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高中生物竞赛辅导:专题(4)《呼吸作用》专题讲析及答案


专题四:呼吸作用 [竞赛要求] 呼吸系统:1.系统的结构特点 2.呼吸机制 3.气体交换 呼吸作用:1.呼吸作用的类型 2.呼吸作用的生理意义 3.呼吸作用的途径 4.呼吸作用的过程 5.影响呼吸作用的因素 6.呼吸作用与光合作用的关系 7.呼吸作用的原理的应用 [知识梳理] 一、呼吸系统 呼吸:机体与环境交换氧和二氧化碳的过 程称为呼吸。其全过程包括外呼吸(又称肺呼 吸)、气体

运输和内呼吸(又称组织呼吸)三 个相互紧密联系的环节。 1、呼吸系统的基本结构 呼吸系统由鼻、咽、喉、气管、支气管和 肺等器官组成。肺的实质是由反复分支的支气 管树(各级支气管)及大量肺泡构成。(图 4-1)肺泡是肺实现气体交换的结构和功能单 位,壁薄,仅由单层扁平上皮组成,外面密布 毛细血管网(对保证血液与外界气体交换有重 要作用)和弹性纤维(与呼吸后肺泡的弹性回 缩有关)。肺泡的数量极多,为气体交换提供 了广大的面积。 2、呼吸运动与肺通气 图 4-1 人的呼吸系统 (1)呼吸运动 肺本身不能主动的长缩,呼吸时气体进出于肺,有赖于胸廓的周期性运动。胸廓扩 大,肺随之扩张,外界气体吸入肺泡;胸廓缩小,肺泡气被排出。所以胸廓的节律性扩大 与缩小,称为呼吸运动。呼吸运动的实现,是由于呼吸肌活动的结果。主要的呼吸肌是膈 肌和肋间肌。吸气时,肋间外肌收缩,肋间内肌松弛,使肋骨上举,增大了胸廓的前后 径,同时,当肋骨上举时,其下缘又略向外侧偏转,故胸廓的左右径亦增大。呼气时,肋 间内肌收缩,肋骨下降,于是胸廓前后、左右径复位(图 4-2)。 图 4-2 吸气和呼气时胸廓的变化 (2)肺通气的动力 呼吸肌的活动是推动气体进出肺的原动力,但此原动力还必须引起肺内、外压力的周 期性变化,从而建立起肺泡与大气之间存在一定的压力差,方能推动气体进出肺。 3、气体交换与运输 (1)气体交换 呼吸气体的交换是指肺泡和血液之间,血液和组织细胞之间氧和二氧化碳的交换。气 体交换是通过扩散的方式进行的,而决定气体扩散方向的为该气体的分压。呼吸气体的交 换动力就是交换处细胞两边该气体的分压差。在肺泡内,氧分压高于静脉血,二氧化碳分 压低于静脉血,所以氧从肺泡扩散入静脉血,二氧化碳从静脉血扩散入肺泡。交换的结 果,使静脉血变成动脉血。在组织中,氧的分压低于动脉血的分压,而二氧化碳的分压则 高于动脉血,所以氧从血液中向组织扩散,二氧化碳从组织向血液扩散。交换的结果,使 动脉血变成静脉血。总之,肺循环毛细血管不断从肺泡获得氧排出二氧化碳;而体循环毛 细血管不断从组织接受二氧化碳排出氧。 (2)气体运输 血液运输氧和二氧化碳是以物理溶解和化学结合两种形式进行的,但主要是以化学结 合形式进行的。 ①氧的运输 在通常氧的分压下,每 100 毫升血浆中仅能溶解 0.3 毫升的氧,所以绝大部分的氧是 与血红蛋白(Hb)形成可逆结合的形式进行运输的。一个血红蛋白分子是由一个珠蛋白分 2+ 2+ 子结合四个血红素构成的。每个血红素含有一个 Fe , Fe 不仅能同氧结合,也能同一氧化 碳结合。肺内,由于氧的分压高,促使氧进入红细胞同血红蛋白结合形成氧合血红蛋白; 而在组织中,氧的分压低,促使血红蛋白与氧解离,形成还原血红蛋白。 ②二氧化碳的运输 组织中产生的二氧化碳进入血液后,在其分压差的推动下,大部分进入红细胞,在其 中以氨基甲酸血红蛋白或碳酸盐的形式运输。 二、呼吸作用 1.呼吸作用的类型 呼吸作用是指生活细胞内的有机物,在一系列酶的参与下,逐步氧化分解成简单物 质,并释放能量的过程。应该注意的是,呼吸作用并

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