第 2 课时 人体的呼吸
知识梳理
一、人体呼吸系统的组成及各器官的功能
1.呼吸系统的组成
2. 咽 是吞咽食物和呼吸空气都必须经过的通道。
3.声音是由 喉 部的声带振动发出的。
4.肺泡利于气体交换的特点:肺泡外有丰富的 毛细血管 ,肺泡壁和毛细血管壁都是一层扁平的上皮细胞。
二、发生在肺内的气体交换
1.肺与外界气体交换的过程叫肺通气,是通过 呼吸运动 (吸气和呼气)来完成的。过程如下:
项目 肋间肌 肋骨 膈肌 膈顶部 胸廓容积 肺 肺内气压 气体 图示
吸气 收缩 向上向外 收缩 下降 增大 扩张 减小 入肺 A
呼气 舒张 向下向内 舒张 上升 缩小 回缩 增大 出肺 B
2.人体内的气体交换
(1)类型:包括肺泡内的气体交换和组织处的气体交换。
交换原理:通过气体扩散作用 实现。
类型 肺泡内的气体交换 组织处的气体交换
概念 肺泡与血液 _之间的气体交换 血液与组织细胞 之间的气体交换
示意图
表示方式
实现方式 气体从浓度高的地方扩散到浓度低的地方
结果 静脉_血变为_动脉_血 动脉血变为静脉 血
(2)肺泡适于气体交换的结构特点:
①肺泡数量很多;
②肺泡外面包绕着丰富的毛细血管,大大增强了气体交换的面积;
③肺泡壁和毛细血管壁都是由 一 层扁平的上皮细胞构成,有利于气体透过。
(3)细胞中有机物氧化分解:
①能量的产生:进入血液的氧气,通过血液循环送到全身各处的组织细胞中,最后在组织细胞的线粒体中被用来氧化分解有机物 ,释放 能量 供组织细胞利用,同时又会产生二氧化碳等废物。
②能量的利用:一部分用于维持体温的恒定,另一部分用于人体的各项生命活动。
1易错点拨
一、专业名词及易错字
呼吸道、 肺 泡、气体交换、会 厌 软骨、 黏 膜、黏液、胸腔、 肋 骨、 膈 肌、肋间肌、胸廓
二、常见迷思概念辨析
1.胸廓扩大引起吸气还是吸气使得胸廓扩大
吸气时,膈肌与肋间肌收缩,胸腔前后、左右及上下径均增大,肺随之扩张,造成肺内气压小于外界气压,外界气体进入肺内,形成主动的吸气运动。因此胸廓扩大引起吸气。
2.如何区分呼吸运动和呼吸作用
呼吸运动是指胸廓有节律性地扩大或缩小;呼吸作用是指有机物在细胞内氧化分解,释放能量的过程。
3.如何区分气体交换和气体扩散
气体交换包括肺与外界、肺泡与血液、血液与组织细胞之间的气体交换;气体扩散是气体由高浓度到低浓度的运动过程。气体交换可以通过气体扩散作用实现。
真题情境演练
日【典题分析】
模拟实验 (2023·山东枣庄)深呼吸能够缓解人的紧张情绪。图1曲线表示人体呼吸过程中某阶段的肺内气压变化,图2为模拟呼吸过程中肋间肌的舒缩引起有关骨运动的模型。关于曲线叙述正确的是 ( )
A. AB段表示吸气过程 B. BC段对应图2中胸骨向上移动
C. C点时胸廓容积大于 B 点 D. CD 段对应图2 中肋间肌收缩
【解析】A.有误,分析题图可知、图1中AC段肺内气压大于大气压,表示呼气过程;B. 有误,图1中BC段是呼气过程,此时肋间肌舒张,肋骨因重力作用而下降。胸骨向下、向内移动;C.有误,图1中C点时,肺内气压等于大气压,呼气完成,此时胸廓容积小于B点;D. 正确。故选D。
【新情境】
(1)模型制作 (2023·河南)如图所示装置可以模拟肺与外界的气体交换,气球模拟肺,橡皮膜模拟膈。此装置还可以反映胸廓内压力的变化情况。下列相关说法正确的是 ( )
A. 向下拉橡皮膜,模拟膈肌收缩,液面 A上升
B. 向上推橡皮膜,模拟呼气过程,液面A下降
C. 向上推橡皮膜,此时气球会变大,液面B下降
D. 向下拉橡皮膜,模拟肺内气压减小,液面B 上升
(2)拓展·链接生活 体育锻炼可以提高肺活量,这是因为经常进行体育锻炼最可能使 力量增强。
1考点精练
考点 1 人体呼吸系统的组成及其各器官的功能
1. 生活情境 车主常用车载香水来掩盖新车内难闻的味道,但目前市场上的车载香水大部分都掺有苯,大量吸入会对人体造成危害。香水中有害物质首先危害的是人体哪个系统 ( )
A. 运动系统 B. 呼吸系统 C.消化系统 D.循环系统
2. 生活情境当肺炎患者的肺泡受损时,雾化给药 (利用设备将药液雾化成小液滴,让患者吸入)是一种辅助治疗方式,药物经过鼻、咽、喉后,还要经过的结构依次是 ( )
A. 肺泡、支气管、气管
B. 支气管、气管、肺泡
C. 气管、肺泡、支气管
D. 气管、支气管、肺泡
3. 数据分析 某科研小组对呼吸系统中不同部位颗粒物沉积情况进行研究,结果如图所示,下列相关叙述错误的是 ( )
A.直径为2.5~10μm的颗粒物主要沉积在气管内
B.直径小于2.5μm的颗粒物主要沉积在肺泡内
C.颗粒物的沉积说明呼吸道对空气的清洁作用是有限的
D.任何直径的颗粒物在肺泡中的沉积率都要高于气管
4. 分析与推测 如下表展示了婴儿与成人呼吸道的特点,通过比较可得出的结论中不正确的是
( )
婴儿呼吸道特点 成年人呼吸道特点
无鼻毛,呼吸道短、内径窄,细支气管无软骨,会厌软骨不完善 有鼻毛,呼吸道长、内径宽,细支气管有软骨,会厌软骨完善
A.婴儿无鼻毛会影响对空气的清洁作用
B.婴儿的呼吸道短,因此对空气的处理能力强
C.婴儿会厌软骨不完善,会增加食物误入气管的风险
D.婴儿适宜生活在温暖清洁湿润的环境中
5. 模型制作 (2024·湖南长沙)某兴趣小组利用模拟装置 (如图)探究呼吸道对空气的处理作用,他们将碳粉放在塑料瓶口处,用吹风机向瓶口吹风,观察瓶底部纱布上碳粉的量。下列相关叙述正确的是 ( )
A.毛刷模拟的是呼吸道中的黏液
B.浸湿毛刷的水模拟的是鼻毛和纤毛
C.若换成干燥毛刷,到达纱布的碳粉量会增加
D.该实验验证呼吸道具有完成肺通气的作用
考点 2 发生在肺内的气体交换
6. 生活情境 (2024·北京改编)小圳测量肺活量3次得到的数据分别是3550毫升、3 250毫升和3450毫升。则他的肺活量是 ( )
A. 3450毫升 B. 3250毫升 C. 3417 毫升 D. 3550毫升
7. 生活情境运动会上,小圳同学参加100米竞跑后易出现的生理现象是 ( )
A.呼吸深度增加,呼吸频率不变 B.呼吸深度变浅,呼吸频率增加
C.呼吸深度和呼吸频率都不变 D.呼吸深度和呼吸频率都增加
8. 生活案例分析 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
9. 读图理解如图是血液与组织细胞之间进行物质交换的示意图。下列分析正确的是 ( )
A.结构①是动脉血管壁
B.物质a可以代表废物
C.物质b可以代表氧气
D.此血管只允许红细胞单行通过
10. 读图理解 骨骼肌细胞内有机物的氧化分解可以为肌体运动提供能量。如图表示骨骼肌细胞从外界获得氧气的全过程,相关叙述错误的是 ( )
A.过程①是通过呼吸运动实现的
B.过程②为肺泡内的气体交换过程
C.人体缺铁时会影响过程③中氧的运输
D.过程④使血液中氧含量增多,二氧化碳含量减少
1素养提升
11.呼吸是人类赖以生存的首要条件,生命不息,呼吸不止。
某校生物兴趣小组对人体的呼吸进行了如下探究:
【观察呼吸】把手按在胸部两侧,感受呼气和吸气时的身体变化。
(1)吸气时,会感觉到肋骨向上向外运动,胸廓扩大,这是肋间肌 的结果。
【模拟呼吸】体外膜肺氧合 (简称ECMO)是一种体外模拟呼吸与循环的医疗急救技术设备,ECMO 中重要组成部分是“氧合器”,相当于人工肺。
(2)人工肺内部结构如图甲所示,中空纤维管内是气体,管外是流动的血液,为更好地实现气体交换,纤维管需具备 的特点。当血液流经人工肺后,其成分变化是 。
【科普呼吸】打鼾是日常生活中的一种常见症状,也是一种不正常的呼吸现象。
(3)如图乙所示,人在仰卧睡眠时,软组织堆积在上呼吸道周围,当发生腺样体或扁桃体肿大时,呼吸道内径 ,气流经过塌陷部位使软组织剧烈震动引发打鼾。
(4)腺样体肿大患者常常伴随着口呼吸等症状。长时间口呼吸,易感到口干舌燥,这说明鼻对吸入的气体有 的作用。
12. 生活情境慢阻肺是一种呼吸系统常见疾病,其症状主要表现为咳嗽排痰、呼吸困难、气喘乏力,严重影响患者生活质量。根据图中患者和健康人呼吸系统的结构差异,回答下面问题。
(1)当环境中的烟气、粉尘、病菌等污染物随空气经过呼吸道时,呼吸道上皮受到刺激和侵害, 和支气管分泌黏液增多,通过 不断摆动,将形成的痰送到咽部,出现不断咳嗽排痰的症状。
(2)外界空气经呼吸道进出肺,由于患者支气管充血肿胀、黏液增多,使管腔 ,阻碍了空气的进出,导致呼吸困难。慢阻肺严重时,可用体内膈肌起搏器辅助通气 (如图)。将电极植入患者体内并与膈神经接触,通过电刺激,引起膈肌 ,使胸腔容积增大,肺内气压 (填“大于”或“小于”)外界大气压,从而完成吸气过程。
(3)慢阻肺患者肺泡发生融合,使肺泡数量减少,导致肺功能严重受损,进而使组织细胞呼吸作用所需的 供应不足,于是出现气喘乏力的症状。
(4)综上所述,请为慢阻肺患者或家属提出日常生活或护理建议: 。(至少写出一条)
新情境
(1)D 【解析】A和D选项中,向下拉橡皮膜,模拟膈肌收缩,外界气压大于玻璃钟罩内气压,液面A下降,液面B上升,故A错误,D正确;向上推橡皮膜,模拟呼气过程,外界气压小于玻璃钟罩内气压,液面A 上升,液面B下降,故B错误,C错误。故选D。
(2)呼吸肌
考点精练
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D D B C D D C D D
2. D 【解析】呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管,是气体进出肺的通道,药物经过鼻、咽、喉后,还要经过的结构依次是气管、支气管、肺泡,D符合题意。故选D。
3. D 【解析】D.错误,观图可知:颗粒物的直径越小,进入人体呼吸道部位就越深,对人体的危害就越大。气象专家和医学专家认为,由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物,会被挡在人的鼻子外面;粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物,能够进入上呼吸道,但部分可通过痰液等排出体外,对人体健康危害相对较小;粒径在3.5微米以下的颗粒物,能被吸入人的支气管和肺泡中并沉积下来,引起或加重呼吸系统的疾病,而粒径在2.5微米以下的细颗粒物,直径还不到人类头发丝的1/20,被吸入人体后会进入肺泡里去,肺泡是用来做气体交换的地方,那些颗粒被巨噬细胞吞噬,就永远停留在肺泡里,干扰肺部的气体交换,引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。D.有误,直径大于3μm的颗粒物在肺泡中的沉积率都要低于气管中。故选D。
4. B 【解析】B.有误,呼吸道既保证了气体的畅通,又对吸入的空气具有清洁、温暖和湿润的作用,但是婴儿的呼吸道短,对空气处理能力弱。故选B。
5. C 【解析】A.有误,毛刷模拟呼吸道中的鼻毛和纤毛,具有清扫异物的作用;B.有误,浸湿毛刷的水模拟呼吸道中的黏液,具有湿润空气的作用;C.正确;D.有误,该实验验证呼吸道对空气的处理能力是有限的,不能清除空气中的所有有害物质。故选C。
6. D 【解析】为了减少误差,测肺活量时一般测三次,取最大值,因为肺活量是肺的最大通气量。因此该同学连续三次测出的肺活量分别是3550 毫升、3250 毫升、3450 毫升,那么这个同学的肺活量是3550 毫升。故选 D。
7. D 【解析】进行体育活动时,消耗的能量增多;呼吸作用消耗氧气,氧化分解有机物,释放能量,因此体育锻炼需要大量的氧气,而人体中血红蛋白中运输的氧气不能够提供足够多的氧气,所以人要加深、加快呼吸而为有机物的分解提供氧气。因此小圳同学参加进行100米赛跑后出现的现象是会呼吸深度和呼吸频率都会加强。故选D。
8. C 【解析】C.有误,在图乙吸气过程中肋间外肌收缩,膈肌收缩,膈的顶部下降,胸廓扩大,肺被扩张,肺内气压低于外界气压,外界空气进入肺。故选C。
9. D 【解析】图中的①只由一层上皮细胞构成,为毛细血管壁,毛细血管的管腔很细,只允许红细胞呈单行通过,故A错误,D正确;组织内的气体交换发生在组织细胞与血液之间,是通过气体扩散作用实现的,血液内的氧气扩散进入组织细胞,组织细胞产生的二氧化碳扩散进入血液,血液变成含氧少、颜色暗红的动脉血。所以a为氧气和营养物质、b为二氧化碳等代谢废物,故BC错误。故选D。
10. D 【解析】D.有误,④是组织里的气体交换,血流经各组织处的毛细血管时,血液中的氧气与血红蛋白分离,再扩散到组织细胞里,同时,组织细胞里的二氧化碳扩散到血液中,因此过程④使血液中氧含量减少,二氧化碳含量增多。故选D。
素养提升
11.(1)收缩 (2)数量多、管壁薄 氧气含量增加,二氧化碳含量减少(静脉血变为动脉血) (3)变小 (4)湿润
12.(1)气管 纤毛(2)缩小(或“变小”或“变狭窄”) 收缩小于 (3)氧气 (4)保持室内空气清新、避免接触有害气体、避免剧烈运动、定期锻炼身体、遵医嘱服药等(答案合理即可)