人類的營養與氣體交換
基礎食物經口腔、胃和小腸逐站被酶分解成小分子，由絨毛吸收入血；呼吸系統的氣囊提供廣闊濕潤的交換面，橫膈膜與肋間肌的活動製造氣壓差，把空氣吸入和呼出。
- 機械消化把食物磨碎拌勻，化學消化靠酶把大分子分解成可吸收的小分子，兩者互相配合。
- 消化的主戰場在小腸：膽汁乳化脂肪，胰液和腸液把碳水化合物、蛋白質和脂質徹底分解成葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪酸。
- 小腸以長度、皺襞、絨毛和微絨毛層層增大吸收面積，單層上皮縮短擴散距離，微血管和乳糜管快速運走養分。
文體小知識：科學知識說明文——追蹤食物在消化道的逐站旅程和空氣在呼吸系統的進出路線，講解消化酶、絨毛吸收與氣囊交換的結構適應，是人體系統單元的開篇。
§課文原文 Passage
1人類是異養生物，不能自製養分，必須進食現成的有機食物。均衡膳食需要碳水化合物、脂質、蛋白質、維生素、礦物質、食用纖維和水分，比例因年齡、活動量和生理狀態而異。食物中的大分子不能直接穿過細胞膜，必須先經消化，變成細小可溶的分子，才能被身體吸收利用。
2消化分機械消化和化學消化兩類：牙齒咀嚼和消化道蠕動把食物磨碎、拌勻，屬機械消化；各種消化酶把大分子分解成小分子，屬化學消化。口腔內的唾液澱粉酶把澱粉分解成麥芽糖；胃的鹽酸殺菌並提供酸性環境，讓胃蛋白酶把蛋白質分解成肽；小腸則是消化的主戰場。
3小腸的消化與吸收都最活躍：膽汁由肝臟製造，把脂肪乳化成小油滴，增加酶作用的表面積；胰液和腸液含多種酶，把碳水化合物、蛋白質和脂質徹底分解成葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪酸。小腸壁的皺襞與絨毛、絨毛上皮的微絨毛層層放大吸收面積，養分經微血管和乳糜管進入血液。
4呼吸系統由鼻腔、氣管、支氣管、支氣管小枝和氣囊組成。氣囊是氣體交換的場所，數量極多、總面積廣闊，囊壁只有一層扁平細胞，外面緊貼密集的微血管網，內壁濕潤，讓氧氣和二氧化碳以擴散方式快速穿越，供全身細胞使用。
5換氣依靠氣壓差驅動：吸氣時橫膈膜收縮變平、肋間外肌收縮把肋骨上提外移，胸腔容積增大，肺內氣壓低於大氣壓，空氣流入，屬主動過程；安靜呼氣時這些肌肉放鬆，胸腔回縮，氣壓升高把氣體排出，屬被動過程。呼吸的節奏由延髓的呼吸中心控制，運動時會自動加深加快。
1重點摘要 Summary
食物經口腔、胃和小腸逐站被酶分解成小分子，由絨毛吸收入血；呼吸系統的氣囊提供廣闊濕潤的交換面，橫膈膜與肋間肌的活動製造氣壓差，把空氣吸入和呼出。
2生字卡 Vocabulary
以牙齒咀嚼和消化道蠕動把食物磨碎、拌勻的物理過程，不改變食物的化學本質。
消化酶把碳水化合物、蛋白質和脂質分解成可吸收的小分子的過程。
唾液中的酶，在口腔把澱粉分解成麥芽糖。
膽汁把大塊脂肪打散成細小油滴，增大脂酶作用的表面積；膽汁本身不含酶。
小腸內壁的指狀突起，內有微血管和乳糜管，大幅增加吸收面積。
絨毛上皮細胞表面的微小突起，進一步放大吸收面積。
肺部末端的小囊，是氣體交換的場所；壁薄、濕潤、外有微血管網。
分隔胸腔與腹腔的肌肉，收縮時變平下移，是吸氣的主要動力。
空氣進出肺部的過程，由胸腔容積改變造成的氣壓差驅動。
把未經消化、未被吸收的食物殘渣（糞便）經肛門排出體外的過程。
3逐步講解 Steps
- 第一步：人類的膳食需求人類是異養生物，不能像植物那樣自製養分，必須進食現成的有機食物。均衡膳食應包含碳水化合物、脂質、蛋白質、維生素、礦物質、食用纖維和水分：碳水化合物和脂質主要供能，蛋白質負責生長與修復，維生素和礦物質調節代謝，纖維協助腸道蠕動。膳食需求隨年齡、活動量和生理狀態而變。舉個例子：發育中的青少年需要較多蛋白質和鈣質來長高和強化骨骼，孕婦則需要額外的鐵質來製造自己和胎兒的血液。
- 第二步：消化系統的整體結構消化道是一條由口腔到肛門的長管，依次為口腔、食道、胃、小腸、大腸和肛門，另有唾腺、肝臟和胰臟三組附屬腺體把消化液注入消化道。食物靠消化道壁的平滑肌蠕動推進：環肌與縱肌交替收縮，把食物磨碎、拌勻並送向前方，這種機械消化大幅增加食物與消化酶的接觸面。舉個例子：吞下的飯糰經食道蠕動推入胃部，胃壁肌肉有節奏地攪拌，把它變成半流質的食糜，整個過程完全不需意識控制。
- 第三步：酶逐站上場的化學消化化學消化靠消化酶把大分子分解成小分子，每種酶只作用於特定受質。口腔內唾液澱粉酶把澱粉分解成麥芽糖；胃的鹽酸殺菌並提供酸性環境，讓胃蛋白酶把蛋白質分解成肽；小腸是消化主戰場，胰液和腸液中的酶把各類食物徹底分解。舉個例子：以澱粉為例，它在口腔被澱粉酶變成麥芽糖，進入小腸後再被麥芽糖酶分解成葡萄糖，才被腸壁吸收；膽汁同時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：小腸吸收的結構適應小腸是吸收養分的主要場所，其適應包括：長度長，內壁有環狀皺襞，皺襞上密布絨毛，絨毛上皮細胞表面還有微絨毛，層層放大吸收面積；絨毛壁只有一層上皮細胞，縮短養分擴散的距離；每條絨毛內有微血管網和乳糜管，葡萄糖和氨基酸進入微血管，脂質產物多經乳糜管運走，養分被迅速帶走以維持濃度梯度。大腸則吸收剩餘的水分和無機鹽，把殘渣形成糞便，經肛門排出體外，這個過程稱為排遺。舉個例子：把小腸想成一條內壁鋪滿指狀絨毛的長隧道，絨毛上再佈滿微絨毛，總吸收面積遠超光滑的管子，養分一經分解便即被吸走。
- 第五步：呼吸系統的通道與氣囊空氣經鼻腔加溫、加濕和過濾後，依次通過氣管、支氣管和支氣管小枝，最後到達氣囊。氣囊是氣體交換的場所，其適應令交換極為高效：數量以億計，總表面積非常廣闊；囊壁只有一層扁平細胞，擴散距離極短；外面緊貼密集的微血管網，氧氣一進入便被血液迅速帶走；內壁濕潤，因為氣體須先溶於水膜才能擴散。舉個例子：氣囊壁與微血管壁貼合之處薄如兩層細胞，氧分子在數秒內便可完成這段跨越進入血液。
- 第六步：吸氣與呼氣的機制換氣由氣壓差驅動，空氣總是從高壓流向低壓。吸氣時，橫膈膜收縮變平，肋間外肌收縮把肋骨和胸骨上提外移，胸腔容積增大，肺隨之擴張，肺內氣壓低於大氣壓，空氣流入，這是主動過程。安靜呼氣時，橫膈膜和肋間外肌放鬆，胸腔靠本身的彈性回縮，肺內氣壓高於大氣壓，氣體被排出，是被動過程。舉個例子：劇烈運動時呼吸加深加快，肋間內肌和腹肌也參與收縮，把呼氣變成主動過程，大幅增加換氣量以應付耗氧需求。
- 第七步：氣體交換與轉運途徑氣體交換靠擴散進行，方向由濃度差決定。在氣囊，氧氣濃度高於血液，氧氣穿過囊壁進入微血管，與紅血球的血紅素結合被運走；血液帶來的二氧化碳則反向擴散入氣囊，隨呼氣排出。在身體組織，情況剛好相反：細胞不斷進行呼吸作用消耗氧氣並產生二氧化碳，氧氣由血液釋放並擴散入細胞。舉個例子：跑步時腿部肌肉耗氧急增，組織處氧濃度變得很低，血紅素便釋出更多氧氣，這種自動調節令供氧恰到好處。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題：小明吃下一件以麵粉（主要含澱粉）和芝士（主要含蛋白質和脂質）製成的薄餅。試按次序寫出三類食物成分在消化道內被消化的位置、涉及的消化液和酶，以及最終吸收的產物；並指出吸收主要在哪一段消化道進行，及其兩項與吸收有關的結構適應。
- 澱粉在口腔被唾液澱粉酶部分分解成麥芽糖；進入小腸後，被胰液和腸液中的酶完全分解成葡萄糖。
- 蛋白質在胃被胃蛋白酶（在鹽酸的酸性環境下）分解成肽；到達小腸後，被胰液和腸液的蛋白酶分解成氨基酸。
- 脂質在小腸先被膽汁乳化成細小油滴，再被胰液和腸液中的脂酶分解成甘油和脂肪酸。
- 吸收主要在小腸進行：絨毛和微絨毛層層增大吸收面積；絨毛壁只有一層上皮細胞，縮短擴散距離；絨毛內的微血管和乳糜管迅速把養分運走，維持濃度梯度。
- 答案：澱粉：口腔（唾液澱粉酶）→麥芽糖，小腸（胰液、腸液）→葡萄糖；蛋白質：胃（胃蛋白酶）→肽，小腸（胰液、腸液）→氨基酸；脂質：小腸，膽汁乳化後由脂酶分解→甘油和脂肪酸。葡萄糖和氨基酸經絨毛的微血管吸收，脂質產物主要經乳糜管運走。吸收主要在小腸進行，其適應包括皺襞、絨毛和微絨毛增大面積，以及單層上皮細胞縮短擴散距離。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1消化道哪些活動屬於機械消化？舉兩個例子。
Q2膽汁在脂肪消化中扮演什麼角色？
Q3蛋白質的最終消化產物是什麼？在哪裏被吸收？
Q4吸氣時橫膈膜和肋間外肌如何活動？為什麼空氣會流入肺？
Q5氣囊有哪些適應特徵令氣體交換高效？
8重點回顧 Recap
- 機械消化把食物磨碎拌勻，化學消化靠酶把大分子分解成可吸收的小分子，兩者互相配合。
- 消化的主戰場在小腸：膽汁乳化脂肪，胰液和腸液把碳水化合物、蛋白質和脂質徹底分解成葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪酸。
- 小腸以長度、皺襞、絨毛和微絨毛層層增大吸收面積，單層上皮縮短擴散距離，微血管和乳糜管快速運走養分。
- 氣囊四項適應：數量多、單層細胞、濕潤內壁、微血管網密，令氧氣和二氧化碳的擴散交換高效。
- 吸氣是主動過程（橫膈膜變平＋肋骨上提），安靜呼氣是被動過程；換氣由氣壓差驅動，節奏由延髓控制。