内容正文:
第5讲 生物的呼吸和呼吸作用
知识点1、人体呼吸系统的结构和气体交换
1.呼吸
人体与外界环境进行气体交换的整个过程称为呼吸。肺与外界环境的气体交换是由呼吸系统完成的。
2.人体的呼吸系统
(1)组成:如图所示,人体的呼吸系统由呼吸道和肺组成。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管和支气管。支气管是气体进出肺的通道,肺是气体交换的器官,是呼吸系统最重要的部分。
鼻是呼吸道的起始部分,向后连着咽和喉,口腔也和咽相通,因此通过口腔也能够吸入空气,但口腔不属于呼吸道。
(2)各器官的功能
①鼻:由鼻孔和鼻腔组成,能阻挡和粘住灰尘、细菌,还能温暖和湿润空气,感受气味刺激。
②咽:是前后略扁的管道,是空气和食物的共同通道。
③喉:在颈的前上部,由软骨做支架,能保持气体畅通,是发声器官。
④气管和支气管:气管是由C型软骨环做支架的环状结构,上接喉的下方,下接左、右支气管;支气管管壁覆盖着有纤毛的黏膜,可以分泌黏液,粘住空气里的灰尘和细菌。
痰中含有大量的细菌、病毒、真菌等病原体。呼吸系统传染病(流感、肺结核、肺炎、麻疹等)均可通过痰液传播。因此,随地吐痰会传播疾病。
⑤肺:位于胸腔内,呈半圆锥形,左、右各一,左肺两叶,右肺三叶。左、右支气管分别进入左、右两肺,形成树状分枝,最后形成肺泡管,每一肺泡管上附有很多肺泡,肺泡是进行气体交换的主要场所。肺泡外面布滿毛细血管和弹性纤维,肺泡壁和毛细血管壁都很薄,是由一层上皮细胞构成的,有利于气体交换和使肺具有良好的弹性。
3.呼吸运动
呼吸运动是指胸廓有规律地扩大和缩小。
(1)模拟肺的呼吸运动
如图所示,用玻璃管、气球、橡皮膜分别模拟人的气管、肺和横膈膜。当向下拉橡皮膜时,瓶内气压变小,空气进入气球,气球体积变大,此过程模拟人吸气的过程;当向上推橡皮膜时,瓶内气压变大,气球内的空气被压出,气球变小,此过程模拟人呼气的过程。
呼吸运动模拟实验
(2)肺的呼吸运动:吸气和呼气是依靠膈肌和肋间肌等的活动而产生的。在膈肌收缩、横膈变得扁平的同时,肋间外肌收缩,肋间内肌舒张,肋骨向上、向外移升。此时,胸腔体积增大,肺内压力减小,人就吸气。反之,当膈肌和肋间外肌舒张,肋间内肌收缩,肋骨向下、向内回落,胸腔体积减小,肺内压力增大,人就呼气。
4.肺泡内的气体交换
胸腔
内气压
胸腔
体积变化
膈肌
运动方向
肋骨胸骨
运动方向
吸气
小
变大
向下
向上向外
呼气
大
变小
向上
向下向
膈肌
肋间外肌
肋间内肌
肋骨胸骨
胸腔体积
胸腔内压力
气流
吸气
收缩变得扁平
收缩
舒张
向上向外
增大
减小
进入
呼气
放松恢复拱形
舒张
收缩
向下向内
减小
增大
离开
(1)肺泡内的气体交换指的是肺泡内氧气与肺泡周围毛细血管内二氧化碳的交换过程,即肺泡内的氣气进入肺泡周围毛细血管内的血液中,而血液中的二氧化碳进入肺泡内的过程。
肺泡内气体交换的原理是气体的扩散作用,真特点是气体从高浓度向低浓度扩散。肺泡内氧气浓度高,周围毛细血管内氧气浓度低,则氧气的扩散方向是从肺泡到毛细血管;肺泡内二氧化碳浓度低,周围毛细血管内二氧化碳的扩散方向是从毛细血管到肺泡。
(2)气体交换的方向和动力:因为肺泡内氣气浓度比血液中氣气的浓度高,所以氣气透过肺泡壁和毛细血管壁扩散进入血液中;因为血液中二氧化碳浓度比肺泡内二氧化碳浓度高,所以二氧化碳透过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡内。
(3)肺泡内气体交换的结果:血液中氧气増多、二氧化碳减少,所以静脉血(二氧化碳浓度高,氧气浓度低)变成了动脉血(二氧化碳浓度低,氧气浓度高)。
肺内气压与大气压强的关系
吸气时,肺内气压小于大气压强。呼气时,肺内气压大于大气压强。
肺内气压和大气压强所形成的差是推动气体进出肺的动力。在吸气结束尚未呼气的一瞬间, 肺内气压等于大气压强。
例1:人体呼吸系统的组成按顺序排列正确的是( )
A.鼻→喉→咽→气管→支气管→肺
B.鼻→咽→喉→支气管→气管→肺
C.鼻→口腔→咽→喉气管→支气管
D.鼻→咽→喉→气管→支气管→肺
例2:呼吸道能对人体吸入的空气进行处理,其中呼吸道黏膜上纤毛的主要作用是( )
A.湿润空气 B.清洁空气 C.促进气体交换 D.温暖空气
例3:人在吸气时,肋间肌、膈肌所处的状态和胸廓容积的变化分别是( )
A.收缩、舒张,扩大 B.收缩、收缩,扩大
C.舒张、舒张,缩小 D.舒张、收缩,缩小
】
例4:在肺泡与血液的气体交换过程中,与气体交换无关的结构是( )
A.气管比较长 B.肺泡壁很薄
C.肺泡数量多 D.毛细血管壁很薄
例5:如图为肺泡内的气体交换示意图,下列相关叙述不正确的是( )