人類的運輸
基礎心臟如雙泵推動雙循環,血液經動脈、微血管和靜脈周遊全身;瓣膜防止倒流,紅血球的血紅素運載氧氣,微血管與組織交換物質並形成組織液,淋巴系統補足運輸網絡。
- 雙循環=體循環(左心室→全身→右心房)+肺循環(右心室→肺→左心房),血液一周兩次過心,兼顧高壓供氧與肺部保護。
- 心臟四腔分工:心房接收、心室泵出;房室瓣(三尖瓣、二尖瓣)和半月瓣確保單向流動;冠狀動脈供養心肌。
- 動脈厚壁高壓離心,靜脈薄壁有瓣膜回心,微血管單層細胞、血流最慢、負責交換。
文體小知識:科學知識說明文——以心臟為泵、血管為管道、血液為載體,講解雙循環路線、瓣膜防倒流與微血管交換,並比較三類血管的結構與功能。
§課文原文 Passage
1循環系統是一個封閉的運輸網絡,心臟是動力泵。人類的循環屬雙循環:體循環把含氧血由左心室壓往全身,回流入右心房;肺循環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兩次經過心臟,令體循環維持高壓高效,肺循環則保持較低壓力,保護肺部的微血管。
2心臟分四腔:上為左、右心房,下為左、右心室。心房接收回流血液,心室負責泵出;左心室壁最厚,因要把血液推向全身。房室瓣(右側三尖瓣、左側二尖瓣)和心室出口的半月瓣確保血液單向流動,防止倒流。心肌本身的氧氣供應靠冠狀動脈,一旦被脂肪堵塞,心肌缺血壞死,便引致心臟病發。
3血管分三類。動脈把血液帶離心臟,管壁厚、肌肉和彈性纖維多,能承受高壓並有助推進;靜脈把血液送回心臟,血壓低、管壁較薄,內有瓣膜防止倒流;微血管最細,管壁只有一層扁平細胞,血流最慢,是物質交換的場所。血液在此把養分和氧氣交給細胞,帶走代謝廢物。
4血液由血漿和血細胞組成。血漿約九成是水,運載養分、代謝廢物、激素和二氧化碳;紅血球呈雙凹圓餅形、成熟後無核,內含血紅素,在氧濃度高的肺部與氧結合,到氧濃度低的組織把氧釋放;白血球負責吞噬病原體和產生免疫反應;血小板與血漿蛋白合作,在傷口處凝固血液。
5在微血管處,血壓把血漿中部分水分和溶質壓出管壁,形成組織液,浸浴着細胞並與之交換物質;大部分組織液在微血管靜脈端回流血液,其餘進入淋巴管成為淋巴,最後經靜脈回流心臟。淋巴系統還負責把小腸吸收的脂質運入血液,並在淋巴結過濾病原體。
1重點摘要 Summary
心臟如雙泵推動雙循環,血液經動脈、微血管和靜脈周遊全身;瓣膜防止倒流,紅血球的血紅素運載氧氣,微血管與組織交換物質並形成組織液,淋巴系統補足運輸網絡。
2生字卡 Vocabulary
血液經過心臟兩次才完成一周旅程的循環方式,包括體循環和肺循環。
心臟上方的腔室,負責接收回流血液並送入心室。
心臟下方的腔室,負責把血液泵出;左心室壁最厚。
確保血液單向流動的結構,包括房室瓣(三尖瓣、二尖瓣)和半月瓣,防止倒流。
供應心肌氧氣和養分的動脈;被堵塞會令心肌缺血,引致心臟病發。
把血液帶離心臟的血管,管壁厚、肌肉和彈性纖維多,能承受高血壓。
把血液送回心臟的血管,血壓低、管壁較薄,內有瓣膜防止倒流。
管壁只有一層扁平細胞的細小血管,血流最慢,是血液與細胞交換物質的場所。
紅血球內含鐵的色素蛋白,在肺與氧結合,在氧濃度低的組織把氧釋放。
血漿中的水分和溶質經微血管壁滲出形成的液體,浸浴細胞並作為物質交換的媒介。
3逐步講解 Steps
- 第一步:為何需要雙循環人類是恆溫動物,細胞耗氧量大,需要高效的運輸系統。人體的循環屬雙循環:體循環由左心室出發,把含氧血送往全身各器官,回流入右心房;肺循環由右心室出發,把血液送往肺部進行氣體交換,回到左心房。血液完成一次全身旅程要兩次經過心臟,令體循環維持高壓高效供氧,肺循環則維持較低壓力,不會損害肺部的微血管。舉個例子:魚類採用單循環,血液流過鰓後血壓大減,運氧效率遠不及採用雙循環的哺乳類。
- 第二步:心臟四腔與血流路線心臟分為四腔:上方是左、右心房,負責接收回流血液;下方是左、右心室,負責把血液泵出。追蹤一滴血的路線:身體回流的血液經大靜脈入右心房,流入右心室,被泵入肺動脈送往肺;充氧後經肺靜脈回到左心房,流入左心室,最後被泵入主動脈,展開全身之旅。舉個例子:左心室壁是四腔中最厚的,因為它要把血液推送到全身最遠的部位,所需的壓力遠高於只把血液送往鄰近肺部的右心室。
- 第三步:瓣膜防倒流心臟內有四組瓣膜確保血液單向流動:右心房與右心室之間是三尖瓣,左心房與左心室之間是二尖瓣,兩組房室瓣在心室收縮時關閉,防止血液倒流回心房;心室與肺動脈、主動脈的出口處是半月瓣,在心室舒張時關閉,防止動脈血倒流回心室。瓣膜的開合正是心跳聲的來源。舉個例子:用聽診器聽心臟會聽到兩聲,第一聲主要是房室瓣關閉,第二聲主要是半月瓣關閉;瓣膜受損會令血液倒流,影響泵血效率。
- 第四步:三類血管的對照血管按血流方向分三類。動脈把血液帶離心臟,管壁厚、肌肉層和彈性纖維多,能承受心臟泵血的高壓,彈性回縮更有助推進血液;靜脈把血液送回心臟,血壓低、管壁較薄,內有瓣膜防止倒流,並靠四周骨骼肌收縮擠壓協助回流;微血管連接動脈與靜脈,管徑極細、管壁只有一層扁平細胞,血流最慢,正是物質交換的理想場所。舉個例子:在手腕摸到的脈搏就是動脈隨心跳擴張回縮的節奏;久站後腳踝輕微腫脹,則反映靜脈回流變慢。
- 第五步:血液的成分與功能血液由血漿和三種血細胞組成。血漿約九成是水,運載養分、二氧化碳、激素和代謝廢物;紅血球呈雙凹圓餅形、成熟後沒有細胞核,內含血紅素專責運氧,雙凹形狀增大表面積、縮短擴散距離;白血球有多種,負責吞噬病原體和產生免疫反應;血小板呈碎片狀,與血漿中的蛋白質合作,在傷口處令血液凝固封堵破損。舉個例子:長居高原的人紅血球數量較多,正是身體對空氣稀薄環境的適應,令運氧能力增強。
- 第六步:微血管交換與組織液在微血管的動脈端,血壓把血漿中的水分和小分子溶質壓出管壁,形成組織液,浸浴着身體細胞;養分和氧氣經組織液擴散入細胞,細胞排出的代謝廢物反向擴散入組織液。到了微血管的靜脈端,血壓下降,大部分組織液重新滲回微血管,其餘進入淋巴管成為淋巴,最後經大靜脈回流血液。淋巴系統同時把小腸吸收的脂質運入血液,並在淋巴結過濾病原體。舉個例子:長期站立令組織液積聚在腳踝,形成輕微水腫,走動後便會消退。
- 第七步:運輸系統與整體配合循環系統把消化、呼吸和排泄等系統連成一體。小腸吸收的葡萄糖和氨基酸經血液先由肝門靜脈送往肝臟調節處理,再分佈全身;氧氣在肺部裝載、在組織卸下;腎臟從血液過濾代謝廢物形成尿液,維持內環境穩定。運動時,心臟泵血量和心跳率上升,血液重新分配,把較大比例送往肌肉和皮膚。舉個例子:飯後血液集中流向消化道協助吸收養分,所以飽餐後馬上劇烈運動,會令消化與肌肉爭奪血液供應,容易感到不適。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題:寫出一滴血從大靜脈經心臟到達主動脈所經過的心臟腔室和血管的次序,並指出沿途經過的瓣膜名稱及其防止倒流的位置;再解釋為何左心室壁比右心室壁厚。
- 路線:大靜脈→右心房→右心室→肺動脈→肺→肺靜脈→左心房→左心室→主動脈。
- 三尖瓣位於右心房與右心室之間,心室收縮時關閉,防止血液倒流回右心房;二尖瓣位於左心房與左心室之間,功能相同。
- 半月瓣位於右心室與肺動脈、左心室與主動脈的出口處,心室舒張時關閉,防止動脈血倒流回心室。
- 左心室壁比右心室厚,因為左心室要把血液泵往全身所有器官,路程長、阻力大,需要較強的收縮力和較高的血壓;右心室只需把血液送往鄰近的肺。
- 答案:完整路線為:大靜脈→右心房(經三尖瓣)→右心室(經半月瓣)→肺動脈→肺→肺靜脈→左心房(經二尖瓣)→左心室(經半月瓣)→主動脈。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,因其需以最高壓力把血液送往全身;右心室只需較低壓力把血液送往肺部。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1雙循環包括哪兩個循環?各從心臟哪一腔出發?
Q2為何左心室壁比右心室厚?
Q3微血管有哪些結構適應其交換功能?
Q4血液中哪種成分負責運氧?它在肺部和組織處分別有何變化?
Q5組織液如何形成?未能回流入微血管的部分去了哪裏?
8重點回顧 Recap
- 雙循環=體循環(左心室→全身→右心房)+肺循環(右心室→肺→左心房),血液一周兩次過心,兼顧高壓供氧與肺部保護。
- 心臟四腔分工:心房接收、心室泵出;房室瓣(三尖瓣、二尖瓣)和半月瓣確保單向流動;冠狀動脈供養心肌。
- 動脈厚壁高壓離心,靜脈薄壁有瓣膜回心,微血管單層細胞、血流最慢、負責交換。
- 血液=血漿(運載養分廢物激素)+紅血球(血紅素運氧)+白血球(防衛)+血小板(凝血)。
- 微血管血壓壓出組織液浸浴細胞,多餘部分經淋巴管回流靜脈;淋巴系統同時運輸脂質並在淋巴結過濾病原體。