初中生物 31 发生在肺内的气体交换

肺与外界的气体交换

呼吸运动的原理：呼吸运动是指胸廓有节律地扩大和缩小，包括吸气和呼气两个过程。呼吸运动的实现是由于呼吸肌的收缩和舒张引起胸廓容积的变化，从而导致肺内气压与外界大气压之间形成压力差，推动气体进出肺。

吸气过程：当肋间肌和膈肌收缩时，胸廓的前后径、左右径和上下径都增大，胸廓容积扩大，肺随之扩张，肺内气压低于外界大气压，外界空气通过呼吸道进入肺，完成吸气动作。

呼气过程：当肋间肌和膈肌舒张时，胸廓的前后径、左右径和上下径都缩小，胸廓容积缩小，肺随之回缩，肺内气压高于外界大气压，肺内气体通过呼吸道排出体外，完成呼气动作。

数量多：肺泡数目众多，大大增加了气体交换的面积。

壁薄：肺泡壁和毛细血管壁都很薄，只由一层上皮细胞构成，有利于气体的扩散。

外包绕丰富的毛细血管：肺泡外面包绕着丰富的毛细血管，毛细血管壁也很薄，同样由一层上皮细胞构成，这使得肺泡与血液之间的气体交换更加高效。

气体交换过程：当空气进入肺泡后，肺泡中的氧气浓度高于血液中的氧气浓度，而二氧化碳浓度则低于血液中的二氧化碳浓度。根据气体扩散原理，氧气会透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液，与红细胞中的血红蛋白结合；同时，血液中的二氧化碳会透过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡，然后随着呼气排出体外。

通过肺内的气体交换，氧气进入血液，二氧化碳排出体外，使静脉血变成动脉血，为组织细胞提供了充足的氧气，保证了细胞的呼吸作用正常进行，从而为人体的各项生命活动提供了能量。同时，将细胞代谢产生的二氧化碳及时排出，维持了人体内部环境的相对稳定。

实验原理：通过测量胸围差来探究呼吸运动中胸廓容积的变化。胸围差是指尽力吸气终了时的胸围长度与尽力呼气终了时的胸围长度之差，它能够反映胸廓容积的变化情况。

1. 准备软尺等测量工具，被测者自然站立，双手自然下垂，不挺胸，不憋气，呼吸均匀。

2. 测量者将软尺围绕被测者胸廓，在胸前和背后分别找到乳头同一水平高度的位置，软尺下缘于肋弓和剑突结合处，测量并记录此时的胸围长度。

3. 被测者尽力深吸气，测量者再次测量并记录胸围长度。

4. 被测者尽力深呼气，测量者第三次测量并记录胸围长度。

5. 计算胸围差，即尽力吸气终了时的胸围长度减去尽力呼气终了时的胸围长度。

一般情况下，胸围差越大，说明胸廓容积在呼吸运动中的变化越大，也就表明呼吸运动的幅度越大，从而进一步证明了呼吸运动与胸廓容积变化之间的关系。

“发生在肺内的气体交换”是人体呼吸过程中的重要环节，它涉及到呼吸运动的原理、肺泡与血液之间的气体交换等多个方面，对于维持人体正常的生命活动具有至关重要的意义。