第15章 人体的气体交换与废物排出（知识清单）生物苏科版2024八年级上册

第15章 人体的气体交换与废物排出（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 人体与外界进行气体交换（2个考点） 考点1 人体的呼吸系统★★★★★ 考点2 呼吸过程★★★☆☆ 第2节 人体内废物和多余水的排出（3个考点） 考点1 泌尿系统的组成★★★★☆ 考点2 尿液的形成★★★★★ 考点3 人体排泄的途径★★★☆☆ 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 人体与外界进行气体交换 考点1 人体的呼吸系统★★★★★ 1.呼吸系统的组成： （1）呼吸系统由 和 组成， 是呼吸系统的主要器官，是气体交换的主要场所。 （2）呼吸道：由上到下依次是 ，是气体进出肺的通道，能 、 和 气体。 （3） 是消化系统和呼吸系统的共同器官。 （4）痰形成的部位： 。 2.肺适于气体交换的结构特点 （1）肺泡 ，增大了气体交换的面积；； （2）肺泡外 ，有利于气体交换。 （3）肺泡壁和毛细血管壁都 构成，有利于气体通过。 考点2 呼吸过程★★★☆☆ 1.呼吸运动过程 呼吸运功 胸腔容积 胸骨和肋骨 隔顶部 肋间肌和膈肌 气压 吸气 呼气 2.肺泡与血液之间的气体交换： （1）肺泡内和组织细胞处的气体交换通过气体的 实现。 （2）氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液；二氧化碳透过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡。 （3）血液经过肺泡后由 ；经过组织细胞后血液由 。 3.呼吸、呼吸运动、呼吸作用三概念区别 ：人体与外界进行气体交换的过程。 ：指胸廓有节律地扩大和缩小。 ：指物质的分解作用（有机物+氧气 二氧化碳+水+能量），在组织细胞的 中进行。 第2节 人体内废物和多余水的排出 考点1 泌尿系统的组成★★★★☆ 1.泌尿系统：主要由 、 、 和 组成。 2.泌尿系统各器官的功能： （1） 是泌尿系统的主要器官，是形成尿液的场所 （2） 是输送尿液的器官； （3） 是暂时贮存尿液的器官； （4） 是排出尿液的器官 3.肾单位的组成： （1） 是肾脏结构和功能的基本单位，由 、 和 等部分组成。 （2）肾单位中的血液循环途径：肾动脉→入球小动脉→ (毛细血管球)→出球小动脉→肾小管周围的毛细血管网→肾静脉 考点2 尿液的形成★★★★★ （1）尿液的形成主要包括肾小球和肾小囊内壁的 作用以及肾小管的 作用两个过程。 （2）滤过作用：由 和 完成，血液中除了 和 外，大部分的一部分 、 、 和 等物质过滤到 中，形成 。 （3）重吸收作用：由 完成，将原尿中的 、 和 重吸收进入 中，剩下的 、 和 等形成 。人体每天形成的原尿有180升，而每天排出的尿液约1.5升，主要是因为肾小管的 作用。 （4）与血液相比，原尿中不含 和 ；与原尿相比，尿液中不含 。 考点3 人体排泄的途径★★☆☆☆ 1、排泄的概念：人体将 、 ，以及多余的 和 等物质排出体外的过程。 2、排泄的途径： （1）泌尿系统通过尿液的形式排出大部分的 、 和 等。 （2）呼吸系统以气体的形式排出 和少量的 。 （3）皮肤通过汗液的形式排出一部分 、 和 。 一、前沿科学动态： 2025年，一项关于“肠道呼吸”的人体临床试验结果发表，该研究受泥鳅肠道呼吸启发，首次证实人体通过肛门呼吸安全可行。研究人员使用载氧全氟萘烷（PFD）经直肠注入，在健康男性志愿者中进行试验，结果显示总体安全性和耐受性良好，高剂量组血氧饱和度轻微上升，为呼吸衰竭提供了新的辅助氧合思路。 二、热点问题分析 空气质量与呼吸健康：空气质量对呼吸系统的影响是热点问题。如雾霾天气中的可吸入颗粒物等污染物，会损害呼吸道黏膜，影响气体交换，增加患呼吸道疾病的风险，如哮喘、支气管炎等。 呼吸系统疾病的预防与治疗：随着生活环境的变化，呼吸系统疾病的发病率呈上升趋势，如新冠肺炎等传染病的爆发，让人们更加关注呼吸系统疾病的预防和治疗，这也与教材中人体的气体交换知识密切相关。 三、跨学科知识整合 1.与物理学的整合： 呼吸运动涉及物理学中的压强原理，吸气时胸廓扩大，肺内气压降低，外界气体进入肺；呼气时胸廓缩小，肺内气压升高，气体排出体外。 2.与化学的整合： 在气体交换过程中，涉及到氧气和二氧化碳的化学反应，如细胞呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳。 3.与地理学的整合： 不同地区的空气质量和气候条件不同，会影响人体的呼吸和废物排出。例如，高原地区氧气含量低，人体会通过增加红细胞数量等方式来适应环境。 1．（2025·山东烟台·中考真题）支气管末端膨大成肺泡。图示肺泡和血液之间的气体交换、1、2、3表示结构、A、B表示气体。相关叙述错误的是（ ） A．1是肺泡、其外缠绕着毛细血管 B．2、3都由一层上皮细胞构成 C．A表示氧气，B表示二氧化碳 D．血液流经1后动脉血变成静脉血 2．（2025·湖南·中考真题）吸烟有害健康。某学习小组利用注射器和气球等材料，设计制作了装置（如图所示）收集香烟燃烧产生的气体，并探究这些气体的危害。 (1)模型设计制作：气体收集装置模拟了人体呼吸系统的结构，其中气球模拟的结构是 。 (2)燃烧气体收集：要将香烟燃烧产生的气体收集到气球内，需 （填“向上推”或“向下拉”）活塞使气球体积增大，气球内气压 （填“低于”“高于”或“等于”）外界气压，此时气体进入气球。 (3)吸烟危害探究：将收集到的气体通入草履虫培养液，观察草履虫的 （填结构名称）摆动情况。学习小组发现摆动逐渐变慢直至停止，说明香烟燃烧产生的气体有毒害作用。这些有毒物质除危害吸烟者健康外还会以烟雾形式在空气中扩散，被暴露在该环境中的人群吸入，通过呼吸道黏膜和肺泡周围的 进入血液，造成二手烟危害。 (4)实验优化改进：为了避免实验中香烟燃烧产生的烟雾污染空气，提出你的改进建议。 。 3．（2025·江苏宿迁·中考真题）长期以来，尿液检查是医生诊断泌尿系统疾病的一种重要手段。下表是某人就医后尿液检查报告的部分结果，由此推测其发生病变的部位可能是（    ） 尿液检查报告（g/L） 检查项目 红细胞 蛋白质 葡萄糖 尿素 检测值 无 0.0 1.0 20.0 正常值 无 0.0 0.0 20.0 A．肾小球 B．肾小囊 C．肾小管 D．肾盂 学科网（北京）股份有限公司第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第15章 人体的气体交换与废物排出（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 人体与外界进行气体交换（2个考点） 考点1 人体的呼吸系统★★★★★ 考点2 呼吸过程★★★☆☆ 第2节 人体内废物和多余水的排出（3个考点） 考点1 泌尿系统的组成★★★★☆ 考点2 尿液的形成★★★★★ 考点3 人体排泄的途径★★★☆☆ 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 人体与外界进行气体交换 考点1 人体的呼吸系统★★★★★ 1.呼吸系统的组成： （1）呼吸系统由 呼吸道 和 肺 组成， 肺 是呼吸系统的主要器官，是气体交换的主要场所。 （2）呼吸道：由上到下依次是鼻、咽、喉、气管、支气管，是气体进出肺的通道，能温暖、清洁和湿润气体。 （3）咽是消化系统和呼吸系统的共同器官。 （4）痰形成的部位：气管和支气管。 2.肺适于气体交换的结构特点 （1）肺泡数目多，增大了气体交换的面积；； （2）肺泡外包绕毛细血管，有利于气体交换。 （3）肺泡壁和毛细血管壁都只由一层细胞构成，有利于气体通过。 考点2 呼吸过程★★★☆☆ 1.呼吸运动过程 呼吸运功 胸腔容积 胸骨和肋骨 隔顶部 肋间肌和膈肌 气压 吸气 扩大 上升 下降 收缩 外＞内 呼气 缩小 下降 上升 舒张 内＞外 2.肺泡与血液之间的气体交换： （1）肺泡内和组织细胞处的气体交换通过气体的扩散作用实现。 （2）氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液；二氧化碳透过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡。 （3）血液经过肺泡后由静脉血变为动脉血；经过组织细胞后血液由动脉血变为静脉血。 3.呼吸、呼吸运动、呼吸作用三概念区别 呼吸：人体与外界进行气体交换的过程。 呼吸运动：指胸廓有节律地扩大和缩小。 呼吸作用：指物质的分解作用（有机物+氧气 二氧化碳+水+能量），在组织细胞的线粒体中进行。 第2节 人体内废物和多余水的排出 考点1 泌尿系统的组成★★★★☆ 1.泌尿系统：主要由肾脏、输尿管、膀胱和尿道组成。 2.泌尿系统各器官的功能： （1） 肾脏 是泌尿系统的主要器官，是形成尿液的场所 （2） 输尿管 是输送尿液的器官； （3） 膀胱 是暂时贮存尿液的器官； （4） 尿道 是排出尿液的器官 3.肾单位的组成： （1）肾单位是肾脏结构和功能的基本单位，由肾小球、肾小囊和肾小管等部分组成。 （2）肾单位中的血液循环途径：肾动脉→入球小动脉→肾小球(毛细血管球)→出球小动脉→肾小管周围的毛细血管网→肾静脉 考点2 尿液的形成★★★★★ （1）尿液的形成主要包括肾小球和肾小囊内壁的滤过作用以及肾小管的重吸收作用两个过程。 （2）滤过作用：由肾小球和肾小囊内壁完成，血液中除了大分子蛋白质和血细胞外，大部分的一部分水、无机盐、葡萄糖和尿素等物质过滤到肾小囊中，形成原尿。 （3）重吸收作用：由肾小管完成，将原尿中的全部葡萄糖、大部分水和无机盐重吸收进入血液中，剩下的水、无机盐和尿素等形成尿液。人体每天形成的原尿有180升，而每天排出的尿液约1.5升，主要是因为肾小管的重吸收作用。 （4）与血液相比，原尿中不含大分子蛋白质和血细胞；与原尿相比，尿液中不含葡萄糖。 考点3 人体排泄的途径★★☆☆☆ 1、排泄的概念：人体将二氧化碳、尿素，以及多余的水和无机盐等物质排出体外的过程。 2、排泄的途径： （1）泌尿系统通过尿液的形式排出大部分的水、无机盐和尿素等。 （2）呼吸系统以气体的形式排出二氧化碳和少量的水。 （3）皮肤通过汗液的形式排出一部分水、无机盐和尿素。 一、前沿科学动态： 2025年，一项关于“肠道呼吸”的人体临床试验结果发表，该研究受泥鳅肠道呼吸启发，首次证实人体通过肛门呼吸安全可行。研究人员使用载氧全氟萘烷（PFD）经直肠注入，在健康男性志愿者中进行试验，结果显示总体安全性和耐受性良好，高剂量组血氧饱和度轻微上升，为呼吸衰竭提供了新的辅助氧合思路。 二、热点问题分析 空气质量与呼吸健康：空气质量对呼吸系统的影响是热点问题。如雾霾天气中的可吸入颗粒物等污染物，会损害呼吸道黏膜，影响气体交换，增加患呼吸道疾病的风险，如哮喘、支气管炎等。 呼吸系统疾病的预防与治疗：随着生活环境的变化，呼吸系统疾病的发病率呈上升趋势，如新冠肺炎等传染病的爆发，让人们更加关注呼吸系统疾病的预防和治疗，这也与教材中人体的气体交换知识密切相关。 三、跨学科知识整合 1.与物理学的整合： 呼吸运动涉及物理学中的压强原理，吸气时胸廓扩大，肺内气压降低，外界气体进入肺；呼气时胸廓缩小，肺内气压升高，气体排出体外。 2.与化学的整合： 在气体交换过程中，涉及到氧气和二氧化碳的化学反应，如细胞呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳。 3.与地理学的整合： 不同地区的空气质量和气候条件不同，会影响人体的呼吸和废物排出。例如，高原地区氧气含量低，人体会通过增加红细胞数量等方式来适应环境。 1．（2025·山东烟台·中考真题）支气管末端膨大成肺泡。图示肺泡和血液之间的气体交换、1、2、3表示结构、A、B表示气体。相关叙述错误的是（ ） A．1是肺泡、其外缠绕着毛细血管 B．2、3都由一层上皮细胞构成 C．A表示氧气，B表示二氧化碳 D．血液流经1后动脉血变成静脉血 【答案】D 【分析】肺由大量的肺泡组成，肺泡数目多，增加了与血液进行气体交换的面积。肺泡外面包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。图中，1是肺泡、2是肺泡壁、3是毛细血管；A是氧气、B是二氧化碳。 【详解】A．图中1是肺泡，肺泡外面缠绕着许多毛细血管，便于肺泡与血液之间进行气体交换，A正确。   B．肺泡壁和毛细血管壁都很薄，只由一层上皮细胞构成，便于气体交换，B正确。   C．根据气体交换的原理，A应该是氧气，从肺泡进入血液；B应该是二氧化碳，从血液进入肺泡，C正确。   D．血液流经1肺泡时，肺泡中的氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液；同时血液中的二氧化碳也通过这些毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡，然后随着呼气过程排出体外。经过肺泡内的气体交换后，血液由静脉血变为动脉血，而不是由动脉血变成静脉血，D错误。   故选D。 【解题方法归纳】——“肺泡与毛细血管间的气体交换” 要解决这道肺泡与血液气体交换的题目，可按照“识别结构→分析气体交换原理→判断血液变化”的步骤解题： 第一步：识别结构 图中1是肺泡，其外缠绕毛细血管（对应选项A，正确）；2是肺泡壁、3是毛细血管壁，二者都由一层上皮细胞构成（对应选项B，正确）。 第二步：分析气体交换 气体交换遵循扩散作用（从高浓度到低浓度）：血液中二氧化碳（A）扩散进入肺泡，肺泡中氧气（B）扩散进入血液（对应选项C，正确）。 第三步：判断血液变化 血液流经肺泡时，获得氧气、排出二氧化碳，因此静脉血变成动脉血（选项D说“动脉血变静脉血”，错误）。 2．（2025·湖南·中考真题）吸烟有害健康。某学习小组利用注射器和气球等材料，设计制作了装置（如图所示）收集香烟燃烧产生的气体，并探究这些气体的危害。 (1)模型设计制作：气体收集装置模拟了人体呼吸系统的结构，其中气球模拟的结构是 。 (2)燃烧气体收集：要将香烟燃烧产生的气体收集到气球内，需 （填“向上推”或“向下拉”）活塞使气球体积增大，气球内气压 （填“低于”“高于”或“等于”）外界气压，此时气体进入气球。 (3)吸烟危害探究：将收集到的气体通入草履虫培养液，观察草履虫的 （填结构名称）摆动情况。学习小组发现摆动逐渐变慢直至停止，说明香烟燃烧产生的气体有毒害作用。这些有毒物质除危害吸烟者健康外还会以烟雾形式在空气中扩散，被暴露在该环境中的人群吸入，通过呼吸道黏膜和肺泡周围的 进入血液，造成二手烟危害。 (4)实验优化改进：为了避免实验中香烟燃烧产生的烟雾污染空气，提出你的改进建议。 。 【答案】(1)肺 (2) 向下拉 低于 (3) 纤毛 毛细血管 (4)在香烟上方增加气体收集和处理装置 【分析】（1）香烟中含有1400多种成分．吸烟时产生烟雾里有40多种致癌物质，还有十多种会促进癌发展的物质，其中对人体危害最大的是尼古丁、一氧化碳焦油和多种其它金属化合物。一支烟所含的尼古丁就足以杀死一只小白鼠。香烟烟雾中大量的一氧化碳同血红蛋白的结合能力比氧大240-300倍，严重地削弱了红细胞的携氧能力，因此，吸烟使血液凝结加快，容易引起心肌梗塞、中风、心肌缺氧等心血管疾病。（2）呼吸的全过程包括：肺的通气，是肺与外界之间的气体交换；肺泡内的气体交换，是肺泡与血液之间的气体交换；气体在血液中的运输，是指氧气和二氧化碳在血液循环中的运输过程；组织里的气体交换，是血液与组织细胞之间的气体交换，共四个过程。因此，人体内的气体交换包括肺泡与血液之间（肺泡内的气体交换）、血液和组织之间的气体交换（组织里的气体交换），都是通过气体扩散实现的。 【详解】（1）该模型中气球模拟肺，针筒模拟胸廓，Y型管模拟支气管，活塞模拟膈肌。 （2）燃烧气体收集时要将香烟燃烧产生的气体收集到气球内，需向下拉活塞，这样整个针筒内容积增大，从而使气球体积增大，气球内气压低于外界大气压，此时气体进入气球。 （3）草履虫是单细胞动物，靠纤毛的摆动运动，若将收集到的气体通入草履虫培养液，可以观察草履虫的纤毛摆动情况。学习小组发现摆动逐渐变慢直至停止，说明香烟燃烧产生的气体有毒害作用。这些有毒物质除危害吸烟者健康外还会以烟雾形式在空气中扩散，被暴露在该环境中的人群吸入，还会通过呼吸道黏膜和肺泡周围的毛细血管进入血液，造成二手烟危害。 （4）为了避免实验中香烟燃烧产生的烟雾污染空气，在香烟上方增加气体收集和处理装置，如通过导管将烟雾直接导入收集装置，避免烟雾外泄。或在实验区域安装抽风装置（如通风橱），及时排出残余烟雾等。 【解题方法归纳】——“生物学模型类实验探究题” 1.模型对应法（系统结构类）： 解题时需将实验装置与人体系统结构对应：呼吸系统中，肺泡是气体交换的主要场所，气球的膨胀/收缩模拟肺泡的扩张/回缩（对应第(1)题）。 2.气压原理法（气体收集类）： 气体流动遵循“气压差”规律：要使气体进入容器（气球），需让容器内气压低于外界气压；通过“向下拉活塞”增大容器（针筒）容积，从而降低气球内气压（对应第(2)题）。 3.生物结构功能关联法（实验探究类）： 探究有毒气体的危害，需观察生物的“生命活动结构”：草履虫靠纤毛摆动运动，纤毛摆动停止可反映气体的毒害作用；同时，有毒物质通过呼吸系统进入血液的结构是毛细血管（肺泡外缠绕毛细血管，对应第(3)题）。 4.实验环保改进法（实验优化类）： 针对实验污染问题，需设计“尾气处理装置”，如将实验装置与吸收有毒气体的溶液（如氢氧化钠溶液）相连，或在密闭环境中进行实验并处理废气（对应第(4)题）。 3．（2025·江苏宿迁·中考真题）长期以来，尿液检查是医生诊断泌尿系统疾病的一种重要手段。下表是某人就医后尿液检查报告的部分结果，由此推测其发生病变的部位可能是（    ） 尿液检查报告（g/L） 检查项目 红细胞 蛋白质 葡萄糖 尿素 检测值 无 0.0 1.0 20.0 正常值 无 0.0 0.0 20.0 A．肾小球 B．肾小囊 C．肾小管 D．肾盂 【答案】C 【分析】尿液形成过程中，肾小球过滤血液，形成原尿；肾小管重吸收大部分水、全部葡萄糖等物质。若尿液中检出葡萄糖，通常因肾小管重吸收功能障碍。 【详解】A．肾小球病变会导致蛋白质和红细胞漏出，但表中两者正常，故A不符合题意。 B．肾小囊储存原尿，不直接影响尿液成分，故B不符合题意。 C．肾小管负责葡萄糖重吸收，其病变导致尿液中葡萄糖异常，故C符合题意。 D．肾盂仅暂时储存尿液，不影响尿液成分，故D不符合题意。 故选C。 【解题方法归纳】——“尿液异常与肾单位病变” 1.肾单位功能定位法： 先明确肾单位各结构的功能： 肾小球：过滤血液，阻止血细胞、大分子蛋白质进入原尿（若尿液中出现红细胞/蛋白质，病变部位多为肾小球）； 肾小管：重吸收原尿中的全部葡萄糖、大部分水和部分无机盐（若尿液中出现葡萄糖，病变部位多为肾小管）。 2.尿液成分对比法： 对比检测值与正常值：该患者尿液中葡萄糖含量异常（正常值0.0，检测值1.0），而红细胞、蛋白质均正常，说明是肾小管的重吸收功能受损（无法重吸收全部葡萄糖）。 3.选项排除法： 肾小球病变会导致红细胞/蛋白质进入尿液（题干中无此异常，排除A）； 肾小囊仅起容纳原尿的作用，一般不直接导致成分异常（排除B）； 肾盂是尿液的收集结构，与葡萄糖重吸收无关（排除D）。 学科网（北京）股份有限公司第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $