מערכת הנשימה

מערכת הנשימה

למערכת הנשימה תפקיד חיוני באספקת חמצן לגוף ובסילוק פחמן דו חמצני. הוא מורכב מאיברים כמו האף, קנה הנשימה, הסמפונות, הריאות והסרעפת, הפועלים יחד כדי לתמוך בנשימה. חמצן מועבר לריאות, שם הוא מתפזר לזרם הדם, ופחמן דו חמצני נפלט. חילוף זה תומך בנשימה תאית, המניעה את פעילות הגוף. הבנת המערכת הזו מסייעת להסביר כיצד יונקים שומרים על אנרגיה, מסתגלים לסביבות שונות ומגיבים לשינויים כמו פעילות גופנית, מחלות או זיהום.

פרקטיקות מדע והנדסה (SEP): פיתוח ושימוש במודלים

מדענים משתמשים במודלים כדי להדגים כיצד אוויר נע דרך מערכת הנשימה וכיצד מתרחשים חילופי גזים בנאדיות. על ידי בנייה ובדיקה של מודלים, הלומדים יכולים להבין טוב יותר כיצד כל חלק מתפקד וכיצד בריאות הנשימה מושפעת ממצבים שונים כגון אסטמה, גובה או מאמץ גופני.

רעיונות לפעילות:

• מודל נשימה - בנה מודל ריאות עובד באמצעות בלונים ובקבוקי פלסטיק כדי להראות כיצד הסרעפת עוזרת לריאות להתנפח ולהתנפח.
  
• דיאגרמת חילופי גזים- צייר תרשים מפורט של נאדיות ונימים, המסביר כיצד חמצן ופחמן דו חמצני נעים פנימה והחוצה מהדם.
  
• מעקב אחר קצב הנשימה- מדוד את קצב הנשימה לפני ואחרי פעילות גופנית ודון כיצד הגוף עונה על דרישת חמצן מוגברת.
  

תפיסה רוחבית (CCC): מערכות ומודלים של מערכות

כאשר חוקרים מערכות ביולוגיות מורכבות כמו מערכת הנשימה, זה עוזר לחשוב עליהן כמורכבות מחלקים שעובדים יחד ויכולים להיות מיוצגים על ידי מודלים. זה מאפשר לנו לחקור כיצד המערכת כולה מתפקדת ומה קורה כאשר חלק אחד מופרע. מודלים נותנים למדענים כלי להבין, לחזות ולתקשר כיצד המערכת מתנהגת במצבים שונים.

• מערכות: מערכת הנשימה מורכבת מחלקים המחוברים זה לזה: מעברי האף, קנה הנשימה, הריאות, הסמפונות, הנאדיות והסרעפת שחייבים לתפקד יחד לנשימה יעילה. חלקים אלה פועלים בהרמוניה להובלת אוויר, החלפת גזים וויסות ה-pH בדם.
• דגמי מערכת: מדענים בונים מודלים כדי להבין כיצד חמצן זורם דרך הריאות, כיצד פועלים חילופי גזים וכיצד שיבושים כמו דרכי נשימה חסומות משפיעים על הנשימה. מודלים אלה גם עוזרים לחזות תוצאות של שינויים סביבתיים או שינויים באורח החיים, כגון זיהום אוויר או פעילות גופנית, על בריאות הנשימה.