English for

A.
 
Warm-Up and Accessing Prior Knowledge 
In order to stay alive human beings must breathe oxygen (respiration) and obtain nutrients (digestion). For 
both processes draw a picture that you think explains how it works – include any vocabulary that you think 
helps explain. Then share your picture with a partner – as you talk add any new learning to your diagram.
 
7.3 Reading #1:
 The Respiratory System
Breathing is an automatic process. The respiratory center in the brain tightly controls how 
frequently and how much air is inhaled or exhaled. The average human breathes about 15 times per 
minute when they aren't working hard. Canines, including dogs, breathe about 15–30 times per 
minute. Air enters the lungs with each inhalation and leaves with each exhalation. In the chest cavity, 
the air is doing more than just inflating and deflating the lungs. The air contains oxygen that crosses 
the lung tissue, enters the bloodstream, and travels to organs and tissues. Oxygen (O
2
) enters the cells 
where it is used for metabolic reactions that produce ATP, a high-energy compound. At the same 
time, these reactions release carbon dioxide (CO
2
) as a by-product. CO
2 
is toxic and must be 
eliminated. Carbon dioxide exits the cells, enters the bloodstream, travels back to the lungs, and is 
expired out of the body during exhalation. 
 
Systems of Gas Exchange 
Oxygen is necessary for all aerobic organisms to carry out their metabolic processes. Different 
organisms have developed various strategies for obtaining oxygen from the environment along the 
evolutionary tree. The environment in which an animal lives has a significant impact on how that 
animal breathes. The size of the organism and the complexity of the respiratory system are related. 
Diffusion distances increase and the surface area to volume ratio decreases as animal size increases. 
For the delivery of oxygen to cells in unicellular organisms, diffusion across the cell membrane is 
sufficient (Figure 129). A slow, passive transport process is diffusion. The rate of oxygen uptake must 
coincide with the rate of diffusion across the membrane for diffusion to be a practical method of 
supplying oxygen to the cell. In other words, diffusion would not be able to deliver oxygen to the 
interior of the cell quickly enough if it were very large or thick. Therefore, only small organisms or 
those with highly flattened bodies, like many flatworms, can depend on diffusion as a method of 
obtaining oxygen and removing carbon dioxide (Platyhelminthes). To transport oxygen throughout 
their entire body, larger organisms had to develop specialized respiratory tissues like gills, lungs, and 
respiratory passages along with intricate circulatory systems. 

---

194 
 
Figure 129.
The cell of the unicellular alga 
Ventricaria ventricosa
is one of the largest known, 
reaching one to five centimeters in diameter. Like all single-celled organisms, 
V. ventricosa
exchanges gases across the cell membrane.