生物化学006教学课件

——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换第六章气体交换—呼吸1——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换●呼吸进行的条件气体必须溶于水，才能被吸收

一、陆生植物的气体交换

二、动物的气体交换

─呼吸

2——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换一、陆生植物的气体交换气孔、皮孔，气体交换面在体内，保持湿润。(一)叶和气孔（气体交换的细胞表面积＞＞叶表面积）蒸腾作用（transpiration）作用：湿润、散热(二)茎和根的气体交换茎：幼茎——气孔；老茎——皮孔。根：无特化气体通道。①根毛和幼根表皮，②体内间隙。3——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换（一）水生动物

1.无专门呼吸器官2.体表（皮肤）呼吸3.鳃呼吸4.其他形式呼吸器官1.无专门的呼吸器官

单细胞动物（原生动物）—整个细胞的表面；

小型多细胞动物（海绵、水螅等）身体—两层细胞；每个细胞—直接与水接触5——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换2.体表（皮肤）呼吸

蜗虫、水生蚯蚓等；

沙蚕

皮肤；

肉足（疣足）P291图12-14

起源：体壁（皮肤）外伸物；

功能：运动、呼吸（血管鳃）6——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换3.鳃呼吸河蚌

P140,图6-3、鱼P139，图6-2●鳃的起源：体壁（皮肤）外伸物；●鳃的特点

表面积大

血管丰富（血管鳃）

壁薄（仅1-2层细胞）

制造水流：口、鳃盖的张闭（鱼）；鳃表纤毛摆动（河蚌）

逆流交换：水流、血流方向相反7——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换水生昆虫：气管

直接从空气中获得氧气

到水面上呼吸；

呼吸管：伸出水面呼吸

物理鳃：从水中获得溶解氧

构造：绒毛（翅下、体背面、整个体表）

机制：呼吸→气泡内氧分压下降→水中溶解氧→进入气泡；生活环境：水温低、含氧量高（湍急山溪）9——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换（二）陆生动物●无专门的呼吸器官陆涡虫、蚯蚓等—皮肤呼吸

潮湿环境→

保持皮肤湿润●专门的呼吸器官

★陆生动物呼吸时面临的问题空气干燥→呼吸器官失水

★解决办法：

专门的呼吸器官;

呼吸器官深藏体内;

足够的面积;

气体的运输10——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换

陆生动物的呼吸器官1.书肺（自学）；2.气管；3.肺1.书肺（自学）蜘蛛P142，图6-41-2对—腹部腹面囊状内陷与书鳃（鲎）同源；书叶状—故名；书肺孔—保水11——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换

蝗虫：

气孔：10对（胸2、腹8）

前4对—进气；后6对—排气

交替开放

跳蚤：8对气孔

平时：仅第1、8对开放间隔时间长（5-10秒/次）

高温、运动时

频率→快

开放时间→长开放气孔→多

雌性吸血后（卵巢发育）：全部开放

13——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换

昆虫气体运输的特点

微气管→直接送到组织、细胞

血液不运输气体

优点：高度适应陆生干燥环境

缺点：不适用于大型动物14——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换3.肺：

(1)陆生蜗牛（自学）(2)脊椎动物(1)陆生蜗牛—“肺（囊）”P142,图6-5血管丰富不是真正的肺外套膜（体壁）的一部分；

与脊椎动物的肺不是同源器官15——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换肺鱼、总鳍鱼

呼吸器官

鳃—主要呼吸器官

“肺”（鳔）：干旱、陆上迁徙时

外鼻孔

→鼻腔→内鼻孔→口腔→食道

→鳔管→

鳔

过渡类型：水生→陆生；

鳔：陆生动物肺的前身（同源器官）17——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换有尾两栖类（蝾螈）（自学）

肺—

成体、简单（无分隔）；皮肤；鳃—

幼体有，成体有或无无尾两栖类（蛙、蟾蜍）

幼体：鳃（成体无）；成体：肺—

分隔简单、空泡状；

皮肤—湿润→失水；18——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换爬行类（龟、鳖、蜥蜴、蛇）

肺—

发达（海绵状）鸟类、哺乳类

肺—高度发达（海绵状）；

高代谢率，恒温19——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换1.鸣管P.143,图6-6

特点—不同于哺乳类

位置：气管下方、气管与支气管之间哺乳类—喉—气管上方；

构造：

鸣膜—1对；

鸣肌

—

气管外；哺乳类—声带—喉内；

发声：呼、吸气时均能发声；哺乳类—呼气时才能发声21——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换2.肺特点（不同于哺乳动物）

●无肺泡

—

网状微气管组成●微气管—

网状（两端均与支气管相通）（肺泡

—泡状盲端）

●气流在微气管中单向流动

支气管

→微气管→支气管22——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换3.气囊P144,图6-7,A

●分布：身体各处，包括骨骼●功能

减轻比重—

利于飞翔；

冷却降温系统剧烈飞行运动→

大量的热；

帮助呼吸：储存新鲜空气（见下页）23——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换5.呼吸特点●气体在肺内单向流动P144,图6-7,B

●双重呼气：呼吸一次，进行两次气体交换呼、吸气时均有新鲜空气进入肺，各进行一次气体交换

●逆流交换P144,图6-7,B●高效率：适应高代谢率25——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换（四）人的呼吸系统P145,图6-8

1.呼吸道及气体交换2.呼吸动作（略讲）3.肺活量（自学）4.窒息（略讲）5.高空飞行（略讲）6.潜水7.潜水海兽（略讲）（人的呼吸系统！）8.请勿吸烟26——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换●肺：左、右1对，海绵状

组成：

小气管；微气管；

肺泡—大量、海绵状；

肺泡—

高效气体交换器官

表面积极大（～100m2＞皮肤面积）；

壁薄—1层细胞；密布微血管；

气体交换方式—

扩散（被动运输）取决于O2、CO2分压（浓度）29——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换2.呼吸动作（略讲）

肺壁：无横纹肌→无主动扩张、收缩能力

胸廓的扩张与收缩

横隔膜

升、降→胸腔上下径变化；

肋间机

舒张、收缩→胸腔前后、左右径变化

（接下页）30——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换吸气运动—主动吸入

横隔膜→收缩→下降→胸腔上下径扩大；

肋间外肌收缩、肋间内肌舒张→肋骨前端上举→胸骨推向前方→胸腔前后径、左右径扩大；共同作用→

胸腔扩大→负压→外界空气被吸入呼气运动：气体被动压出

横隔膜→舒张→隆起→胸腔上下径恢复（变小）

肋间外肌舒张、肋间内肌收缩→肋骨、胸骨复位→胸腔前后径、左右径恢复（变小）

共同结果：胸腔缩小→肺被压缩→正压→肺内气体（CO2）呼出31——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换●呼吸方式

胸式呼吸：肋间肌运动形成的呼吸运动；

腹式呼吸：横隔膜运动形成的呼吸运动；

混合呼吸：胸式呼吸+腹式呼吸；

平静时—75%腹式呼吸；

25%胸式呼吸；

负压呼吸：哺乳类、鸟类的呼吸；

正压（吞咽式）呼吸：蛙类—吞（压）气入肺；32——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换3.肺活量（自学）

潮气：平静呼吸时，一次吸入（或呼出）的空气量

补吸（呼）气：

平静吸（呼）气后，再深吸（呼）气，吸入（或呼出）的空气量

肺活量：潮气+补吸气+补呼气

残气：深呼气后，肺内残留的气量；

哺乳类特点—鸟类如何？33——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换4.窒息（略讲）

供氧障碍→细胞缺氧→细胞呼吸受阻

溺水：肺泡充水

肺炎：肺泡充满组织液

CO中毒：CO与血红蛋白结合

氰化物中毒：细胞色素氧化酶失活→电子传递受阻34——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换5.高空飞行（略讲）

高空缺氧

高度↑→气压（包括氧分压）↓

→肺泡内气体交换量↓→血液中含氧量↓

耐受极限

高度7000m

动脉血含氧量↓→正常值的50%；超过耐受极限→昏迷加压密封舱35——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换6.潜水●呼吸困难：水下高压→肺泡难以张开；

●压缩空气：长时间吸入→氮麻醉（迟钝、思睡、昏迷）

●

氮麻醉

成人体内氮气—1L（海平面上）：

脂肪吸收：0.5L---不可能再增加；

溶于体液：0.5L；潜水：压缩空气

→体液含氮量↑100m深，11L氮（接下页）36——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换危害

迟钝、思睡、昏迷；

迅速上升→突然减压→体液中氮逸出→气泡

痛苦、失去知觉；

阻塞中枢神经传导通路→不治的麻痹症

解决办法：控制潜水时间；

缓慢上升；

加压舱—逐渐减压37——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换7.潜水海兽（略讲）

—形态、行为、生理的适应性

●体内含氧量高—

每千克体重比人多2倍

肺小（形态）：利于潜水;含氧量小（占含氧总量5%）（人36%）

血液含氧量高（生理）占全身含氧量70%（人51%）

脾脏大（形态）：→

储存的血液量大→供潜水用（比非潜水动物多2-3倍）

肌肉含氧量高肌红蛋白含量高（生理）—结合大量的氧（接下页）38——————————————普通生物学•第二部分个体生物学•第六章气体交换●潜水时供血情况（生理）