探索生命《生物學》162
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Winter 2014 2015
1.
呼吸過程中，肺不停換氣，將空氣吸進與吐出肺，就哺乳動物來說，呼吸程序與2個區域有關：肋骨rib cage和橫隔膜diaphragm。
2.
「橫隔膜」是「胸腔」與「腹腔」間的肌肉隔層，吸氣是胸腔體積變大，體積增大造成胸腔的壓力低於大氣，空氣因此被吸入肺；
3.
胸腔體積增加，是肋間肌收縮與橫隔膜下拉的結果；肋間肌收縮將肋骨往外、往上提拉；橫隔膜收縮使原本上凸的橫隔膜肌往下拉。肋間肌收縮機制稱為胸腔呼吸，橫隔膜肌下拉的呼吸機制稱為腹腔呼吸。
4.
呼氣是被動程序，呼氣時，肌肉放鬆，讓肋骨回到它的休息位置，橫隔膜再往上凸起；胸腔體積恢復（縮小），再加上肺部本身的彈性（往內彈壓），使肺部壓力上升到超越大氣環境的水準，驅動空氣吐出。
5.
鳥類的呼吸系統與哺乳動物不同，除了一對肺，鳥類還有許多薄壁的空氣袋，佔據體腔許多空間。有些空氣袋甚至深入骨頭，空氣袋沒有太多血管，無法吸收氧氣或釋放二氧化碳。
6.
空氣袋的排列分佈，使鳥類吸空氣時，空氣可單向、持續地經由肺進入空氣袋，呼氣時，大部分空氣袋內的空氣，都跑到前側的空氣袋，然後再進入肺，經由氣管排出。
7.
鳥類從空氣中吸收氧氣的效率，勝過哺乳動物，這不但是因為空氣能持續、單向地經由肺流入，也因為氣體交換表面滿布的血管，其血流方向，與空氣流入的方向相反，這跟魚鰓的逆流氣體交換系統一樣。
8.
因為氣流的方向有利於建立「血管與肺」跟「氧氣」之間的濃度梯度，使血管吸收氧氣的量擴大到最大，在空氣中的氧濃度十分低時，仍能充分地供應氧氣給細胞。（而哺乳動物的肺吸收氧氣的量，與空氣中的氧濃度成正比）這項優勢讓鳥類可在高空飛翔（高空的空氣稀薄，含養量較低）。
9.
哺乳動物、爬蟲類、鳥類的呼吸方式是，肺的壓力低於大氣壓力，稱為負壓呼吸negative-pressure
breathing；相反的方式是，正壓呼吸positive-pressure
breathing，正壓呼吸是指，空氣被強力擠壓進入肺。
10. 成年的青蛙用負壓呼吸與正壓呼吸這二種方式呼吸。當青蛙的嘴巴關閉、鼻子張開，青蛙將嘴巴下皮往外吹鼓，將空氣吸入口腔（負壓模式），然後關閉鼻孔，嘴巴下皮收縮，口腔體積縮小的壓力，將空氣推擠到肺（正壓模式）。
11. 青蛙是動物用各種氣體交換機制的範例。在青蛙的呼吸機制，氣體能穿越肺的交換表面，也能穿越柔軟濕潤的皮膚。
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翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton 《Biology》；圖片來源／G09respirationr3a.wikispaces、Science-art.com、Springpeeperfrogresource.weebly.com
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