Samenvatting Biologie Thema 3 Gaswisseling en Uitscheiding VWO

Thema 3 gaswisseling en uitscheiding
Basisstof 1: gaswisseling



De bouw van het ademhalingsstelsel
Het ademhalingsstelsel bestaat uit de longen en de luchtwegen (zie afbeelding 1).
 Gaswisseling= het proces waarbij het ademhalingsstelsel gassen uit de lucht opneemt en
gassen afgeeft bij ademhaling.
Je kunt via de neus en de mond ademhalen, waarvan de neusademhaling de beste manier is.
Omdat: - De neusholte is bekleed met neusslijmvlies (zie afbeelding 2).
- De buitenste laag neusslijmvlies bestaat uit trilhaarepitheel (zie afbeelding 2).
- Neusharen houden grote stofdeeltjes tegen.
- Kleine stofdeeltjes en ziekteverwekkers blijven aan het neusslijmvlies kleven.
- Door bewegingen van het trilhaarepitheel wordt dit naar de keelholte
getransporteerd en samen met het slijm doorgeslikt.




Afbeelding 1: Het ademhalingsstelsel. Afbeelding 2: Het neusslijmvlies met trilhaarepitheel.



Stembanden= Stevige vliezen die gaan bewegen als er lucht langs komt. Dit veroorzaakt
geluiden. Samen met de stand van de tong, tanden, lippen en vorm van de keelholte
ontstaan herkenbare klanken.
 In de wand van de luchtpijp en de bronchiën zitten hoefijzervormige kraakbeenringen. Dit
voorkomt het dichtklappen van de luchtpijp (zie afbeelding 3).
 De bronchiën vertakken zich in bronchiolen, steeds kleinere zijtakjes.
 Aan het eind van de kleinste bronchiolen zitten longblaasjes. Deze zijn een cellaag dik en zijn
omringd met longhaarvaten. Hier worden de gassen uitgewisseld met het bloed
(zie afbeelding 4).




Afbeelding 3: dwarsdoorsnede luchtpijp. Afbeelding 4: Longblaasje.
1

,Zuurstof, koolstofdioxide en stikstof
De binnenkant van de longblaasjes is bedekt met een dun laagje vocht (=alveolair vocht). In de
longen vindt diffusie plaats van de alveolaire lucht naar het alveolair vocht. Vanuit het alveolaire
vocht vindt diffusie plaats naar het bloed in de longhaarvaten.
 De diffusie vindt plaats omdat er een verschil is in partiële zuurstofdruk tussen de lucht en
het bloedplasma (zie afbeelding 5).
 De partiële koolstofdioxide druk is hoger in bloed dan van het alveolaire vocht waardoor
diffusie plaatsvindt vanuit bloed naar uiteindelijk de lucht.
Droge buitenlucht Lucht in longblaasjes Uitgeademde lucht
pN2 80,1 76,4 75,9
pO2 21,2 13,3 15,4
pCO2 0,03 5,3 3,7
pH2O 0 6,3 6,3
ptotaal 101,3 101,3 101,3



Wet van Fick
Diffusie is onder andere afhankelijk van het diffusieoppervlak, de diffusieafstand en het concentratie-
of drukverschil. Dit is vastgelegd in de wet van Fick.

Afbeelding 5: de partiële gasdruk in de buitenlucht, in de longblaasjes en in de uitgeademde lucht (kPa).
∆c
n=D x A x
∆x

Hierin is:
n = de diffusiesnelheid;
D = de diffusiecoëfficiënt (in m2s-1);
A = het diffusieoppervlak (in m2);
Δc = concentratieverschil (c1 – c2 in mol m-3) of Δp= drukverschil (p1 – p2);
Δx = de diffusieafstand (in m).

Het transport van zuurstof
De zuurstof in je bloed wordt voor het grootste deel gebonden aan hemoglobine (Hb) in de rode
bloedcellen. Een hemoglobinemolecuul bestaat uit het grote eiwit globine en vier heemgroepen, die
elk een ijzeratoom bevatten (zie afbeelding 6).
 Elk ijzeratoom kan een zuurstofmolecuul binden.
 De zuurstof die vanuit de longblaasjes het bloedplasma in diffundeert, wordt voor het
grootste deel gelijk gebonden aan hemoglobine.
 Veel van de bindingen tussen zuurstof en hemoglobine worden ergens verbroken waardoor
de vrijgekomen zuurstofmoleculen diffunderen via de weefselvloeistof naar de cellen.




Afbeelding 6: hemoglobinemolecuul.
2

, De verzadigingskromme
De hoeveelheid vrijkomende zuurstofmoleculen is afhankelijk van de pO2 die in een weefsel heerst.
Deze pO2 is weer afhankelijk van de activiteit van de cellen. De pH en de temperatuur heeft ook een
invloed op de ligging van het evenwicht bij de reactie tussen zuurstof en hemoglobine.
 In een weefsel in rust is de pCO2 ongeveer 2,7 kPa. Bij inspanning loopt dit op tot circa 11
kPa.
 Hierdoor verlaagd de pH van het bloed in de haarvaten en verschuift het evenwicht naar links
(zie afbeelding 7).
 Waardoor er meer zuurstofmoleculen vrijkomen (=het Bohr-effect).
 Hoe hoger de temperatuur, hoe meer zuurstof er vrij komt.
 De zuurstof verzadiging van hemoglobine wordt weergegeven in een verzadigingskromme
(zie afbeelding 8).




Afbeelding 7: evenwichtsreactie hemoglobine.




Afbeelding 8: verzadigingskromme zuurstof met hemoglobine.




Gaswisseling bij insecten
Bij insecten vindt gaswisseling plaats in tracheeën (=sterk vertakte adembuizen). De openingen van
de tracheeën zitten bij een insect vooral in het achterlijf, de stigmata (zie afbeelding 9). Zij kunnen de
lucht verversen door een pompende beweging met hun achterlijf te maken.
 De uiteinden van de tracheeën zijn gevuld met vocht.
 Via het vocht en via het bloed diffundeert zuurstof vanuit de lucht naar de cellen.
 Bloed bevat geen hemoglobine, dus zuurstof gaat rechtstreeks van en naar de cellen.




3