一、呼吸系统的组成与功能
呼吸系统由呼吸道和肺两部分组成，主要功能是进行气体交换（吸入氧气，呼出二氧化碳）。
1. 呼吸道（气体进出肺的通道）
结构 | 功能 |
|---|
鼻 | 温暖、湿润、清洁空气（鼻毛阻挡灰尘，黏膜分泌黏液黏住异物，毛细血管加热空气） |
咽 | 气体和食物的共同通道（吞咽时会厌软骨盖住喉口，防止食物进入气管） |
喉 | 发声器官（声带振动发声），也是气体通道 |
气管、支气管 | 管壁有C形软骨支撑，保证气体畅通；黏膜分泌黏液黏住灰尘和细菌，纤毛摆动将其推向喉部咳出（痰的形成） |
2. 肺（气体交换的场所）
位置：胸腔内，左右各一，左肺两叶，右肺三叶。
结构特点：
肺泡数量极多（约3亿个），总面积大；
肺泡壁很薄（仅一层上皮细胞）；
肺泡外包绕着丰富的毛细血管和弹性纤维。
这些特点有利于肺泡与血液之间进行气体交换。
二、呼吸运动（肺与外界的气体交换）
呼吸运动由肋间肌和膈肌的收缩与舒张引起胸廓容积变化，从而实现吸气和呼气。
1. 吸气过程
肋间肌收缩 → 肋骨向上向外运动 → 胸廓前后径、左右径增大；
膈肌收缩 → 膈顶部下降 → 胸廓上下径增大；
胸廓容积增大 → 肺扩张 → 肺内气压低于外界大气压 → 外界气体进入肺。
2. 呼气过程
肋间肌舒张 → 肋骨向下向内运动 → 胸廓前后径、左右径缩小；
膈肌舒张 → 膈顶部回升 → 胸廓上下径缩小；
胸廓容积减小 → 肺回缩 → 肺内气压高于外界大气压 → 肺内气体排出体外。
呼吸频率：成年人平静时每分钟约16～18次，受年龄、活动强度等影响。
三、肺泡与血液的气体交换（肺换气）
1. 原理
气体扩散作用：气体总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
2. 过程
肺泡内：氧气浓度高，二氧化碳浓度低；
血液中（静脉血）：氧气浓度低，二氧化碳浓度高；
结果：氧气扩散进入血液，与红细胞中的血红蛋白结合；二氧化碳扩散进入肺泡，随呼气排出。
血液由静脉血变为动脉血。
四、气体在血液中的运输
氧气的运输：主要与红细胞中的血红蛋白结合，形成氧合血红蛋白（Hb + O₂ → HbO₂），随血液循环运送到全身组织细胞。
二氧化碳的运输：
大部分以碳酸氢盐（HCO₃⁻）的形式在血浆中运输；
小部分与血红蛋白结合（形成氨基甲酰血红蛋白）或与血浆蛋白结合运输。
五、血液与组织细胞的气体交换（组织换气）
组织细胞呼吸作用消耗氧气、产生二氧化碳 → 组织细胞内氧气浓度低、二氧化碳浓度高；
血液中（动脉血）：氧气浓度高、二氧化碳浓度低；
结果：氧气从血液扩散到组织细胞，二氧化碳从组织细胞扩散到血液；
血液由动脉血变为静脉血，再流回心脏，经肺循环重新获得氧气。
六、实验探究：模拟膈肌的运动
材料：玻璃钟罩（模拟胸廓）、气球（模拟肺）、橡皮膜（模拟膈肌）、Y形管（模拟气管、支气管）。
现象：
向下拉橡皮膜（膈肌收缩）→ 钟罩容积增大 → 气球膨胀（模拟吸气）；
松开橡皮膜（膈肌舒张）→ 钟罩容积减小 → 气球回缩（模拟呼气）。
结论：膈肌的收缩与舒张是引起呼吸运动的重要因素。
七、空气质量与健康
1. 常见空气污染源
工业废气、汽车尾气、燃煤烟尘、扬尘、吸烟（二手烟危害更大）。
2. 对人体呼吸系统的危害
引发或加重呼吸系统疾病：如支气管炎、哮喘、肺气肿、肺癌等。
3. 保护措施
减少污染物排放（绿色出行、使用清洁能源）；
加强空气质量监测，雾霾天减少户外活动，佩戴防霾口罩；
不吸烟，远离二手烟；
植树造林，增加绿化面积。
八、总结
人体呼吸的全过程包括四个环节：
肺与外界的气体交换（呼吸运动，通过胸廓容积变化实现）；
肺泡与血液的气体交换（气体扩散，静脉血变动脉血）；
气体在血液中的运输（氧气与血红蛋白结合，二氧化碳以碳酸氢盐等形式运输）；
血液与组织细胞的气体交换（气体扩散，动脉血变静脉血）。
呼吸系统通过结构与功能的适应（如肺泡的大量存在、呼吸道的清洁作用），高效完成气体交换，保障生命活动。
