إنزيم الببسين، وإنزيم التربسين؟
- الببسين: في المعدة
- التربسين: في الامعاء الدقيقة
2. أتنبأ: ما الرقم الهيدروجيني الأمثل لعمل كلٍّ منهما؟
1. الببسين: 1.5-2
2. التربسين: 8
3. ما المادة التي تُفرز في أمعائك لمعادلة الحموضة القادمة من المعدة؟
- بيكربونات الصوديوم
4. وما اسم الغُدَّة التي تُفرِزها؟
- تفرزها غدة البنكرياس.
آثار التدخين في الرئتين
يؤدي استنشاق دخان التبغ إلى الإضرار بالرئتين؛ إذ إنَّه يُعَدُّ أحد مُكوِّنات التبغ، وقد يُؤثِّر في أهداب الجهاز التنفُّسي؛ فيجعلها غير قادرة على الحركة؛ لذا يصاب المُدخِّنون بالسُّعال بصورة مُتكرِّرة مقارنةً بالأشخاص الأصحاء، علمًا بأنَّه يحدث عندما لا توجد عدوى في الرئتين.
1. أُبيِّن تأثير الأهداب غير القادرة على الحركة في الرئتين.
- فلا يمكن نقل المخاط (خارج الممرات الهوائية) ، لذلك سيتراكم المخاط في أسفل الممرات الهوائية.
2. أُفسِّر: لماذا يسعل العديد من المُدخِّنين بصورة مُتكرِّرة مقارنةً بالأشخاص الأصحاء؟
- لإخراج المخاط خارج الجسم.
3. أُفسِّر: المُدخِّنون أكثر عرضة من غير المُدخِّنين للإصابة بأمراض الرئة المعدية.
- لأن مسببات الأمراض ( مثل البكتيريا أو الفيروسات) تصبح محاصرة في المخاط ، والتي لا يمكن إزالتها بعد ذلك. مما يمكن أن يؤدي إلى ان تتكاثر مسببات الأمراض في المخاط وتسبب المرض
4. قد يُسبِّب القطران الموجود في دخان التبغ الإصابة بمرض انتفاخ الرئة الذي يؤدّي إلى انتفاخ الرئة:
أ- تتكسَّر الألياف المرنة في جدران الحويصلات الهوائية نتيجة انتفاخ الرئة. أتوقَّع تأثير تكسُّر الألياف المرنة في عملية تبادل الغازات داخل الحويصلات الهوائية.
- الحويصلات الهوائية لن تكون قادرة على الرجوع إلى حجمها الطبيعي بعد ان توسعت. لذلك لا يتم إخراج الهواء من الحويصلات الهوائية أو يبقى الهواء الزائد في الحويصلات الهوائية أثناء الزفير. هذا سوف يتسبب في انخفاض تدرج تركيز الأكسجين والكربون ثاني أكسيد ، مما يقلل من معدل انتشار الغازات.
ب- تضعف جدران الحويصلات الهوائية نتيجة انتفاخ الرئة، وقد تتكسَّر هذه الجدران؛ ما يُقلِّل من مساحة تبادل الغازات مقارنةً بتلك الموجودة في الرئتين السليمتين. أُبيِّن تأثير ذلك في عملية
تبادل الغازات.
- سيصبح تبادل الغازات أقل كفاءة.
ج- قد يُعطى الأشخاص الذين يعانون انتفاخ الرئة الشديد هواءً يحوي نحو % 80 من الأكسجين لمساعدتهم على التنفُّس. أُفسِّر سبب ذلك.
- تزويد المرضى بـ 80٪ أكسجين سيزيد من تدرج تركيز الأكسجين بين الحويصلات الهوائية و الدم ، مما يؤدي إلى تسريع انتشار الغازات. في الأشخاص المصابين بشدة انتفاخ الرئة ، الانتشار يكون بطيئًا جدًا مع الطبيعي (21٪ أكسجين) بسبب انخفاض كفاءة تبادل الغازات. وستزيد نسبة الأكسجين أيضًا من الضغط الجزئي من الأكسجين في الرئتين ، مما يعني زيادة اشباع الهيموغلوبين بالأكسجين.
د- قد يُسبِّب القطران الموجود في دخان التبغ الإصابة بسرطان الرئة.
• أُجرِيت دراسة على عدد كبير من الذكور المُتطوِّعين في الأعوام ( 1951 – 2001 م)، وكان هؤلاء جميعًا أطباء في المملكة المتحدة. وقد رصدت هذه الدراسة معدَّلات الحياة للمُتطوِّعين من غير
المُدخِّنين الذين لم يُدخِّنوا قطُّ، والمُدخِّنين، وغيرهم ممَّن تركوا التدخين وتتراوح أعمارهم بين 25 عامًا و 34 عامًا (مُدخِّنون سابقون).
أتأمَّل الرسم البياني الآتي الذي يُمثِّل نتائج الدراسة، ثم أُجيب عن السؤالين التاليين:
أ. أَصِف الاتجاهات المُوضَّحة في هذه النتائج.
- الذين توقفوا عن التدخين كانت لديهم معدلات بقاء مماثلة لللذين لم يدخنوا مطلقًا في جميع الفئات العمرية. وكان لدى المدخنين معدلات بقاء أقل ، مع وجود أكبر فارق في معدلات البقاء بين سن 60 و 90. فمثلا في سن 70 كانت معدلات البقاء على قيد الحياة للمدخنين 55٪ ، بينما ذلك لغير المدخنين والذين توقفوا كان التدخين 82٪
ب. أتواصل:أُناقِش حدود هذه الدراسة.
- اشتملت الدراسة فقط على رجال من مهنة واحدة ومن نفس البلد. العوامل الأخرى التي يمكن أن تكون قد ساهمت في انخفاض معدلات البقاء على قيد الحياة ، مثل النظام الغذائي و الوراثة ، لم تؤخذ في الدراسة.