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浙教版八年级科学下册
第三章 生命与空气
3.5 生物的呼吸和呼吸作用
人只要活着，就会一刻不停地进行呼吸。为什么呼出的气体中氧气含量降低，二氧化碳含量升高？人体内究竟是怎样进行气体交换的呢？动物和植物体内也有这样的气体交换吗？
一、人体呼吸系统的结构和气体交换
人体与外界环境进行气体交换的整个过程称为呼吸。
肺（lungs）与外界环境的气体交换是由呼吸系统来完成的。
人体呼吸系统的组成及各器官的作用
器官 结构 作用
鼻 由鼻孔和鼻腔组成。鼻孔与外界相通；鼻腔内具有鼻黏膜(能分泌黏液)和鼻毛，鼻黏膜内分布着丰富的毛细血管；鼻腔内还有嗅细胞 阻挡和粘住灰尘、细菌，还能温暖和湿润空气，感受气味刺激
咽 前后略扁的管道 空气和食物的共同通道
喉 由软骨做支架 保持气体畅通
气管 由C形软骨环做支架的环状结构 保持气流畅通
支气管 由气管的分支形成，分为左、右支气管，分别进入左、右两肺，形成树状分枝，最后形成肺泡管，每一肺泡管附有很多肺泡 支气管管壁覆盖着有纤毛的黏膜，能分泌黏液，粘住灰尘和细菌
肺 位于胸腔内，左、右各一，主要由左、右支气管的树状分枝以及肺泡管末端的肺泡组成 主要的呼吸器官，是气体交换的场所
深挖教材
(1)呼吸与吞咽:咽与鼻腔、口腔和喉腔相通,咽是空气和食物的共同通道。空气通过咽和喉进入气管,而食物通过咽进入食道。
(2)会厌软骨保证呼吸和吞咽正常进行:在喉的上部有一块软骨,叫会厌软骨,能保证食物和空气各行其道。呼吸时，喉口开放,空气畅通无阻;吞咽时,会厌软骨像盖子一样盖住喉口,以免食物进入气管。
(3)吃饭时说笑会带来危险:有的人边吃饭边说笑,吞咽时会厌软骨来不及盖住喉口,食物进入气管,就会引起剧烈咳嗽。因此,吃饭时不要大声说笑,以免食物进入气管引发意外。
读图 3-66，根据锥形罩内气球的变化，说说人是怎样呼吸的。
读图 3-66，根据锥形罩内气球的变化，说说人是怎样呼吸的。
3.人是怎样呼吸的
①胸廓:胸廓主要是由胸骨、肋骨和胸椎共同围成的一个结构,心脏、肺就位于胸廓内,胸廓有保护心脏、肺的功能。
②膈:膈位于胸腔的底部(即腹腔的顶部),是将胸腔和腹腔分隔开的结构,主要由肌肉组织构成。
③演示实验:模拟呼吸时有关结构的变化。
a.实验装置:玻璃管模拟气管和支气管,气球模拟肺,玻璃罩模拟胸廓,橡皮膜模拟膈。
b.实验过程和解读:
第一步,橡皮膜向下拉,气球胀大,模拟膈肌收缩时膈顶部下降,胸廓的容积扩大,肺扩张,肺内气压降低,外界的气体进入肺,完成吸气过程。
第二步,橡皮膜向上推,当用手向上推橡皮膜时,可以看到气球缩小,气球内的气体排出,模拟膈肌舒张时膈顶部回升,胸廓的容积缩小,肺收缩,肺内气压增大,肺内的气体被排出,完成呼气过程。
④膈的运动与胸廓变化的关系:胸廓容积的扩大和缩小与膈的运动有关。
吸入气体 呼出气体
图示
膈肌的运动 膈肌收缩，膈顶部下降 膈肌舒张，膈顶部上升
胸廓的变化 胸廓上下径增大 胸廓上下径缩小
⑤肋骨间肌肉的变化与胸廓变化的关系:胸廓的扩张和收缩是肋间肌收缩和舒张的结果。
吸入气体 呼出气体
肋骨间肌肉状态 收缩 舒张
肋骨的变化 向上向外运动 向下向内运动
胸廓的变化 前后径、左右径增大 前后径、左右径缩小
归纳总结
呼吸时胸廓的变化吸气时,肋间肌和膈肌收缩,胸廓扩大;呼气时,肋间肌和膈肌舒张,胸廓缩小,即胸廓的扩大和缩小,是肋间肌和膈肌收缩和舒张的结果。
⑥肺与外界的气体交换。
肺富有弹性,可以扩张和收缩。肺的扩张和收缩导致肺内的气压发生变化,外界的气体进入肺和肺内的气体被排出,肺就与外界完成了气体交换,如表所示:
吸气 呼气
肋骨间肌肉和膈肌 收缩 舒张
肋骨和膈顶 肋骨向上向外运动，膈顶下降 肋骨向下向内运动，膈顶回升
胸廓前后径和上下径 增大 缩小
胸廓容积 扩大 缩小
肺的状态 扩张 收缩
肺内气压 气压降低，低于大气压强 气压增大，高于大气压强
气体进出 气体入肺 气体出肺
吸入的气体 呼出的气体
气体成 分特点 人体吸入的气体中，氧气含量较多，二氧化碳含量较少 人体呼出的气体中，氧气的含量减少，二氧化碳的含量增加
气体成分变 化的原因 肺泡与血液之间发生了气体交换 ①原理:人体内气体交换遵循气体扩散的原理,即总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散,直到平衡为止。
②过程:当吸入的空气进入肺泡时,肺泡鼓起来,肺泡中的氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液;同时血液中的二氧化碳也通过这些毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡(如图所示),然后随着呼气的过程排出体外。可简单记为:
③结果:肺泡与血液进行气体交换后,肺泡中的二氧化碳通过呼
气排出体外,进入血液中的氧气随着血液循环输送到全身各处的
组织细胞里被利用。
图甲为呼吸系统组成示意图,图乙为肺泡与毛细血管之间的气体交换示意图,请据图回答下列问题。
(1)人体进行呼吸的主要器官是图甲中的，不仅是气体的通道,而且还能使到达肺部的气体温暖、湿润和____。
(2)图乙所示的肺泡壁和毛细血管壁都是由_层细胞构成的,这有利于进行________。
(3)图乙所示的外界气体按照c方向进入肺泡时,图甲中3___应处于___状态,此时膈肌向___移动,肺内气压(选填“大于”“小于”或“等于”)大气压强。
解析:(1)呼吸系统的组成包括呼吸道和肺两部分。在人体的呼吸系统中,肺是气体交换的主要场所,是呼吸系统的主要器官。呼吸道对吸入的气体有清洁、温暖、湿润的作用。(2)构成肺结构和功能的基本单位是肺泡。①肺泡数量很多,气体交换的效率高;②肺泡外面包绕着丰富的毛细血管,利于进行气体交换;③肺泡壁和毛细血管壁都很薄,只由一层上皮细胞构成,利于气体交换。
(3)图乙中外界气体按照c方向进入肺泡,此时图甲中3膈肌收缩,向下移动,胸廓扩大,肺内气压小于大气压强。
答案:(1)1 呼吸道清洁(2)一气体交换(3)膈肌收缩下小于
二、呼吸作用
进入人体的氧气有何作用？血液中的二氧化碳又是从哪里来的？我们都知道汽车需要汽油才能行驶，那是因为汽油会和氧气发生氧化反应，生成二氧化碳和水，同时为汽车行驶提供能量。与此类似，人进行各种各样的生命活动也需要消耗能量。这些能量是从哪里来的呢？
人体生命活动需要的能量是由人体细胞内的有机物（organic compound）
与氧气发生氧化反应所提供的。当有机物为葡萄糖时，人体细胞内氧化反应
的过程可以表示为：
人体细胞内的有机物发生氧化反应，最终生成二氧化碳和水或其他产物，同时把有机物中的能量释放出来，满足生命活动的需要，这个过程称为呼吸作用。呼吸作用是人体内的一种缓慢进行的氧化反应。
概念 呼吸作用是指人体细胞内的有机物发生氧化反应，最终生成二氧化碳和水或其他产物，同时把有机物中的能量释放出来，满足生命活动的需要的过程
反应式 当有机物为葡萄糖时，呼吸作用的反应过程可表示如下：
实质 发生缓慢氧化，分解有机物，释放能量
意义 为生命活动提供能量。呼吸作用一旦不能进行，一切生命活动就将结束
食物燃烧时也会生成二氧化碳和水，同时放出热量，这与呼吸作用相类似，你能比较两者的差异吗？
人体内氧气的获得和利用 人体通过吸气过程获得氧气，进入血液中的氧气通过血液循环系统运送到全身各处组织细胞，在细胞内进行呼吸作用
人体内二氧化碳的产生和排出 呼吸作用所产生的二氧化碳由血液从组织细胞运送到肺部，进入肺泡内，最后人体通过呼气过程将其排出体外
人体内的氧气是怎样获得和利用的 二氧化碳是怎样产生和排出体外的
人体内氧气的获得和利用 人体通过吸气过程获得氧气，进入血液中的氧气通过血液循环系统运送到全身各处组织细胞，在细胞内进行呼吸作用
人体内二氧化碳的产生和排出 呼吸作用所产生的二氧化碳由血液从组织细胞运送到肺部，进入肺泡内，最后人体通过呼气过程将其排出体外
呼吸 人体与外界环境进行气体交换的整个过程称为呼吸。我们平常所说的呼吸，一般是指肺的通气，即肺泡与外界环境之间进行的气体交换过程
呼吸 作用 呼吸作用是人体细胞内的有机物发生氧化反应，最终生成二氧化碳和水或其他产物，同时把有机物中的能量释放出来，满足生命活动的需要的过程，因此也叫细胞呼吸
呼吸和呼吸作用有什么联系和区别？
三、动物的呼吸作用
动物体内也在进行呼吸作用吗？动物呼出和吸入的气体成分有没有变化呢？
试管 B 的设置有 ________________ 的作用。
1． 实 验 开 始 时，A、B 试 管 中 红 色 水 滴 与 橡 皮 塞 的 距 离 分 别 为___________ 和 ___________，10 分 钟 后 测 量 其 距 离 分 别 为 ___________ 和
___________。
2．分析：10 分钟后试管 A 中，红色水滴位置的改变是因为 。
夏天的夜间可以看见一闪一闪的萤火虫,试问萤火虫发光的能量直接来源于( )
A.月光光能
B.电能
C.环境热能
D.细胞的呼吸作用
解析:萤火虫发光所需的能量,是通过呼吸作用分解有机物获得的,因此,萤火虫发光所需要的能量直接来源于细胞的呼吸作用。
答案:D
四、植物的呼吸作用
植物也是生物，它是否也和动物一样能进行呼吸作用呢？
用如图 3-72 所示的装置进行对比试验。几天后，观察到的实验现象是 ______________________________。
从实验中，你得到的结论是 ___________________________________。
在图 3-72 的实验中，种子“ 已浸水 ”和“ 已煮熟 ”意味着什么？种
子为什么要消毒？
种子“已浸水”意味着该种子是活的萌发种子,能进行呼吸作用;种子“已煮熟”意味着该种子中的细胞已死亡,不能进行呼吸作用。种子要消毒是为了杀死附着在种子表面的微生物,消除微生物的呼吸作用对实验的影响。
1．把数棵新鲜菠菜装入黑塑料袋中，用绳子扎紧袋口，不使外界空气进入，在暗处放置一个晚上。
2．按图 3-73 所示，松开塑料袋口，插入一根导管，让塑料袋中的空气通入澄清石灰水中，观察石灰水的变化。
萌发的种子能进行呼吸作用，那么植物的其他器官（根、茎、叶、花、果实）是否也能进行呼吸作用呢？
3．另取一大口塑料瓶，装入菠菜，盖紧瓶盖，在暗处放置一个晚上，然后打开瓶盖，将点燃的蜡烛放入瓶内，观察火焰的变化。
4．再取一些新鲜菠菜用开水烫 2~3 分钟，重复上述 1~3 步骤，观察实
验现象。
实验结论：____________________________________。
与大部分动物不一样，植物没有明显的呼吸器官，没有明显的呼气和吸气过程，但植物和空气之间也会通过扩散作用进行气体交换。植物的各个部分——根、茎、叶、花、果实、种子的每一个活细胞每时每刻都在进行呼吸作用。
微生物等其他生物也有呼吸作用。呼吸作用对于生命活动来说十分重要。
新鲜水果用保鲜袋包裹,可延长贮藏时间,其主要原理是( )
A.不让水分散失
B.抑制呼吸作用
C.减少果皮损伤
D.保持温度
解析:保鲜的原理是防止水果中的营养物质被快速分解,造成营养物质的损耗。用保鲜袋将新鲜水果包裹,可将水果与氧气隔离,从而抑制水果中活细胞的呼吸作用。
答案:B
课堂小结
如图所示为某科学社团的同学验证动物呼吸作用的装置，A、B装置中放入等质量的碱石灰。为了使红色水滴移动更加明显，下列措施可行的是（　　）
A．多设置几组实验组 B．换用更细的玻璃管
C．增加碱石灰的质量 D．放昆虫的试管更大
课堂小练习
【解答】解：装置A和装置B形成对照实验，变量为昆虫；昆虫进行呼吸作用会吸收氧气，释放二氧化碳；所以，装置A中，昆虫呼吸消耗了氧气，产生的二氧化碳被碱石灰吸收，导致试管内气体体积减小，压强减小，大气压将红色水滴压向左边；而装置B中由于空气中二氧化碳含量极少，红色水滴无明显现象；由此可以验证动物呼吸作用消耗氧气释放二氧化碳，为了使实验现象更加明显，即要使红色水滴移动更明显，可以适当增加昆虫的数量，让昆虫消耗更多的氧气，产生更多会被碱石灰吸收的二氧化碳，也可以换用更细的玻璃管，使红色水滴的移动更容易被观察到。可见B符合题意；故选：B。
空气中PM2.5的含量是检验环境空气质量的重要指标，PM2.5颗粒能通过呼吸系统进入血液，危害人体健康。PM2.5颗粒经过鼻、咽、喉以后，在进入血液之前，还会经过的结构依次是（　　）
A．肺泡、支气管、气管 B．气管、肺泡、支气管
C．支气管、肺泡、气管 D．气管、支气管、肺泡
课堂小练习
【解答】解：PM2.5颗粒经过鼻腔、咽、喉、气管、支气管，然后进入肺，在肺泡中进行气体交换，PM2.5颗粒通过肺泡壁和毛细血管壁进入周围血液。
故选：D。
某同学的肺容量变化情况如图所示，据图分析正确的是（　　）
A．该同学肺容量最大为4升
B．AB段表示吸气过程
C．BC段膈肌收缩，横膈膜下降
D．AD段曲线所示的呼吸频率为72次/分
课堂小练习
解：A、据图可见14秒左右：该同学肺容量最大要大于4升，A错误。
B、AB段肺容量变大，表示吸气过程，B正确。
C、BC段肺容量变小，表示呼气过程，膈肌舒张，膈肌顶部上升，胸廓变小，C错误。
D、AD段曲线表示在10秒内呼吸3次，可见该同学在一分钟内的呼吸频率为18次/分，D错误。
故选：B。

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