Если расправить внутреннюю поверхность ваших легких, она займет около семидесяти квадратных метров — примерно пол теннисного корта. Вся эта площадь собрана внутри вашего…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · Английское озвучивание · Английский + китайские субтитры (встроенные)
9.1
The gas exchange system · Система газообмена
Syllabus · Программа
English
describe the structure of the human gas exchange system, limited to: • lungs • trachea • bronchi • bronchioles • alveoli • capillary network
describe the distribution in the gas exchange system of cartilage, ciliated epithelium, goblet cells, squamous epithelium of alveoli, smooth muscle and capillaries
recognise cartilage, ciliated epithelium, goblet cells, squamous epithelium of alveoli, smooth muscle and capillaries in microscope slides, photomicrographs and electron micrographs
recognise trachea, bronchi, bronchioles and alveoli in microscope slides, photomicrographs and electron micrographs and make plan diagrams of transverse sections of the walls of the trachea and bronchus
describe the functions of ciliated epithelial cells, goblet cells and mucous glands in maintaining the health of the gas exchange system
describe the functions in the gas exchange system of cartilage, smooth muscle, elastic fibres and squamous epithelium
describe gas exchange between air in the alveoli and blood in the capillaries
Русский
описывать строение человеческой дыхательной системы, ограничиваясь: • лёгкими • трахеей • бронхами • бронхиолями • альвеолами • капиллярной сетью
описывать распределение в дыхательной системе хряща, мерцательного эпителия, бокаловидных клеток, плоского эпителия альвеол, гладкой мускулатуры и капилляров
распознавать хрящ, мерцательный эпителий, бокаловидные клетки, плоский эпителий альвеол, гладкую мускулатуру и капилляры на препаратах для микроскопии, фото- и электронно-микроскопических снимках
распознавать трахею, бронхи, бронхиолы и альвеолы на препаратах для микроскопии, фото- и электронно-микроскопических снимках, а также составлять плановые схемы поперечных срезов стенок трахеи и бронха
описывать функции мерцательных эпителиальных клеток, бокаловидных клеток и слизистых желез в поддержании здоровья дыхательной системы
описывать функции в дыхательной системе хряща, гладкой мускулатуры, эластических волокон и плоского эпителия
описывать газообмен между воздухом в альвеолах и кровью в капиллярах
Source: Cambridge International syllabus · Источник: Программа Cambridge International
English
Your body needs to take in oxygen and get rid of carbon dioxide. This swap happens in the gas exchange 气体交换 system. Air follows this path into the body:
down the trachea 气管 (the windpipe),
into two bronchi 支气管 (one to each lung),
into many smaller bronchioles 细支气管,
and finally into tiny air sacs called alveoli 肺泡, deep in the lungs 肺.
Each alveolus is wrapped in a network of capillaries 毛细血管, so air and blood are brought very close together.
Русский
Вашему организму необходимо поглощать кислород и выводить углекислый газ. Этот обмен происходит в системе газообмена. Воздух следует по этому пути в организм:
вниз по трахее (дыхательной трубке),
в два главных бронха (по одному к каждому легкому),
во множество более мелких мелких бронхов,
и, наконец, в крошечные воздушные мешочки, называемые альвеолами, расположенными глубоко в лёгких.
Каждая альвеола окружена сетью капилляров, благодаря чему воздух и кровь находятся очень близко друг к другу.
Легкие человека, где газообмен происходит через миллионы альвеолВоздух проходит вниз по трахее, в бронхи и бронхиолы, до альвеол
Explore · Исследовать
Explore the airways · Исследуйте дыхательные пути
Tap each part. Air branches from the trachea down to the tiny alveoli, where gas exchange happens. · Нажмите на каждую часть. Воздух разветвляется от трахеи до крошечных альвеол, где происходит газообмен.
The tissues of the airways and what they do · Ткани дыхательных путей и их функции
English
Tissue
Where it is
Function
cartilage 软骨
C-shaped rings in the trachea and bronchi
holds the airway open so it cannot collapse when you breathe in
ciliated epithelium 纤毛上皮
lining the trachea and bronchi
tiny hairs called cilia 纤毛 beat to sweep mucus 黏液 up towards the throat, away from the lungs
goblet cells 杯状细胞 and mucous glands 黏液腺
in the lining of the airways
make the mucus, which traps dust and microbes 微生物 that you breathe in
smooth muscle 平滑肌
in the walls of bronchi and bronchioles
contracts to make the airway narrower
elastic fibres 弹性纤维
in the airway and alveolus walls
stretch when you breathe in, then spring back to help push air out
squamous epithelium 扁平上皮
the very thin, flat lining of the alveoli
gives a very short distance for gases to cross
The cilia, goblet cells and mucous glands work together to keep the lungs clean and healthy: the mucus traps dirt and microbes, and the cilia carry it away to be swallowed.
Русский
Ткань
Расположение
Функция
хрящ
С-образные кольца в трахее и бронхах
Удерживает дыхательные пути открытыми, предотвращая их коллапс при вдохе
реснитчатый эпителий
Выстилает трахею и бронхи
Микроскопические волоски, называемые ресничками, биют, чтобы поднимать слизь вверх к горлу, отводя ее от легких
бокаловидные клетки и слизистые железы
В выстилке дыхательных путей
Вырабатывают слизь, которая задерживает пыль и микробы, которые вы вдыхаете
гладкая мускулатура
В стенках бронхов и бронхиол
Сокращается, сужая дыхательные пути
эластические волокна
В стенках дыхательных путей и альвеол
Растягиваются при вдохе, а затем возвращаются в исходное состояние, помогая выталкивать воздух наружу
плоский эпителий
Очень тонкая, плоская выстилка альвеол
Обеспечивает крайне короткое расстояние для прохождения газов
Реснички, бокаловидные клетки и слизистые железы работают совместно, поддерживая чистоту и здоровье легких: слизь задерживает грязь и микробы, а реснички уносят их, чтобы они были проглочены.
Разрез стенки дыхательного пути: реснички и бокаловидные клетки выстилают просвет, позади них расположены гладкая мускулатура и поддерживающий хрящБокаловидные клетки вырабатывают слизь, которая задерживает пыль и микробы; реснички поднимают ее к горлу
Gas exchange in the alveoli · Газообмен в альвеолах
English
The alveoli are excellent surfaces for exchanging gases, because they have:
a very large total surface area (millions of tiny sacs),
very thin walls — the squamous epithelium of the alveolus and the capillary wall are each only one cell thick, so the distance to cross is tiny,
a rich blood supply from the capillary network,
a moist lining, so gases dissolve before crossing.
Gases move by diffusion 扩散 down their concentration gradients 浓度梯度:
oxygen 氧气 is at a high concentration in the alveolar air and a low concentration in the blood, so it diffuses from the air into the blood.
carbon dioxide 二氧化碳 is at a high concentration in the blood and a low concentration in the alveolar air, so it diffuses from the blood into the air to be breathed out.
Under the microscope, real lung tissue looks like a fine pink lace. The many open spaces are the alveoli, and the thin pink lines between them are the walls where gas exchange happens:
Breathing keeps fresh air in the alveoli, and the flowing blood keeps carrying gases away. Both of these keep the concentration gradients steep, so gas exchange stays fast.
Worked example. Use Fick's law to explain why the alveoli allow such rapid gas exchange. Fick's law makes the rate of diffusion proportional to
so a fast rate needs all three terms working for it. Surface area: millions of alveoli give a huge total area, roughly $70\ \text{m}^2$. Diffusion distance: the alveolar epithelium and the capillary endothelium are each one flattened cell thick, so oxygen crosses in under $1\ \mu\text{m}$. Concentration difference: ventilation constantly refreshes the air while the circulation constantly carries oxygenated blood away, so a steep gradient is maintained. Tie each adaptation to the term of the equation it serves - listing "big surface area, thin walls, good blood supply" without linking them to Fick's law is the weaker answer.
Русский
Альвеолы являются отличными поверхностями для газообмена, поскольку они обладают:
очень большой общей площадью поверхности (миллионы крошечных мешочков),
очень тонкими стенками — плоский эпителий альвеолы и стенка капилляра каждый состоит всего из одного слоя клеток, поэтому расстояние для прохождения минимально,
обильным кровоснабжением от сети капилляров,
влажной выстилкой, что позволяет газам растворяться перед прохождением.
Газы движутся путем диффузии вдоль своих концентрационных градиентов:
кислород находится в высокой концентрации в альвеолярном воздухе и низкой концентрации в крови, поэтому он диффундирует из воздуха в кровь.
углекислый газ находится в высокой концентрации в крови и низкой концентрации в альвеолярном воздухе, поэтому он диффундирует из крови в воздух для последующего выдоха.
Через тонкую влажную стенку кислород диффундирует в кровь, а углекислый газ выходит наружу
Под микроскопом настоящая легочная ткань выглядит как тонкое розовое кружево. Множество открытых пространств — это альвеолы, а тонкие розовые линии между ними — это стенки, где происходит газообмен:
Настоящая легочная ткань, окрашенная для микроскопии: открытые пространства — это альвеолы, тонкие розовые стенки — места crossings газов; маленький дыхательный путь расположен в центре
Дыхание поддерживает приток свежего воздуха в альвеолы, а протекающая кровь постоянно уносит газы. Оба этих фактора поддерживают крутой концентрационный градиент, обеспечивая быстрый газообмен.
Разобранный пример. Используйте закон Фика, чтобы объяснить, почему альвеолы обеспечивают такой быстрый газообмен. Закон Фика гласит, что скорость диффузии пропорциональна
таким образом, высокая скорость требует выполнения всех трех условий. Площадь поверхности: миллионы альвеол создают огромную общую площадь, составляющую примерно $70\ \text{m}^2$. Расстояние диффузии: эпителий альвеолы и эндотелий капилляра каждый состоит из одного уплощенного слоя клеток, поэтому кислород пересекает их менее чем за $1\ \mu\text{m}$. Разница концентраций: вентиляция постоянно обновляет воздух, а кровообращение постоянно уносит оксигенированную кровь, поэтому крутой градиент поддерживается. Сопоставьте каждую адаптацию с членом уравнения, которому она служит — перечисление «большая площадь поверхности, тонкие стенки, хорошее кровоснабжение» без привязки к закону Фика является менее полным ответом.
Explore · Исследовать
At the alveolus · У альвеолы
Tap each part. Oxygen and carbon dioxide swap across a wall just one cell thick, between the air and the blood. · Нажмите на каждую часть. Кислород и углекислый газ обмениваются через стенку толщиной всего в одну клетку между воздухом и кровью.
Link each alveolar feature to fast diffusion: large surface area, thin (one-cell) walls, moist surface, good blood supply — a "surface area, short distance, steep gradient" answer.
Match airway tissue to function: cartilage (holds airways open), ciliated + goblet cells (trap and sweep mucus), smooth muscle and elastic fibres.
Frame answers with Fick's law ideas: rate $\propto$ surface area $\times$ concentration difference $\div$ distance.
Русский
Сопоставьте каждую альвеолярную особенность с быстрой диффузией: большая площадь поверхности, тонкие (однослойные) стенки, влажная поверхность, хорошее кровоснабжение — ответ типа «большая площадь поверхности, короткое расстояние, крутой градиент».
Соотнесите ткань дыхательных путей с функцией: хрящ (удерживает дыхательные пути открытыми), реснитчатый + бокаловидные клетки (задерживают и удаляют слизь), гладкая мускулатура и эластические волокна.
Формулируйте ответы на основе идей закона Фика: скорость $\propto$ площадь поверхности $\times$ концентрационная разница $\div$ расстояние.
Interactive lessons on this topic · Интерактивные уроки по этой теме
Work through it step by step, with instant-check exercises. · Пройдите его шаг за шагом с упражнениями мгновенной проверки.
Pick one and the site follows you — notes, papers, videos and practice all open on it. · Выберите один, и сайт будет вести вас — конспекты, работы, видео и практика откроются там.
Type to search notes, lessons, code, vocabulary and past-paper questions across every subject. · Введите запрос для поиска заметок, уроков, кода, словаря и вопросов с реальных экзаменов по всем предметам.
