動物的氣體交換 摘要

探索生命《生物學》163          

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1.     因為有氧呼吸是植物和動物的主要呼吸模式，因此大部分有機體需要某種機制，來獲得氧氣與排出二氧化碳。

2.     活細胞與環境間的氣體交換，經由空氣與濕潤細胞間的擴散作用達成，氣體必須先溶於水，才能穿越細胞膜。

3.     隨著有機體演化得愈來愈大隻，活動力愈來愈強，他們更需要特化的氣體交換表面，來滿足增加的需氧量。

4.     每一種動物的氣體交換系統，都需要某種相對於體積比例的氣體交換面積，需要濕潤的氣體交換表面，保護脆弱的氣體交換表面。大部分的動物，需要運輸氣體到細胞，與從細胞運輸氣體到呼吸系統的運輸系統。

5.     大部分大型動物已經演化出特化的氣體交換表面，有些氣體表面構造是外凸的（evaginated），有些氣體交換表面是內凹的（invaginated）。

6.     大部分小型水生有機體的細胞的位置，非常接近周遭的介質（水），整個身體都能進行氣體交換，不需要特殊的氣體交換構造。

7.     大部分多細胞水生動物是外凸的氣體交換表面，稱為鰓gills，鰓的氣體交換表面細膩分化，擴大接觸水的表面積。

8.     大部分的鰓布滿血管，這些血管能將氧氣輸送到身體各個細胞，因為氧在水裏面是低溶解度的，擴散速率慢，大部分水生有機體必須持續呼吸，持續地將水吸入，穿越鰓的氣體交換表面。

9.     大部分陸生動物演化出內凹的invaginated氣體交換表面呼吸系統，包括肺lung與氣管tracheae。

10. 陸生節肢動物的氣管系統，經由許多小的空氣管到組成，稱為氣管tracheae，氣管從身體壁面的呼吸孔spiracles，往內延伸，將空氣帶到各個細胞。因為氧氣直接由氣管送到每個細胞，因此不需要（沒有）血液輸送系統。

11. 肺是內凹的氣體交換器官，肺內滿布血管，脊椎動物愈高等，牠們肺的表面積愈大，氣體交換表面的血液供應量愈大。

12. 人類呼吸時，空氣從鼻孔external nares進入到鼻腔nasal cavities，然後進入咽pharynx，咽是食物和空氣的共同通道，空氣通過咽後，再穿越會厭glottis，進入到喉larynx，再移入氣管trachea；

13. 氣管往下延伸分支成二條支氣管brochi，支氣管連接2片肺葉，每條支氣管再反覆分支，變成細小的微氣管bronchioles，微氣管再分支成更細的管道，末端連接肺泡alveoli，每個肺泡環繞密密麻麻的血管，氧氣和二氧化碳在肺泡擴散。

14. 鳥類的肺與其囊袋的排列，讓鳥類在呼吸時，空氣可單向、持續地穿越肺，因為空氣能單向流動，以及血管內血液的流動方向，與空氣流動方向為逆流，鳥類從空氣中吸收氧的效率，比哺乳動物高。

15. 哺乳動物或鳥類，（降低肺的壓力），將空氣吸入肺的程序，稱為負壓呼吸negative-pressure breathing；相反地，青蛙將空氣強力擠進肺，稱為正壓呼吸positive-pressure breathing。

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton 《Biology》