Breathing and Exchange of Gasesசுவாசமும் வாயுப் பரிமாற்றமும்

Explain ventilation, alveolar diffusion, blood gas transport and respiratory regulation, using volumes and pressure changes.அழுத்த மாற்றம், காற்றளவுகள் மூலம் காற்றோட்டம், நுண்காற்றுப்பை பரவல், இரத்த வாயுக் கடத்தல், சுவாசக் கட்டுப்பாட்டை விளக்குங்கள்.

0/7 topics marked readபடித்ததாகக் குறித்த தலைப்புகள்

Airway and exchange surfaceகாற்றுப்பாதையும் பரிமாற்றப் பரப்பும்

Air travels through nostrils, nasal cavity, pharynx, larynx, trachea, bronchi and bronchioles toward alveoli; conducting regions condition the air.காற்று நாசித்துளை, நாசியறை, தொண்டை, குரல்வளை, மூச்சுக்குழல், கிளைக்குழல், சிறுகுழல் வழி நுண்காற்றுப்பைகளை அடையும்; கடத்துப் பகுதிகள் காற்றைப் பண்படுத்தும்.
Alveoli provide a large thin exchange surface beside capillaries; respiratory membrane thickness and surface area influence diffusion rate.நுண்காற்றுப்பைகள் இரத்தத் தந்துகிகளருகில் பெரிய மெல்லிய பரிமாற்றப் பரப்பை வழங்கும்; சவ்வுத் தடிப்பும் பரப்பளவும் பரவல் வேகத்தைப் பாதிக்கும்.
A double pleura encloses each lung and pleural fluid reduces friction; surfactant lowers alveolar surface tension.ஒவ்வொரு நுரையீரலையும் இரட்டைப் pleura சூழும்; திரவம் உராய்வைக் குறைக்கும்; surfactant நுண்காற்றுப்பை பரப்பு இழுவிசையைக் குறைக்கும்.

Mechanics of breathingசுவாச இயக்கவியல்

In inspiration the diaphragm contracts and flattens and external intercostals lift the ribs, increasing thoracic and lung volume.உள்சுவாசத்தில் உதரவிதானம் சுருங்கித் தட்டையாகி வெளி விலாவிடைத்தசை விலாவை உயர்த்துவதால் மார்பு, நுரையீரல் கனஅளவு அதிகரிக்கும்.
Increased lung volume lowers intrapulmonary pressure below atmospheric pressure, so air flows inward; expiration reverses the pressure gradient.நுரையீரல் விரிவால் உள் அழுத்தம் வளிமண்டல அழுத்தத்தைவிடக் குறைந்து காற்று உள்ளே வரும்; வெளிச்சுவாசத்தில் அழுத்தச் சரிவு மாறும்.
Quiet expiration is largely passive elastic recoil after muscle relaxation; forced expiration recruits additional muscles.அமைதியான வெளிச்சுவாசம் தசை தளர்வுக்குப் பின் பெரும்பாலும் நெகிழ்வு மீட்சியால் நிகழும்; வலுவான வெளிச்சுவாசம் கூடுதல் தசைகளைப் பயன்படுத்தும்.

Respiratory volumes and capacitiesசுவாசக் காற்றளவுகளும் கொள்ளளவுகளும்

Textbook adult reference values are tidal volume about 500 mL, inspiratory reserve 2500–3000 mL, and expiratory reserve 1000–1100 mL.பாடநூல் பெரியவர் எடுத்துக்காட்டு அளவுகள்: இயல்பு காற்று சுமார் 500 mL, உள் கூடுதல் 2500–3000 mL, வெளி கூடுதல் 1000–1100 mL.
Residual volume, about 1100–1200 mL in the textbook example, remains after maximal expiration; vital capacity equals IRV + TV + ERV.பாடநூல் எடுத்துக்காட்டில் மீதிக்காற்று சுமார் 1100–1200 mL முழு வெளிச்சுவாசத்திற்குப் பின்னும் இருக்கும்; உயிர்க்கொள்ளளவு = IRV + TV + ERV.
Total lung capacity equals vital capacity plus residual volume; simple spirometry cannot directly measure residual volume or capacities containing it.மொத்த நுரையீரல் கொள்ளளவு = உயிர்க்கொள்ளளவு + மீதிக்காற்று; எளிய spirometry மீதிக்காற்றையும் அது சேர்ந்த கொள்ளளவுகளையும் நேரடியாக அளக்காது.

Partial pressures and diffusionபகுதி அழுத்தமும் பரவலும்

Oxygen diffuses from alveoli into pulmonary blood because its partial pressure is higher in alveolar air; carbon dioxide moves in the reverse direction.நுண்காற்றுப்பையில் O2 பகுதி அழுத்தம் அதிகமாக இருப்பதால் அது நுரையீரல் இரத்தத்திற்குப் பரவும்; CO2 எதிர்த்திசையில் நகரும்.
At tissues, oxygen moves from blood to cells and carbon dioxide from cells to blood; gradients arise from ongoing cellular metabolism.திசுக்களில் O2 இரத்தத்திலிருந்து செல்களுக்கும் CO2 செல்களிலிருந்து இரத்தத்திற்கும் செல்லும்; தொடரும் வளர்சிதை மாற்றம் சரிவுகளை உருவாக்கும்.
Carbon dioxide is more soluble than oxygen, so substantial exchange occurs with a smaller pressure difference; diffusion depends on more than pressure alone.CO2 ஆக்சிஜனைவிடக் கரையக்கூடியதால் குறைந்த அழுத்த வேறுபாட்டிலும் பரிமாற்றம் நிகழும்; பரவல் அழுத்தத்தை மட்டும் சாராது.

Transport in bloodஇரத்தத்தில் கடத்தல்

Most oxygen is reversibly bound to haemoglobin; high oxygen pressure favours loading, while increased carbon dioxide, acidity and temperature favour unloading.பெரும்பாலான O2 மீளக்கூடிய ஹீமோகுளோபின் பிணைப்பில் உள்ளது; அதிக O2 அழுத்தம் ஏற்றத்தையும் அதிக CO2, அமிலம், வெப்பம் விடுவிப்பையும் ஊக்குவிக்கும்.
Most carbon dioxide is transported as bicarbonate; red-cell carbonic anhydrase accelerates conversion between carbon dioxide, water and carbonic acid.பெரும்பாலான CO2 bicarbonate ஆகக் கடத்தப்படும்; சிவப்பணு carbonic anhydrase CO2, நீர், கார்பானிக் அமில மாற்றத்தை வேகப்படுத்தும்.
Other carbon dioxide travels dissolved or as carbaminohaemoglobin; oxygen binds to haem iron, whereas carbamino carbon dioxide binds to globin amino groups.மற்ற CO2 கரைந்தோ carbaminohaemoglobin ஆகவோ செல்லும்; O2 haem இரும்பிலும் carbamino CO2 globin அமினோ தொகுதியிலும் பிணையும்.

Regulation and chapter disordersகட்டுப்பாடும் அத்தியாயக் குறைபாடுகளும்

Medullary respiratory centres generate rhythm and pontine centres modify it; carbon dioxide and associated hydrogen ions strongly influence breathing control.முகுளச் சுவாச மையம் தாளத்தை உருவாக்கும்; pons மாற்றியமைக்கும்; CO2, தொடர்புடைய H+ சுவாசக் கட்டுப்பாட்டில் வலுவான தாக்கம் செலுத்தும்.
Asthma involves airway inflammation and narrowing; emphysema damages alveolar walls and reduces effective exchange area.ஆஸ்துமாவில் காற்றுப்பாதை அழற்சி, குறுக்கம்; emphysema வில் நுண்காற்றுப்பைச் சுவர் சேதமடைந்து பரிமாற்றப் பரப்பு குறையும்.
Occupational dust exposure can produce inflammatory or fibrotic lung changes; the study comparison concerns mechanisms, not diagnosis from a breathing simulation.தொழில்சார் தூசி நுரையீரலில் அழற்சி அல்லது நார்மாற்றம் ஏற்படுத்தலாம்; இவ்வொப்பீடு செயல்முறைக்கானது; சுவாச மாதிரி நோயறிதல் செய்யாது.

Gas transport and capacity calculationsவாயுக் கடத்தலும் கொள்ளளவுக் கணக்கீடும்

Inspiratory capacity = TV + IRV; functional residual capacity = ERV + RV. For TV 500, IRV 2500, ERV 1000 and RV 1200 mL, IC is 3000, VC 4000, FRC 2200 and TLC 5200 mL.உள்ளிழுப்புக் கொள்ளளவு = TV + IRV; செயற்பாட்டு எஞ்சிய கொள்ளளவு = ERV + RV. TV 500, IRV 2500, ERV 1000, RV 1200 mL என்றால் IC 3000, VC 4000, FRC 2200, TLC 5200 mL.
NCERT reference proportions are about 97% of oxygen bound to haemoglobin and 3% dissolved. Most CO2 travels as bicarbonate, with smaller carbamino and dissolved fractions; these are transport forms, not inspired-air percentages.NCERT எடுத்துக்காட்டு விகிதத்தில் சுமார் 97% ஆக்சிஜன் ஹீமோகுளோபினுடன், 3% கரைந்த நிலையில் கடத்தப்படும். பெரும்பாலான CO2 bicarbonate ஆகவும் சிறுபங்கு carbamino, கரைந்த வடிவிலும் செல்லும்; இவை உள்ளிழுக்கும் காற்றின் சதவீதங்கள் அல்ல.
Each haemoglobin molecule can bind four oxygen molecules reversibly. Its sigmoid dissociation curve reflects cooperative binding; higher CO2, acidity and temperature in active tissues favour unloading at a given oxygen pressure.ஒவ்வொரு ஹீமோகுளோபினும் நான்கு ஆக்சிஜன் மூலக்கூறுகளை மீள்பிணைக்கும். S வடிவ பிரிவு வளைவு கூட்டுறவுப் பிணைப்பைக் காட்டும்; இயங்கும் திசுவில் CO2, அமிலத்தன்மை, வெப்பம் உயர்வதால் குறிப்பிட்ட ஆக்சிஜன் அழுத்தத்தில் விடுவித்தல் அதிகரிக்கும்.
At tissues, CO2 hydration in red cells produces bicarbonate and H+; in the lungs the reactions reverse to release CO2. Carbonic anhydrase accelerates both directions according to local gradients rather than forcing one permanent direction.திசுக்களில் சிவப்பணு CO2 நீரேற்றம் bicarbonate, H+ உருவாக்கும்; நுரையீரலில் வினை தலைகீழாகி CO2 வெளியிடும். Carbonic anhydrase உள்ளூர் சரிவின்படி இருதிசையையும் விரைவாக்கும்; நிரந்தரமாக ஒருதிசையை மட்டும் திணிக்காது.
Ventilation renews alveolar air; diffusion moves gases across the membrane; circulation transports them between lungs and tissues. A normal-looking breathing animation alone cannot establish that diffusion or blood transport is normal.காற்றோட்டம் alveoli காற்றைப் புதுப்பிக்கும்; பரவல் சவ்வைக் கடத்தும்; இரத்தச் சுழற்சி நுரையீரல், திசுக்களிடையே வாயுக்களைக் கொண்டு செல்லும். இயல்பாகத் தோன்றும் சுவாச இயக்கம் மட்டும் பரவல், இரத்தக் கடத்தல் இயல்பென நிரூபிக்காது.

Key termsமுக்கிய கலைச்சொற்கள்

Tidal volumeஇயல்பு காற்றளவு: Air moved in a normal quiet breath.இயல்பான அமைதிச் சுவாசத்தில் நகரும் காற்று.
Partial pressureபகுதி அழுத்தம்: The pressure contribution of one gas in a mixture.கலவையில் ஒரு வாயுவின் அழுத்தப் பங்களிப்பு.
Vital capacityஉயிர்க்கொள்ளளவு: The maximum air exhaled after maximal inspiration.முழு உள்சுவாசத்திற்குப் பின் அதிகபட்சமாக வெளியேற்றும் காற்று.
Carbonic anhydraseகார்பானிக் அன்ஹைட்ரேஸ்: An enzyme speeding CO2 hydration and its reverse reaction.CO2 நீரேற்றம், எதிர்வினையை வேகப்படுத்தும் நொதி.

RECALL THE ESSENTIALSமுக்கிய கருத்துகளை நினைவுகூர்

Quick revisionவிரைவு மீள்பார்வை

Air moves down a pressure gradient.காற்று அழுத்தச் சரிவு வழி நகரும்.
Gas exchange occurs by diffusion, not by active pumping.வாயுப் பரிமாற்றம் பரவலால் நிகழும்; செயற்கடத்தல் அல்ல.
Haemoglobin transports most oxygen and bicarbonate most carbon dioxide.பெரும்பாலான O2 ஹீமோகுளோபினிலும் CO2 bicarbonate ஆகவும் செல்லும்.
Residual volume remains after maximal expiration.முழு வெளிச்சுவாசத்திற்குப் பின்பும் மீதிக்காற்று இருக்கும்.

CHECK YOUR UNDERSTANDINGஉன் புரிதலைச் சரிபார்

Common mistakesபொதுவான தவறுகள்

Inspiration lowers intrapulmonary pressure rather than raising it.உள்சுவாசம் நுரையீரல் உள் அழுத்தத்தைக் குறைக்கும்; உயர்த்தாது.
Breathing is ventilation; respiration includes cellular energy release.காற்றோட்டம் சுவாச இயக்கம்; சுவாசம் செல் ஆற்றல் வெளியீட்டையும் உள்ளடக்கும்.
Reference lung volumes vary among individuals and conditions.எடுத்துக்காட்டு காற்றளவுகள் தனிநபர், சூழலால் மாறும்.

Practice with answersவிடைகளுடன் பயிற்சி

During quiet inspiration, what happens to the diaphragm?அமைதியான உள்சுவாசத்தில் உதரவிதானம் என்ன செய்கிறது?
1. Contracts and flattensசுருங்கித் தட்டையாகும்
2. Relaxes and domes upwardதளர்ந்து மேலே குவியும்
3. Closes the tracheaமூச்சுக்குழலை மூடும்
4. Produces haemoglobinஹீமோகுளோபின் உருவாக்கும்
Answerவிடை: A · Contracts and flattensசுருங்கித் தட்டையாகும்
Contraction enlarges the thoracic cavity and helps lower lung pressure.சுருக்கம் மார்புக்குழியை விரித்து நுரையீரல் அழுத்தத்தைக் குறைக்க உதவும்.
Most carbon dioxide is transported in which form?பெரும்பாலான CO2 எந்த வடிவில் கடத்தப்படுகிறது?
1. Oxyhaemoglobinஆக்சிஹீமோகுளோபின்
2. BicarbonateBicarbonate
3. Solid carbonateதிட carbonate
4. ATPATP
Answerவிடை: B · BicarbonateBicarbonate
Bicarbonate carries the largest fraction of transported carbon dioxide.கடத்தப்படும் CO2 இன் மிகப்பெரிய பகுதி bicarbonate ஆகும்.
Which volume cannot be directly measured by simple spirometry?எளிய spirometry நேரடியாக அளக்க முடியாதது எது?
1. Tidal volumeஇயல்பு காற்றளவு
2. Expiratory reserveவெளி கூடுதல் காற்று
3. Residual volumeமீதிக்காற்று
4. Inspiratory reserveஉள் கூடுதல் காற்று
Answerவிடை: C · Residual volumeமீதிக்காற்று
Residual air remains in the lungs and is not exhaled into the spirometer.மீதிக்காற்று நுரையீரலில் இருக்கும்; அளவுக் கருவிக்குள் வெளியேற்றப்படாது.
Which change favours oxygen unloading at active tissues?செயற்படும் திசுக்களில் O2 விடுவிப்பை ஊக்குவிப்பது எது?
1. Lower carbon dioxideகுறைந்த CO2
2. Lower temperatureகுறைந்த வெப்பம்
3. Higher pHஅதிக pH
4. Higher carbon dioxide and acidityஅதிக CO2, அமிலத்தன்மை
Answerவிடை: D · Higher carbon dioxide and acidityஅதிக CO2, அமிலத்தன்மை
Higher CO2 and H+ reduce haemoglobin’s oxygen affinity in tissue conditions.திசுச் சூழலில் அதிக CO2, H+ ஹீமோகுளோபினின் O2 பிணைப்புத்திறனைக் குறைக்கும்.
TV is 500 mL and IRV is 2500 mL. What is inspiratory capacity?TV 500 mL, IRV 2500 mL. உள்ளிழுப்புக் கொள்ளளவு என்ன?
1. 3000 mL3000 mL
2. 2000 mL2000 mL
3. 500 mL500 mL
4. 1250 mL1250 mL
Answerவிடை: A · 3000 mL3000 mL
IC = TV + IRV = 500 + 2500 = 3000 mL.உள்ளிழுப்புக் கொள்ளளவு IC = TV + IRV = 500 + 2500 = 3000 mL.
What is the maximum oxygen-binding capacity of one haemoglobin molecule?ஒரு ஹீமோகுளோபின் அதிகபட்சம் எத்தனை ஆக்சிஜன் மூலக்கூறுகளைப் பிணைக்கும்?
1. One moleculeஒரு மூலக்கூறு
2. Four moleculesநான்கு மூலக்கூறுகள்
3. Two moleculesஇரு மூலக்கூறுகள்
4. Eight moleculesஎட்டு மூலக்கூறுகள்
Answerவிடை: B · Four moleculesநான்கு மூலக்கூறுகள்
Four haem groups each bind one O2 molecule reversibly.நான்கு haem தொகுதிகளும் தலா ஒரு O2 மூலக்கூறை மீள்பிணைக்கும்.
Which condition favours oxygen unloading in active tissues?இயங்கும் திசுக்களில் ஆக்சிஜன் விடுவிப்பை ஊக்குவிக்கும் நிலை எது?
1. Lower CO2 and lower temperatureகுறைந்த CO2, குறைந்த வெப்பம்
2. Higher pH and lower CO2உயர்ந்த pH, குறைந்த CO2
3. Higher CO2 and increased acidityஉயர்ந்த CO2, அதிக அமிலத்தன்மை
4. Absence of haemoglobinஹீமோகுளோபின் இல்லாமை
Answerவிடை: C · Higher CO2 and increased acidityஉயர்ந்த CO2, அதிக அமிலத்தன்மை
Higher CO2 and H+ reduce oxygen affinity, supporting release to metabolically active tissues.அதிக CO2, H+ ஆக்சிஜன் ஈர்ப்பைக் குறைத்து இயங்கும் திசுவிற்கு விடுவித்தலை ஆதரிக்கும்.
Which capacity includes air remaining after a quiet expiration?இயல்பான வெளியிழுப்புக்குப் பின் மீதமுள்ள காற்றை எந்தக் கொள்ளளவு குறிக்கும்?
1. TV onlyTV மட்டும்
2. IRV onlyIRV மட்டும்
3. ICIC
4. FRC = ERV + RVFRC = ERV + RV
Answerவிடை: D · FRC = ERV + RVFRC = ERV + RV
Functional residual capacity contains expiratory reserve plus residual volume.செயற்பாட்டு எஞ்சிய கொள்ளளவு வெளியிழுப்பு சேமிப்பு, எஞ்சிய காற்றளவுகளின் கூட்டாகும்.

READ ALONG WITH THE TEXTBOOKபாடநூலுடன் சேர்த்துப் படிNCERT Class XI · Chapter 14 · 2026–27 ↗

Organised by the 32 chapters in NCERT Biology, 2026–27 reprints, with NEET 2026 topic supplements. Notes and questions are original study material; questions are not previous-year papers. Teaching models are simplified. Subject and Tamil terminology review is pending.NCERT உயிரியல் 2026–27 மறுபதிப்பின் 32 பாடங்களின்படி அமைக்கப்பட்டுள்ளது; NEET 2026 கூடுதல் தலைப்புகளும் உள்ளன. குறிப்புகளும் வினாக்களும் புதிதாக எழுதப்பட்டவை; இவை முந்தைய ஆண்டு வினாத்தாள்கள் அல்ல. கற்றல் மாதிரிகள் எளிமைப்படுத்தப்பட்டவை. பாடப்பொருள் மற்றும் தமிழ் கலைச்சொல் மதிப்பாய்வு நிலுவையில் உள்ளது.

Chapter libraryபாட நூலகம்NEXT CHAPTERஅடுத்த பாடம்Body Fluids and Circulationஉடல் திரவங்களும் இரத்தச் சுழற்சியும்