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第4章 人体的系统
第4节 呼吸与排泄
八下科学 ZJ
1.了解人体呼吸系统的结构和气体交换过程。通过对吸入的空气和
呼出的气体成分的比较，认识空气中氧气对生物体的生命活动的意
义。
2.知道呼吸作用的含义，理解有机物的氧化分解是生命活动所需能
量的来源。
3.列举人体及植物进行无氧呼吸的实例，比较其与有氧呼吸的异同
点。
4.知道糖类、脂肪、蛋白质在人体细胞中的利用过程。能说出代谢
废物的主要排泄途径，知道人体泌尿系统的组成和功能，能说出尿
的形成过程。
5.理解维持人体水盐平衡的重要意义。#5
1.呼吸：人不停地与外界环境进行气体交换，这个过程称为呼吸。
肺与外界环境的气体交换是由呼吸系统来完成的，呼吸系统是人体
与外界进行气体交换的基础。
2.教材第178页探索活动：人体呼吸系统的组成及各器官的作用
人体呼吸系统由呼吸道和肺组成。鼻、咽、喉、气管、支气管是气
体进出肺的通道，统称为呼吸道。肺是气体交换的器官，是呼吸系
统最重要的部分。空气经鼻通过气管和支气管，到达肺内进入肺泡。
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、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 保持气道畅通
器官 结构 作用
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 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
体交换的器官
教材深挖
（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。
教材第180页
1.（1）向上拉动蓝色橡皮筋，肋骨会被向上提拉，胸廓扩张；放
开蓝色橡皮筋，肋骨因重力及弹性回缩向下回落，胸廓恢复原状。
（2）略。
3.（1）肋间外肌收缩时，胸廓容积变大；肋间内肌收缩时，胸廓
容积变小。
（2）横膈下降时，胸廓内压强减小，导致气球内压强大于胸廓内
压强，气体压入气球，引起气球膨胀。
3.人是怎样呼吸的（含教材第180页实践活动第2题答案）
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横膈：横膈位于胸腔的底部（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。
.实验装置：玻璃管模拟气管和支气管，气球模拟肺，钟形罩模拟
胸廓，橡皮膜模拟横膈。
.实验过程和解读：
第一步，向下拉橡皮膜，气球胀大，模拟膈肌收缩时横膈下降，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，向上推橡皮膜，可以看到气球缩小，气球内的气体排出，
模拟膈肌舒张时横膈回升，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横膈的运动与胸廓变化的关系：胸廓容积的扩大和缩小与横膈的
运动有关。
吸入气体 呼出气体
图示
膈肌的运动 膈肌收缩，横膈下降 膈肌舒张，横膈上升
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
肋间外肌状态 收缩 舒张
肋骨的变化 向上、向外移升 向下、向内回落
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，肋间外肌和膈肌收缩，胸廓扩大；呼气时，肋间外肌和膈
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
肋间外肌和膈肌 收缩 舒张
肋骨和横膈 肋骨向上、向外 移升，横膈下降 肋骨向下、向内回落，横
膈回升
吸气 呼气
胸廓前后径和上下径 增大 缩小
胸腔体积 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
教材深挖
呼吸运动
呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性地扩大和缩小称为呼吸运动，
包括吸气运动和呼气运动。呼吸运动实现了肺的通气，即肺内气体
与外界气体进行交换。
4.教材第181页探索活动：吸入的空气和呼出的气体成分比较
实验 原理 蜡烛燃烧需要消耗氧气，氧气越多，燃烧时间越长
实验 目的 探究吸入的空气和呼出的气体中氧气含量的差异
实验 过程 （1）取大小相同的两个集气瓶 ，分别标号为A、
B。
_____________________________________
实验 过程 （2）打开A瓶盖玻片，置于空气中 后盖上盖玻片。利
用吸管向B瓶底部连续地呼气数次，使瓶内含有尽可能多的
肺部呼出气体。
（3）将两支燃着的蜡烛（火焰大小相近）分别放入A瓶和
B瓶中，并记录：
A瓶蜡烛燃烧时间为____（时间较长），B瓶蜡烛燃烧时间
为____（时间较短）（根据实验数据自主填写即可）
实验 结论 呼出的气体中的氧气含量相比空气中的有所减少
实验 延伸 除了氧含量外，空气中二氧化碳的含量、水分与呼出的气
体中的也不一样。可以向两支装有澄清石灰水的试管中分
别压入相同体积的空气和呼出的气体，然后根据石灰水浑
浊程度判断二氧化碳含量的差异（研究表明，与吸入的空
气成分相比，人体呼出的气体中氧气占比由 下降至
左右，二氧化碳则由增加至 左右，同时水分
明显增加。）
5.气体交换（氧气的含量总是多于二氧化碳的含量）
吸入的空气 呼出的气体
气体成分特 点 人体吸入的空气中，氧气 含量约 较多，二氧 化碳含量约 较少 人体呼出的气体中，氧气
的含量约 减少，二
氧化碳的含量约 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，肺泡中的氧气通
过扩散作用，透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液，与红细胞中血红
蛋白结合成氧合血红蛋白；同时血液中的二氧化碳通过扩散作用，
透过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡内（如图所示）。可简单记为：
肺泡 血液。
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。#1.6.2.3
教材深挖
气体交换的全过程#1.6.3.1
典例1 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______。
1
呼吸道
清洁
解析：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）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__________。
一
气体交换
解析：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）图乙所示的外界气体按照 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。
膈肌
收缩
下
小于
解析：图乙中外界气体按照 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。
1.呼吸作用的概念
呼吸作用是指在细胞内氧化分解糖类、蛋白质和脂肪等有机物，并
释放出能量的过程。
特别提醒
人体各项生命活动需要的能量是由呼吸作用产生的。呼吸作用中，
营养物质氧化分解所释放出的能量，与在体外燃烧所释放的能量大
致相同，只是细胞内的氧化过程进行得更缓慢。
教材第182页
因为呼吸作用发生在全身的细胞，它需要氧气和营养物质（如葡
萄糖）。循环系统负责将氧气从肺部、将营养物质从肠道运送到
每一个细胞；消化系统负责将食物分解成细胞需要的营养物质。#1.3
辨析比较
呼吸作用与呼吸运动的区别
区别 呼吸作用 呼吸运动
过程不同 指将自身有机物分解成无 机物归还到无机环境并释 放能量的过程 指人体与外界环境进行气
体交换的整个过程
场所不同 活细胞 呼吸道和肺部
实质不同 缓慢氧化 呼气和吸气
2.有氧呼吸
（1）有氧呼吸的概念#3.1
定义 表达式
有氧呼吸 在氧气的参与下，有机物被分 解，并释放出较多能量，这种 呼吸作用方式叫作有氧呼吸 有机物氧气 二
氧化碳水 能量
①有氧呼吸是自然界中大多数生物进行呼吸作用的主要
方式，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。
② 一般情况下,人体进行各种生理活动所需的能量大多来自糖类
（糖类是人体中供能的主要物质，在糖类供能不足时会消耗脂肪，
在脂肪供能不足时会消耗蛋白质）的氧化分解，也有一部分来自
脂肪，极少数来自蛋白质。#3.1.1.2
（2）三大供能物质在人体细胞内的有氧呼吸
供能物 质 反应表达式 所含元素 体内能量
来源占比
糖类 糖类氧气 二氧化碳水 能量 C、、 主要
脂肪 脂肪氧气二氧化碳水 能量 C、、 一部分
供能物 质 反应表达式 所含元素 体内能量
来源占比
蛋白质 蛋白质氧气二氧化碳水 含 氮废物 能量 C、 、 、 ,有 的还有 极少数
3.无氧呼吸
（1）无氧呼吸的概念
人体在剧烈运动时，肌肉细胞急需大量能量的供应，这时，虽然呼
吸运动和血液循环都大大加快了，但仍不能满足肌肉组织对氧的需
求，以致肌肉处于暂时相对缺氧的状态，于是细胞就会进行无氧呼
吸（对大部分生物来说，无氧呼吸是机体对能量需求的一种暂时性
补充）产生乳酸，并产生少量的能量。
（2）动物、高等植物及微生物的无氧呼吸#4.2
类型 无氧呼吸情况 反应表达式
动物 （包括 人） 动物组织细胞在缺氧的情况下， 糖类会在相关酶的作用下分解为 乳酸，并释放出少量的能量。当 大量的乳酸在肌肉组织里堆积 时，就会有肌肉酸痛的感觉 葡萄糖 乳酸 能量
（少量）
类型 无氧呼吸情况 反应表达式
高等植 物 高等植物在缺氧（如水淹）的情 况下，也能进行短时间的无氧呼 吸，糖类被分解为酒精和二氧化 碳，并释放出少量的能量 葡萄糖酒精 二氧
化碳 能量（少量）
类型 无氧呼吸情况 反应表达式
微生物 有些微生物能长期进行无氧呼吸, 微生物的无氧呼吸被称为发酵。 人们可以利用微生物的发酵作用 来生产食品 发酵（产生乳酸）
葡萄糖 乳酸 能量
（少量）
发酵（产生酒精）
葡萄糖酒精 二氧
化碳 能量（少量）
辨析比较
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
呼吸类型 有氧呼吸 无氧呼吸
不同 点 条件 有氧、有酶 无氧、有酶
物质变化 有机物彻底分解， 产生二氧化碳和水 糖类等有机物不彻底分解，
产生乳酸或二氧化碳和酒精
能量变化 释放大量能量 释放少量能量
相同 点 实质 分解有机物，释放能量 典例2 (杭州余杭区期末)某同学利用图中的装置进行酵母菌无氧呼
吸实验，步骤为：
①取葡萄糖溶液注入锥形瓶中，置于 水浴中预热；
②取干酵母 ，放入温水中化开后，倒入锥形瓶中，充分振荡摇
匀；
③迅速向混合液表面滴加一薄层液体石蜡，用带玻璃导管的橡胶塞
密封瓶口，使玻璃导管伸入右侧装有澄清石灰水的试管底部
（不接触底部）；
④一段时间后，观察实验结果。
请回答下列问题：
（1）用液体石蜡密封液面的目的是______________________；锥
形瓶中加入葡萄糖溶液的目的是______________________________
_____________________；
为酵母菌提供无氧环境
为酵母菌提供呼吸作用的原料
（其他合理答案也可）
解析：用液体石蜡密封液面的目的是为酵母菌提供无氧环境，让酵
母菌进行无氧呼吸；锥形瓶中加入葡萄糖溶液的目的是为酵母菌提
供呼吸作用的原料。
（2）试管中有气泡出现，石灰水________；打开瓶塞，可以闻到
______（填某种物质）的气味。
变浑浊
酒精
解析：试管中有气泡出现，石灰水变浑浊，说明酵母菌无氧呼吸能
产生二氧化碳；打开瓶塞，可以闻到酒精的气味，说明酵母菌无氧
呼吸能产生酒精。
从食物中获得的营养物质除用于呼吸作用提供能量外，还会通过各
种途径被利用，如图所示。#3
1.糖类的吸收和利用#3.1.1
（糖类和脂肪氧化分解的最终产物为二氧化碳和水）#3.1.2.1
2.脂肪的吸收和利用
3.蛋白质的吸收和利用
4.体内的能量代谢
糖类、蛋白质和脂肪在人体组织细胞中不断地进行着合成与分解，
新旧物质的不断更替，伴随着能量的贮存和释放。因为能量贮存在
有机物内，所以人体内物质的增减与能量的变化密切相关，可用下
列式子表示:
贮存的能量 获得的能量-消耗的能量；
能量的获得 能量的消耗 （有机物积累增加，人的体重增加 ）；
能量的获得 能量的消耗 （有机物贮存减少，人的体重减少）。
教材第184页
减少高糖高脂食物的摄入，多吃蔬菜和优质蛋白食物；控制进食
量；避免久坐，进行适当的有氧运动，消耗脂肪。#1.3
典例3 在蛋白质、糖类、脂肪三大营养物质的代谢中，分解的最终
产物内均有( )
B
A.水和尿素 B.水和二氧化碳
C.尿素 D.水、二氧化碳、尿素
解析：糖类和脂肪的代谢终产物是二氧化碳和水，蛋白质的代谢终
产物除了二氧化碳和水以外，还有尿素等含氮废物。故在蛋白质、
糖类、脂肪三大营养物质的代谢中，分解的最终产物内均有水和二
氧化碳。
1.排泄
（1）概念
人的细胞在通过呼吸作用获得能量、合成身体新的组成物质的同时，
会产生一些代谢废物（如二氧化碳、尿素等），这些代谢废物以及
多余的水和无机盐通过一定途径排出体外的过程，称为排泄。
（2）排泄的途径
排泄途径 排出的废物 废物排出的形式
呼吸系统 二氧化碳和少量的水分 气体
皮肤 一部分水、少量无机盐、尿素 汗液
泌尿系统 大部分水、无机盐、尿素、尿酸等 尿液（主要形式）
辨析比较
排泄与排遗的区别
概念 排出器官 排出废物的形式
排 泄 人体将二氧化碳、尿素,以及多余 的水和无机盐等排出体外的过程 肾脏、皮 肤、肺 以气体、汗液、
尿液的形式排出
排 遗 人体将食物消化吸收后的残渣排 出体外的过程 大肠、肛 门 以粪便的形式排
出
2.泌尿系统的组成（含教材第184页探索活动答案）
泌尿系统
3.肾脏的结构（含教材第185页探索活动答案）
（1）肾脏的结构
肾脏是人体最主要的排泄器官。肾脏位于人腰后部脊柱两侧，左右
各一个。肾脏包括三个部分，自外向内依次是肾皮质、肾髓质以及
肾髓质里呈漏斗状的部分肾盂（与输尿管连通）。肾脏的外
面连着三根管道:肾动脉、肾静脉和输尿管（如图所示）。
（2）肾单位（肾脏的基本结构和功能单位）
形态
肾 单 位 肾 小 体 肾 小 球 由入球小动脉分支形成的毛细血管网组成，这些毛
细血管最后汇成出球小动脉
肾 小 囊 肾小管盲端膨大部分凹陷而成，具有双层壁的结
构，套在肾小球的外面，下接肾小管
肾小管 肾小管弯曲细长，分布在肾皮质和肾髓质中,周围
缠绕着大量的毛细血管
（肾小球既属于泌尿系统，又属于血液循环系统，内流动脉血，只
有滤过作用，不能进行物质交换。）
（1）肾小球两端连的血管都是动脉，一端是入球小动脉，
一端是出球小动脉。
（2）出球小动脉比入球小动脉细，一方面由于入球小动脉中的血
液部分转化成原尿，血液量减少;另一方面可以增大肾小球内的压
力，有利于肾小球的滤过作用。
（3）出球小动脉两端连的都是毛细血管网，一端是肾小球毛细血
管网，另一端是肾小管周围的毛细血管网。
4.尿液的形成
（1）肾小球的滤过作用形成原尿
肾小球是由毛细血管网组成的毛细血管球，通透性较强，当血液由
入球小动脉进入肾小球时，除血细胞和大分子蛋白质外，其他物质
（如水、无机盐、尿素、尿酸等）都能通过滤过作用进入肾小囊形
成原尿。
（2）肾小管的重吸收作用形成尿液
肾小囊中的原尿流经肾小管时，其中对人体有用的物质，如大部分
水、部分无机盐、全部葡萄糖和氨基酸等，经肾小管的重吸收作用
进入肾小管外的毛细血管重新回到血液中，而原尿中的其余成分，
如水、无机盐、尿素和尿酸等最终形成尿液。
滤过时，不仅仅滤出血液中的废物，营养物质也会与废
物一起滤出；重吸收时，只吸收有用的营养物质而不吸收废物，最
终导致废物被浓缩，形成尿液排出体外。
（3）尿液的形成过程如图所示：
拓展培优
尿液形成过程中发生在毛细血管中的物质变化
（1）血液流经肾小球后，血液由含尿素多的动脉血变为含尿素少
的动脉血。
（2）血液流经肾脏中的毛细血管后,血液由含尿素多、含氧多的动
脉血变为含尿素少、含氧少的静脉血。#3
教材第186页
尿液中红细胞和葡萄糖的指标是不正常的，可能是肾脏肾小球和
肾小管出了问题。#1.1.2
5.尿液的排出
排出途径：肾脏 输尿管 膀胱 尿道 体外。
归纳总结
肾脏内的两条通路
1.血液在肾脏中的运输途径:肾动脉 肾内小动脉 入球小动脉
肾小球毛细血管网 出球小动脉 肾小管外毛细血管网 肾内小
静脉 肾静脉；血液由肾动脉进入肾脏,经肾静脉离开肾脏。
2.尿液的形成及排出途径:肾动脉 入球小动脉 肾小球 肾小囊
肾小管 输尿管 膀胱 尿道 体外。#3
6.血浆、原尿和尿液成分的区别#1
成分 血浆 原尿 尿液
大分子蛋白质 有 没有 没有
葡萄糖 有 有 没有
氨基酸 有 有 没有
无机盐 有 有 有
尿素 有 有 有
特别提醒
尿液中有葡萄糖的原因
尿液中含有葡萄糖的原因可能有三个方面:一是肾小管发生病变;二
是胰岛素分泌不足;三是正常人一次摄取的糖类物质过多。#2
7.排尿的意义
（1）排出废物;
（2）调节体内水和无机盐的平衡;
（3）维持组织细胞的正常生理功能。#1.3
典例4 如图为人体内尿液形成过程示意图，图中①、②、③表示的
结构（或生理作用）分别是( )
A
A.动脉、滤过、重吸收 B.静脉、滤过、重吸收
C.静脉、重吸收、滤过 D.动脉、重吸收、滤过
解析：血液流经肾小球时，除了血细胞和大分子的蛋白质外，血浆
中的一部分水、无机盐、葡萄糖和尿素等物质，都可以经过②肾小
球滤过到肾小囊内，形成原尿；在肾小球里，血液只进行了滤过作
用，并没有发生气体交换，所以氧气和二氧化碳的含量几乎没有变
化，也就是血液仍然是动脉血，①为出球小动脉。当原尿流经肾小
管时，其中对人体有用的物质，包括大部分水、全部葡萄糖和部分
无机盐，被③肾小管重新吸收回血液里。故图中①为出球小动脉，
②为肾小球的滤过作用，③为肾小管的重吸收作用。
1.水的平衡#3
人体若摄入的水量过多时，尿量增加；若环境温度升高或剧烈运动
时大量出汗，尿量减少，排出的尿液中尿素的浓度就会升高。肾脏
就是这样来平衡体内水分的。#3.1.1
教材第188页
（1）人体通过饮水、进食、细胞的呼吸作用等获得水分。食物中
的水分到达体内细胞的途径是消化道吸收水分 毛细血管 血液
循环 组织细胞。
（2）人体通过呼吸、流汗、排尿、排粪等排出水分,其中排尿是水
分排出体外最主要的途径。#3.3
2.盐的平衡
人体细胞周围的液体——细胞外液，含有一定量的无机盐，而且它
们的含量必须保持相对稳定，细胞才能正常生活。
肾脏对水盐平衡的调节能力是有一定限度的。当盐浓度
过高，超出了肾脏的调节能力时，人体就会因为积累过多的盐而死
亡，这就是人不能饮用海水的原因。
教材第189页
当人体严重腹泻、剧烈呕吐时，体内会丢失大量的水和无机盐,且
由于肠胃功能失调（减弱），消化、吸收能力减弱，人体难以从消
化道中获得足够的水分和无机盐，所以最好的解决方法是通过静脉
注射生理盐水来补充水分和无机盐，使体内的水盐保持平衡。

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