Gaswisselingsorganen: bouw, werking en functie
Gaswisselingsorganen zorgen dat een organisme zuurstof opneemt en koolstofdioxide afgeeft. Bij het examen moet je kunnen uitleggen waarom hun bouw precies zo is, en dat doe je met de wet van Fick.
Gaswisseling is het opnemen van zuurstof en het afgeven van koolstofdioxide. Eencellige organismen doen dat direct via het celmembraan. Grotere organismen hebben gaswisselingsorganen nodig, omdat hun cellen te ver van de buitenlucht liggen.
Een goed gaswisselingsorgaan heeft drie kenmerken. Het heeft een groot oppervlak. De wand is dun, zodat de diffusieafstand klein blijft. Daarnaast is er een groot concentratieverschil, omdat de lucht aan de ene kant steeds wordt ververst en het bloed aan de andere kant steeds wordt afgevoerd.
Bij de mens zijn de longen het gaswisselingsorgaan. Lucht komt via de luchtwegen in de longblaasjes. Elk longblaasje is omgeven door haarvaten. Zuurstof diffundeert van de lucht naar het bloed, en koolstofdioxide diffundeert de andere kant op.
De wet van Fick beschrijft de stofstroom: stofstroom = D · A · ΔC / d. Hoe groter het oppervlak A en het concentratieverschil ΔC, hoe groter de stofstroom. Hoe groter de afstand d, hoe kleiner de stofstroom. De diffusieconstante D hangt af van de stof en van het medium waarin hij diffundeert. Zuurstof diffundeert in lucht veel sneller dan in water.
Deze wet werkt ook bij planten. Wortels nemen zuurstof op uit luchtholten in de bodem. Als die holten vol water staan, wordt de stofstroom kleiner.
Onthoud
Een gaswisselingsorgaan heeft een groot oppervlak en een dunne wand.
Het concentratieverschil blijft groot doordat lucht en bloed steeds worden ververst of afgevoerd.
Bij de mens vindt gaswisseling plaats in de longblaasjes.
De stofstroom volgt uit de wet van Fick: D · A · ΔC / d.
Voorbeeld uit een echt examen
ex2
Bij deze vraag moet je uitleggen waarom wortels bij overstroming minder zuurstof opnemen. Dat doe je aan de hand van een factor uit de wet van Fick.
- 1
Bij overstroming zitten de luchtholten in de bodem vol water, dus de wortels krijgen minder zuurstof uit de lucht.
Veelgemaakte fouten
Leerlingen noemen alleen dat er minder zuurstof is, zonder de factor uit de wet van Fick te benoemen. Koppel het gevolg altijd aan D, A, ΔC of d.
Leerlingen verwarren de diffusieafstand met het oppervlak. Een grotere afstand d geeft een kleinere stofstroom, een groter oppervlak A geeft een grotere stofstroom.
Leerlingen denken dat gassen zich door bloed of water even snel verplaatsen als door lucht. Denk aan de diffusieconstante D, die per medium verschilt.
Snel checken
Waarom heeft een longblaasje een dunne wand?
Waarom heeft een longblaasje een groot oppervlak?