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第4節 生物是怎樣呼吸的
聯想情景導入
你知道嗎 在日本的相撲學校每年都會舉行一場別開生面的要兒啼哭大賽。比賽的組織者認為，哪位嬰兒的啼哭聲越大，哪個小寶寶的健康就越好，這名小寶寶也就最有力氣。你知道小寶寶的啼哭聲與健康狀況和力氣大小有什么關系嗎
數一數，在平靜的時候，我們每分鐘呼吸的次數；到操場上跑一圈，回到教室后，馬上數一數，每分鐘呼吸的次數，為什么經過運動后我們每分鐘呼吸的次數要增加，而且呼吸的深度也要增強
有資料顯示：生活在城市里，每平方千米的面積上，空氣每年落下的灰塵可達300～700噸。在我們天天打掃的房間里，每立方厘米空氣中含有200多萬個塵埃顆粒。既然我們生活的環境有待改善，那么我們的肺為什么還能夠順利地完成呼吸功能呢？
在呼吸過程中用手觸摸你的胸腔，你是否感到你的肋骨會有上下移動的現象，人體在呼吸的過程中為什么會引起肋骨的上下移動呢
以上這些現象都與人體的呼吸有關，那就讓我們了解一下人體的呼吸吧!
將剛剛收割的小麥、稻谷、青草堆放在一起，一段時間后用手插入草堆中觸摸，會感到有發燙的感覺。這些熱量從哪里來的呢 原來植物都能進行呼吸作用，在呼吸作用的過程中都有熱量放出。
在房間里擺放花草可以增添許多生活的情趣，如果在擺放大量花草的房間里休息，你的睡眠質量就不會很好，甚至會有不舒服的感覺，你知道這是什么原因嗎？原來是植物的呼吸作用引起的。
重點知識詳解
一、人體呼吸系統的結構和氣體交換
1．呼出氣體與吸人氣體的比較。
氣體成分 吸人氣 呼出氣 呼、吸比較
氧氣 21％ 16％ 少了
二氧化碳 0.03％ 4％ 多了
氮氣 78％ 78％ 基本不變
稀有氣體 0.94％ 1％ 基本不變
水汽 較少 較多 多了
2．人體的呼吸系統。
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鼻：阻擋和粘住灰塵、細菌，還能溫暖、濕潤空氣，感受氣味刺激。
咽：是空氣和食物的共同通道。
呼吸道 喉：由軟骨做支架，保持氣體暢通。
氣管：由C形軟骨環做支架的環狀結構。
支氣管：管壁覆蓋著有纖毛的黏膜，能分泌黏液，粘住灰塵和細菌。
肺：樹狀分枝、分布有很多肺泡，布滿毛細血管和彈性纖維，有利于氣體交換和使肺具有良好的彈性。
二、氣體交換
1．呼吸運動：吸氣和呼氣兩個動作合起來就是呼吸運動。
2．隔的升降與呼吸：
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膈肌 橫膈 外肋間肌 內肋間肌 肋 骨 胸腔體積 胸腔內壓力 氣流
吸氣 收縮 變得扁平 收縮 放松 向上升及向外移 增大 減小 進入肺部
呼氣 放松 恢復拱形 放松 收縮 向下降及向內移 減小 增大 離開肺部
3．氣體交換。
由于吸入肺泡內的空氣中，氧的含量比靜脈血中的多，而二氧化碳的含量比靜脈血中的少。因此，靜脈血流經肺泡外的毛細血管時，如圖所示，氧便由肺泡擴散到血液里；同時，靜脈血里的二氧化碳擴散到肺泡中。經過這樣的氣體交換，靜脈血就變成了含氧豐富的動脈血。氧從肺泡進入血液以后，絕大部分與紅細胞中的血紅蛋白結合。通過體循環。將氧輸送到全身各處的編織重。
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三、動物的呼吸
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在上圖所示的裝置中，A裝置試管中紅色水滴指標與橡皮塞的距離逐漸減小，B裝置試管中紅色水滴指標與橡皮塞的距離不變。以上實驗說明，動物和人一樣，也要呼吸，吸人氧氣，呼出二氧化碳。
四、植物的呼吸
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證明植物進行呼吸的實驗
按上圖所示，把吸干外表水的豆芽裝入塑料袋中，用夾子夾住橡皮管，不使外界空氣進入，在暗處放置一個晚上。塑料袋內壁有許多水珠出現。把夾子移去，讓塑料袋中的空氣通人澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁。打開塑料袋用溫度計測量豆芽溫度，豆芽溫度升高。另取一大口塑料瓶，裝入豆芽，蓋緊瓶蓋，在暗處放置一個晚上，然后打開瓶蓋。將點燃的蠟燭放入瓶內。蠟燭火焰微弱。
實驗結論：雖然植物不像大部分動物一樣，有明顯的呼氣和吸氣過程。但植物和空氣之間也有氣體交換(吸收氧氣，放出二氧化碳)。植物也會呼吸。
精典例題解析
[例1]下圖表示人的呼吸運動模型，據圖回答下列問題：
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(1)氣球、橡皮膜、鐘罩分別相當于人體的 、 、 。
(2)A圖表示在 ，B圖表示在 。
(3)吸氣時，肋骨問的肌肉和膈肌 ，使胸腔容積 ，肺隨著 ，肺內的氣體壓力相應 ，氣體便被吸入。
(4)呼氣時，肋骨間的肌肉和膈肌 。使胸腔容積 ，肺隨著 ，肺內的氣體壓力相應 ，氣體便被排出。
(5)模型中1、2、3、4、5、6，直接與呼吸運動有關的應當是 和 。
[解析]對照人體呼吸系統組成，我們可以看出這一模型中玻璃管、玻璃管的分支、氣球，橡皮膜、鐘罩分別相當于人體的氣管、支氣管、肺、膈、胸廓。比較A、B可以發現：A中膈肌收縮，膈膜下降，肺處于擴張狀態。此時胸腔內的氣壓要比外界小。氣體由外界進入肺部，根據吸氣和呼氣時膈肌和肺的特點。以及氣流流動方向可以確定B為呼氣狀態，A為吸氣狀態。吸氣時，肺問肌和膈肌收縮。使胸腔容積增大，肺隨著擴張，肺內的氣壓相應變小，氣體便被吸入。相反，呼氣時，肋閻肌、膈肌放松，使胸腔容積縮小，肺借助彈性恢復原來的體積。肺內的氣體壓力相應變大，氣體被排出。
[答案](1)肺膈胸廓 (2)吸氣呼氣 (3)收縮增大擴張減小 (4)舒張減小回縮增大
(5)5 6
[例2] 小明為了探究植物也能呼吸，做了以下實驗：
把裝有吸千外表水的黃豆芽的塑料瓶A放在暗處24小時；導管T處用夾子夾住，不讓外界空氣進入；24小時后．觀察塑料瓶壁；把T處夾子打開，用力壓A瓶，讓瓶內氣體通入到右側燒杯內。觀察現象。
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請回答下列問題：
(1)為什么要把A放在暗處24小時處理 。
(2)24小時后，塑料瓶壁上有什么現象 。
(3)把T處夾子打開，用力壓瓶A，讓氣體進入燒杯．可觀察到什么現象？
。
(4)若用溫度計測量豆芽溫度，可發現溫度計的讀數 (填“升高”“降低”或“不變”)。
(5)該實驗說明了什么 。
[解析]豆芽內葉綠素含量較低，本身不易進行光合作用，但有較強的呼吸作用，在暗處放置的目的是避免進行光合作用吸收CO2，產生O2，從而干擾實驗，具體的實驗現象有：
①塑料瓶壁內有明顯的水珠生成(說明植物呼吸作用會產生水)；
②將瓶內的氣體通人到澄清的石灰水中，可觀察到澄清的石灰水變渾濁(能使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳，說明植物的呼吸作用會產生二氧化碳)；
③用溫度計測量豆芽溫度，可發現溫度計的讀數略有升高(說明植物的呼吸作用會釋放熱量)。
[答案](1)避免豆芽進行光合作用吸收CO2，產生氧氣 (2)塑料瓶壁上有明顯的水珠生成 (3)澄清石灰水變渾濁 (4)升高 (5)該實驗說明植物在暗處也能進行呼吸作用，產生CO2和水，同時釋放熱量
[例3]下圖是呼吸系統的模式圖。按要求回答：
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(1)填出圖中各結構的名稱：
① ② ③ ④
⑤ ⑥ ⑦ ⑧
(2)組成呼吸道的器官依次是(寫序號) 。
(3)呼吸系統的主要器官是 。它位于 內。其功能是 。
[解析]該題是考查同學們對人體呼吸系統的組成。呼吸道的組成器官，肺的位置及功能的掌握情況，是一道綜合性較強的識圖作答題。人的呼吸系統包括呼吸道和肺兩部分，呼吸道是由鼻腔、咽、喉、氣管、支氣管組成，支氣管又分為通向右肺的右支氣管和通向左肺的左支氣管。呼吸道是氣體進出肺的通道。還有清潔、溫暖吸入的冷空氣的作用。肺位于胸腔內，分為左肺和右肺兩部分。肺是人體與外界進行氣體交換的場所。值得一提的是，圖的位置與你處的方向正好相反，所以，你的左側的肺和支氣管正好是右肺和右支氣管。
[答案](1)鼻腔 咽喉 氣管 左支氣管 右支氣管 左肺 右肺 (2)①②③④⑤⑥
(3)肺 胸腔 氣體交換的場所
考點應試必備
1．清晨，沒有曬干的種子堆有時會有霧氣，使水蒸發的熱量來自 ( )
A．光合作用 B．呼吸作用 C．蒸騰作用 D．陽光照射
2．人體完成呼吸動作的主要呼吸肌是 ( )
A．胸大肌 B．腹部肌肉 C．背部肌肉 D．肋間肌和膈肌
3．呼吸的全過程包括下面四個環節，其正確順序是 ( )
①肺泡內的氣體交換；②組織里的氣體交換；③肺的通氣；④氣體在血液中的運輸。
A．①→②→③→④ B．③→④→①→②
C．③→①→④→② D．③→①→②→④
4．肺吸氣時，肺容積及氣壓的變化是 ( )
A．肺容積增大．氣壓增大 B．肺容積縮小，氣壓升高
C．肺容積增大，氣壓下降 D．肺容積縮小，氣壓下降
5．鼻腔不具有的功能是 ( )
A．溫暖．濕潤進入鼻腔的空氣 B．氣體交換的場所
C．清潔進入鼻腔的空氣 D．氣體進出的通道
6．下圖為驗證植物呼吸作用產生二氧化碳的實驗示意圖。為使實驗獲得好的效果。實驗中選用的塑料袋顏色最好是 ( )
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A．白色 B．黑色 C．紅色 D．無色
7．下列關于平靜狀態時，吸氣過程的敘述中正確的是 ( )
A．胸部擴大，肺擴張，肺內氣壓下降，外界氣體經呼吸道進入肺
B．胸部擴大，肺擴張，肺內氣壓上升，外界氣體經呼吸道進入肺
C．胸部回縮，肺縮小，肺內氣壓下降。外界氣體經呼吸道進入肺
D．胸部回縮，肺縮小，肺內氣壓上升，外界氣體經呼吸道進入肺
8．請據圖回答，經數小時后，U形管A、B兩處的液面會出現的情況是(實驗裝置足以維持實驗期間小白鼠的生命活動，瓶口密封，忽略水蒸氣和溫度的影響)
A．A處上升，B處下降 B．A、B兩處都下降
C．A處下降，B處上升 D．A、B兩處都不變
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9．人體細胞要獲得氧氣，排出二氧化碳．必須經過如下①②③等過程來完成：外界空氣肺泡血液組織細胞。在這些過程中，發生氣體交換的有( )
① ② ③
A．① B．②③ C．①② D．①⑦
10．以下對肺的特點的描述不正確的是 ( )
A．肺泡數目多 B．肺泡表面積大
C．肺泡壁薄，由一層上皮細胞構成 D．肺泡壁有很多肌肉，能節律性地收縮
11．如下圖是人在平靜呼吸時胸廓變化示意圖，其中處于呼氣狀態的圖是 。
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12．呼吸系統由 和 組成，其中 是呼吸系統的主要器官，食物和空氣的共同通道是 。肺的功能是進行 的場所。
13．如圖是一個人體氣體交換示意圖，據圖回答：
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(1)甲圖表示的過程為 。
(2)血管8內血液的pH值 血管D內的血液的pH值。(填“>“<”“=”)
(3)甲、乙兩處的氣體交換主要通過 ( )
A．呼吸作用 B．滲透作用
C．擴散作用 D．交換作用
(4)在下列各項中二氧化碳含量最高的是 ( )
A．肺泡 B．組織細胞 C．血液 D．組織液
14．分析下面所示實驗和下表中的數據：
氣體成分 環境中的氣體(%) 呼出的氣體(%)
氮氣 78 78
氧氣 21 16
二氧化碳 0.O3 4
水 0.07 1.1
其他氣體 0.9 0.9
圖中所示的實驗，甲、乙兩個瓶中都裝有澄清的石灰水。在吸人氣體時，左手捏緊橡皮管，右手松開。在呼出氣體時，右手捏緊橡皮管，左手松開。結果，乙瓶中的石灰水明顯變渾濁。
(1)甲瓶在這個實驗中起 作用。
(2)甲瓶中的渾濁程度 。說明空氣中 的含量較少。乙瓶中的渾濁程度 ，說明呼出的氣體中 的含量較多。
(3)人體呼出的氣體和環境中的氣體有什么差別 。
15．平靜呼吸時，一般成人每次吸入和呼出的氣體量相等，約為500毫升，在平靜呼吸之末，肺內尚存有氣體2400毫升。氣體成分的測定和分析還表明，吸入氣、呼出氣和肺泡氣之間，各種氣體成分的含量差別很大，如下表所示。
成分類別 氧氣的含量 二氧化碳的含量
吸入氣 20.96 0.04
呼出氣 16.20 4.5
肺泡氣 14.0 5.6
試問：呼出氣中氧氣含量高于肺泡氣，而二氧化碳含量低于肺泡氣，這說明了什么？這一事實又表明了什么
參考答案：
第四節 生物是怎樣呼吸的
1.B 2.D 3.C 4.C 5.B 6.B 7.A 8.C 9.B 10.D 11.B
12．呼吸道 肺 肺 咽 氣體交換
13．(1)肺泡內的氣體交換 (2)> (3)C (4)B
14．(1)對照 (2)小 二氧化碳 大 二氧化碳 (3)人體呼出的氣體，二氧化碳含盈較多，氧氣含最較少
15．這說明了呼出氣是部分吸入氣和部分肺泡氣的混合狀態；這一竄實表明臃換氣只能更新肺泡肉的一小部分氣體。
呼
吸
系
統
O2
CO2
O2
CO2
O2
CO2
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