肺泡气体交换
生物学· 25 分钟阅读
1. 肺泡的结构★★☆☆☆⏱ 15 min
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肺泡是哺乳动物肺部呼吸细支气管末端的微小气室，是吸入空气与肺循环之间的主要气体交换场所。
肺泡（单数：alveolus，复数：alveoli）
薄壁弹性气室，是哺乳动物肺部与血液之间气体交换的主要场所
例:
人类肺部约有4.8亿个肺泡，总表面积约为70 m²。
解释肺泡的两个结构特征如何使其适应气体交换。
- 1
首先，始终要将结构特征直接与快速扩散的需求联系起来：
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特征1：肺泡壁仅由一层扁平鳞状上皮细胞构成，厚度仅为一个细胞。
- 3
这使得扩散距离极短，从而提高氧气和二氧化碳的扩散速率。
- 4
特征2：整个肺部的肺泡总表面积非常大。
- 5
更大的表面积允许单位时间内有更大体积的气体扩散，满足高代谢需求。
Exam tip:
CIE考试要求你将结构与功能联系起来，而不只是列出特征。一定要说明结构带来的功能结果。
2. 肺泡气体交换的机制★★★☆☆⏱ 20 min
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肺泡表面的气体交换是被动过程，通过沿分压梯度的扩散完成。每种气体的净移动方向取决于它在肺泡气和血液中的分压差异。
分压梯度
两个区域之间特定气体的分压差异，驱动气体从高压区向低压区净扩散。
肺泡 = 100 mmHg，脱氧血液 = 40 mmHg。肺泡 = 40 mmHg，血液 = 45 mmHg。说明每种气体的净移动方向并解释原因。
- 1
对于任意气体，净扩散总是从分压较高的区域移动到分压较低的区域：
- 2
对于氧气： 高于血液中的分压，因此净移动方向为：
- 3
- 4
对于二氧化碳： 高于肺泡中的分压，因此净移动方向为：
- 5
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这个梯度由通气（新鲜空气流动）和持续血液流动持续维持，因此扩散永远不会达到平衡。
3. 扩散路径的适应性特征★★★☆☆⏱ 15 min
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氧气分子从肺泡气进入红细胞需要穿过多层组织，所有层都经过适应性调整，使总扩散距离保持极短。
肺泡气腔
肺泡壁的鳞状上皮细胞
肺泡上皮与毛细血管内皮之间的融合基膜
毛细血管壁的内皮细胞
血浆
红细胞膜
描述氧气分子从吸入空气到与血红蛋白结合的完整扩散路径。
- 1
- 氧气分子起始于肺泡内的气腔。
- 2
- 它扩散穿过肺泡鳞状上皮细胞的薄层细胞质。
- 3
- 它穿过上皮与毛细血管之间融合的共用基膜。
- 4
- 它扩散穿过毛细血管内皮细胞进入血浆。
- 5
- 它穿过红细胞膜并与血红蛋白结合。
4. 常见陷阱
错误做法:
认为肺泡气体交换通过主动运输进行。
原因:
混淆了细胞呼吸（需要ATP）和气体交换这个物理过程。
正确做法:
肺泡气体交换是沿分压梯度的被动扩散，不需要ATP。
错误做法:
仅列出肺泡的适应性特征，不将其与功能联系起来。
原因:
大多数CIE题目要求'解释'适应性，这需要将结构与扩散速率联系起来。
正确做法:
一定要加上功能联系，例如'单层细胞的壁缩短了扩散距离，提高了扩散速率'。
错误做法:
混淆氧气和二氧化碳的移动方向。
原因:
忘记了扩散方向由分压梯度决定。
正确做法:
氧气从肺泡扩散进入血液，二氧化碳从血液扩散进入肺泡。
错误做法:
忘记提及维持扩散梯度的因素。
原因:
许多考生只说出适应性特征，不说维持梯度陡峭的过程。
正确做法:
说明持续通气（更新肺泡内气体）和持续血液流动（运走氧气，带来二氧化碳）共同维持了梯度。
5. 速查表
肺泡适应性特征 | 对气体交换的功能 |
|---|---|
总表面积大 | 最大化总扩散速率 |
壁仅单层细胞厚 | 扩散距离短，提高扩散速率 |
融合基膜 | 消除多余细胞外间隙，使扩散路径小于1μm |
密集毛细血管网 | 维持陡峭的分压梯度 |
弹性纤维 | 吸气时扩张，呼气时回缩 |
分泌肺表面活性物质 | 降低表面张力，防止肺泡塌陷 |
真题中的出现
AI 根据考纲规律估算的考点位置,请对照官方真题核实准确性。仅作复习重点参考。
- 2022 · 2
肺泡对气体交换的适应性
- 2023 · 1
二氧化碳的扩散路径
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下一步
理解肺泡气体交换是学习血液中气体运输、运动过程中呼吸调节的基础。结构决定气体交换功能的核心原则适用于你在CIE 9700中学习的所有气体交换系统，从鱼鳃到植物叶片气孔。本考点在选择题和拓展回答题中都频繁考查，因此掌握结构与功能的联系对考试成功至关重要。点击下方链接拓展学习：