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第7章 能量的释放与呼吸
7.2 人体的呼吸
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人体的呼吸
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潜水员在进行潜水作业前,总要仔细地检查呼吸器具和氧气瓶,因为呼吸是一件生命攸关的事。
在呼吸过程中,空气中的氧被源源不断地送到身体各部分的细胞中。那么空气中的氧是如何到达人体内部的呢?下面我们就来探讨这个问题。
感受呼吸
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我们一起来感受一下呼吸吧。把一只手轻轻地放在胸部下侧,另一只手放在皇腔前,缓慢地吸气和呼气,仔细体验一下: 呼吸时,我们鼻孔前面的空气有什么变化?我们的胸部发生了什么变化?想象一下气体进出体内的途径。
观察人体的呼吸系统
人体的呼吸是由呼吸系统来完成的。
空气从外界环境到肺的过程中,经过了一系列器官,这些器官保证了进入肺里的气体清洁、温暖、湿润。仔细观察人体呼吸系统模式图 (图7-5),认识呼吸系统是由哪些器官构成的,它们各自有什么功能。
图7-5 人体呼吸系统模式图
讨论
1.人体呼吸系统是由哪些器官组成的? 其中最重要的器官是什么?请说明理由。
2.气体进出肺的通道由哪些器官组成? 你认为进入肺内的气体变得清洁、温暖、湿润的原因是什么?
因为气体先经过了上鼻腔。上鼻腔的作用是湿润空气、加温空气,其粘膜分泌杀菌消炎的抗体和溶菌酶。鼻毛对空气中较大的粉尘颗粒有过滤作用;鼻甲粘膜下有海绵状血窦,可供调节鼻内气温所需热量;鼻腔粘膜腺体可分泌大量液体,用来提高吸入空气的湿度,防止呼吸道粘膜干燥。
人体的呼吸系统由呼吸道 ( >p.125 ) 和肺两部分组成。呼吸道是气体进出肺的通道。肺是呼吸系统的主要器官,是气体交换的场所。人体在进行生命活动的过程中,通过呼吸系统,从大气中摄取所需要的氧,排出所产生的二氧化碳。
人的肺呈半圆锥形,左右各一,位于胸腔内。左肺分两叶,右肺分三叶 (图7-6)。
左、右支气管分别进入左、右两侧肺内,并且不断分支,愈分愈细,最后在末端形成很多肺泡,总数约有7亿个。每个肺泡的壁很薄,只由一层细胞构成,外面包绕着毛细血管。这种结构特点有利于气体交换。
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如果把人体所有的肺泡一一展开铺平,其面积约达130 m’,大约相当于30张乒乓球桌的桌面面积。
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呼吸运动
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当你进行呼吸时,感受到胸廓的起伏了吗?
是什么力量使得胸廓运动的呢?胸廓的变化与人体完成呼吸有什么关系?
胸廓是由脊柱、肋骨和胸骨组成的。肋骨间有肋间肌,胸廓的底部有隔。
肋间肌包括肋间外肌和肋间内肌。
隔肌是人和哺乳动物体内分隔胸腔和腹腔的肌肉。
肋间肌和隔肌有规律地收缩和舒张,有助于胸廓的舒张和收缩,由此使肺有规律地张缩,使空气进入肺,又使废气排出体外,这就是平时所说的呼吸,它包括呼气和吸气两个过程。
模拟胸部呼吸运动的实验
图7-8的装置中,玻璃钟罩代表胸廓,气球代表肺,橡皮膜代表隔。用手向上顶橡皮膜,再放松橡皮膜。观察当“隔”的位置发生变化时“肺”的容积有什么变化。
图7-8 模拟呼吸运动的模式图
观察人体呼吸运动示意图
结合模拟实验,观察肋骨、胸骨、隔的状态,分析胸廓容积变化的原因,以及胸廓容积的变化与气体进出的关系 (图7-9 )。
图7-9 人体呼吸运动示意图
讨论
1. 将模拟实验和观察示意图分析的结果填入下面的表格中,并和同学交流。
上升
下降
扩大
进入
下降
上升
缩小
排出
讨论
2.人体吸气时,外界气体是如何进入肺的? 呼气时,肺内气体又是如何排出体外的?
呼吸肌收缩,胸廓容积扩大,肺内气压下降,在外界大气压的作用下,气体进入肺。呼吸肌舒张,胸廓容积缩小,肺内气压上升,高于外界大气压,气体排出肺。
人体在平静状态下呼气时,隔肌舒张,隔顶部上升,肋间外肌同时舒张肋骨下降,这样,胸廓的容积就缩小了,肺随着回缩,肺内气体通过呼吸道排出体外
人体在平静状态下吸气时,除了隔肌收缩、隔顶部下降以外,肋间外肌也同时收缩,肋骨上升,这样,胸廓的容积就增大了,肺随着扩张,外界空气通过呼吸道进入肺。
人体在进行深呼吸时,胸廓的容积会更加扩大,吸入的气体就会更加多一些。
人体在进行深呼吸时,胸廓的容积会更加缩小,排出的气体就会更加多一些。
人体在进行剧烈运动时,不但呼吸的深度发生变化,呼吸的频率也相应增加。
人体通过呼吸运动,使胸廓容积有规律地扩大与缩小,从而完成外界气体与肺内气体的交换。
气体交换
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外界的气体进入肺内以后,因为发生了气体交换,气体的成分发生了变化,肺泡内气体交换的过程又是如何实现的呢?
实