人类的营养与气体交换
基础食物经口腔、胃和小肠逐站被酶分解成小分子，由绒毛吸收入血；呼吸系统的气囊提供广阔湿润的交换面，横膈膜与肋间肌的活动制造气压差，把空气吸入和呼出。
- 机械消化把食物磨碎拌匀，化学消化靠酶把大分子分解成可吸收的小分子，两者互相配合。
- 消化的主战场在小肠：胆汁乳化脂肪，胰液和肠液把碳水化合物、蛋白质和脂质彻底分解成葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪酸。
- 小肠以长度、皱襞、绒毛和微绒毛层层增大吸收面积，单层上皮缩短扩散距离，微血管和乳糜管快速运走养分。
文体小知识：科学知识说明文——追踪食物在消化道的逐站旅程和空气在呼吸系统的进出路线，讲解消化酶、绒毛吸收与气囊交换的结构适应，是人体系统单元的开篇。
§课文原文 Passage
1人类是异养生物，不能自制养分，必须进食现成的有机食物。均衡膳食需要碳水化合物、脂质、蛋白质、维生素、矿物质、食用纤维和水分，比例因年龄、活动量和生理状态而异。食物中的大分子不能直接穿过细胞膜，必须先经消化，变成细小可溶的分子，才能被身体吸收利用。
2消化分机械消化和化学消化两类：牙齿咀嚼和消化道蠕动把食物磨碎、拌匀，属机械消化；各种消化酶把大分子分解成小分子，属化学消化。口腔内的唾液淀粉酶把淀粉分解成麦芽糖；胃的盐酸杀菌并提供酸性环境，让胃蛋白酶把蛋白质分解成肽；小肠则是消化的主战场。
3小肠的消化与吸收都最活跃：胆汁由肝脏制造，把脂肪乳化成小油滴，增加酶作用的表面积；胰液和肠液含多种酶，把碳水化合物、蛋白质和脂质彻底分解成葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪酸。小肠壁的皱襞与绒毛、绒毛上皮的微绒毛层层放大吸收面积，养分经微血管和乳糜管进入血液。
4呼吸系统由鼻腔、气管、支气管、支气管小枝和气囊组成。气囊是气体交换的场所，数量极多、总面积广阔，囊壁只有一层扁平细胞，外面紧贴密集的微血管网，内壁湿润，让氧气和二氧化碳以扩散方式快速穿越，供全身细胞使用。
5换气依靠气压差驱动：吸气时横膈膜收缩变平、肋间外肌收缩把肋骨上提外移，胸腔容积增大，肺内气压低于大气压，空气流入，属主动过程；安静呼气时这些肌肉放松，胸腔回缩，气压升高把气体排出，属被动过程。呼吸的节奏由延髓的呼吸中心控制，运动时会自动加深加快。
1重点摘要 Summary
食物经口腔、胃和小肠逐站被酶分解成小分子，由绒毛吸收入血；呼吸系统的气囊提供广阔湿润的交换面，横膈膜与肋间肌的活动制造气压差，把空气吸入和呼出。
2生字卡 Vocabulary
以牙齿咀嚼和消化道蠕动把食物磨碎、拌匀的物理过程，不改变食物的化学本质。
消化酶把碳水化合物、蛋白质和脂质分解成可吸收的小分子的过程。
唾液中的酶，在口腔把淀粉分解成麦芽糖。
胆汁把大块脂肪打散成细小油滴，增大脂酶作用的表面积；胆汁本身不含酶。
小肠内壁的指状突起，内有微血管和乳糜管，大幅增加吸收面积。
绒毛上皮细胞表面的微小突起，进一步放大吸收面积。
肺部末端的小囊，是气体交换的场所；壁薄、湿润、外有微血管网。
分隔胸腔与腹腔的肌肉，收缩时变平下移，是吸气的主要动力。
空气进出肺部的过程，由胸腔容积改变造成的气压差驱动。
把未经消化、未被吸收的食物残渣（粪便）经肛门排出体外的过程。
3逐步讲解 Steps
- 第一步：人类的膳食需求人类是异养生物，不能像植物那样自制养分，必须进食现成的有机食物。均衡膳食应包含碳水化合物、脂质、蛋白质、维生素、矿物质、食用纤维和水分：碳水化合物和脂质主要供能，蛋白质负责生长与修复，维生素和矿物质调节代谢，纤维协助肠道蠕动。膳食需求随年龄、活动量和生理状态而变。举个例子：发育中的青少年需要较多蛋白质和钙质来长高和强化骨骼，孕妇则需要额外的铁质来制造自己和胎儿的血液。
- 第二步：消化系统的整体结构消化道是一条由口腔到肛门的长管，依次为口腔、食道、胃、小肠、大肠和肛门，另有唾腺、肝脏和胰脏三组附属腺体把消化液注入消化道。食物靠消化道壁的平滑肌蠕动推进：环肌与纵肌交替收缩，把食物磨碎、拌匀并送向前方，这种机械消化大幅增加食物与消化酶的接触面。举个例子：吞下的饭团经食道蠕动推入胃部，胃壁肌肉有节奏地搅拌，把它变成半流质的食糜，整个过程完全不需意识控制。
- 第三步：酶逐站上场的化学消化化学消化靠消化酶把大分子分解成小分子，每种酶只作用于特定受质。口腔内唾液淀粉酶把淀粉分解成麦芽糖；胃的盐酸杀菌并提供酸性环境，让胃蛋白酶把蛋白质分解成肽；小肠是消化主战场，胰液和肠液中的酶把各类食物彻底分解。举个例子：以淀粉为例，它在口腔被淀粉酶变成麦芽糖，进入小肠后再被麦芽糖酶分解成葡萄糖，才被肠壁吸收；胆汁同时把脂肪乳化成小油滴，令脂酶能更快把脂肪分解成甘油和脂肪酸。
- 第四步：小肠吸收的结构适应小肠是吸收养分的主要场所，其适应包括：长度长，内壁有环状皱襞，皱襞上密布绒毛，绒毛上皮细胞表面还有微绒毛，层层放大吸收面积；绒毛壁只有一层上皮细胞，缩短养分扩散的距离；每条绒毛内有微血管网和乳糜管，葡萄糖和氨基酸进入微血管，脂质产物多经乳糜管运走，养分被迅速带走以维持浓度梯度。大肠则吸收剩余的水分和无机盐，把残渣形成粪便，经肛门排出体外，这个过程称为排遗。举个例子：把小肠想成一条内壁铺满指状绒毛的长隧道，绒毛上再布满微绒毛，总吸收面积远超光滑的管子，养分一经分解便即被吸走。
- 第五步：呼吸系统的通道与气囊空气经鼻腔加温、加湿和过滤后，依次通过气管、支气管和支气管小枝，最后到达气囊。气囊是气体交换的场所，其适应令交换极为高效：数量以亿计，总表面积非常广阔；囊壁只有一层扁平细胞，扩散距离极短；外面紧贴密集的微血管网，氧气一进入便被血液迅速带走；内壁湿润，因为气体须先溶于水膜才能扩散。举个例子：气囊壁与微血管壁贴合之处薄如两层细胞，氧分子在数秒内便可完成这段跨越进入血液。
- 第六步：吸气与呼气的机制换气由气压差驱动，空气总是从高压流向低压。吸气时，横膈膜收缩变平，肋间外肌收缩把肋骨和胸骨上提外移，胸腔容积增大，肺随之扩张，肺内气压低于大气压，空气流入，这是主动过程。安静呼气时，横膈膜和肋间外肌放松，胸腔靠本身的弹性回缩，肺内气压高于大气压，气体被排出，是被动过程。举个例子：剧烈运动时呼吸加深加快，肋间内肌和腹肌也参与收缩，把呼气变成主动过程，大幅增加换气量以应付耗氧需求。
- 第七步：气体交换与转运途径气体交换靠扩散进行，方向由浓度差决定。在气囊，氧气浓度高于血液，氧气穿过囊壁进入微血管，与红血球的血红素结合被运走；血液带来的二氧化碳则反向扩散入气囊，随呼气排出。在身体组织，情况刚好相反：细胞不断进行呼吸作用消耗氧气并产生二氧化碳，氧气由血液释放并扩散入细胞。举个例子：跑步时腿部肌肉耗氧急增，组织处氧浓度变得很低，血红素便释出更多氧气，这种自动调节令供氧恰到好处。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
例题：小明吃下一件以面粉（主要含淀粉）和芝士（主要含蛋白质和脂质）制成的薄饼。试按次序写出三类食物成分在消化道内被消化的位置、涉及的消化液和酶，以及最终吸收的产物；并指出吸收主要在哪一段消化道进行，及其两项与吸收有关的结构适应。
- 淀粉在口腔被唾液淀粉酶部分分解成麦芽糖；进入小肠后，被胰液和肠液中的酶完全分解成葡萄糖。
- 蛋白质在胃被胃蛋白酶（在盐酸的酸性环境下）分解成肽；到达小肠后，被胰液和肠液的蛋白酶分解成氨基酸。
- 脂质在小肠先被胆汁乳化成细小油滴，再被胰液和肠液中的脂酶分解成甘油和脂肪酸。
- 吸收主要在小肠进行：绒毛和微绒毛层层增大吸收面积；绒毛壁只有一层上皮细胞，缩短扩散距离；绒毛内的微血管和乳糜管迅速把养分运走，维持浓度梯度。
- 答案：淀粉：口腔（唾液淀粉酶）→麦芽糖，小肠（胰液、肠液）→葡萄糖；蛋白质：胃（胃蛋白酶）→肽，小肠（胰液、肠液）→氨基酸；脂质：小肠，胆汁乳化后由脂酶分解→甘油和脂肪酸。葡萄糖和氨基酸经绒毛的微血管吸收，脂质产物主要经乳糜管运走。吸收主要在小肠进行，其适应包括皱襞、绒毛和微绒毛增大面积，以及单层上皮细胞缩短扩散距离。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1消化道哪些活动属于机械消化？举两个例子。
Q2胆汁在脂肪消化中扮演什么角色？
Q3蛋白质的最终消化产物是什么？在哪里被吸收？
Q4吸气时横膈膜和肋间外肌如何活动？为什么空气会流入肺？
Q5气囊有哪些适应特征令气体交换高效？
8重点回顾 Recap
- 机械消化把食物磨碎拌匀，化学消化靠酶把大分子分解成可吸收的小分子，两者互相配合。
- 消化的主战场在小肠：胆汁乳化脂肪，胰液和肠液把碳水化合物、蛋白质和脂质彻底分解成葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪酸。
- 小肠以长度、皱襞、绒毛和微绒毛层层增大吸收面积，单层上皮缩短扩散距离，微血管和乳糜管快速运走养分。
- 气囊四项适应：数量多、单层细胞、湿润内壁、微血管网密，令氧气和二氧化碳的扩散交换高效。
- 吸气是主动过程（横膈膜变平＋肋骨上提），安静呼气是被动过程；换气由气压差驱动，节奏由延髓控制。