内容正文:
专题03 人体的呼吸
考点一 呼吸道对空气的处理
【考向1】呼吸系统的组成
【考向2】呼吸道的结构和功能
考点二 发生在肺内的气体交换
【考向1】肺与外界的气体交换
【考向2】肺泡与血液的气体交换
【考向3】组织细胞与血液的气体交换
【考向4】呼吸的总述
【考向5】模拟膈肌的运动
→选择题
考点一 呼吸道对空气的处理
01 呼吸系统的组成
【例1】呼吸系统的功能是从大气中摄取所需要的氧气,排出二氧化碳,呼吸系统包含( )
A.气管和肺 B.鼻、咽、支气管、气管和肺
C.支气管和肺 D.呼吸道和肺
【变式1-1】下列关于呼吸系统的组成和功能叙述正确的是( )
A.鼻腔,分泌的黏液就是“痰液”
B.人的呼吸系统是由鼻、喉、气管、支气管、肺组成的
C.喉既是食物的通道,又是空气的通道
D.肺是呼吸系统的主要器官,是气体交换的场所
【变式1-2】图是呼吸系统的组成示意图。下列关于呼吸系统组成和功能的叙述,正确的是( )
A.①是鼻腔,分泌的黏液就是“痰液”
B.②是气管,是气体进出的通道
C.③既是食物的通道,又是空气的通道
D.⑥是呼吸系统的主要器官
02 呼吸道的结构和功能
【例2】“随地吐痰”是一种极不文明的行为,因为痰中含有多种病菌。痰在人体形成的部位( )
A.鼻 B.咽 C.气管 D.喉
【变式2-1】下列关于呼吸道的说法不正确的是( )
A.鼻黏膜中毛细血管丰富,有助于温暖空气
B.呼吸道有骨或软骨做支架,能保证气流畅通
C.传染病流行的季节不必戴口罩,因为呼吸道可以完全清洁空气
D.吃饭时大声说笑,会厌软骨来不及盖下,会导致食物呛入气管,造成窒息
【变式2-2】下列关于生活中某些行为习惯的解释,正确的是( )
A.“食不言”能避免说话时会厌软骨来不及遮住喉口,食物进入食道而呛咳
B.饭后不宜立即剧烈运动的主要原因是运动时流向胃肠的血液减少,影响消化
C.少抠鼻子可防止鼻腔黏膜受损、鼻毛抠落,导致鼻的清洁作用减弱
D.餐后清洁牙齿能预防龋齿,否则牙齿中的小虫子会啃食食物残渣而引起牙痛
考点二 发生在肺内的气体交换
01 肺与外界的气体交换
【例1】蚊子的起飞和停落,与空气中的二氧化碳浓度有关系,人和动物呼吸作用产生的二氧化碳,可以刺激蚊子脑中的“飞动命令中枢”,指挥蚊子找到你。有关叙述正确的是( )
A.二氧化碳在线粒体里产生
B.人将气体呼出去时,是通过呼吸作用实现的
C.人呼出的气体中二氧化碳含量最多
D.当肋间肌舒张,膈肌下移时,完成呼气
【变式1-1】如图是一些关于呼吸过程的曲线图和模型,说法不正确的是( )
A.图一中的ab段可表示图二(乙)肺内的气压变化
B.图三中由I→Ⅱ时,肋间外肌处于收缩
C.图一中b→c表示胸廓容积扩大的过程
D.图二(甲)表示呼气过程,呼出的气体中氧气含量高于二氧化碳的含量
【变式1-2】如图是某人在一次平静呼吸中肺内气压与外界气压差曲线图。下列叙述错误( )
A.在曲线AB段的变化中,与呼吸有关的肌肉处于收缩状态
B.B点是呼气结束的瞬间,此时肺内气压等于外界气压
C.C点是吸气结束的瞬间,此时肺内气压与外界大气压差为0
D.在曲线BC段的变化中,胸廓的前后径和左右径由小变大
02 肺泡与血液的气体交换
【例2】如图表示人体内肺泡与血液之间的气体交换,相关叙述不正确的是( )
A.血液中的二氧化碳进入肺泡需要穿过一层细胞
B.肺泡内氧气进入血液后,会与红细胞内血红蛋白结合
C.肺泡与血液之间的气体交换是通过气体扩散作用实现的
D.肺泡壁和毛细血管壁都只有一层上皮细胞,利于气体交换
【变式2-1】如图是肺泡和血液之间的气体交换示意图,①②③④代表结构,a、b代表气体,c、d代表该处的血液,虚线箭头代表血流方向。下列说法错误的是( )
A.①代表肺泡,④代表肺泡周围的毛细血管
B.a代表二氧化碳,b代表氧气
C.②和③表示的壁都很薄,只由一层上皮细胞构成
D.c中的二氧化碳含量高于d中的
【变式2-2】暑假里天气炎热,为了防止溺水悲剧的发生,请同学们务必做到“六不”。根据所学生物学知识分析,人类溺水时主要影响的呼吸环节是( )
A.气体在血液中的运输
B.肺泡内的气体交换
C.肺泡与外界的气体交换
D.组织细胞与血液的气体交换
03 组织细胞与血液的气体交换
【例3】冬天上课教室门窗关久后,不少同学会出现“打哈欠”现象。其原因是( )
A.同学们想睡觉
B.教室空气中含有较多的二氧化碳
C.“打哈欠”会传染
D.大家养成了“打哈欠”的习惯
【变式3-1】下图①~④表示呼吸全过程的四个环节,a、b代表气体,下列叙述错误的是( )
A.在 a气体进入肺泡的过程中,膈肌收缩
B.经过④过程后血液中的氧气含量增加
C.图中组织细胞内的二氧化碳含量最高
D.组织细胞利用 a气体分解有机物主要在线粒体中进行
【变式3-2】如图为气体交换示意图,下列叙述正确的是( )
A.如果图为肺泡处的气体交换,则a与b过程是通过气体扩散作用实现的
B.如果图为肺泡处的气体交换,气体c代表二氧化碳,气体d代表氧气
C.如果图为组织细胞处的物质交换,则血管乙为动脉
D.如果图为肺泡处的气体交换,则血管乙流的血液为静脉血
04 呼吸的总述
【例4】呼吸的全过程包括下面四个环节,其正确的顺序是( )
①组织里的气体交换 ②肺通气 ③气体在血液里的运输 ④肺泡内的气体交换
A.①→②→③→④ B.②→④→③→①
C.②→③→④→① D.④→②→③→①
【变式4-1】人体细胞获得氧气经过如图所示的A、B、C过程来完成。下列说法错误的( )
A.过程C是借助于呼吸运动实现的
B.过程A和B都是通过气体扩散实现的
C.①②代表的气体在A过程中至少穿过一层细胞
D.①代表的气体是氧气,②代表的气体是二氧化碳
【变式4-2】呼吸时,人体气体交换过程如图所示,下列分析正确的是( )
A.①中二氧化碳浓度比②高 B.呼气时,a处气压低于外界气压
C.箭头④和⑤表示氧气 D.氧气在组织细胞处被利用
05 模拟膈肌的运动
【例5】当异物阻塞呼吸道时,可采取如图所示的海姆立克急救法进行急救。其原理是:冲击患者上腹部,使异物排出。下列叙述错误的是( )
A.图中①代表气管,有软骨做支架使气体顺畅通过
B.图中②代表肺,是气体交换的主要场所
C.乙图膈肌舒张,膈顶部下降,胸廓扩大,完成吸气
D.丙图施救过程利用膈顶部上升,肺内气压大于外界气压,把异物冲出
【变式5-1】某同学设计了如下装置,用来模拟肺与外界的气体交换,a、b、c模拟呼吸系统的相应结构,橡皮膜模拟膈。下列说法正确的是( )
A.图中a、b、c分别模拟支气管、气管、肺
B.向上推橡皮膜,模拟吸气过程,液面A下降
C.向下拉橡皮膜,c内气压减小,液面B上升
D.向下拉橡皮膜,模拟膈肌收缩,液面B下降
【变式5-2】为了探究肺与外界气体交换的过程,某同学做了个模拟呼吸运动的装置如下,并绘制了肺内气压变化曲线,下列说法正确的是( )
A.图甲中D向下时,表示呼气过程 B.图甲中玻璃罩模拟的是胸廓
C.图乙AC段代表呼气的过程 D.图乙中的D点,膈肌是收缩状态
【读图理解题】1.图一为呼吸系统组成示意图,图二为肺泡与毛细血管之间气体交换示意图,图三表示模拟人体呼吸运动的过程,图四表示人在吸气时膈肌的运动情况。
(1)呼吸系统的主要器官是图一中的[ ] ,它是 的场所。
(2)图二中血液从毛细血管的4端流到5端后,其气体成分变化是 含量增加。
(3)如图三模拟人体呼吸运动的过程,下列对该图的描述错误的是____。
A.①模拟的器官能对吸入气体进行处理
B.③模拟的是胸廓
C.图乙模拟呼气过程
D.该装置可以验证吸气导致胸廓扩大
(4)如图四表示人在吸气时膈肌的运动情况。此时,膈顶 、胸廓容积 和肺内气压。
2.我们剧烈运动时,呼吸频率加快,呼吸深度加深,同时有机物的消耗增加,补充糖类食物是恢复体力的最有效方法。淀粉是人体的主要糖类来源,它进入体内被组织细胞利用需经一系列的生理过程。图一是探究“馒头在口腔中的变化”实验装置,图二是某人在一次呼吸时肺内气压的变化曲线,图三是淀粉的消化终产物进入血液和组织细胞的过程及部分相关代谢活动示意图。请据图回答问题:
(1)为探究“馒头在口腔中的变化”,现取新鲜的馒头,切成大小相同的三份,两份处理为碎屑,一份保持馒头块,设计了图一中的三组实验,具体做法如下:
①组试管加入馒头碎屑与2毫升清水,充分搅拌;
②组试管加入馒头块与2毫升唾液,不搅拌;
③组试管加入馒头碎屑与2毫升唾液,充分搅拌。
若以“牙齿的咀嚼、舌的搅拌”为变量进行探究时,应选取 实验装置。将三支试管同时放入37℃温水中,5至10分钟后取出,滴加碘液、摇匀,发现 组试管不变蓝,这是因为 。
(2)组织细胞产生的二氧化碳进入血液,随血液循环到达肺,通过图三中过程③排出体外。此过程对应图二中曲线 段,此时肋间肌和膈肌处于 状态,此过程是通过 实现的。
(3)图三中,淀粉的消化终产物经过程① 进入血液,来自过程②的氧透过 进入血液,最终氧和葡萄糖通过血液循环输送到全身各处组织细胞的 中,进行呼吸作用释放能量,供生命活动需要。
(4)图三中④代表人体内气体交换的 过程,此过程时通过 实现的,结果血液成分发生的变化是 。
【资料分析题】3.资料一:随着新冠病毒的传播,呼吸机是型新冠肺炎患者的救星,能帮助无法吸入足够氧气的病人保持呼吸,使血氧饱和度维持在正常水平。呼吸机主要分为无创和有创两种类型。无创呼吸机是通过鼻面罩、口鼻面罩等方式为患者提供呼吸支持的设备。简单易用,但有弊端,当患者自身分泌物过多时,就会堵住通气的“通道”。
资料二:由于新冠病毒令患者肺部出现渗出物,使肺的通气、换气功能受损;还会导致患者肺组织纤维化,变硬变脆,从而导致呼吸困难。在无创呼吸机不能满足通气和供氧需求时,通过气管插管,利用有创呼吸机,患者从而获得一线生机。有创呼吸机的工作原理如图:
资料三:有创呼吸同样有利有弊。有创呼吸机容易引起呼吸机相关性肺炎(简称VAP)。它是重症监护室使用呼吸机通气患者的常见并发症。VAP是由跟随管道进入下呼吸道的细菌引发的炎症。引发VAP的致病菌主要是来自我们口咽部位的寄生菌群。
(1)正常情况下,呼吸道能对吸入的空气进行一定的处理。上述呼吸机治疗时,吸气气源先流经呼吸机的 对空气进行一定的清洁;之后流经的湿润器是模拟人体鼻腔和气管壁内的 ,以补偿气管插管患者失去呼吸道的湿润处理。
(2)根据文意,患者出现VAP的主要原因是呼吸机管道不能有效清除细菌,并且患者气管的此功能也很低。在正常人体内,气管的 和腺细胞可以实现此功能。
(3)无论是自主呼吸还用呼吸机辅助治疗,进入肺泡的气体经过 作用与血液进行气体交换,其中 (填气体名称)被运往全身各处利用,主要在细胞的 (细胞器名称)进行呼吸作用,产生 并释放能量,为生命活动提供动力及维持正常的体温。
4.资料分析:
资料1 随着国内防控疫情的趋好,复工、复产复学正在有序进行,而国外却迎来了疫情的大爆发,很多国家缺少医疗防护物质和呼吸机。
资料2 呼吸机和ECMO(中文名:体外膜肺氧合)在新冠肺炎治疗过程当中意义重大,呼吸机对重症患者进行支持,进行追加氧气提供,能够让病人肺功能获得很好恢复。如果病人肺功能损害非常严重, ECMO能够通过体外循环给病人血液里面进行氧的输入,让病人的病损肺能够充分休息。乙图为体外膜肺氧合设备工作原理示意图。
资料3 图甲是人体呼吸系统的示意图,图丙表示呼吸时肺内气压变化情况。
(1)新冠肺炎是由新冠病毒引起的,写出新冠病毒通过飞沫传播进入肺的途径: (用图甲中序号和箭头表示)。
(2)一般情况下,呼吸道能对吸入的气体进行处理,使到达肺部的气体变得温暖、湿润、清洁,下列结构与此作用有关的是 (①骨和软骨、②鼻毛和鼻黏膜、③气管内黏膜、④气管内腺细胞和黏液)。
(3)图乙中,经呼吸机从血液中排出的气体,主要是由 运输的。
(4)图丙中代表吸气过程中肺内气压变化的阶段是 (填“I"或"II")。
(5)吸烟有害健康,为了让同学们直观地认识吸烟对呼吸系统的危害,小欢利用饮料瓶和废签字笔等材料,制作了一个模拟吸烟的模型(如图)。香烟插入笔筒后点燃,多次挤压饮料瓶,模拟吸烟过程:烟燃尽后取下烟蒂,取出笔筒内的面巾纸卷,并展开:观察被烟雾污染后的笔筒、面巾纸卷和饮料瓶。模型中饮料瓶模拟呼吸系统的 ,当压挤饮料瓶时,模拟的是 过程。长期吸烟可诱发慢性肺气肿,患者的主要病变之一是许多细支气管阻塞,这会影响 气体交换。
【实验探究题】5.某生物兴趣小组的同学想探究“呼吸过程中二氧化碳含量的变化”,于是设计了如下图所示实验装置(A、B是两个活塞),请分析回答问题:
(1)图1中,在进行实验过程中,甲瓶起到 作用;操作者需要根据实验原理交替打开、关闭两个活塞,呼气时应该关闭活塞 (填字母)。
(2)图1中该小组观察到的澄清石灰水变化现象是:甲瓶 ,乙瓶 ,由此得出结论:呼出的气体与吸入的气体相比较,呼出的气体中 的含量明显增加。
(3)完成以上实验后,某同学查找资料发现空气中也有少量二氧化碳气体,因此产生疑惑:“人体呼出的二氧化碳主要是空气中原有的,还是人体代谢产生的。”于是改装实验装置如图2,进一步进行实验:反复吸气和呼气,观察锥形瓶中澄清石灰水的变化情况(注:氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳)。
①据此提出的问题是: ?
②一段时间后,甲瓶中澄清石灰水无变化,乙瓶中澄清石灰水明显变浑浊,
由此得出结论: 。
③呼出的气体中二氧化碳含量发生变化的根本原因是:组织细胞进行 ,利用氧气分解有机物产生大量 随呼气过程排出体外。
(4)为了提高实验的准确性和可靠性,减少实验误差,实验小组应该多次进行 。
6..5月31日为世界无烟日。吸烟的危害越来越受到公众的关注,香烟含有焦油、尼古丁等多种有害物质。其中,焦油容易损伤呼吸道黏膜,是诱发癌变的重要因素。请回答相关问题:
(1)吸烟有害健康,烟雾经呼吸道进入肺的途径是 (用文字和箭头回答)。
(2)图1中结构[⑤]由许多“C”形的 做支架,保证了呼吸道的畅通;在[⑤]内的 分泌的黏液中含有抵抗细菌和病毒的物质。
(3)某生物兴趣小组为了探究香烟中焦油对呼吸道黏膜的影响,设计如图2实验:
Ⅰ、取一滴草履虫培养液,制作成临时装片。用显微镜观察正常生活状态下的草履虫及其运动状态,特别注意观察纤毛的摆动情况。
Ⅱ、用注射器不停地抽取瓶中空气,使香烟燃烧产生的烟雾迅速通入到䓍履虫培养液中(如图2所示)。
Ⅲ、等香烟燃尽后,取瓶中的培养液进行显微镜观察,可以看到草履虫的运动速度明显比正常状态时慢,其纤毛粘连而不能自由摆动。
①上述步骤Ⅱ模拟的是人的 (选填“吸气”或“呼气”)。
②由步骤Ⅲ可以推测香烟烟雾中的焦油能 (选填“阻碍”或“促进”)吸烟者气管中纤毛的摆动。
③步骤Ⅰ和Ⅲ的作用是形成 ,实验变量是 。
(4)在公共场所遇到有人抽烟,你会怎么做? 。
【综合应用题】7.2024年5月31日是第37个世界无烟日, 吸烟会诱发心血管、呼吸系统等多个系统的疾病。为了更直观地认识吸烟对呼吸系统的危害,某生物兴趣小组利用玻璃瓶、废笔筒、气球和橡皮质等材料,制作了一个模拟吸烟的模型,如图一所示。香烟插入笔筒后点燃,多次向上推动橡皮膜,再放松橡皮膜,模拟吸烟过程,重复多次。请结合所学知识回答问题。
(1)图一模型中,笔筒和气球分别模拟图二所示呼吸系统的① 和② 此装置中利用的玻璃瓶模拟人体胸廓并不是最理想的材料,因为 。
(2)图三表示肺泡和毛细血管之间的气体交换, 这是通过气体的 来完成的,经过气体交换,血液从毛细血管的C端流到D端后,其成分的变化是 含量增加。
(3)图三中可以代表氧气的是 (填字母),氧气最终被运送到组织细胞的 被利用。
(4)图四中曲线AB段与图一中的 (填“甲”或“乙”)表示相同的呼吸状态,与该状态有关的呼吸肌的运动状态是 。当人的呼吸道被异物堵塞无法呼吸时,人就可能因缺氧而意外死亡。日常生活中,吃东西时人难免出现呼吸道堵塞,从而发生窒息的危险。这时,旁边的人如果懂得海姆立克急救法,立即施救,从身后肋下环抱住患者,用力上提,造成膈肌突然上升,使患者胸腔压力聚增,一次不行可反复多次,从而将异物排出,就可以达到施救目的。实施海姆立克急救法时,被救者身体内发生的变化是胸腔容积变小,肺内气压 。
8.“海姆立克急救法”是全球抢救异物误入气管患者的标准方法,被称为“生命的拥抱”,其原理如图3所示。为了宣传“海姆立克急救法”,生物社团的同学利用Y型管、气球、玻璃罩、橡皮膜、带孔橡胶塞等材料制作了如图2所示的人体呼吸运动模型。请仔细观察示意图,回答问题(在[ ]中填序号,横线上填文字)。
(1)如图1中,食物和空气的共同通道是[ ] 。正常吞咽时, 会盖住喉的入口处,避免食物进入气管。
(2)如图2的模型中,⑤代表 ,⑦代表 。利用模型演示气管被异物阻塞时,应把异物放在[ ]处。相对于真实的呼吸情形,此模型有一定的局限性,它只能模拟胸廓 (填“前后左右径”或“上下径”)的变化。
(3)如图3中,当异物误入气管,施救者可在背后抱住待救者,用力冲击腹部的膈肌下软组织,压迫两肺下部,使待救者的[⑧]顶部上升,胸腔容积 ,肺收缩,肺内气压 (填“大于”或“小于”)外界气压,形成较大的气流,把异物冲出,相当于图2中的 (填“甲”或“乙”)状态。
(4)避免异物误入气管最好的方法,是养成良好的生活习惯,比如 。
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专题03 人体的呼吸
考点一 呼吸道对空气的处理
【考向1】呼吸系统的组成
【考向2】呼吸道的结构和功能
考点二 发生在肺内的气体交换
【考向1】肺与外界的气体交换
【考向2】肺泡与血液的气体交换
【考向3】组织细胞与血液的气体交换
【考向4】呼吸的总述
【考向5】模拟膈肌的运动
→选择题
考点一 呼吸道对空气的处理
01 呼吸系统的组成
【例1】呼吸系统的功能是从大气中摄取所需要的氧气,排出二氧化碳,呼吸系统包含( )
A.气管和肺 B.鼻、咽、支气管、气管和肺
C.支气管和肺 D.呼吸道和肺
【答案】D
【解析】呼吸系统由呼吸道和肺两部分组成。其中,呼吸道包括鼻腔、咽、喉、气管、支气管,呼吸道是气体进出肺的通道,对空气具有有清洁、湿润、温暖的作用;肺是气体交换的场所,是呼吸系统的主要器官,D正确,ABC错误。
【变式1-1】下列关于呼吸系统的组成和功能叙述正确的是( )
A.鼻腔,分泌的黏液就是“痰液”
B.人的呼吸系统是由鼻、喉、气管、支气管、肺组成的
C.喉既是食物的通道,又是空气的通道
D.肺是呼吸系统的主要器官,是气体交换的场所
【答案】D
【解析】A.“痰液”是在气管和支气管形成;而鼻腔内表面黏膜分泌的黏液是鼻涕,主要作用是杀灭一些细菌并湿润吸入的空气,A错误。
B.呼吸系统由呼吸道和肺两部分组成。其中,鼻腔、咽、喉、气管、支气管是气体进出肺的通道,称为呼吸道,B错误。
C.咽既是食物的通道,又是空气的通道,C错误。
D.肺由大量的肺泡组成的,是气体交换的场所,是呼吸系统的主要器官,D正确。
【变式1-2】图是呼吸系统的组成示意图。下列关于呼吸系统组成和功能的叙述,正确的是( )
A.①是鼻腔,分泌的黏液就是“痰液” B.②是气管,是气体进出的通道
C.③既是食物的通道,又是空气的通道 D.⑥是呼吸系统的主要器官
【答案】D
【解析】A.“痰液”是在气管和支气管形成;而①鼻腔内表面黏膜分泌的黏液是鼻涕,主要作用是杀灭一些细菌并湿润吸入的空气,A错误。
B.②是咽,既是食物的通道,又是空气的通道,B错误。
C.呼吸道的组成:鼻、咽、喉、气管、支气管,③是喉,C错误。
D.⑥是肺,由大量的肺泡组成的,是气体交换的场所,是呼吸系统的主要器官,D正确。
02 呼吸道的结构和功能
【例2】“随地吐痰”是一种极不文明的行为,因为痰中含有多种病菌。痰在人体形成的部位( )
A.鼻 B.咽 C.气管 D.喉
【答案】C
【解析】气管表面的黏膜上有腺细胞和纤毛,腺细胞分泌黏液,使气管内湿润,黏液中含有能抵抗细菌和病毒的物质。纤毛的摆动可将外来的灰尘、细菌等和黏液一起送到咽部,通过咳嗽排出体外形成痰。可见痰的形成场所是气管,鼻腔对吸入气体有过滤,湿润和温暖作用。 咽是食物和气体的共同通道,喉的位置较浅,颈前部正中的皮下,喉既是气体通道,又是发音器官,但鼻、咽、喉都不是痰形成的部位,C符合题意,ABD不符合题意。
【变式2-1】下列关于呼吸道的说法不正确的是( )
A.鼻黏膜中毛细血管丰富,有助于温暖空气
B.呼吸道有骨或软骨做支架,能保证气流畅通
C.传染病流行的季节不必戴口罩,因为呼吸道可以完全清洁空气
D.吃饭时大声说笑,会厌软骨来不及盖下,会导致食物呛入气管,造成窒息
【答案】C
【解析】A.鼻腔中有丰富的毛细血管,可以温暖空气,A错误。
B.呼吸道都有骨或“C”形软骨作支架,把气管支撑起来,保证呼吸道内的气体能顺畅通过,B正确。
C.呼吸道对空气处理有一定的能力,能清洁、湿润、温暖的空气,但能力是有限的,C错误。
D.吃饭时大声说笑会导致会厌软骨来不及盖住喉的入口,使食物误入气管,D正确。
【变式2-2】下列关于生活中某些行为习惯的解释,正确的是( )
A.“食不言”能避免说话时会厌软骨来不及遮住喉口,食物进入食道而呛咳
B.饭后不宜立即剧烈运动的主要原因是运动时流向胃肠的血液减少,影响消化
C.少抠鼻子可防止鼻腔黏膜受损、鼻毛抠落,导致鼻的清洁作用减弱
D.餐后清洁牙齿能预防龋齿,否则牙齿中的小虫子会啃食食物残渣而引起牙痛
【答案】B
【解析】A.如果吃饭时大声说笑,就会使会厌软骨来不及向后倾斜,不能及时将喉门盖住,导致食物“呛”入气管的事故发生,因此,“食不言”,能避免会厌软骨来不及盖住喉口,“食物误入气管引起剧烈咳嗽”,A错误。
B.饭后立即剧烈运动,会使肌肉内的血流量增大,而导致流经消化器官的血液量减少,导致胃、肠蠕动减弱,消化腺的分泌功能降低,分泌的消化液减少,从而影响食物的消化,B正确。
C.鼻腔内有鼻毛可以阻挡住灰尘和细菌,鼻黏膜分泌粘液可黏住灰尘,使吸入的空气变得清洁;粘液还可使空气变得湿润;黏膜内有丰富的毛细血管可以温暖空气。所以,少抠鼻子可防止鼻腔黏膜受损、鼻毛抠落,避免鼻的清洁作用减弱,C错误。
D.牙菌斑含有造成龋齿的细菌。每次进食后,牙菌斑中的这些细菌会和食物中的糖分或淀粉发生化学作用,产生腐蚀牙齿的酸性物质,D错误。
考点二 发生在肺内的气体交换
01 肺与外界的气体交换
【例1】蚊子的起飞和停落,与空气中的二氧化碳浓度有关系,人和动物呼吸作用产生的二氧化碳,可以刺激蚊子脑中的“飞动命令中枢”,指挥蚊子找到你。有关叙述正确的是( )
A.二氧化碳在线粒体里产生
B.人将气体呼出去时,是通过呼吸作用实现的
C.人呼出的气体中二氧化碳含量最多
D.当肋间肌舒张,膈肌下移时,完成呼气
【答案】A
【解析】A.线粒体是呼吸作用的场所,人和动物产生二氧化碳的部位在组织细胞内的线粒体里,故A正确。
B.人将气体呼出去时,是通过呼吸运动实现的,故B错误。
C.人呼出的气体中氮气量最多,故C错误。
D.当肋间肌和膈肌舒张时,膈肌上升,胸廓体积缩小,肺也随之回缩,肺内气压高于外界大气压,肺内气体通过呼吸道排出体外,完成呼气,故D错误。
【变式1-1】如图是一些关于呼吸过程的曲线图和模型,说法不正确的是( )
A.图一中的ab段可表示图二(乙)肺内的气压变化
B.图三中由I→Ⅱ时,肋间外肌处于收缩
C.图一中b→c表示胸廓容积扩大的过程
D.图二(甲)表示呼气过程,呼出的气体中氧气含量高于二氧化碳的含量
【答案】C
【解析】A . 根据分析可知,图一中的ab段表示吸气,对应图二中的(乙),A正确。
B.图三中由I→Ⅱ时,膈顶部下降,胸廓容积增大,气压减小,表示吸气状态,吸气时,肋间外肌处于收缩,B正确。
C.根据分析可知,图一中b→c表示呼气过程,呼气时,膈顶部上升,胸廓容积减小,肺内气压增大,C错误。
D.图二(甲),膈肌舒张,代表呼气,呼出的气体中氧气占16%,二氧化碳占4%,所以呼出的气体中氧气含量高于二氧化碳的含量。D正确。
【变式1-2】如图是某人在一次平静呼吸中肺内气压与外界气压差曲线图。下列叙述错误( )
A.在曲线AB段的变化中,与呼吸有关的肌肉处于收缩状态
B.B点是呼气结束的瞬间,此时肺内气压等于外界气压
C.C点是吸气结束的瞬间,此时肺内气压与外界大气压差为0
D.在曲线BC段的变化中,胸廓的前后径和左右径由小变大
【答案】A
【解析】A.当膈肌和肋间外肌舒张时,肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位,膈肌顶部升高,结果胸廓容积缩小,肺也随之回缩,造成肺内气压大于外界气压,肺内气体排出肺,完成呼气。结合分析可知,曲线AB段代表呼气,与呼吸有关的肌肉处于舒张状态,A符合题意。
B.AB段肺内气压大于外界气压,呼气状态,B点是呼气结束的瞬间,肺内气压等于外界气压,B不符合题意。
C.BC段肺内气压小于外界气压,吸气状态,C点是吸气结束的瞬间,肺内气压与外界气压相等,C不符合题意。
D.结合分析和题图可知,曲线BC段代表吸气,此时膈肌与肋间肌收缩,引起胸腔前后、左右及上下径均增大,膈肌顶部下降,胸廓的容积扩大,肺随之扩张,造成肺内气压减小,小于外界大气压,外界气体进入肺内,完成吸气,D不符合题意。
02 肺泡与血液的气体交换
【例2】如图表示人体内肺泡与血液之间的气体交换,相关叙述不正确的是( )
A.血液中的二氧化碳进入肺泡需要穿过一层细胞
B.肺泡内氧气进入血液后,会与红细胞内血红蛋白结合
C.肺泡与血液之间的气体交换是通过气体扩散作用实现的
D.肺泡壁和毛细血管壁都只有一层上皮细胞,利于气体交换
【答案】A
【解析】A.肺泡外缠绕着毛细血管,肺泡壁、毛细血管壁都只由一层上皮细胞构成,血液中的二氧化碳进入肺泡均要穿过肺泡壁和毛细血管壁两层细胞,故A错误。
B.血红蛋白在氧浓度高的地方与氧结合,在氧浓度低的地方与氧分离,所以氧气由肺泡扩散进入血液后与红细胞内的血红蛋白结合,故B正确。
C.气体总是由多的地方向少的地方扩散,肺泡与血液之间的气体交换是通过气体扩散作用实现的,故C正确。
D.肺泡外面包绕着丰富的毛细血管,肺泡壁和毛细血管壁都只由一层上皮细胞,利于气体交换,故D正确。
【变式2-1】如图是肺泡和血液之间的气体交换示意图,①②③④代表结构,a、b代表气体,c、d代表该处的血液,虚线箭头代表血流方向。下列说法错误的是( )
A.①代表肺泡,④代表肺泡周围的毛细血管
B.a代表二氧化碳,b代表氧气
C.②和③表示的壁都很薄,只由一层上皮细胞构成
D.c中的二氧化碳含量高于d中的
【答案】B
【解析】 A.①代表肺泡,②代表肺泡壁,③代表毛细血管壁,④代表肺泡周围的毛细血管,A正确。
B.图中a由肺泡扩散代血液,代表氧气,b由血液扩散到肺泡,代表二氧化碳,B错误。
C.②肺泡壁和③毛细血管的壁都很薄,只由一层上皮细胞构成,适于进行气体交换,C正确。
D.图为肺泡与毛细血管之间的气体交换示意图,血液流经肺泡外毛细血管时,血液中的二氧化碳扩散到肺泡,肺泡中的氧气扩散到血液与血红蛋白结合,因此血液流经肺泡后,血液中氧气含量增加,血液由静脉血变成动脉血,因此c中的二氧化碳含量高于d中的,D正确。
【变式2-2】暑假里天气炎热,为了防止溺水悲剧的发生,请同学们务必做到“六不”。根据所学生物学知识分析,人类溺水时主要影响的呼吸环节是( )
A.气体在血液中的运输
B.肺泡内的气体交换
C.肺泡与外界的气体交换
D.组织细胞与血液的气体交换
【答案】C
【解析】A.溺水不会影响气体在血液中的运输,故A不符合题意。
B.肺泡内的气体交换是指肺与血液的气体交换,是通过扩散作用的原理实现的,溺水对肺泡内的气体交换没有直接影响,故B不符合题意。
C.肺泡与外界的气体交换是指肺的通气,发生溺水之后,阻碍了呼吸的通道,影响了肺与外界的气体交换。故C符合题意。
D.组织细胞与血液的气体交换是通过扩散作用的原理实现的,溺水对组织细胞与血液的气体交换没有直接影响,故D不符合题意。
03 组织细胞与血液的气体交换
【例3】冬天上课教室门窗关久后,不少同学会出现“打哈欠”现象。其原因是( )
A.同学们想睡觉
B.教室空气中含有较多的二氧化碳
C.“打哈欠”会传染
D.大家养成了“打哈欠”的习惯
【答案】B
【解析】打哈欠是脑部缺氧的表现,在冬天上课门窗关闭较久后,由于教室内学生较多,呼吸消耗的氧气和产生的二氧化碳较多,血液中的二氧化碳增多会刺激呼吸中枢产生打哈欠现象,排出过多的二氧化碳。因此,打“哈欠”是因为教室的空气中含有较多的二氧化碳,ACD错误,B正确。
【变式3-1】下图①~④表示呼吸全过程的四个环节,a、b代表气体,下列叙述错误的是( )
A.在 a气体进入肺泡的过程中,膈肌收缩
B.经过④过程后血液中的氧气含量增加
C.图中组织细胞内的二氧化碳含量最高
D.组织细胞利用 a气体分解有机物主要在线粒体中进行
【答案】B
【解析】A.a气体进入肺泡的过程属于吸气,吸气时,膈肌收缩。故A正确。
B.④是组织里的气体交换,该过程中,血液中的氧气扩散进入组织细胞,组织细胞产生的二氧化碳进入血液,因此经过④过程后血液中的氧气含量减少,故B错误。
C.组织细胞进行呼吸作用产生二氧化碳,因此在组织细胞内的二氧化碳含量最高,故C正确。
D.组织细胞利用 a氧气分解有机物的过程是呼吸作用,呼吸作用主要在线粒体中进行,故D正确。
【变式3-2】如图为气体交换示意图,下列叙述正确的是( )
A.如果图为肺泡处的气体交换,则a与b过程是通过气体扩散作用实现的
B.如果图为肺泡处的气体交换,气体c代表二氧化碳,气体d代表氧气
C.如果图为组织细胞处的物质交换,则血管乙为动脉
D.如果图为肺泡处的气体交换,则血管乙流的血液为静脉血
【答案】B
【解析】A.如果图为肺泡处的气体交换, 则a与b表示肺泡与外界的气体交换,是通过呼吸运动实现的,A错误。
B.如果图为肺泡处的气体交换,则氧气由肺泡扩散到血液,二氧化碳由血液扩散到肺泡。因此,气体c代表二氧化碳,气体d代表氧气,B正确。
C.首先,根据题图所示,不可能是组织细胞处的物质交换;其次,即使是组织细胞处的物质交换,根据体循环的途径:心室 →主动脉→ 各级动脉→ 身体各处毛细血管→各级静脉 →上下腔静脉→右心房,则血管甲为动脉、血管乙为静脉。因此,C错误。
D.肺泡中氧气的含量高于血液中氧气的含量,血液中二氧化碳的含量高于肺泡中二氧化碳的含量,所以肺泡中的氧气扩散进入血液中,血液中的二氧化碳扩散进入肺泡中,血液由血管甲流向血管乙,所以血管乙的血液中含有更多的氧气,血管甲的血液中含有更多的二氧化碳。可见,如果图为肺泡处的气体交换,则血管甲流的是静脉血、血管乙流的动脉血,D错误。
04 呼吸的总述
【例4】呼吸的全过程包括下面四个环节,其正确的顺序是( )
①组织里的气体交换 ②肺通气 ③气体在血液里的运输 ④肺泡内的气体交换
A.①→②→③→④ B.②→④→③→①
C.②→③→④→① D.④→②→③→①
【答案】B
【解析】呼吸的全过程如图所示:
故ACD错误,B正确。
【变式4-1】人体细胞获得氧气经过如图所示的A、B、C过程来完成。下列说法错误的( )
A.过程C是借助于呼吸运动实现的
B.过程A和B都是通过气体扩散实现的
C.①②代表的气体在A过程中至少穿过一层细胞
D.①代表的气体是氧气,②代表的气体是二氧化碳
【答案】C
【解析】A.过程C是肺的通气,是借助于呼吸运动实现的,A正确。
B.气体总是由多的地方向少的地方扩散,即总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散,直到平衡为止。气体在肺泡(过程A)和组织(过程B)内的交换,都是通过这种扩散作用实现的,B正确。
C.肺由大量的肺泡组成,肺泡外面缠绕着丰富的毛细血管,肺泡壁和毛细血管壁都很薄,是一层扁平上皮细胞。肺泡中的氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液与红细胞中的血红蛋白结合,通过血液循环送到全身各处的组织细胞。所以,①氧气通过A过程从肺泡进入血液至少要穿过2层细胞,C错误。
D.据图中箭头可判断:①代表的气体是氧气,②代表的气体是二氧化碳,D正确。
【变式4-2】呼吸时,人体气体交换过程如图所示,下列分析正确的是( )
A.①中二氧化碳浓度比②高 B.呼气时,a处气压低于外界气压
C.箭头④和⑤表示氧气 D.氧气在组织细胞处被利用
【答案】D
【解析】A.①是吸入的气体,与②呼出的气体相比,①中的二氧化碳含量比②中的低,A错误。
B.呼气时,a肺泡处气压高于外界气压,B错误。
C.箭头④和⑤可以表示二氧化碳,C错误。
D.氧气在全身组织细胞处参与有机物的分解,产生二氧化碳和水,并释放能量,D正确。
05 模拟膈肌的运动
【例5】当异物阻塞呼吸道时,可采取如图所示的海姆立克急救法进行急救。其原理是:冲击患者上腹部,使异物排出。下列叙述错误的是( )
A.图中①代表气管,有软骨做支架使气体顺畅通过
B.图中②代表肺,是气体交换的主要场所
C.乙图膈肌舒张,膈顶部下降,胸廓扩大,完成吸气
D.丙图施救过程利用膈顶部上升,肺内气压大于外界气压,把异物冲出
【答案】C
【解析】A.图中①模拟气管,气管有骨或软骨做支架使气体顺畅通过,故A正确。
B.图中②代表肺,是气体交换的主要场所,是呼吸系统的主要器官,故B正确。
C.乙图为呼气状态,膈肌舒张,膈顶部上升,胸廓缩小,完成呼气,故C错误。
D.丙图施救过程利用膈顶部上升,肺缩小,肺内气压大于外界气压,把异物冲出,故D正确。
【变式5-1】某同学设计了如下装置,用来模拟肺与外界的气体交换,a、b、c模拟呼吸系统的相应结构,橡皮膜模拟膈。下列说法正确的是( )
A.图中a、b、c分别模拟支气管、气管、肺
B.向上推橡皮膜,模拟吸气过程,液面A下降
C.向下拉橡皮膜,c内气压减小,液面B上升
D.向下拉橡皮膜,模拟膈肌收缩,液面B下降
【答案】C
【解析】A.图中a、b、c分别模拟气管、支气管、肺,A错误。
B.向上推橡皮膜时,模拟的是膈肌的舒张状态,这会导致胸腔容积减小,肺内气压增大,气体从肺部排出,即呼气过程。在这个过程中,由于气体排出,液面A(代表肺部内的气体压力)应该上升,而不是下降,B错误。
C.向下拉橡皮膜时,模拟的是膈肌的收缩状态,这会导致胸腔容积增大,肺内气压减小。由于气压减小,外部气体进入肺部,导致液面B(代表外部气体压力)上升,C正确。
D.向下拉橡皮膜时,模拟的是膈肌的收缩状态,在这个过程中,由于胸腔容积增大,肺内气压减小,外部气体进入肺部,导致液面B上升,而不是下降,D错误。
【变式5-2】为了探究肺与外界气体交换的过程,某同学做了个模拟呼吸运动的装置如下,并绘制了肺内气压变化曲线,下列说法正确的是( )
A.图甲中D向下时,表示呼气过程 B.图甲中玻璃罩模拟的是胸廓
C.图乙AC段代表呼气的过程 D.图乙中的D点,膈肌是收缩状态
【答案】B
【解析】A.图甲中D膈肌向下时,胸腔容积增大,表示吸气过程,A错误。
B.图甲中:A玻璃管代表的是气管,B小气球代表的是肺,C玻璃钟罩代表的是胸廓,D橡皮膜代表的是膈,B正确。
C.曲线AC段表示吸气过程,肺内气压低于外界大气压,此时肋间肌和膈肌处于收缩状态,胸廓扩大,气体入肺,C错误。
D.曲线CDE段是呼气过程,此时肋间肌和膈肌都舒张状态,胸廓缩小,D错误。
【读图理解题】1.图一为呼吸系统组成示意图,图二为肺泡与毛细血管之间气体交换示意图,图三表示模拟人体呼吸运动的过程,图四表示人在吸气时膈肌的运动情况。
(1)呼吸系统的主要器官是图一中的[ ] ,它是 的场所。
(2)图二中血液从毛细血管的4端流到5端后,其气体成分变化是 含量增加。
(3)如图三模拟人体呼吸运动的过程,下列对该图的描述错误的是____。
A.①模拟的器官能对吸入气体进行处理
B.③模拟的是胸廓
C.图乙模拟呼气过程
D.该装置可以验证吸气导致胸廓扩大
(4)如图四表示人在吸气时膈肌的运动情况。此时,膈顶 、胸廓容积 和肺内气压。
【答案】(1)1肺;气体交换
(2)氧气
(3)D
(4)下降;扩大
【解析】(1) 如图一是呼吸系统的组成图,呼吸系统包括2呼吸道和1肺两部分。肺是气体交换的场所,因此呼吸系统的主要器官是[1]肺。
(2) 图二为肺泡与毛细血管之间的气体交换示意图。肺泡外缠绕着毛细血管,肺泡壁和毛细血管壁都只有一层上皮细胞,血液流经肺泡外毛细血管时,肺泡内刚吸入的气体中氧气浓度高于血液中氧气浓度,二氧化碳浓度低于血液中二氧化碳的浓度,故血液中的 a二氧化碳扩散到肺泡,肺泡中的 b 氧气扩散到血液,因此血液从毛细血管的[4]端流到[5]端后,其成分变化是:血液中氧气含量增加,血液由静脉血变成动脉血。
(3)A.气管内壁的腺细胞能分泌黏液,使气管湿润;黏液中含有抵御细菌和病毒的物质。气管黏膜上密布纤毛,纤毛向咽喉方向摆动,把黏液粘着的灰尘和细菌送到咽部,咳出体外;黏膜内的毛细血管还可以使进入肺的气体变得温暖。所以,①模拟的器官能使吸入气体清洁、湿润、温暖,A正确。
B.③玻璃罩模拟的是胸廓,B正确。
C.图乙模拟呼气过程,此时膈肌舒张,膈肌顶部上升,胸腔容积缩小,C正确。
D.该装置可以验证胸廓扩大导致吸气,而不是吸气导致胸廓扩大,D错误。
(4)图四中,箭头表示膈肌下降,导致胸廓扩大,肺容积扩大,肺内气压减小,外界气体进入肺,完成吸气。
2.我们剧烈运动时,呼吸频率加快,呼吸深度加深,同时有机物的消耗增加,补充糖类食物是恢复体力的最有效方法。淀粉是人体的主要糖类来源,它进入体内被组织细胞利用需经一系列的生理过程。图一是探究“馒头在口腔中的变化”实验装置,图二是某人在一次呼吸时肺内气压的变化曲线,图三是淀粉的消化终产物进入血液和组织细胞的过程及部分相关代谢活动示意图。请据图回答问题:
(1)为探究“馒头在口腔中的变化”,现取新鲜的馒头,切成大小相同的三份,两份处理为碎屑,一份保持馒头块,设计了图一中的三组实验,具体做法如下:
①组试管加入馒头碎屑与2毫升清水,充分搅拌;
②组试管加入馒头块与2毫升唾液,不搅拌;
③组试管加入馒头碎屑与2毫升唾液,充分搅拌。
若以“牙齿的咀嚼、舌的搅拌”为变量进行探究时,应选取 实验装置。将三支试管同时放入37℃温水中,5至10分钟后取出,滴加碘液、摇匀,发现 组试管不变蓝,这是因为 。
(2)组织细胞产生的二氧化碳进入血液,随血液循环到达肺,通过图三中过程③排出体外。此过程对应图二中曲线 段,此时肋间肌和膈肌处于 状态,此过程是通过 实现的。
(3)图三中,淀粉的消化终产物经过程① 进入血液,来自过程②的氧透过 进入血液,最终氧和葡萄糖通过血液循环输送到全身各处组织细胞的 中,进行呼吸作用释放能量,供生命活动需要。
(4)图三中④代表人体内气体交换的 过程,此过程时通过 实现的,结果血液成分发生的变化是 。
【答案】(1)②③;③;③号试管唾液中的唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖
(2)BC;舒张;呼吸运动
(3)吸收;肺泡壁和毛细血管壁;线粒体
(4)肺泡内的气体交换;气体的扩散作用;氧气增多,二氧化碳减少
【解析】(1)若以“牙齿的咀嚼、舌的搅拌”为变量进行探究时,应选取②③实验装置。③号试管中加入的是唾液,唾液中含有的唾液淀粉酶能够将淀粉分解为麦芽糖,淀粉遇碘变蓝色,麦芽糖遇碘不变蓝色,因此③号试管内滴加碘液后出现的现象是不变蓝色;②号试管中的淀粉与唾液淀粉酶的接触面积小,没有被完全消化,因此滴加碘液后也变蓝色。①号试管内加入的是清水,清水对淀粉没有消化作用,淀粉没有被消化,因此滴加碘液后变蓝色。
(2)呼吸运动是指人体胸廓有节律的扩大和缩小的运动,包括吸气过程和呼气过程,呼吸运动主要与肋间肌和膈肌的运动有关。图二中:纵坐标表示肺内气压与大气压的气压差,横坐标表示呼吸时间;BC段的肺内气压与大气压的气压差是正值,表示肺内气压高于外界大气压,是呼气过程;呼气时膈肌舒张,膈肌顶部上升,肋间肌舒张,肋骨下移。 此过程是通过呼吸运动实现的。
(3)淀粉最终分解成葡萄糖,通过消化道壁进入循环系统的过程叫做吸收,经过过程①吸收进入循环系统,随着血液运往全身各处。气体②氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液,通过血液循环输送到全身各处的组织细胞的线粒体里,参与分解有机物,为生命活动提供能量。
(4)人体内的气体交换包括肺泡内的气体交换和组织里的气体交换两个过程,气体交换都是通过气体的扩散作用实现的。图三中④代表人体内气体交换的肺泡内的气体交换过程,此过程时通过气体的扩散作用实现的。通过肺泡内的气体交换,血液中的氧气增多,二氧化碳减少。
【资料分析题】3.资料一:随着新冠病毒的传播,呼吸机是型新冠肺炎患者的救星,能帮助无法吸入足够氧气的病人保持呼吸,使血氧饱和度维持在正常水平。呼吸机主要分为无创和有创两种类型。无创呼吸机是通过鼻面罩、口鼻面罩等方式为患者提供呼吸支持的设备。简单易用,但有弊端,当患者自身分泌物过多时,就会堵住通气的“通道”。
资料二:由于新冠病毒令患者肺部出现渗出物,使肺的通气、换气功能受损;还会导致患者肺组织纤维化,变硬变脆,从而导致呼吸困难。在无创呼吸机不能满足通气和供氧需求时,通过气管插管,利用有创呼吸机,患者从而获得一线生机。有创呼吸机的工作原理如图:
资料三:有创呼吸同样有利有弊。有创呼吸机容易引起呼吸机相关性肺炎(简称VAP)。它是重症监护室使用呼吸机通气患者的常见并发症。VAP是由跟随管道进入下呼吸道的细菌引发的炎症。引发VAP的致病菌主要是来自我们口咽部位的寄生菌群。
(1)正常情况下,呼吸道能对吸入的空气进行一定的处理。上述呼吸机治疗时,吸气气源先流经呼吸机的 对空气进行一定的清洁;之后流经的湿润器是模拟人体鼻腔和气管壁内的 ,以补偿气管插管患者失去呼吸道的湿润处理。
(2)根据文意,患者出现VAP的主要原因是呼吸机管道不能有效清除细菌,并且患者气管的此功能也很低。在正常人体内,气管的 和腺细胞可以实现此功能。
(3)无论是自主呼吸还用呼吸机辅助治疗,进入肺泡的气体经过 作用与血液进行气体交换,其中 (填气体名称)被运往全身各处利用,主要在细胞的 (细胞器名称)进行呼吸作用,产生 并释放能量,为生命活动提供动力及维持正常的体温。
【答案】(1)过滤器;黏膜
(2)纤毛
(3)气体扩散;氧气;线粒体;二氧化碳和水
【解析】(1)呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管,是气体进出肺的通道。呼吸道是气体的通道,对吸入的气体进行处理,使肺部的气体温暖、湿润、清洁;正常情况下,呼吸道能对吸入的空气进行一定的处理。呼吸机治疗时,吸气气源先流经呼吸机的过滤器,对空气进行一定的清洁之后流经的湿润器是模拟人体鼻腔和气管壁的黏膜,以补偿气管插管患者失去的呼吸道的湿润处理。
(2)气管、支气管内表面的黏膜及其表面的纤毛,能够有效清除细菌,对空气有清洁作用。
(3)无论是自主呼吸还是用呼吸机辅助治疗,进入肺泡的气体经过气体扩散作用与包绕在泡外的毛细血管进行气体交换,其中的氧气被运往全身各处供利用。其中氧气被运往全身各处利用,有助于细胞中的线粒体分解有机物,释放能量,产生二氧化碳和水,为人体各项生命活动提供动力。
4.资料分析:
资料1 随着国内防控疫情的趋好,复工、复产复学正在有序进行,而国外却迎来了疫情的大爆发,很多国家缺少医疗防护物质和呼吸机。
资料2 呼吸机和ECMO(中文名:体外膜肺氧合)在新冠肺炎治疗过程当中意义重大,呼吸机对重症患者进行支持,进行追加氧气提供,能够让病人肺功能获得很好恢复。如果病人肺功能损害非常严重, ECMO能够通过体外循环给病人血液里面进行氧的输入,让病人的病损肺能够充分休息。乙图为体外膜肺氧合设备工作原理示意图。
资料3 图甲是人体呼吸系统的示意图,图丙表示呼吸时肺内气压变化情况。
(1)新冠肺炎是由新冠病毒引起的,写出新冠病毒通过飞沫传播进入肺的途径: (用图甲中序号和箭头表示)。
(2)一般情况下,呼吸道能对吸入的气体进行处理,使到达肺部的气体变得温暖、湿润、清洁,下列结构与此作用有关的是 (①骨和软骨、②鼻毛和鼻黏膜、③气管内黏膜、④气管内腺细胞和黏液)。
(3)图乙中,经呼吸机从血液中排出的气体,主要是由 运输的。
(4)图丙中代表吸气过程中肺内气压变化的阶段是 (填“I"或"II")。
(5)吸烟有害健康,为了让同学们直观地认识吸烟对呼吸系统的危害,小欢利用饮料瓶和废签字笔等材料,制作了一个模拟吸烟的模型(如图)。香烟插入笔筒后点燃,多次挤压饮料瓶,模拟吸烟过程:烟燃尽后取下烟蒂,取出笔筒内的面巾纸卷,并展开:观察被烟雾污染后的笔筒、面巾纸卷和饮料瓶。模型中饮料瓶模拟呼吸系统的 ,当压挤饮料瓶时,模拟的是 过程。长期吸烟可诱发慢性肺气肿,患者的主要病变之一是许多细支气管阻塞,这会影响 气体交换。
【答案】(1)A→E→B→F→C→D
(2)②③④
(3)血浆
(4)II
(5)肺;呼气;肺与外界
【解析】(1)新冠肺炎是由新冠病毒引起的,新冠病毒通过飞沫依次通过A鼻腔→E咽→B喉→F气管→C支气管→D肺。
(2)鼻腔内有鼻毛,可以阻挡空气中灰尘的进入,气管、支气管内表面的黏膜及其表面的纤毛,都对空气有清洁作用;呼吸道黏膜的腺细胞能分泌的黏液,可以湿润空气和粘住灰尘,对空气有清洁和湿润作用。而①骨和软骨不会对气体进行温暖、湿润、清洁。这些结构对气体的处理能力是有限的,因此当外界空气受到严重污染时,还会有一部分有害物质进入体内。
(3)图乙中,经呼吸机从血液中排出的气体,是二氧化碳,在血液中主要是通过血浆进行运输。
(4)正常人的肺有弹性,当肋间肌和膈肌舒张时,胸廓体积缩小,肺也随之回缩,肺内气压高于外界大气压,肺内气体通过呼吸道排出体外,完成呼气。吸气时,肋间肌和膈肌收缩,胸廓体积增大,肺也随之扩张,肺内气压低于外界大气压,外界气体通过呼吸道进入肺,完成吸气,完成吸气动作的一瞬间,肺内气压和外界气压相等。所以,图乙中代表吸气过程中肺内气压变化的阶段是Ⅱ,肺容积扩大。
(5)观图可知:饮料瓶模拟肺,笔筒模拟气管。此实验是模拟吸烟的过程,香烟插入笔筒后点燃,多次挤压饮料瓶,烟燃尽后取下烟蒂,取出笔筒内的面巾纸卷,并展开;观察被烟雾污染后的笔筒、面巾纸卷和饮料瓶,实验后,面巾纸卷变成黄色,这说明呼吸道对吸入的气体能进行处理。香烟燃尽后,笔筒仍被熏黄,刺鼻的烟雾还残留在饮料瓶中,这说明呼吸道对空气的处理能力是有限的。
挤压饮料瓶时,瓶内的气压会升高,模拟了呼气过程。人体在呼气过程中呼吸肌收缩,膈顶上升,肺内压高于外界气压,完成呼气。长期吸烟可诱发慢性肺气肿,患者的主要病变之一是许多细支气管阻塞,这会影响肺与外界的气体交换。
【实验探究题】5.某生物兴趣小组的同学想探究“呼吸过程中二氧化碳含量的变化”,于是设计了如下图所示实验装置(A、B是两个活塞),请分析回答问题:
(1)图1中,在进行实验过程中,甲瓶起到 作用;操作者需要根据实验原理交替打开、关闭两个活塞,呼气时应该关闭活塞 (填字母)。
(2)图1中该小组观察到的澄清石灰水变化现象是:甲瓶 ,乙瓶 ,由此得出结论:呼出的气体与吸入的气体相比较,呼出的气体中 的含量明显增加。
(3)完成以上实验后,某同学查找资料发现空气中也有少量二氧化碳气体,因此产生疑惑:“人体呼出的二氧化碳主要是空气中原有的,还是人体代谢产生的。”于是改装实验装置如图2,进一步进行实验:反复吸气和呼气,观察锥形瓶中澄清石灰水的变化情况(注:氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳)。
①据此提出的问题是: ?
②一段时间后,甲瓶中澄清石灰水无变化,乙瓶中澄清石灰水明显变浑浊,
由此得出结论: 。
③呼出的气体中二氧化碳含量发生变化的根本原因是:组织细胞进行 ,利用氧气分解有机物产生大量 随呼气过程排出体外。
(4)为了提高实验的准确性和可靠性,减少实验误差,实验小组应该多次进行 。
【答案】(1)对照;A
(2)变化不明显(意思相近即可);变浑浊明显(意思相近即可); 二氧化碳/CO2
(3)人体呼出的二氧化碳主要是空气中原有的,还是人体代谢产生的;人体呼出的二氧化碳主要是人体代谢产生的;呼吸作用;二氧化碳/CO2
(4)重复实验
【解析】(1)本实验探究“呼吸过程中二氧化碳含量的变化”,装置甲的作用是验证空气中的二氧化碳,装置乙的作用是验证人体呼出气体中的二氧化碳,甲瓶起对照作用。实验通过对比甲乙装置内澄清石灰水的浑浊程度,从而得出结论。所以吸气时,应打开A,关闭B,呼气时打开B,关闭A。
(2)由(1)知,吸气时,应打开A,关闭B,使空气通过甲装置,空气中二氧化碳少,甲瓶中澄清石灰水变化不明显;呼气时打开B,关闭A,使呼出气体进入乙装置,细胞呼吸作用产生的二氧化碳随着呼气排出体外,呼出气体中二氧化碳含量增加,乙瓶中澄清石灰水明显变浑浊。故该小组观察到实验现象是乙瓶中澄清石灰水明显变浑浊,甲瓶中澄清石灰水变化不明显。由此得出结论:与吸入的气体相比,人体呼出的气体中二氧化碳含量明显增加。
(3)根据题意,同学们的疑惑是:“人体呼出的二氧化碳主要是空气中原有的,还是人体代谢产生的。”因此,可以提出问题:人体呼出的二氧化碳主要是空气中原有的,还是人体代谢产生的?甲瓶中所装试剂氢氧化钠的作用是吸收空气中的二氧化碳,乙瓶中所装试剂澄清的石灰水的作用是验证呼出的气体中含有二氧化碳; 一段时间后,乙瓶澄清石灰水逐渐变浑浊,由此说明呼出的气体中含有二氧化碳或人体呼出的二氧化碳是人体代谢产生的。呼出的气体中二氧化碳含量发生变化的根本原因是组织细胞进行呼吸作用,利用氧气分解有机物产生大量二氧化碳,二氧化碳进入血液并从循环系统进入肺泡,随呼气过程排出体外。
(4)进行一次实验得到的结果可能具有偶然性,为了提高实验的准确性和可靠性,减少实验误差,实验小组应该多次进行重复实验。
6..5月31日为世界无烟日。吸烟的危害越来越受到公众的关注,香烟含有焦油、尼古丁等多种有害物质。其中,焦油容易损伤呼吸道黏膜,是诱发癌变的重要因素。请回答相关问题:
(1)吸烟有害健康,烟雾经呼吸道进入肺的途径是 (用文字和箭头回答)。
(2)图1中结构[⑤]由许多“C”形的 做支架,保证了呼吸道的畅通;在[⑤]内的 分泌的黏液中含有抵抗细菌和病毒的物质。
(3)某生物兴趣小组为了探究香烟中焦油对呼吸道黏膜的影响,设计如图2实验:
Ⅰ、取一滴草履虫培养液,制作成临时装片。用显微镜观察正常生活状态下的草履虫及其运动状态,特别注意观察纤毛的摆动情况。
Ⅱ、用注射器不停地抽取瓶中空气,使香烟燃烧产生的烟雾迅速通入到䓍履虫培养液中(如图2所示)。
Ⅲ、等香烟燃尽后,取瓶中的培养液进行显微镜观察,可以看到草履虫的运动速度明显比正常状态时慢,其纤毛粘连而不能自由摆动。
①上述步骤Ⅱ模拟的是人的 (选填“吸气”或“呼气”)。
②由步骤Ⅲ可以推测香烟烟雾中的焦油能 (选填“阻碍”或“促进”)吸烟者气管中纤毛的摆动。
③步骤Ⅰ和Ⅲ的作用是形成 ,实验变量是 。
(4)在公共场所遇到有人抽烟,你会怎么做? 。
【答案】(1)鼻→咽→喉→气管→支气管→肺
(2)软骨;腺细胞
(3)吸气;阻碍;对照;香烟燃烧产生的烟雾(有无焦油)
(4)劝导不要抽烟、介绍抽烟的危害、自己离开抽烟场所等(合理即可)
【解析】(1)呼吸系统包括呼吸道和肺两部分。呼吸道的组成由上到下依次是鼻腔、咽、喉、气管和支气管。烟雾经呼吸道进入肺依次经过:鼻→咽→喉→气管→支气管→肺,在肺里完成气体交换。
(2)呼吸道都有骨或软骨作支架,能保证气体顺畅通过,是气体进入肺的通道。呼吸道的纤毛能分泌黏液,能黏住灰尘和一部分细菌。呼吸道腺细胞能分泌黏液,能湿润到达肺部的气体,减少干燥的气体对呼吸道和肺的刺激,内含有的毛细血管可以温暖空气,因此呼吸道使到达肺部的气体变得温暖、湿润、清洁。图1中结构⑤气管由许多“C”形的软骨做支架,保证了呼吸道的畅通;在⑤气管内黏膜内的腺细胞分泌的黏液中含有抵抗细菌和病毒的物质。
(3)①人体吸气时,肋间肌与膈肌收缩,引起胸腔前后、左右及上下径均增大,胸廓容积增大,肺随之扩大,造成肺内气压小于外界大气压,外界气体进入肺内,形成主动的吸气过程。步骤Ⅱ用注射器不停地抽取瓶中空气,造成瓶内气压小于外界大气压,使香烟燃烧产生的烟雾迅速通入到草履虫培养液中,故模拟的是人的吸气。
②香烟燃尽后,观察到草履虫的运动速度明显比正常状态时慢,其纤毛粘连而不能自由摆动,可以推测香烟烟雾中的焦油能阻碍吸烟者气管中纤毛的摆动。
③步骤Ⅰ用显微镜观察正常生活状态下的草履虫及其运动状态,步骤Ⅲ把香烟燃烧产生的烟雾通入到䓍履虫培养液中,直到香烟燃尽,用显微镜观察草履虫的运动状态,根据对照实验原则,步骤Ⅰ和Ⅲ形成对照实验,变量是香烟燃烧产生的烟雾。
(4)烟草燃烧时,烟雾中的有害物质如尼古丁、一氧化碳、焦油等有害物质进入人体。所以在公共场所遇到别人吸烟,应该劝导别人不要抽烟或自己离开抽烟场所等。
【综合应用题】7.2024年5月31日是第37个世界无烟日, 吸烟会诱发心血管、呼吸系统等多个系统的疾病。为了更直观地认识吸烟对呼吸系统的危害,某生物兴趣小组利用玻璃瓶、废笔筒、气球和橡皮质等材料,制作了一个模拟吸烟的模型,如图一所示。香烟插入笔筒后点燃,多次向上推动橡皮膜,再放松橡皮膜,模拟吸烟过程,重复多次。请结合所学知识回答问题。
(1)图一模型中,笔筒和气球分别模拟图二所示呼吸系统的① 和② 此装置中利用的玻璃瓶模拟人体胸廓并不是最理想的材料,因为 。
(2)图三表示肺泡和毛细血管之间的气体交换, 这是通过气体的 来完成的,经过气体交换,血液从毛细血管的C端流到D端后,其成分的变化是 含量增加。
(3)图三中可以代表氧气的是 (填字母),氧气最终被运送到组织细胞的 被利用。
(4)图四中曲线AB段与图一中的 (填“甲”或“乙”)表示相同的呼吸状态,与该状态有关的呼吸肌的运动状态是 。当人的呼吸道被异物堵塞无法呼吸时,人就可能因缺氧而意外死亡。日常生活中,吃东西时人难免出现呼吸道堵塞,从而发生窒息的危险。这时,旁边的人如果懂得海姆立克急救法,立即施救,从身后肋下环抱住患者,用力上提,造成膈肌突然上升,使患者胸腔压力聚增,一次不行可反复多次,从而将异物排出,就可以达到施救目的。实施海姆立克急救法时,被救者身体内发生的变化是胸腔容积变小,肺内气压 。
【答案】(1) 呼吸道;肺;玻璃瓶无法模拟胸廓前后、左右径的变化
(2)扩散作用;氧气
(3) A;线粒体
(4)乙;收缩;变大
【解析】(1)呼吸系统的组成包括呼吸道和肺。图一模型中,笔筒和气球分别模拟图二的①呼吸道和②肺;玻璃瓶不能伸缩,没有弹性,无法模拟胸廓前后、左右径的变化,可见,装置中的玻璃瓶模拟人体胸廓并不是最理想的材料。
(2)图三为肺泡与毛细血管之间的气体交换示意图,这个过程是通过气体扩散完成的。血液流经肺泡外毛细血管时,血液中的二氧化碳扩散进入肺泡,肺泡中的氧气扩散进入血液,因此血液从毛细血管的C端流到D端后,血液中氧气含量增加,血液由静脉血变成动脉血。
(3)图三中A代表氧气。氧气最终被运送到组织细胞的线粒体中,参与呼吸作用,分解有机物,释放能量,供生命活动需要。
(4)图四中曲线AB段肺内气压小于外界大气压,代表吸气状态;图一的乙图中,气球扩张,代表吸气状态;吸气时,呼吸肌收缩。实施海姆立克急救法时,使被救者膈顶部上升,胸腔容积缩小,肺内气压大于外界气压,形成较大的气流把阻塞物冲出,就可以达到施救的目的。
8.“海姆立克急救法”是全球抢救异物误入气管患者的标准方法,被称为“生命的拥抱”,其原理如图3所示。为了宣传“海姆立克急救法”,生物社团的同学利用Y型管、气球、玻璃罩、橡皮膜、带孔橡胶塞等材料制作了如图2所示的人体呼吸运动模型。请仔细观察示意图,回答问题(在[ ]中填序号,横线上填文字)。
(1)如图1中,食物和空气的共同通道是[ ] 。正常吞咽时, 会盖住喉的入口处,避免食物进入气管。
(2)如图2的模型中,⑤代表 ,⑦代表 。利用模型演示气管被异物阻塞时,应把异物放在[ ]处。相对于真实的呼吸情形,此模型有一定的局限性,它只能模拟胸廓 (填“前后左右径”或“上下径”)的变化。
(3)如图3中,当异物误入气管,施救者可在背后抱住待救者,用力冲击腹部的膈肌下软组织,压迫两肺下部,使待救者的[⑧]顶部上升,胸腔容积 ,肺收缩,肺内气压 (填“大于”或“小于”)外界气压,形成较大的气流,把异物冲出,相当于图2中的 (填“甲”或“乙”)状态。
(4)避免异物误入气管最好的方法,是养成良好的生活习惯,比如 。
【答案】(1)②咽;会厌软骨
(2)肺;膈肌;④;上下径
(3)缩小;大于;乙
(4)吃饭时不宜大声说笑
【解析】(1) ②咽是呼吸器官,也是消化器官。当我们吸气时,会厌软骨静止不动,让空气进入气管;当我们吞咽时,一方面软腭会向后延伸,阻止食物进入鼻腔;另一方面喉的上升,令会厌软骨像门一样,盖住喉口,以免食物进入③气管,令食物进入食道。
(2) 图2中④模拟气管,因此利用模型演示气管被异物阻塞时,应把异物放在④气管处。图2中的⑥玻璃罩模拟胸廓,⑦橡皮膜模拟膈肌,橡皮膜有弹性,可以伸缩,但玻璃罩没有伸缩性,故该图只能演示橡皮膜伸缩所模拟的胸腔上下径的变化,不能演示玻璃罩模拟的胸腔前后左右径的变化。
(3)呼气时,呼吸肌舒张,胸腔缩小,肺随之回缩,肺内气压大于外界气压,气体出肺。当异物经咽、喉后堵住气管时,会引起呼吸困难。此时,救护者可按图3中所示方法施救,使被救者膈顶部上升,胸腔容积缩小,肺内气压大于外界气压,形成较大的气流把异物冲出,相当于图2中的乙(呼气)状态。
(4)吃饭时不宜大声说笑,防止会厌软骨来不及盖住喉口,食物误入气管,因此吃饭不宜大声说笑。
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