人类的运输

基础

心脏如双泵推动双循环,血液经动脉、微血管和静脉周游全身;瓣膜防止倒流,红血球的血红素运载氧气,微血管与组织交换物质并形成组织液,淋巴系统补足运输网络。

适合:中六生物 · 单元:生物与环境(二) · 建议学习路径第 2/6 课

学完呢课,你会识:
  • 双循环=体循环(左心室→全身→右心房)+肺循环(右心室→肺→左心房),血液一周两次过心,兼顾高压供氧与肺部保护。
  • 心脏四腔分工:心房接收、心室泵出;房室瓣(三尖瓣、二尖瓣)和半月瓣确保单向流动;冠状动脉供养心肌。
  • 动脉厚壁高压离心,静脉薄壁有瓣膜回心,微血管单层细胞、血流最慢、负责交换。
文体:科学知识说明文有声朗读

文体小知识:科学知识说明文——以心脏为泵、血管为管道、血液为载体,讲解双循环路线、瓣膜防倒流与微血管交换,并比较三类血管的结构与功能。

生物Biology
读呢课前,你应该识: 人类的营养与气体交换

§课文原文 Passage

1循环系统是一个封闭的运输网络,心脏是动力泵。人类的循环属双循环:体循环把含氧血由左心室压往全身,回流入右心房;肺循环再把血液由右心室送往肺部充氧,回到左心房。血液每完成一周全身旅程要两次经过心脏,令体循环维持高压高效,肺循环则保持较低压力,保护肺部的微血管。

2心脏分四腔:上为左、右心房,下为左、右心室。心房接收回流血液,心室负责泵出;左心室壁最厚,因要把血液推向全身。房室瓣(右侧三尖瓣、左侧二尖瓣)和心室出口的半月瓣确保血液单向流动,防止倒流。心肌本身的氧气供应靠冠状动脉,一旦被脂肪堵塞,心肌缺血坏死,便引致心脏病发。

3血管分三类。动脉把血液带离心脏,管壁厚、肌肉和弹性纤维多,能承受高压并有助推进;静脉把血液送回心脏,血压低、管壁较薄,内有瓣膜防止倒流;微血管最细,管壁只有一层扁平细胞,血流最慢,是物质交换的场所。血液在此把养分和氧气交给细胞,带走代谢废物。

4血液由血浆和血细胞组成。血浆约九成是水,运载养分、代谢废物、激素和二氧化碳;红血球呈双凹圆饼形、成熟后无核,内含血红素,在氧浓度高的肺部与氧结合,到氧浓度低的组织把氧释放;白血球负责吞噬病原体和产生免疫反应;血小板与血浆蛋白合作,在伤口处凝固血液。

5在微血管处,血压把血浆中部分水分和溶质压出管壁,形成组织液,浸浴着细胞并与之交换物质;大部分组织液在微血管静脉端回流血液,其余进入淋巴管成为淋巴,最后经静脉回流心脏。淋巴系统还负责把小肠吸收的脂质运入血液,并在淋巴结过滤病原体。

1重点摘要 Summary

心脏如双泵推动双循环,血液经动脉、微血管和静脉周游全身;瓣膜防止倒流,红血球的血红素运载氧气,微血管与组织交换物质并形成组织液,淋巴系统补足运输网络。

2生字卡 Vocabulary

D
Double circulation双循环

血液经过心脏两次才完成一周旅程的循环方式,包括体循环和肺循环。

A
Atrium心房

心脏上方的腔室,负责接收回流血液并送入心室。

V
Ventricle心室

心脏下方的腔室,负责把血液泵出;左心室壁最厚。

V
Valve瓣膜

确保血液单向流动的结构,包括房室瓣(三尖瓣、二尖瓣)和半月瓣,防止倒流。

C
Coronary artery冠状动脉

供应心肌氧气和养分的动脉;被堵塞会令心肌缺血,引致心脏病发。

A
Artery动脉

把血液带离心脏的血管,管壁厚、肌肉和弹性纤维多,能承受高血压。

V
Vein静脉

把血液送回心脏的血管,血压低、管壁较薄,内有瓣膜防止倒流。

C
Capillary微血管

管壁只有一层扁平细胞的细小血管,血流最慢,是血液与细胞交换物质的场所。

H
Haemoglobin血红素

红血球内含铁的色素蛋白,在肺与氧结合,在氧浓度低的组织把氧释放。

T
Tissue fluid组织液

血浆中的水分和溶质经微血管壁渗出形成的液体,浸浴细胞并作为物质交换的媒介。

3逐步讲解 Steps

  1. 第一步:为何需要双循环人类是恒温动物,细胞耗氧量大,需要高效的运输系统。人体的循环属双循环:体循环由左心室出发,把含氧血送往全身各器官,回流入右心房;肺循环由右心室出发,把血液送往肺部进行气体交换,回到左心房。血液完成一次全身旅程要两次经过心脏,令体循环维持高压高效供氧,肺循环则维持较低压力,不会损害肺部的微血管。举个例子:鱼类采用单循环,血液流过鳃后血压大减,运氧效率远不及采用双循环的哺乳类。
  2. 第二步:心脏四腔与血流路线心脏分为四腔:上方是左、右心房,负责接收回流血液;下方是左、右心室,负责把血液泵出。追踪一滴血的路线:身体回流的血液经大静脉入右心房,流入右心室,被泵入肺动脉送往肺;充氧后经肺静脉回到左心房,流入左心室,最后被泵入主动脉,展开全身之旅。举个例子:左心室壁是四腔中最厚的,因为它要把血液推送到全身最远的部位,所需的压力远高于只把血液送往邻近肺部的右心室。
  3. 第三步:瓣膜防倒流心脏内有四组瓣膜确保血液单向流动:右心房与右心室之间是三尖瓣,左心房与左心室之间是二尖瓣,两组房室瓣在心室收缩时关闭,防止血液倒流回心房;心室与肺动脉、主动脉的出口处是半月瓣,在心室舒张时关闭,防止动脉血倒流回心室。瓣膜的开合正是心跳声的来源。举个例子:用听诊器听心脏会听到两声,第一声主要是房室瓣关闭,第二声主要是半月瓣关闭;瓣膜受损会令血液倒流,影响泵血效率。
  4. 第四步:三类血管的对照血管按血流方向分三类。动脉把血液带离心脏,管壁厚、肌肉层和弹性纤维多,能承受心脏泵血的高压,弹性回缩更有助推进血液;静脉把血液送回心脏,血压低、管壁较薄,内有瓣膜防止倒流,并靠四周骨骼肌收缩挤压协助回流;微血管连接动脉与静脉,管径极细、管壁只有一层扁平细胞,血流最慢,正是物质交换的理想场所。举个例子:在手腕摸到的脉搏就是动脉随心跳扩张回缩的节奏;久站后脚踝轻微肿胀,则反映静脉回流变慢。
  5. 第五步:血液的成分与功能血液由血浆和三种血细胞组成。血浆约九成是水,运载养分、二氧化碳、激素和代谢废物;红血球呈双凹圆饼形、成熟后没有细胞核,内含血红素专责运氧,双凹形状增大表面积、缩短扩散距离;白血球有多种,负责吞噬病原体和产生免疫反应;血小板呈碎片状,与血浆中的蛋白质合作,在伤口处令血液凝固封堵破损。举个例子:长居高原的人红血球数量较多,正是身体对空气稀薄环境的适应,令运氧能力增强。
  6. 第六步:微血管交换与组织液在微血管的动脉端,血压把血浆中的水分和小分子溶质压出管壁,形成组织液,浸浴着身体细胞;养分和氧气经组织液扩散入细胞,细胞排出的代谢废物反向扩散入组织液。到了微血管的静脉端,血压下降,大部分组织液重新渗回微血管,其余进入淋巴管成为淋巴,最后经大静脉回流血液。淋巴系统同时把小肠吸收的脂质运入血液,并在淋巴结过滤病原体。举个例子:长期站立令组织液积聚在脚踝,形成轻微水肿,走动后便会消退。
  7. 第七步:运输系统与整体配合循环系统把消化、呼吸和排泄等系统连成一体。小肠吸收的葡萄糖和氨基酸经血液先由肝门静脉送往肝脏调节处理,再分布全身;氧气在肺部装载、在组织卸下;肾脏从血液过滤代谢废物形成尿液,维持内环境稳定。运动时,心脏泵血量和心跳率上升,血液重新分配,把较大比例送往肌肉和皮肤。举个例子:饭后血液集中流向消化道协助吸收养分,所以饱餐后马上剧烈运动,会令消化与肌肉争夺血液供应,容易感到不适。

4图解 Diagrams

双循环 Double circulation右心房右心室左心房左心室缺O血含O血肺动脉 → 肺主动脉 → 全身上下大静脉(回心)肺静脉(回心)三类血管动脉:离心、厚壁弹性静脉:回心、有瓣膜微血管:单层、物质交换血浆→组织液→淋巴瓣膜(三尖/二尖/半月)防倒流;血液成分:血浆+红血球(血红素运 O₂)+白血球+血小板。
图 1:心脏与双循环

5例题示范 Example

例题:写出一滴血从大静脉经心脏到达主动脉所经过的心脏腔室和血管的次序,并指出沿途经过的瓣膜名称及其防止倒流的位置;再解释为何左心室壁比右心室壁厚。

  1. 路线:大静脉→右心房→右心室→肺动脉→肺→肺静脉→左心房→左心室→主动脉。
  2. 三尖瓣位于右心房与右心室之间,心室收缩时关闭,防止血液倒流回右心房;二尖瓣位于左心房与左心室之间,功能相同。
  3. 半月瓣位于右心室与肺动脉、左心室与主动脉的出口处,心室舒张时关闭,防止动脉血倒流回心室。
  4. 左心室壁比右心室厚,因为左心室要把血液泵往全身所有器官,路程长、阻力大,需要较强的收缩力和较高的血压;右心室只需把血液送往邻近的肺。
  5. 答案:完整路线为:大静脉→右心房(经三尖瓣)→右心室(经半月瓣)→肺动脉→肺→肺静脉→左心房(经二尖瓣)→左心室(经半月瓣)→主动脉。房室瓣防止血液倒流回心房,半月瓣防止血液倒流回心室。左心室壁最厚,因其需以最高压力把血液送往全身;右心室只需较低压力把血液送往肺部。

6常见错误 Mistakes

✗ 动脉内流动的都是含氧血。
✓ 肺动脉内是含二氧化碳较多的缺氧血。动脉的定义是把血液带离心脏的血管,与血液的含氧量无关。
✗ 静脉血压高,所以管壁厚而弹性强。
✓ 静脉血压低、管壁较薄,依靠瓣膜和骨骼肌的挤压协助血液回流心脏;厚壁高压的是动脉。
✗ 红血球有细胞核,可以分裂补充数量。
✓ 哺乳类成熟的红血球没有细胞核,腾出空间容纳更多血红素;新的红血球由骨髓制造。
✗ 组织液就是血液,成分与血浆完全相同。
✓ 组织液是血浆中水分和溶质渗出微血管形成,不含红血球和血小板,蛋白质含量亦远低于血浆。
✗ 心脏瓣膜的作用是帮助泵血加速。
✓ 瓣膜不产生动力,它的功能是确保血液单向流动、防止倒流;泵血动力来自心肌的收缩。

75 题快测 Quick check

Q1双循环包括哪两个循环?各从心脏哪一腔出发?

Q2为何左心室壁比右心室厚?

Q3微血管有哪些结构适应其交换功能?

Q4血液中哪种成分负责运氧?它在肺部和组织处分别有何变化?

Q5组织液如何形成?未能回流入微血管的部分去了哪里?

8重点回顾 Recap

  • 双循环=体循环(左心室→全身→右心房)+肺循环(右心室→肺→左心房),血液一周两次过心,兼顾高压供氧与肺部保护。
  • 心脏四腔分工:心房接收、心室泵出;房室瓣(三尖瓣、二尖瓣)和半月瓣确保单向流动;冠状动脉供养心肌。
  • 动脉厚壁高压离心,静脉薄壁有瓣膜回心,微血管单层细胞、血流最慢、负责交换。
  • 血液=血浆(运载养分废物激素)+红血球(血红素运氧)+白血球(防卫)+血小板(凝血)。
  • 微血管血压压出组织液浸浴细胞,多余部分经淋巴管回流静脉;淋巴系统同时运输脂质并在淋巴结过滤病原体。

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