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专题四呼吸作用

[知识梳理]

图4-1人的呼吸系统

1、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

（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子结合四个血红素构成的。每个血

2+2+

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，呼吸作用并不

一定伴随着O的吸收和CO的释放。依据呼吸过程中是否有氧参与，可

22

将呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。

（1）有氧呼吸是指生活细胞利用分子氧（O），将某些有机物质

2

彻底氧化分解释放CO，同时将O还原为HO，并释放能量的过程。这

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些有机物称为呼吸底物，碳水化合物、有机酸、蛋白质、脂肪等均可以

作为呼吸底物。其总反应式如下：

CHO+6O+6HO6CO+12HO+能

61262222

（2）无氧呼吸是指生活细胞在无氧条件