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。
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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?
为什么肺泡的内衬必须湿润?
是什么让肺泡中的浓度梯度保持陡峭?
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