المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
غزوة الحديبية والهدنة بين النبي وقريش
2024-11-01
بعد الحديبية افتروا على النبي « صلى الله عليه وآله » أنه سحر
2024-11-01
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01

Ant Colony Algorithm
15-12-2021
أحمد بن محمد بن علي بن سيف الدين العطّار.
17-7-2016
نظام الطعن بالتمييز في فرنسا ومصر
23-5-2022
احتجاج الامام علي عليه السلام على اهل الجمل
22-1-2020
الاعراف : موضع بين الجنّة والنّار
15-12-2015
أبو الحسن أحمد بن علي بن النخاس
8-9-2020

Gas Exchange  
  
3312   03:36 مساءاً   date: 19-10-2015
Author : Guyton, Arthur C., and John E. Hall
Book or Source : Textbook of Medical Physiology
Page and Part :


Read More
Date: 21-10-2015 1981
Date: 2-11-2015 2221
Date: 12-10-2015 1959

Gas Exchange

Gas exchange is the process by which oxygen and carbon dioxide (the res­piratory gases) move in opposite directions across an organism’s respira­tory membranes, between the air or water of the external environment and the body fluids of the internal environment. Oxygen is needed by cells to extract energy from organic molecules, such as sugars, fatty acids, and amino acids. Carbon dioxide is produced in the process and must be dis­posed.

Principles of Gas Exchange

The random movement of molecules is called diffusion. Although individ­ual molecules move randomly, a substance can have directed movement, or net diffusion. The net diffusion of a substance occurs because of a differ­ence in its concentration, or gradient, along its course. Within an animal’s body as oxygen is used up and carbon dioxide produced, the concentration gradient of the two gases provides the direction for their diffusion. For ex­ample, as air or water nears the respiratory membrane, the oxygen concen­tration on the outside of the membrane is higher than on the internal side so oxygen diffuses inward. The concentration gradient for carbon dioxide is in the opposite direction, and so net diffusion of carbon dioxide keeps it diffusing out of the body.

The solubility of the respiratory gases in water is low, and the solubil­ity of oxygen is only about one-twentieth that of carbon dioxide. Special transport molecules within body fluids increase the oxygen content by hold­ing oxygen molecules within circulating fluids. These molecules are called respiratory pigments and include hemoglobin, which is red, and hemocyanin, which is blue. These molecules combine with oxygen at the respiratory membrane, where oxygen concentrations are relatively high and easily release the oxygen in deeper tissues, which are low in oxygen.

Filaments of a salmon's gills. In fish, water is pumped across gills to enable gas exchange

Gills are respiratory organs that absorb oxygen from water as it flows over the gill surface.

Variety in the Animal Kingdom

Animals with small bodies exchange respiratory gases sufficiently through the body surface without specialized respiratory membranes. Even some ver­tebrates, such as small, slender salamanders, exchange respiratory gases solely across the skin, which is richly supplied with blood vessels. Larger animals require an extended surface for gas exchange. This specialized respiratory membrane is often folded to increase its surface area without occupying ex­cessive space. For most fish, many aquatic invertebrates, and some terres­trial invertebrates the specialized respiratory organs are the gills. In crustaceans, gills are often found where the legs attach to the body; moving the legs sweeps water across the gill surfaces. In fish and some mollusks, gills are ventilated by muscular contractions that pump water across the respira­tory surface.

Book lungs are specialized, leaf-shaped, inward folds of the cuticle, surrounded by an air chamber that can be ventilated with muscular contractions.

Terrestrial animals must protect their respiratory membranes from dry­ing out. Many spiders have book lungs, which are specialized, leaf-shaped, inward folds of the cuticle, surrounded by an air chamber that can be ven­tilated with muscular contractions. In larger terrestrial insects, the respira­tory organs are inward, branching, tubular extensions of the body wall called tracheae. The system is so extensive that most cells are in close proximity to a tracheal branch and the tissues do not depend on blood circulation for gas transport.

Terrestrial vertebrates generally have lungs. The surface area for gas ex­change is correlated with metabolic rate. Endotherms, such as birds and mammals, have a high metabolic rate and a correspondingly high respira­tory surface area. Birds have one-way flow through their lungs, enabled by a complex system of air-storing sacs. Since fresh air is always flowing through the lung, the oxygen concentration can be maintained at a constant, high level.

Mammals, reptiles, and amphibians have saclike lungs with tidal (two­way) air flow. This results in residual air remaining in the lungs, reducing the concentration of available oxygen in comparison to bird lungs. Reptile lungs have fewer air sacs and less respiratory surface area than mammals, and amphibian lungs have less surface area than reptilian lungs.

References

Guyton, Arthur C., and John E. Hall. Textbook of Medical Physiology. Philadelphia, PA: W. B Saunders, Co., 2000.

Hickman, Cleveland P. Biology of the Invertebrates. St. Louis, MO: C. V. Mosby Co., 1973.

Schmidt-Nielsen, Knut. Animal Physiology Adaptation and Environment. New York: Cambridge University Press, 1997.

 




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.