呼吸氣體交換

1、1,第 九 章氣體交換與呼吸,—————————————普通生物學(xué) ? 第二篇?jiǎng)游锏男螒B(tài)與功能 ? 呼吸：氣體交換,2,● 生命活動(dòng)需要能量（ATP） ◆ 食物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) → 消化吸收 → 體內(nèi)能源物質(zhì)； ◆ 體內(nèi)能源物質(zhì) （細(xì)胞呼吸） → 氧化 → 能量 → 生命活動(dòng)； ◆ 氧化過程：需要氧、產(chǎn)生二氧化碳,—————————————普通生物學(xué) ? 第二篇?jiǎng)游锏?/p>

2、形態(tài)與功能 ? 呼吸：氣體交換,3,● 氣體交換：（也稱為呼吸） 生物體從外界攝取O2，排出CO2，以保證細(xì)胞呼吸順利進(jìn)行的過程。,—————————————普通生物學(xué) ? 第二篇?jiǎng)游锏男螒B(tài)與功能 ? 呼吸：氣體交換,● 單細(xì)胞生物的氣體交換 細(xì)胞直接從環(huán)境吸收氧， 向環(huán)境釋放二氧化碳；● 多細(xì)胞生物的氣體交換 細(xì)胞 — 體液（內(nèi)環(huán)境）—

3、外環(huán)境； 多種形式的氣體交換系統(tǒng)。,4,● 人體的氣體交換系統(tǒng) 氣體交換器官：肺； 氣體運(yùn)輸工具：血液循環(huán)系統(tǒng)?！?氣體交換意義 維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、維持生命 停呼吸：幾分鐘 → 死亡；,5,● 氣體交換過程：吸氣、呼氣，又叫呼吸；● 呼吸過程：三個(gè)相互聯(lián)系的環(huán)節(jié) ◆ 內(nèi)呼吸（細(xì)胞呼吸，第 4 章） 細(xì)胞內(nèi)能源物質(zhì) → 氧化

4、 → 高能鍵、水 、CO2； ◆ 氣體在血液中的運(yùn)輸； ◆ 外呼吸：本章內(nèi)容 細(xì)胞、外環(huán)境間氣體交換；,6,9.1 人的呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 9.2 人體對(duì)高山的適應(yīng) 9.3 呼吸系統(tǒng)疾病,7,9.1 人的呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,8,9.1.1 人的呼吸系統(tǒng)包括口、鼻、咽、喉、氣管、肺,9,吸氣：,氣管：長(zhǎng)10-12 cm，直徑2 cm，馬蹄形軟

5、骨支撐， 保持氣體通道暢通。 氣管內(nèi)表面為纖毛上皮細(xì)胞，纖毛運(yùn)動(dòng)將表面的黏液層和上面的粉塵顆粒送到咽部，經(jīng)咳嗽排出。,10,? 肺泡 — 高效氣體交換器官 氣體交換方式 — 單純擴(kuò)散， 僅取決于O2、CO2 分壓,11,● 肺泡： ◆ 真正的氣體交換部位； ◆ 表面積：很小，很多（3 億個(gè)） 50 ~ 100 m2，

6、 體表面積 25 ~ 50倍,12,◆ 泡壁：1 層細(xì)胞；◆ 毛細(xì)血管網(wǎng) 包裹肺泡、鑲嵌；,13,14,? 肺壁：無橫紋肌 → 無主動(dòng)擴(kuò)張、收縮能力 ? 胸廓：脊柱、肋骨、胸骨、肋間肌、膈肌 ? 胸廓的擴(kuò)張與收縮： ? 膈肌 升、降 → 胸腔上下徑變化； ? 肋間肌 舒張、收縮 → 胸

7、腔前后、左右徑變化,9.1.2 肺的換氣活動(dòng)依靠骨骼肌的收縮與舒張,15,● 呼吸方式 ? 腹式呼吸：膈肌運(yùn)動(dòng)形成的呼吸運(yùn)動(dòng)； ? 胸式呼吸：肋間肌運(yùn)動(dòng)形成的呼吸運(yùn)動(dòng)； ? 混合呼吸：胸式呼吸 + 腹式呼吸； 平靜時(shí) — 75% 腹式呼吸； 25% 胸式呼吸；,16,,●

8、 腹式呼吸：膈肌 ◆ 吸氣： 膈肌收縮 → 橫膈膜↓ → 胸腔上下徑↑ → 負(fù)壓 → 吸氣； ◆ 呼氣：相反。,17,● 胸式呼吸：肋間肌 ◆ 吸氣：外肋間肌收縮 → 肋骨前端上舉 → 胸骨推向前上方 → 胸腔前后、左右徑擴(kuò)大 →

9、 負(fù)壓 → 吸氣； ◆ 呼氣：內(nèi)肋間肌收縮 → 相反；● 混合呼吸 胸式呼吸 + 腹式呼吸,18,? 吸氣運(yùn)動(dòng) — 主動(dòng)吸入 膈肌→ 收縮 → 下降 → 胸腔上下徑擴(kuò)大； 肋間外肌收縮、肋間內(nèi)肌舒張 → 肋骨前端上舉→ 胸骨推向前方 → 胸腔前后徑、左右徑擴(kuò)大； 共同作用 → 胸腔擴(kuò)大 → 負(fù)壓 → 外界

10、 空氣（O2）吸入,19,? 呼氣運(yùn)動(dòng)：氣體被動(dòng)壓出 膈肌→ 舒張 → 隆起 → 胸腔上下徑恢復(fù)（變小） 肋間外肌舒張、肋間內(nèi)肌收縮 → 肋骨、胸骨復(fù)位 → 胸腔前后徑、左右徑恢復(fù)（變?。?共同結(jié)果：胸腔縮小 → 肺被壓縮 → 正壓 → 肺內(nèi)氣體（CO2）呼出,20,21,● 人體通氣功能 ◆ 潮氣量

11、：平靜時(shí)，吸入或呼出的氣量； ◆ 補(bǔ)吸(呼)氣量：平靜吸（呼）氣后，再最大 吸（呼）氣，所增加的吸氣量； ◆ 肺活量

12、 潮氣量 + 補(bǔ)吸氣量 + 補(bǔ)呼氣量

13、 ◆ 殘氣量,22,◆ 肺通氣量 ? 單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)出肺的氣量； ? 平靜時(shí)：6-8 L/min; ? 劇烈運(yùn)動(dòng)、重體力勞動(dòng)：70 L/min; ? 生理儲(chǔ)備 肺功能衰退者——可維持正常呼吸。,23,9.1.3 氣體在肺泡中與組織中的交換,24,1. 氣體在肺泡與組織間的交換● 交換途徑 ◆ 肺泡內(nèi)氣體（O2） → 毛細(xì)血管壁

14、 → 血液 → 組織 → 毛細(xì)血管壁 → 細(xì)胞膜 → 組織細(xì)胞； ◆ 細(xì)胞內(nèi)CO2：相反途徑 → 肺泡；● 被動(dòng)擴(kuò)散：濃度梯度 → 擴(kuò)散；,25,,（1）肺泡中的 氣體交換 ● O2 分壓 肺泡 > 毛細(xì)血管； ● CO2 分壓 肺泡 < 毛細(xì)血管；,26,,● 氣體分壓差

15、 引起的結(jié)果 ◆ 肺泡中 O2 → 血液； ◆ 血液中 CO2 → 肺泡；,27,（2）組織中的 氣體交換 ● O2 分壓 細(xì)胞 < 組織液 < 血液； ● CO2 分壓 相反；,28,● 氣體分壓差 引起的結(jié)果 ◆ 血液中 O2

16、 → 組織液 → 細(xì)胞； ◆ 細(xì)胞中CO2 → 組織液 → 血液；,29,30,1. 氧在血液中的運(yùn)輸（200 mL 氧 / L血液）,（1）運(yùn)輸形式: 物理溶解:氣體直接溶解于血漿中 特征:① 量小，起橋梁作用（3 ml O2） ② 溶解量與分壓呈正比 (高壓治療的理論基礎(chǔ)) 化

17、學(xué)結(jié)合:氣體與血紅蛋白進(jìn)行化學(xué)結(jié)合 特征:量大，主要形式 （197 ml O2）,9.1.3 血液運(yùn)送呼吸氣體,31,(2)血紅蛋白（Haemoglobin，Hb）的結(jié)構(gòu) — 1 球蛋白分子+ 4 血紅素分子 ● 每個(gè)球蛋白分子 — 4條肽鏈； ● 每條肽鏈 — 1個(gè)血紅素分子； ● 每個(gè)血紅素分子 — 1個(gè)Fe2+離子； ● 每個(gè)Fe2+離子— 結(jié)合1個(gè)氧分子

18、故：每個(gè)Hb分子 — 可結(jié)合4個(gè)氧分子,32,（3）血紅蛋白與氧結(jié)合的特點(diǎn) Hb（暗紅） + O2 → HbO2（鮮紅） ● 結(jié)合量大：150g Hb / L血液； 每克 Hb可結(jié)合 1.34 ~ 1.36 mL氧； ● 可逆、易分離 氧合 Hb → 去氧 Hb + 氧； ★ 適應(yīng)性意義何在？,33,(4) 血紅蛋白（Haemoglobin，Hb）的功能

19、 ● 緩沖作用：與 H+ → 結(jié)合、 分離 → 調(diào)節(jié)血液酸堿度； ● 運(yùn)輸氧、二氧化碳； ● 含量 100 ml 血液中Hb含量 男：12-15 g； 女：11-14 g；,34,CO中毒： ? 原因：能與 Hb 上的 Fe 結(jié)合；

20、 與 Hb 的親和力強(qiáng) — 遠(yuǎn)大O2 ； ? 結(jié)合量大：氧的210倍； ? 結(jié)合牢固：氧的3000倍 ? 后果：組織細(xì)胞缺氧、窒息死亡。,35,3. 二氧化碳在血液中的運(yùn)輸,? 溶于血漿中—— 10%；? 進(jìn)入紅細(xì)胞 ——90% ? 與Hb結(jié)合 ~ 30%； ? 溶于水 ~ 60%（碳酸酐酶 的作用） C

21、O2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- ? HCO3-→ 血漿（NaHCO3） → 運(yùn)輸；,36,● 運(yùn)輸形式：主要為 HCO3- H+ + HCO3- → 運(yùn)輸 → 肺泡毛細(xì)血管；● 肺泡毛細(xì)血管中 H+ + HCO3- → H2 CO3 → H2O + CO2 → 肺泡 → 體外；,37,呼吸的全過程,

22、（ ）運(yùn)動(dòng),39,● 似心臟活動(dòng)：節(jié)律性、日夜不停；● 兩者的起因不同 心臟活動(dòng)：心肌；自主節(jié)律性； 呼吸運(yùn)動(dòng)：骨骼??；神經(jīng)控制； 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元 → 有節(jié)奏的沖動(dòng) → 呼吸肌有節(jié)奏的活動(dòng)；,9.1.4 呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié),40,● 呼吸運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制：兩套,41,① 隨意控制系統(tǒng)：大腦皮層 ◆ 大腦皮層 → 沖動(dòng) → 皮層脊髓束 → 呼吸運(yùn)

23、動(dòng)神經(jīng)元（脊髓） ◆ 有意識(shí)地控制呼吸規(guī)式 → 深呼吸、呼吸暫停（屏息） ◆ 語言活動(dòng)：控制呼吸規(guī)式 → 發(fā)聲 → 語言活動(dòng)；,42,② 自動(dòng)控制系統(tǒng)：延髓 ◆ 延髓：呼吸中樞 ? 吸氣神經(jīng)元 → 神經(jīng)沖動(dòng) → 吸氣肌收縮；膈肌、外肋間??； ? 呼氣神經(jīng)元 → 神經(jīng)沖動(dòng) → 呼氣肌收縮；內(nèi)肋間肌；,43,◆ 化學(xué)感受器

24、 劇烈運(yùn)動(dòng) → CO2↑、O2↓ → 外周、中樞化學(xué)感器； ? 外周化學(xué)感受器 頸動(dòng)脈體、主動(dòng)脈體； 監(jiān)測(cè)血液中：CO2、O2 分壓水平；,44,? 中樞化學(xué)感受器：延髓 對(duì)血液CO2分壓水平變化敏感； 血液CO2↑→ 中樞化感器細(xì)胞

25、 → 沖動(dòng) → 延髓呼吸中樞 → 呼吸活動(dòng)↑,45,,,,? 血液 CO2 延髓化感器的正常興奮劑 過低 → 呼吸暫停；? 歸納：血液 CO2↑首先 → 中樞化學(xué)感受器； 血液 O2↓首先 → 外周化學(xué)感受器；,46,9.2 人體對(duì)高山的適應(yīng),47,● 高山對(duì)人體的影響

26、 海拔↑→ 大氣壓↓、氧分壓↓ → 肺泡氧分壓↓ → 動(dòng)脈血氧飽和度↓ 海拔5500m：運(yùn)動(dòng)能力 50%；,48,● 新到高原的人體的反應(yīng) ◆ 呼吸頻率↑→ 吸入空氣↑ ◆ 心博、心輸出量↑→ 肺、身體血量↑ ◆ 紅細(xì)胞、血紅蛋白生成量↑ → 血液運(yùn)輸氧的能力↑ 即使如此調(diào)整，仍易疲勞； ● 移民：運(yùn)動(dòng)能力弱；不

27、育率↑、嬰兒死亡率↑,49,● 世居高原的人的適應(yīng)性（差別） ◆ 適應(yīng)性：運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng) 胸大、肺大、呼吸頻率高； 心大、心博率低； 紅細(xì)胞數(shù)量、血紅蛋白量高； ◆ 原因：不清楚 遺傳因素決定的？生活過程中獲得的？,50,9.3 危害身體健康的呼吸系統(tǒng)疾病,51,,,9.3.1 慢性肺氣腫（自學(xué)）● 病因：長(zhǎng)期吸煙 → 老年性疾?。?/p>

28、● 病理 ◆ 細(xì)支氣管阻塞、肺泡破裂； → 呼吸膜面積、組織供氧↓→ 憋氣； ◆ 肺血管阻力↑→ 右心負(fù)擔(dān)↑→ 衰竭； ◆ 長(zhǎng)期緩慢發(fā)展 → 供氧不足、血液CO2 過多 → 死亡。,52,,,,9.3.2 感冒、流行性感冒 上呼吸道最常見疾病● 感冒（common cold） 病原體：200 多種，近似的病毒； 傳播：接

29、觸、呼吸等； 癥狀：頭痛、疲乏、發(fā)冷、 咽痛、鼻涕，等； 本地病毒：穩(wěn)定人群 → 免疫力； 新病毒株傳入 → 感冒發(fā)作；,53,,,,● 流行性感冒（influenza） 癥狀：發(fā)熱、寒顫、乏力、頭痛、 肌肉酸痛、呼吸道炎癥等； 緩解措施：多休息、飲水； 病原體：A、B、C 3 個(gè)病毒

30、株； A 型流感病毒：幾個(gè)亞株； 抗原性：無共同處 → 不能交叉免疫； 預(yù)防：注射疫苗；,54,,,,9.3.3 硅肺：慢性、職業(yè)病，自學(xué) 長(zhǎng)期吸入粉塵 →● 病因：長(zhǎng)期吸入二氧化硅微粒； ● 發(fā)病人群：礦工、水泥廠工人、石匠等； ● 病理：肺部巨噬細(xì)胞 → 吞噬微粒 → 死亡 → 纖維狀小節(jié) → 肺部纖維化