Transcript 人體內的物質轉運
10 人體內物質的轉運 章節 10.1 為甚麼我們需要運 活動 活動 10.1 送系統？ 10.3 血液如何在我們體 概念開發 內循環？ 10.4 血液與體細胞間的 物質交換 10.5 淋巴系統 10 人體內物質的轉運 實驗 10.1 實驗 10.2 10.2 人體循環系統的一 般結構 實驗 概念開發 10.1 概念開發 10.2 實驗 10.1 - 影片 實驗 10.2 - 影片 人造血液 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 科學家正在 研製「人造 血液」，於 緊急情況下 用作血液的 代替品。 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 捐血所得的血 液只可作35天 的儲存，並需 冷藏；人造血 液則可在室溫 下儲存較長的 時間。 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 在發生嚴重意外 後，傷者往往會 在送院途中因失 血過多而失救。 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 人造血液比真血更容易儲存，並可配備在 救護車內。 醫護人員可及時給傷者輸血，及時拯救生 命。 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 試想想 : 為甚麼血液對維持生命那麼重要? 血液含有甚麼物質? 若成功研製人造血液，人類可怎樣獲 益? 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 人體内物質的轉運 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 小腸負責吸收營養素。 營養素 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 氣體交換在肺部進行。 氧 二氧化碳 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 為甚麼我們需要 運送系統？ 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 人體內大部分 細胞都與小腸 及肺部都有一 定的距離，因 此我們需要一 個有效率的運 送系統。 氧 二氧化碳 營養素 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 人體內的 運送系統 循環系統 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 淋巴系統 為甚麼人類需要運送系統 ? 人類需要一個有效率的運送系統來 把營養及氧不斷送給身體各部分的 細胞，並帶走代謝廢物。 10.1 為甚麼我們需要運送系統？ 人體循環系統的 一般結構 10.2 人體循環系統的一般結構 人類的循環系統主要由三部分組成： 心臟 血液 • 作為運輸介質, 負 責轉運可溶物質， 例如營養素、氧及 二氧化碳等。 10.2 人體循環系統的一般結構 • 其作用如一個 「泵」，推動 血管內的血液 流動。 血管 • 管狀網絡，運送 血液到全身。 血液 - 生命的液體 我們體內約有 5-7 升 血 液 流 通全身。血液 對生命十分重 要。 10.2 人體循環系統的一般結構 血液的成分 血液是一種 液體組織 由血細胞和 血漿(清澈的 黃色液體)組 成 10.2 人體循環系統的一般結構 利用離心機可把 血細胞和血漿分離 血漿 血細胞 10.2 人體循環系統的一般結構 90% 水 10% 溶解物質 血漿 (55%) • • • • • • 呼吸氣體 營養素 代謝廢物 激素 抗體 血漿蛋白 紅血細胞 血細胞 (45%) 白血細胞 血小板 10.2 人體循環系統的一般結構 紅血細胞 紅血細胞的數量最多 是使血液呈紅色的細胞 含有血紅蛋白 10.2 人體循環系統的一般結構 紅血細胞 在肺部內，血紅蛋白與氧分子結合 負責把氧帶往全身細胞 血紅蛋白也負責 把少量二氧化碳 從身體細胞帶往 肺部 10.2 人體循環系統的一般結構 白血細胞 對疾病的防禦 抵抗病菌 吞噬細菌 製造抗體 10.2 人體循環系統的一般結構 血小板 非完整細胞 不含細胞核 只是骨髓內一些細 胞瓦解後的碎塊 血小板對凝血十分 重要 10.2 人體循環系統的一般結構 簡短練習 10.2 人體循環系統的一般結構 在血液中轉運的物質 呼吸氣體 代謝廢物 營養素 激素 熱量 抗體 科學趣題 10.2 人體循環系統的一般結構 在血液中轉運的物質 呼吸氣體 氧主要靠紅血細胞的血 紅蛋白從肺部轉運往身 體各組織 二氧化碳主要靠血漿從 體細胞轉運往肺部 10.2 人體循環系統的一般結構 在血液中轉運的物質 營養素 10.2 人體循環系統的一般結構 血液在小腸把已吸收的食 物包括葡萄糖、氨基酸、 維生素及礦物質等轉運往 身體各部分 在血液中轉運的物質 代謝廢物 尿素主要由肝臟製造 能溶於血漿中 並由血液帶往腎臟 經尿液排出體外 10.2 人體循環系統的一般結構 在血液中轉運的物質 激素 由內分泌腺分泌 後進入血液 再由血液轉運到身體各 部分 10.2 人體循環系統的一般結構 在血液中轉運的物質 抗體 有些白血細胞會製造抗體 來抵抗疾病 血液會將這些抗體轉運到 身體各部分 以消滅入侵的病菌 10.2 人體循環系統的一般結構 在血液中轉運的物質 熱量 將肌肉及肝臟進行呼吸 作用時所產生的熱量傳 送至身體各部分 這樣可以防止肌肉及肝 臟溫度過高 也可以幫助身體保暖 生物學與社會 10.2 人體循環系統的一般結構 血管－轉運網絡 三個種類的血管: 動脈、微血管和靜脈 來自心臟 往心臟 小動脈 小動脈 微血管 動脈 你知道嗎？ 生物學歷史 10.2 人體循環系統的一般結構 概念開發 10.1 靜脈 動脈 把血液帶離心臟的血管 血壓較高因動脈內的血液是從心臟泵出來的 10.2 人體循環系統的一般結構 微血管 血液與體細胞進行物質交換的地方 10.2 人體循環系統的一般結構 微血管的適應 微血管壁很簿，只由一層細胞組成 縮短擴散距離，使物質能夠迅速通過血管壁 分支成網狀 增加了血管的總表面積 總截面面積很大 可以減慢血流 給予足夠時間讓物質進行交換 實驗 10.1 10.2 人體循環系統的一般結構 靜脈 把身體各部分的血液帶回心臟 血壓很低因血管壁的阻力使血壓下降 瓣膜： 防止血液倒流，確保血液 朝着心臟方向流動 骨骼肌收縮： 靜脈管內血液會因被擠壓 而流動, 返回心臟 你知道嗎？ 活動 10.1 10.2 人體循環系統的一般結構 骨骼肌的收縮及瓣膜的存在如何使靜脈內的 血液朝着單一方向流回心臟？ 瓣膜關閉 骨骼肌 鬆弛 瓣膜開啟 10.2 人體循環系統的一般結構 瓣膜開啟 骨骼肌 收縮 瓣膜關閉 動脈、微血管及靜脈的比較 較簿的纖維組織 微血管壁 (只有一層細胞) 較厚的纖維組織 微血管 管腔較小 較厚的肌肉層 和彈性纖維層 動脈 10.2 人體循環系統的一般結構 管腔較大 較簿的肌肉 層和彈性纖 維層 靜脈 動脈 微血管 靜脈 1. 血流方向 將血液帶離心臟 連結組織內的動 將血液帶回心臟 脈和靜脈 2. 血管壁 較厚，有較多肌肉 及彈性纖維 非常簿，只有一 較簿，有較少肌 層細胞 肉及彈性纖維 3. 血壓 血壓較高 血壓較低 4. 瓣膜 沒有瓣膜(肺動脈和 沒有瓣膜 大動脈除外) 5. 管腔 較小 血壓最低 有瓣膜防止血液 倒流 非常小, 只有紅 較大 血細胞的直徑般 大 6. 血液成分 帶含氧血(肺動脈除 血液漸漸變成缺 帶缺氧血(肺靜脈 外) 氧血 除外) 7. 位置 藏在身體深處 10.2 人體循環系統的一般結構 遍佈全身 靠近身體表面 心臟 - 肌肉泵 平均每分鐘跳動 70次，一生中約 跳動20億次！ 日以繼夜不停地 工作。 10.2 人體循環系統的一般結構 心臟 - 肌肉泵 由心肌構成 不停收縮及鬆弛以產生動力 比身體其他部分需要更多氧和營養素 10.2 人體循環系統的一般結構 心臟的位置 右肺 左肺 心臟 肋骨 位於胸腔內，在兩 肺之間， 如拳頭般大，重約 300克 被圍心膜包裹着 10.2 人體循環系統的一般結構 心臟的外在構造 上腔大靜脈 大動脈 肺動脈 肺靜脈 右心房 左心房 冠狀靜脈 冠狀動脈 右心室 下腔大靜脈 10.2 人體循環系統的一般結構 左心室 冠狀動脈： 冠狀靜脈： • 負責供應氧和營 養素給心肌 • 把二氧化碳及其 他廢物運走 10.2 人體循環系統的一般結構 心臟的內部構造 大動脈 肺動脈 上腔大靜脈 肺靜脈 左心房 右心房 半月瓣 二尖瓣 三尖瓣 左心室 腱索 右心室 下腔大靜脈 概念開發10.2 10.2 人體循環系統的一般結構 心肌 中隔 血液是如何流經心臟的？ 10.2 人體循環系統的一般結構 心房 右心房 收集流回心臟的 血液 將血液泵往心室 心房壁較薄 10.2 人體循環系統的一般結構 左心房 心房 右心房 從大靜脈(上腔 大靜脈及下腔大 靜脈)收集來自 身體各部分(除 肺部外)的缺氧 血 10.2 人體循環系統的一般結構 心房 左心房 收集來自肺靜脈 的含氧血 10.2 人體循環系統的一般結構 心室 左心室 右心室 收集從心房泵來 的血液 然後把血液泵往 身體各部分 由於傳送距離較 遠，心室壁較厚 並有較多肌肉組 織 10.2 人體循環系統的一般結構 心室 右心室 把缺氧血經 肺動脈泵壓 至肺部 10.2 人體循環系統的一般結構 心室 左心室 把含氧血經 大動脈泵壓 至身體各部 分(除肺部外) 肌肉壁較厚 10.2 人體循環系統的一般結構 心室和心房之間的瓣膜 瓣膜把心房和心室 分隔開，當心室收 縮時，瓣膜可以防 止血液倒流回心房。 三尖瓣 10.2 人體循環系統的一般結構 二尖瓣 心室和心房之間的瓣膜 三尖瓣 位於右心房和右心 室之間的瓣膜 10.2 人體循環系統的一般結構 心室和心房之間的瓣膜 二尖瓣 位於左心房和 左心室之間的 瓣膜 10.2 人體循環系統的一般結構 腱索防止二尖瓣和三尖瓣在心室收縮時向 上翻。 10.2 人體循環系統的一般結構 心室和心房之間的瓣膜 半月瓣 位於大動脈與肺 動脈的心臟出口 防止當心室鬆弛 時血液從大動脈 倒流回心室 網上探索 實驗 10.2 10.2 人體循環系統的一般結構 人類的循環系統包括甚麼？ 人類的循環系統包括血液、血管和 心臟。 10.2 人體循環系統的一般結構 甚麼是血液？ 血液是液體組織，包含血細胞和血 漿。 血液轉運多種重要物質，如呼吸作 用氣體、營養素、代謝廢物、激素 和抗體。血液也運送熱量至身體各 部分。 10.2 人體循環系統的一般結構 血細胞主要有哪三種？各有甚麼功用？ 血細胞 功能 紅血細胞 • 將氧從肺部運往身體各部分 白血細胞 • 身體防禦 血小板 • 產生凝血作用 10.2 人體循環系統的一般結構 血管分為哪些類型？它們之間有甚麼關 係？ 血管分為動脈、微血管和靜脈。 血液經動脈由心臟流至身體各部分， 動脈分支為小動脈，小動脈再分支為 微血管，微血管會匯集成小靜脈，小 靜脈再匯集成靜脈，最後靜脈把血液 帶回心臟。 10.2 人體循環系統的一般結構 動脈、微血管及靜脈有甚麼功能？它們怎 樣適應其功能？ 血管 動脈 功能 適應特徵 把含氧血帶離心臟 • 管壁厚，以承受較高的血壓 (肺動脈除外) 微血管 血液與體細胞進行 • 管壁只由一層細胞組成，可縮短擴散距離，讓 物質交換的地方 物質迅速通過 • 網狀分支增加總表面積，有助物質交換的進行 • 很大的總截面面積可減慢血流，給予足夠時間 進行物質交換 靜脈 把缺氧血帶回心臟 • 管腔大，有助血液在低血壓下保持流動 (肺靜脈除外) • 有瓣膜防止血液倒流 10.2 人體循環系統的一般結構 心臟的構造是怎樣的？ 心臟由心肌構成，冠狀動脈負責供 應氧和養料給心肌，而冠狀靜脈則 負責把二氧化碳及其他廢物運走。 心臟由中隔分隔成左右兩半，內部 分成四室：右心房、左心房、右心 室及左心室。 10.2 人體循環系統的一般結構 血液如何流經心臟？ 左右心房收集從靜脈流回心臟的血液， 然後分別泵往左右心室，左右心室再扎 血液泵離心臟到身體各部分。 心臟內有瓣膜，防止血液倒流。位於右 心房和右心室之間的瓣膜稱為三尖瓣； 而位於左心房和左心室之間的稱為二尖 瓣。位於大動脈和肺動脈的心臟出口有 半月瓣，可防止血液倒流回心室。 10.2 人體循環系統的一般結構 血液如何在我們 體內循環？ 10.3 血液如何在我們體內循環？ 在人體內，血液每循環全身一次就要 流經心臟兩次 雙循環 動物中最有效 的循環系統 10.3 血液如何在我們體內循環？ 人類循環系統的雙循環 大動脈 肺動脈 肺靜脈 大靜脈 右心房 右心室 左心 房 左心室 含氧血 缺氧血 10.3 血液如何在我們體內循環？ 肺循環 大動脈 肺動脈 肺靜脈 大靜脈 右心房 右心室 左心 房 左心室 血液從心臟流向肺部，然後再流回心臟。 小提示 10.3 血液如何在我們體內循環？ 步驟 1: 肺循環由右心房 收縮開始，把從 身體組織流回心 臟的缺氧血泵壓 到右心室； 1 10.3 血液如何在我們體內循環？ 步驟 2: 然後右心室收縮， 把缺氧血經肺動脈 泵壓到肺部； 2 1 10.3 血液如何在我們體內循環？ 3 2 1 10.3 血液如何在我們體內循環？ 步驟 3: 血液在肺內進行氣 體交換，釋出二氧 化碳並吸入氧，血 液變成含氧血； 3 最後，含氧血經 肺靜脈流回左心 房。 2 1 步驟 4: 4 10.3 血液如何在我們體內循環？ 體循環 血液從心臟流向身體各部分(除了肺部)，然 後再流回心臟。 大動脈 大靜脈 右心房 右心室 左心 房 左心室 含氧血 缺氧血 小提示 10.3 血液如何在我們體內循環？ 身體其他部分 步驟 1: 1 10.3 血液如何在我們體內循環？ 體循環由左心 房收縮開始， 將含氧血泵壓 入左心室； 2 步驟 2: 1 10.3 血液如何在我們體內循環？ 然後左心室收 縮，把含氧血 經大動脈泵壓 到身體各部分 (除肺部外)； 2 步驟 3: 1 3 身體其他部分 10.3 血液如何在我們體內循環？ 血液流進器官 內的微血管， 進行物質交換， 血液變成缺氧 血； 提示: 2 1 3 身體其他部分 10.3 血液如何在我們體內循環？ 血液內的氧及 營養素從微血 管擴散入組織。 二氧化碳和其 他代謝廢物則 循相反途徑擴 散入血液中。 步驟 4: 2 4 1 3 身體其他部分 10.3 血液如何在我們體內循環？ 最後，缺氧血 由大靜脈收集， 再流入右心房。 頭 肺動脈 肺 肺靜脈 上腔大靜脈 大動脈 下腔大靜脈 肝 肝靜脈 RA LA RV LV 肝動脈 腸 肝門靜脈 腎 腎靜脈 身軀和腳 你知道嗎？ 10.3 血液如何在我們體內循環？ 腎動脈 圖例： LA – 左心房 RA – 右心房 LV – 左心室 RV – 右心室 血液如何在身體內循環？ 當血液在人體內每循環全身一次就 要流經心臟兩次，這種循環稱為雙 循環。雙循環由肺循環及體循環組 成。 10.3 血液如何在我們體內循環？ 甚麼是肺循環？ 在肺循環中，血液由心臟泵往肺部， 再返回 心臟： 右心房 右心室 肺動脈 肺部 肺靜脈 左心房 10.3 血液如何在我們體內循環？ 甚麼是體循環？ 在體循環中，血液由心臟泵往身體各 部分(除肺部外) ，再返回心臟： 左心房 左心室 大動脈 身體各 部分(除肺部外) 大靜脈 右心房 10.3 血液如何在我們體內循環？ 血液與體細胞間的 物質交換 10.4 血液與體細胞間的物質交換 微血管-進行物質交換的地方 二氧化碳和 廢物的濃度 梯度 體細胞 CO2 CO2 + H2O 微血管壁 10.4 血液與體細胞間的物質交換 營養素 HCO3- 紅血細胞 組織液 O2 廢物 氧合血紅蛋白 血紅蛋白+O2 血漿 氧和營養素 的濃度梯度 物質交換只能在微血管進行 因為微血管： 1. 血管壁具差異透性 2. 有很大的表面積 3. 血流很慢 10.4 血液與體細胞間的物質交換 有用物質的交換 微血管在接近動脈的一端血壓較高，血液 內濃度較高的物質(例如氧和營養素)會因受 壓而穿過微血管壁，進入包圍着體細胞的 組織液中。 然後，這些 有用物質便 順着濃度梯 度從組織液 擴散入細胞。 10.4 血液與體細胞間的物質交換 CO2 營養素 廢物 O2 廢物的交換 細胞內的廢物(如二氧化碳)依相反方向擴散 進入組織液 然後穿過微 血管壁進入 血液 CO2 10.4 血液與體細胞間的物質交換 營養素 廢物 O2 組織液的形成 微血管 體細胞 血壓較高 血壓較低 小靜脈 小動脈 圖例: 血流 被擠出微血管的血漿 形成組織液 組織液流回微血管 組織液流進淋巴管 淋巴的流動 10.4 血液與體細胞間的物質交換 淋巴管 淋巴 組織液的成分 1. 水、可溶或細小物質 例如礦物質及糖等，會受壓而穿過血管 壁，離開血管，進入細胞的間隙中 2. 白血細胞 可透過變形穿過微血管壁進入組織液 10.4 血液與體細胞間的物質交換 紅血細胞、血漿蛋白及血小板的體積較 大，不能穿過微血管壁進入組織液 組織液與血漿 的成分相似 10.4 血液與體細胞間的物質交換 組織液 體細胞與血液之間的橋樑 細胞與血液間進行物質交換的介質 浸潤着組織細胞，為細胞提供一個穩 定的環境 10.4 血液與體細胞間的物質交換 血液與身體細胞間如何交換物質? 血液與身體細胞的物質交換在微血管發生。 微血管在接近動脈的一端血壓較高，血液內的 有用物質，例如氧和營養素，會因受壓而穿過 微血管壁，進入組織液。然後這些有用物質從 組織液擴散入細胞內。 細胞內的廢物(如二氧化碳)依相反方向擴散進 入組織液，再穿過微血管壁進入血液。 10.4 血液與體細胞間的物質交換 組織液是如何形成的？有甚麼功能？ 微血管在接近動脈的一端血壓較高，因此血液中 的水及可溶或細小物質，例如礦物質及糖等，會 因受壓而穿過血管壁，離開血管形成組織液。 體積較大的物質不能穿越微血管壁而留在血液中， 所以組織液不含紅血細胞、血小板及血漿蛋白; 白 血細胞則可透過變形穿過微血管壁進入組織液。 組織液是微血管及體細胞物質交換的介質。 10.4 血液與體細胞間的物質交換 淋巴系統 10.5 淋巴系統 微血管在接近靜脈的一端血壓較低 部分組織液藉滲透及擴散流回微血管內 餘下的進入組織中的淋巴微管 管內的液體稱 為淋巴,淋巴的 成分與組織液 相似,沒有紅血 細胞、血漿蛋 白及血小板。 10.5 淋巴系統 淋巴系統的成分 1. 淋巴 – 是運輸介質，負責轉運物質(例如脂肪 和白血細胞等) 2. 淋巴管及淋巴微管 – 淋巴流經的管道 3. 淋巴結 – 淋巴管內一些脹大的構造，是防禦系 統的一部分 10.5 淋巴系統 人類的淋巴系統 淋巴結 扁桃體 • 淋巴結過濾淋巴，阻隔 外來物質 抵抗鼻和口中的病菌 • 含大量白血細胞以抵抗 病菌 骨髓 • 紅骨髓製造血細胞 • 黃骨髓儲存脂肪 胸腺 活化一種特別的白血細 胞(淋巴細胞) 脾臟 淋巴管 • 儲存血液 在組織中收集淋巴，然 後在心臟附近把淋巴送 回靜脈中 • 消滅受損的紅血細胞 10.5 淋巴系統 • 含淋巴組織，以殺死 血液中的病菌 淋巴在淋巴系統的流動 淋巴管 淋巴 心臟 鎖骨 下靜脈 上腔 大靜脈 再次進入血液循環系統中 10.5 淋巴系統 淋巴系統沒有推動淋巴流動的器官。淋巴的流 動是依靠淋巴管周圍骨骼肌的收縮來推動的。 淋巴管 淋巴流動的方向 瓣膜閉合以防止 淋巴倒流 瓣膜張開，讓 淋巴流向前 10.5 淋巴系統 淋巴結–淋巴系統的過濾器 淋巴管每隔一段距離便有一個淋巴結 每一淋巴結內佈滿小空間，仿似海綿組織 淋巴經淋巴結過濾後，淋巴結內的淋巴細胞 會將病菌殺死及過濾，才流回血液內。 淋巴結亦負責製造及儲藏淋巴細胞 10.5 淋巴系統 淋巴系統的運送及身體防禦功能 1. 收集組織液並帶回血液循環中 2. 轉運經乳糜管吸收後的脂質 3. 淋巴結可把淋巴過濾，消滅淋巴內的細 菌。對身體防禦十分重要。 你知道嗎？ 10.5 淋巴系統 簡短練習 淋巴系統是由甚麼組成的？ 淋巴系統是由淋巴、淋巴管和淋巴結 組成的。. 淋巴的流動是由甚麼來推動？ 淋巴管周圍的骨骼肌收縮可推動淋巴 流動，淋巴管也有瓣膜來防止淋巴倒 流。 10.5 淋巴系統 淋巴系統有甚麼功能？ 把組織液帶回血液循環中 吸收及運送脂質 淋巴結過濾細菌，對身體防禦十分 重要 概念圖 10.5 淋巴系統