试卷为双语(马来文/英文);课程以英语授课。

肺泡

肺泡是肺中进行氧气与二氧化碳交换的微小气囊。其薄壁、大表面积、湿润内衬与丰富血供使扩散快速。

肺中有数百万个肺泡。它们位于气道末端,是氧气进入血液、二氧化碳离开血液之处。

空气经气管、支气管,再经细支气管到达肺泡。每条细支气管末端连着一簇肺泡,形似一串葡萄,每个肺泡外面都包裹着一张毛细血管网。

因此,肺泡是呼吸系统与循环系统交会的地方。关于这一结构的考题,通常检验你能否把气体交换解释为顺浓度梯度的扩散,而不是空气被推入血液。

组成与功能

部分功能
肺泡壁(鳞状上皮)厚仅一个细胞,使氧气与二氧化碳的扩散距离短
毛细血管网使血液靠近肺泡,让气体在空气与血液之间交换
毛细血管壁(内皮)同样只有一个细胞厚,因此空气与血液之间的屏障总共只有两个细胞
湿润内衬一层薄薄的水膜让氧气先溶解,再扩散进入血液
气腔容纳吸气时带入的空气,供气体交换
细支气管把空气送入这簇肺泡并把空气排出的狭窄管道
肺泡周围的弹性纤维吸气时伸展,呼气时回缩,把空气推出

结构如何与功能相配

肺泡为快速扩散而适应:壁厚仅一个细胞、距离短;数百万肺泡带来极大的总表面积;内衬湿润使气体溶解;毛细血管网密布使血液靠近,从而保持陡峭的浓度梯度。

每一项适应都对应一个影响扩散速率的因素。评卷人给分看的是这层联系,而不只是列出特征。

  • 壁厚仅一个细胞,扩散距离短,氧气与二氧化碳能快速穿过。
  • 数百万个肺泡,气体交换的总表面积极大,每秒扩散的气体更多。
  • 湿润内衬,氧气先溶于水膜,只有溶解的气体才能扩散穿过膜。
  • 毛细血管网密布,载氧离开的血液不断被替换,血液中氧浓度保持较低,梯度保持陡峭。
  • 持续通气,呼吸以新鲜空气取代陈旧空气,使肺泡内氧浓度保持高、二氧化碳浓度保持低。
  • 弹性纤维,肺泡伸展以容纳更多空气,回缩以排出空气,因此每一次呼吸都在持续交换。

相关过程

肺泡中的气体交换完全依靠扩散。肺泡气中的氧浓度高于从肺动脉送来的缺氧血液,因此氧气扩散进入血液,溶于血浆,并与红细胞中的血红蛋白结合形成氧合血红蛋白。

血液中的二氧化碳浓度高于肺泡气,因此它向相反方向扩散,随呼气排出。

通气是维持这些梯度的过程。吸气时,膈肌收缩变平,肋间外肌收缩使肋骨上抬,胸腔容积增大,胸腔内压力降至低于大气压,空气流入。

呼气时过程相反,肺泡的弹性回缩帮助把空气推出。由于肺泡是气体交换的场所,它也与有氧呼吸相连:它装入血液的氧气在线粒体中被利用,它排出的二氧化碳正是呼吸作用的废物。

常见标注错误

例题与参考答案

题目(试卷二 A 部分风格):图 X 显示一个肺泡与一条毛细血管。(a) 说出氧气从肺泡进入血液的过程名称。

[1 分] (b) 解释肺泡适应这一过程的两种方式。[4 分] (c) 说明进入毛细血管的血液与离开时的血液有何不同。

[1 分]

参考答案:(a) 扩散。(b) 肺泡壁只有一个细胞厚,因此扩散距离短,气体快速穿过。

肺泡具有湿润内衬,因此氧气先溶解再扩散穿过膜。(备选要点:数百万肺泡带来极大的总表面积,提高扩散速率;密布的毛细血管网把含氧血带走,维持陡峭的浓度梯度

)(c) 进入的血液为缺氧血,二氧化碳浓度高;离开的血液为含氧血,二氧化碳浓度较低。

评分说明:(b) 部分每项适应各得一分特征分和一分解释分。只写特征而不解释只能得一半分数。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

肺泡如何适应气体交换?
肺泡有四项利于高效扩散的主要适应:壁厚仅一个细胞,使气体扩散的距离极短;数百万肺泡带来极大的总表面积;湿润的内衬使氧气与二氧化碳能溶解;密布的毛细血管网使血液靠近,从而保持陡峭的浓度梯度。它们共同使氧气与二氧化碳的交换快速。
为什么肺泡的内衬必须湿润?
气体只有溶解后才能扩散穿过细胞膜。肺泡内侧的水膜把空气中的氧气溶解,使其能穿过肺泡壁与毛细血管壁进入血浆。没有这层湿润,气体交换速率会大幅下降。
是什么让肺泡中的浓度梯度保持陡峭?
两件事共同作用。通气不断把新鲜空气带入,使肺泡内氧浓度保持较高。同时,流经毛细血管的血液不断把含氧血带走、把缺氧血送来,使肺泡旁血液中的氧浓度保持较低。两者之差持续推动扩散。

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