气体的交换与运输 (2)

气体交换知识点总结初中气体交换是生物体内外气体交换的过程，是维持生物体正常生理功能的重要环节。

在生物体内，气体交换主要发生在呼吸系统中，包括氧气和二氧化碳的交换。

下面是气体交换的知识点总结：1. 氧气的运输和交换氧气是生物体细胞呼吸的必需物质，它通过呼吸系统从外界环境中吸入，然后通过血液运输到各个组织细胞中去。

氧气主要通过肺泡上皮细胞弥散到肺泡腔，然后通过毛细血管壁进入血液中。

在血液中，氧气主要以血红蛋白的形式进行运输，约98%的氧气以血红蛋白的形式与血液结合，只有约2%的氧气以溶解态存在于血液中。

在组织细胞中，氧气通过血液的输送，最终弥散到各个细胞中，参与细胞呼吸过程。

2. 二氧化碳的运输和交换二氧化碳是细胞呼吸过程中产生的废物，它需要从组织细胞中运输到肺部排出体外。

二氧化碳主要以三种形式进行运输：以小部分的溶解态存在于血液中，以重碳酸盐的形式存在于血液中，以血红蛋白结合的形式存在于血液中。

在肺部，主要以呼气的方式排出体外，完成气体交换过程。

3. 呼吸运动的过程呼吸运动的过程包括吸气和呼气两个步骤。

吸气是通过膈肌和肋间肌的收缩，使胸腔容积增大，气压减小，空气从外界环境中流入肺部。

呼气是通过肺部和胸腔弹性的复原力，使胸腔容积减小，气压增大，空气从肺部流出体外。

这个过程可以让新鲜空气进入肺部，废气排出体外，保持肺部内外气体交换的正常进行。

4. 高海拔呼吸适应高海拔地区氧气稀薄，对生物体来讲是一种逆境。

为了适应高海拔地区的气候环境，生物体会产生一系列适应性变化，包括血液中红细胞数量增加，血红蛋白浓度增加，肺泡和毛细血管壁增厚等，这些适应性变化可以提高生物体对缺氧的耐受能力，从而保证内外气体交换的正常进行。

5. 肺活量和肺功能测定肺活量是指在标准呼吸状态下从最大吸气到最大呼气所呼出的空气量，通常包括用力呼气、用力吸气、最大呼气量、最大吸气量等几种方式。

可以通过测定肺活量来评估肺功能的状态，包括肺活量、用力呼气容积，用力吸气容积等指标，从而判断呼吸系统的正常状态。

城东蜊市阳光实验学校第二中学高中生物呼吸作用相关知识必修1在动物界，无论是简单的低等动物还是构造复杂的高等动物和人类，为维持生命活动，都要靠营养物质在体内进展氧化代谢而获得机体生存和活动所必需的能量。

机体细胞在进展氧化代谢时，要不断地摄取需要的02，同时排出所产生的C02。

这一过程称为呼吸。

呼吸过程包括三个互相联络的环节(图1-3-8)：①外呼吸：又称肺呼吸，指外界环境中的气体通过呼吸道与在肺部的血液进展气体交换；②气体在血液中的运输：02从肺经过血液循环运送到组织，同时C02由组织运输到肺；③内呼吸：又称组织呼吸，指血液与组织细胞之间的气体交换。

通过这三个环节，02被运输到细胞内，细胞在代谢过程中产生的C02那么被捧出体外。

一、呼吸的机制(呼吸运动与肺通气)1．呼吸运动胸腔的节律性扩大与缩小称为呼吸运动。

呼吸运动是呼吸肌(主要是胸壁的肋间肌和膈肌)在神经系统控制下，进展有节律地收缩和舒张所造成的。

吸气时，吸气肌收缩，胸廓的前后、左右和上下径均增大，肺容积随之扩大，空气被吸人肺内。

呼气肘，胸廓各径皆缩小，肺容积随之缩小，肺内部分气体被驱出。

由此可知，肺通气是胸廓运动的结果。

肺通气过程中，肺内容积的变化与压力的变化亲密相关。

(1)肋间肌与膈肌运动肋间肌位于肋骨之间，分为内外两层，肋间外肌肌纤维走向是由上一肋骨的下缘，斜向下一肋骨的上缘。

当肋间外肌收缩时，肋骨和胸骨都向上提升，从而使胸廓的前后径和左右径都延长，产生吸气效应。

肋间内肌的肌纤维斜行方向与肋间外肌相反，当其收缩时，使肋骨更向下斜，使胸廓前后、左右径均缩小(图1-3-9)。

横膈介于胸、腹腔之间，是最重要的呼吸肌，呈穹窿状，两侧凸面向上，周围部为肌质，中央为腱膜(中心腱)。

当膈肌收缩时，中心腱挪动不大，而两侧穹窿突起那么向周围降落。

膈肌收缩越强，横膈的位置越低，中心腱也明显下降。

这样，那么使胸腔上下径增大，肺容积随之扩大，产生吸气动作。

膈肌舒张时，腹壁收敛迫使腹腔内脏回复原状，膈肌穹窿顶重新向上，使胸腔上下径缩小，造成呼气(图1-3-10)。

第三节气体交换和运输空气进入肺泡后，和循环毛细血管的血液进行气体交换。

空气中的O2由肺泡进入血液，而静脉血中的CO2从血液进入肺泡。

这样交换后，动脉血中的O2运到身体各部组织，在组织与血液之间再进行一次交换，O2最后进入组织细胞，组织细胞代谢所产生的CO2则经细胞间隙液进入血液，随血液循环到肺，再进行气体交换。

一、气体交换气体交换是以扩散的方式进行的。

（一）气体交换的分压差与气体交换1．气体扩散动力气体交换的动力是气体分压差。

气体也总是从分压高处向分压低处扩散。

所谓分压是指混合气体中各组成气体具有的压力。

例如在海平面的大气压平均约为101kPa，O2含量为20.84%，则O2分压（PO2）约为20.7kPa；N2的含量为78.62%，其分压（PN2）约为79.4kPa；CO2含量仅0.04%，则CO2分压（PCO2）仅0.04kPa。

（二）气体交换的过程肺泡气直接与肺毛细管血液直接进行气体交换。

其成分既不同于吸入气也不同于呼出气。

通过呼吸运动，肺泡气不断获得更新，因而保持了它所含O2和CO2浓度的相对稳定性。

肺泡气PO2高于静脉血的PO2；其CO2分压则低于静脉血的PCO2。

因此，O2由肺泡向静脉血扩散；而CO2由肺动脉毛细管中静脉血向肺泡扩散。

这样，静脉血变成了动脉血。

当动脉血经毛细血管流向组织时，组织内PO2低于动脉血的PO2；而其PCO2则高于动脉血的PCO2，这里又进行了一次气体交换。

动脉血经过这次气体交换后变成静脉血。

组织由此而获得O2，排出CO2。

（三）影晌气体交换的因素气体扩散的速度如果某一气体扩散速度快，则其交换也快；另一气体扩散速度慢，则其交换也慢。

气体分子的扩散速度（d）与其溶解度（s）成正比，与其分子量（MW）的平方根成反比。

如果CO2与O2的分压差梯度相同，CO2扩散速度为O2的20倍。

从表7－1可知静脉血和肺泡气中CO2的分压差约为0.8kPa，O2的分压差约为8.51kPa约为CO2的10倍，但总合起来，CO2的扩散速度仍比O2快。

禽类呼吸过程和哺乳动物一样，包括肺的通气，气体在肺和组织中的交换以及气体在血液中的运输。

禽类呼吸系统由呼吸道和肺两部分构成。

呼吸道包括鼻、咽、喉头、气管、鸣管、支气管及其分枝、气囊及其某些骨骼中的气腔。

(1) 鼻腔禽类鼻腔较狭窄，鼻腔粘膜有粘膜腺和丰富的血管，对吸入气体有加温和湿润作用。

粘膜上有嗅神经分布，但禽类嗅觉不发达。

(2) 喉禽类喉没有会厌软骨，也没有发声装置.禽类的发声器官是鸣管，在气管分叉为两支气管的地方。

(3) 气管禽类气管在肺内不分支成气管树，而是分支成1~4级支气管。

各级支气管间互相连通。

(4) 肺约1/3嵌于肋间隙内。

因此，扩张性不大.肺各部均与易于扩张的气囊直接连通。

所以，肺部一旦发生炎症，已与蔓延，症状比哺乳动物严重。

一、呼吸运动禽类没有像哺乳动物那样的膈肌，胸腔和腹腔仅有一层薄膜隔开，胸腔内的压力几乎与腹腔内完全相同，没有经常性的负压存在。

禽类肺的弹性较差，被相对的固定在肋骨间。

打开胸腔后并不萎缩。

呼吸主要通过强大的呼气肌和吸气肌的收缩来完成。

吸气时胸腔内容积加大，气囊容积也加大，肺受牵拉而稍微扩张，气囊内压力下降，气体及进入肺，再由肺进入气囊。

呼气肌收缩时则发生相反的过程。

禽类气管系统分支复杂，毛细气管壁上有诌：多膨大部，叫肺房，是气体交换的场所。

气体通过各级支气管进入气囊。

根据研究，禽类呼吸时，吸气和呼气时均有气体进入气囊并通过肺部交换区，所以，无论是吸气过程或呼气过程都是在肺部进行气体交换，提高了呼吸效率。

每次吸入或呼出的气量，称潮气量。

鸡约为15~30ml,鸭约为38 ml左右。

美分钟肺通气量在来航鸡为550~650ml,芦花鸡约337ml.由于禽类气囊的存在，呼吸器官的容积明显增加。

据测定鸡达300~500ml,因此，每次呼吸的潮气量仅占全部气囊容积的8%~15%.禽类的呼吸频率变化比叫大，它取决于体格大小、种类、性别、年龄、兴奋状态及其他因素。

通常体格较小，呼吸频率越高。