การแลกเปลี่ยนแก๊สของสัตว์

ครูไวยุดะ๊ เหตุเหลา๊ ะ ชน้ั มัธยมศกึ ษาปที ี่ 4 กลุ่มสาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

โรงเรียนหาดใหญว่ ทิ ยาลยั จังหวดั สงขลา

จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้

• สืบค้นข้อมลู อธบิ าย และเปรียบเทียบโครงสร้างท่ีทา้ หน้าทแ่ี ลกเปล่ียนแก๊สของฟองน้า ไฮดรา พลานาเรยี ไสเ้ ดอื นดนิ แมลง ปลา กบ และนก
สังเกตและอธิบายโครงสร้างของปอดในสัตว์เลย้ี งลูกด้วยน้านม

• สบื คน้ ขอ้ มลู และอธิบายโครงสร้างทใ่ี ช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สและกระบวนการแลกเปล่ียนแก๊สของมนษุ ย์

ลกั ษณะเฉพาะของอวยั วะแลกเปลยี่ นแกส๊ (respiratory surface)
1) มีผนงั ทบี่ าง
2) มีเน้ือทม่ี าก
3) มคี วามชน้ื อยู่ตลอดเวลา

จา้ แนกอวยั วะแลกเปลยี่ นแกส๊ เปน็ 4 ชนิด คือ
1. เยือ่ เซลล์ (wet body surface of small organism) อากาศแพรผ่ ่านเยอื่ เซลลไ์ ดโดยตรง พบในสิ่งมีชีวติ เซลลเ์ ดยี วเชน่ โปรโทซวั

หรอื สิง่ มีชวี ติ หลายเซลล์ เช่น ฟองนา้ cnidarians หนอนตวั แบน
2. ผวิ หนัง (surface) อากาศแพรผ่ า่ นผวิ หนังซง่ึ เกดิ จากเซลลห์ นาหลายชนั้ เซลล์ เช่น พลานาเรีย (หนอนตัวแบน) ไสเ้ ดอื นดนิ (มรี ะบบ

เลือดมาช่วยแลกเปลยี่ นแกส๊ ดว้ ย)
3. เหงอื ก (gill) เป็นซข่ี นาดเลก็ อากาศ แพรผ่ า่ นเขา้ สรู่ ะบบหมนุ เวยี นเลอื ด พบในสตั วน์ า้ เชน่ ดาวทะเล หนอนทะเล หอย กงุ้ ปลา
4. ทอ่ ลม (tracheae) มีช่องหายใจ (spiracle) ขา้ งลา้ ตวั น้าอากาศเขา้ ไปตามทอ่ ลมในแมลง
5. ปอด (lung) มีอวัยวะหลายสว่ นมาทา้ งานร่วมกนั มีหนา้ ทแี่ ตกตา่ งกนั พบในสัตว์บก เชน่ แมงมมุ หอยทากบก และสตั วม์ กี ระดกู สนั หลงั

โครงสรา้ งในการแลกเปลยี่ นแกส๊ ของส่ิงมีชวี ติ เซลลเ์ ดยี ว

1. เยอื่ เซลล์ (wet body surface of small organism) เซลลส์ มั ผสั กบั สิ่งแวดลอ้ มทเี่ ป็นนา้ ตลอดเวลา จึงแลกเปลย่ี นแกส๊ กบั สง่ิ แวดลอ้ มโดย
การแพร่ผา่ นเยอ่ื หมุ้ เซลล์

- ในพวก prokaryotes, fungi, sponges และหนอนตัวแบนขนาดเลก็ สามารถแลกเปลยี่ นแกส๊ กบั ส่งิ แวดลอ้ มไดโ้ ดยตรงโดยการแพร่
(diffusion)

- อัตราเร็วในการแพรข่ องแกส๊ ระหวา่ ง respiratory surface และสง่ิ แวดลอ้ มจะแปรผันตาม surface area แตแ่ ปรผกผนั กบั ระยะทาง
ยกกา้ ลงั สอง

CO2
O2

ภาพแสดง : เยื่อหมุ้ เซลลท์ ใ่ี ชใ้ นการแลกเปลย่ี นแกส๊ ของพารามเี ซยี ม ภาพแสดง : เยอื่ หมุ้ เซลลท์ ใี่ ชใ้ นการแลกเปลย่ี นแกส๊ ของอะมบี า

โครงสรา้ งในการแลกเปลย่ี นแกส๊ โดยใชเ้ ยอื่ เซลล์ (Body surface)

ฟองนา้ (Sponge) ประกอบดว้ ยเซลลห์ ลายเซลลอ์ ยรู่ วมกนั ไมม่ ีเนอื้ เยอื่ ไมม่ อี วยั วะในการแลกเปลย่ี นแกส๊ น้าเขา้ ทางรูพรนุ ออสเทยี รอบตวั
และไหลออกทางออสควิ ลมั ทา้ ใหน้ า้ ไหลเวยี นผ่านเซลลแ์ ละผ่านลา้ ตวั ของฟองนา้ จะเกิดการแลกเปลย่ี นแกส๊ ทเ่ี ยอ่ื หุ้มเซลลข์ องทกุ เซลลโ์ ดยวธิ ีการแพร่

O2
CO 2

โครงสรา้ งในการแลกเปลย่ี นแกส๊ โดยใชเ้ ยือ่ เซลล์ (Body surface)

ไฮดรา (Hydra) ไม่มอี วยั วะในการแลกเปล่ียนแกส๊ แตโ่ ครงสรา้ งลา้ ตวั ประกอบดว้ ยชอ่ งภายใน เรยี กวา่ gastrovascular cavity น้าสามารถ
ผา่ นเขา้ ได้ ท้าให้เซลลท์ กุ เซลลส์ มั ผสั กบั นา้ ทเี่ คลอื่ นทเ่ี ขา้ ออกในชอ่ งลา้ ตวั เซลลแ์ ต่ละเซลลจ์ งึ ทา้ หนา้ ทใ่ี นการแลกเปลย่ี นแกส๊ โดยนา้ ออกซเิ จนเขา้ สเู่ ซลล์
และแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซดอ์ อกนอกเซลลผ์ ่านเยอื่ หมุ้ เซลลด์ ว้ ยวิธกี ารแพร่

พลานาเรีย (Planaria) มรี ปู ร่างแบนและบางทา้ ให้มีพน้ื ทผ่ี วิ สมั ผสั กบั น้ามากย่ิงขนึ้ การลา้ เลยี งแกส๊ ออกซเิ จนเขา้ สเู่ ซลลใ์ ชว้ ธิ กี ารแพร่

O2
CO2 O2

CO2

โครงสรา้ งในการแลกเปลย่ี นแกส๊ โดยใชเ้ ยอื่ เซลล์ (Body surface)

ไส้เดอื นดนิ (Earth worm) ใช้ผวิ ล้าตวั ในการแลกเปลย่ี นแกส๊ แกส๊ ออกซเิ จนในอากาศจะละลายน้าทเ่ี คลอื บอยูท่ ่ผี วิ ลา้ ตวั ซง่ึ บางและเปยี กชื้น
ของไสเ้ ดอื นดนิ แลว้ แพรเ่ ขา้ สเู่ สน้ เลอื ดฝอยทกี่ ระจายอยใู่ ต้ผวิ หนงั ของไสเ้ ดอื นดนิ ไปสูเซลลต์ ่างๆ ขณะเดยี วกนั แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์จากเซลลจ์ ะลา้ เลยี ง
ผ่านทางระบบหมนุ เวียนเลอื ดและแพรอ่ อกนอกรา่ งกายทางผิวหนงั

โครงสรา้ งในการแลกเปลย่ี นแกส๊ ของสตั ว์ แมงดาทะเล หมึก

แมเ่ พรยี ง Gill Book

parapodia

แลกเปลยี่ นแกส๊ ผา่ นพาราโพเดยี "เหงอื ก" (Gill Book) ทีม่ รี อยพบั เปน็ รว้ิ เพื่อเพม่ิ dibranchia
(parapodia) ทีย่ น่ื ออกมาบรเิ วณขา้ งลา้ ตวั พนื้ ทีใ่ นการแลกเปลีย่ นแกส๊ แมงดาสามารถอยรู่ อด
ไดแ้ มไ้ มม่ นี า้ เป็นเวลาหลายวนั หากเหงอื กยงั เปยี กอยู่ แลกเปลยี่ นแกส๊ ผา่ น ไดบรานเชยี
ในแตล่ ะปลอ้ ง (dibranchia)

ซึง่ เกดิ ขนึ้ เมอ่ื นา้ ไหลผา่ นเขา้ ไปในตวั หมกึ

โครงสรา้ งในการแลกเปลย่ี นแกส๊ ของสัตว์

ปลิงทะเล แมงมุม ดาวทะเล

Respiratory tree Book Lung

แลกเปลี่ยนแกส๊ ผา่ นเรสไพราทอรที รี แลกเปล่ยี นแก๊สผา่ นปอดแผง (book lung) มเี หงอื กเรยี กวา่ Dermal branchia ทเ่ี หงอื กมี
(respiratory tree) มลี กั ษณะเปน็ ท่อยาว ท่ีมลี กั ษณะเป็นทอ่ ลมซ้อนเป็นช้นั ขนเสน้ สั้นๆ ชว่ ยในการโบกพดั ใหน้ า้ ทม่ี อี อกซเิ จน

ทแ่ี ตกกิง่ ก้าน และตอ่ อยู่กับช่องโคลเอกา สงู ผา่ นเหงอื กแลว้ จะเกดิ การแลกเปลี่ยนแกส๊

โครงสรา้ งในการแลกเปลยี่ นแก๊สโดยใชเ้ หงอื ก (Gill)

หอยสองฝา ล่ินทะเล หอยฝาเดยี ว

Gill
Gill

แลกเปลย่ี นแกส๊ ผา่ นเหงอื ก (gill) ซง่ึ มี 1 หรอื 2 ด้านนอกรอบเทา้ มแี มนเตลิ และมรี อ่ งอยรู่ ะหวา่ งเท้า ในขั้นการเจรญิ เติบโตจะมกี ารบดิ ตวั โดยหนั เหงอื กจาก
คู่ ลักษณะเปน็ ซเ่ี ลก็ ๆ ในชอ่ งแมนเทลิ กบั แมนเตลิ ภายในรอ่ งมเี หงอื กจ้านวนมากที่ใช้ ดา้ นหลงั มาไวด้ า้ นหนา้ เพอ่ื รบั น้าสะอาดเพอ่ื ใช้ในการ

หายใจ แลกเปลย่ี นแกส๊

โครงสรา้ งในการแลกเปลย่ี นแกส๊ โดยใช้เหงือก (Gill)

กุ้ง

เหงอื ก เหงอื ก (gill) ของปูอยใู่ ตก้ ระดอง ทงั้ สองดา้ น มลี ักษณ
สามเหลย่ี มเรยี วแหลม นา้ จะไหลวนเขา้ ทางดา้ นหน้าแลว้
แลกเปลยี่ นแกส๊ โดยใช้เหงือก อยใู่ นส่วนเซฟาโรทอแรกซ์ วกกลบั ท้าให้มกี ารแลกเปลยี่ นแกส๊ สองรอบ
(Cephalothorax) โดยนา้ ไหลเข้าสชู่ อ่ งใกลร้ ะยางคข์ า
เพอื่ ใหน้ า้ ไหลเขา้ สชู่ อ่ งเหงอื กและเกดิ การแลกเปลี่ยนแกส๊

โครงสรา้ งในการแลกเปลย่ี นแกส๊ โดยใชเ้ หงอื ก (Gill)

ซาลาแมนเดอร์

external gills

โครงสรา้ งในการแลกเปลย่ี นแกส๊ โดยใช้ท่อลม (Tracheal system)

ท่อลม (trachea) : Respiratory medium เปน็ อากาศ แมลง

ขอ้ ดี : Cell Tracheole
1. อากาศมีปริมาณ O2 สงู กว่าในนา้ (อากาศ = 21% Air sac Trachea
Spiracle
นา้ = 0.004%)
2. การแพรข่ อง O2 และ CO2 ในอากาศเกดิ ไดเ้ รว็ กว่าในนา้ แลกเปลย่ี นแกส๊ ผา่ นระบบท่อลม
(tracheal system) ประกอบดว้ ยชอ่ งหายใจท่อี ยสู่ ว่ นอก
และใชพ้ ลงั งานนอ้ ยกวา่
ขอ้ เสยี : และสว่ นทอ้ งซงึ่ ตอ่ กบั ท่อลมและแตกแขนง
เป็นท่อลมฝอย
1. เนอื่ งจาก respiratory surface ทีม่ เี นอ้ื ทม่ี ากและชื้น จงึ
มกั จะสญู เสยี นา้ โดยการระเหยไดง้ า่ ย ดงั นน้ั สัตวบ์ กจงึ ตอ้ งพฒั นาให้
respiratory surface มีการพบั ไปมาอยภู่ ายในรา่ งกายและเปดิ ออกสู่
บรรยากาศภายนอกทางทอ่ เลก็ ๆ เท่านนั้

โครงสรา้ งในการแลกเปลย่ี นแกส๊ โดยใชท้ อ่ ลม (Tracheal system)

spiracle

ช่องหายใจ (spiracles) ของตะขาบ ช่องหายใจ (spiracles) ของแมงปอ่ ง

โครงสรา้ งในการแลกเปลยี่ นแกส๊ ของสัตว์ กบ

ปลา

เลือดทมี่ ี เลือดทมี่ ี O2 ต่้า เหงอื ก
O2 สงู ผวิ หนงั
หลอดเลอื ด
กล่องเสยี ง หลอดเลอื ดฝอย
รูจมกู ปอด

ทิศทางการไหลของนา้ ระยะลูกออ๊ ดแลกเปลี่ยนผา่ นเหงอื ก (external gill)
ทิศทางการไหล ระยะตัวเต็มวยั แลกเปลยี่ นแก๊สผ่านปอดและผวิ หนงั
ของเลอื ด

แลกเปลี่ยนแกส๊ ผ่านเหงอื ก (gill) โดยขยบั แผ่นปิดเหงอื ก
ใหส้ ัมพนั ธ์กบั การอ้าปาก ท้าใหน้ ้าท่มี แี ก๊สออกซเิ จนละลายอยเู่ ข้าปาก

และผ่านเหงอื กเพอื่ ไดต้ ลอดเวลา

เหงอื กปลา

เหงือกปลาแตกแขนงเปน็ เสน้ เลก็ ๆ เพิม่ พน้ื ทผ่ี ิวสมั ผสั กบั ออกซเิ จน
มีเยือ่ บางๆของเหงอื กอยชู่ ดิ กบั หลอดเลอื ดมาก ท้าให้ออกซเิ จนแพร่จากนา้ เขา้ หลอดเลอื ดไดง้ ่ายขน้ึ



ในน้ามีปรมิ าณออกซเิ จนละลายอยเู่ พียง 0.5 เปอรเ์ ซน็ ตโ์ ดยปรมิ าตร

ใช้การแพร่ (Diffusion)

การแลกเปลยี่ นแกส๊ แบบทวนกระแส





โครงสรา้ งทใ่ี ช้ในการแลกเปลยี่ นแก๊สของสตั ว์

สัตว์สะเทินน้าสะเทินบก (Amphibian)

กบ (Frog)

ในขณะทเ่ี ปน็ ตวั ออ่ นเรยี กวา่ ลูกอ๊อด อาศยั อยใู่ นน้าหายใจดว้ ยเหงอื กซ่งึ อยูน่ อกตวั (External gill) เมอ่ื โตเตม็ วัยกบจะ
หายใจดว้ ยปอด และผวิ หนงั
>>> กบไมม่ หี ลอดลม ไม่มกี ระบังลม ไม่มซี ่โี ครงและ ไมม่ กี ลา้ มเนื้อกระดกู ซโี่ ครง จงึ มกี ารหายใจตา่ งจากสตั วเ์ ลย้ี งลกู ดว้ ยน้านม





กล่องเสยี ง เหงอื ก
ปอด
ผวิ หนงั
หลอดเลอื ดฝอย

ระยะลกู ออ๊ ดแลกเปลยี่ นผา่ นเหงอื ก (external gill)
ระยะตวั เตม็ วยั แลกเปลย่ี นแกส๊ ผา่ นปอดและผิวหนัง

Lung of frog

โครงสรา้ งท่ีใชใ้ นการแลกเปล่ยี นแกส๊ ของสตั วเ์ ล้อื ยคลาน (Reptile)

สัตวเ์ ลอ้ื ยคลานจะมเี กลด็ หรอื กระดองแขง็ หมุ้ ลา้ ตวั ผวิ หนงั แหง้ และ
หายใจดว้ ยปอดเทา่ นั้น ปอดจะมขี นาดใหญ่และกวา้ ง ภายในมปี อดมหี อ้ ง
เล็กๆ และมถี งุ อากาศจา้ นวนมาก ชว่ ยแลกเปลยี่ นแกส๊

การหายใจเขา้ ออกตอ่ เน่อื งเกดิ จากการหดและคลายตวั ของกลา้ มเนอ้ื
ยดึ กระดกู ซโ่ี ครงและกลา้ มเนอ้ื ยดึ ชอ่ งทอ้ ง ท้าใหป้ อดขยายและหดตวั

โครงสรา้ งในการแลกเปลย่ี นแกส๊ ของสัตว์

นก สัตวเ์ ลย้ี งลกู ดว้ ยนา้ นม

อากาศ อากาศ ถุงลมส่วนหนา้

ท่อลม ปอด

หายใจออก หายใจเขา้ ท่อลม
ถุงลมส่วนหลงั หลอดลม

หลอดลมฝอย

แลกเปล่ียนแก๊สผา่ นปอด (lung) ทเ่ี ชอื่ มกับถงุ ลม 9 ถุง ถุงลม
แบง่ ออกเปน็
- การหายใจเขา้ อากาศไหลผ่านทอ่ ลมเขา้ ส่ปู อดและ ถุงลม แลกเปลย่ี นผ่านปอด (lung)
ซงึ่ ภายในมถี ุงลม (alveolus) เป็นจ้านวนมาก
ส่วนหลัง อากาศจากปอดไหลเข้าสูถ่ ุงลมสว่ นหน้า
- การหายใจออก อากาศจากถุงลมส่วนหลังเข้าสู่ปอด อากาศจาก

ถุงลมสว่ นหน้าออกจากร่างกาย

โครงสรา้ งทีใ่ ช้ในการแลกเปลยี่ นแกส๊ ของสตั ว์ปกี
นก (Bird)

ปอดนกมขี นาดเลก็ แต่นกมถี งุ ลม (Air sac) ทา้ หน้าที่
คล้ายลกู สบู ในการผลกั อากาศเขา้ สปู่ อด ไมไ่ ดท้ า้ หนา้ ที่ในการ
แลกเปลยี่ นแกส๊ นอกจากนถ้ี งุ ลมยงั แทรกเขา้ ไปในกระดกู ดว้ ย ทา้ ให้
กระดกู นกกลวงเบา เหมาะในการบนิ เปน็ อย่างมาก



การหายใจของนก

การหายใจของนก

การหายใจของนก

หายใจเขา้ คร้ังที่ 1 อากาศเคลอื่ นไปยังถงุ ลมสว่ นหลงั
หายใจออกครง้ั ที่ 1 อากาศเคลอ่ื นมายงั ปอด มีการแลกเปลย่ี นแกส๊
หายใจเขา้ ครง้ั ที่ 2 อากาศครงั้ ทส่ี องจะดนั ใหอ้ ากาศท่คี า้ งอยใู่ นปอดถกู ผลกั ไปยังถงุ ลมสว่ นหนา้
หายใจออกครง้ั ท่ี 2 อากาศออกทางหลอดลม

การแลกเปล่ยี นแกส๊ เกดิ ขน้ึ ในการหายใจครงั้ ไหน???