Question

【題目】科研人員利用3D打印技術(shù)，成功獲得了具有相應(yīng)功能的人體“3D器官”，有望為器官移植帶來革命性的變化，該研究也榮登2019年5月的《科學(xué)》雜志封面。

（1）人體的呼吸系統(tǒng)由_____和肺共同組成。圖中展示的是一個由水凝膠3D打印而成的肺部結(jié)構(gòu)，當(dāng)空氣被泵入囊中的 同時，血液流過囊周圍網(wǎng)絡(luò)通道，可模擬肺的氣體交換功能。

（2）當(dāng)人體進(jìn)行吸氣時，隔肌和肋骨間的肌肉_____，肺泡處于_____（填“擴張”或“收縮”）狀態(tài)，因此纏繞在肺泡外的毛細(xì)血管會受到一定程度的牽拉。這一打印的“血管結(jié)構(gòu)” 本身具有一定的韌性，能夠承受這種牽拉。

（3）研究人員在測試中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)紅細(xì)胞從打印出的“血管”中流過時，能夠有效地從“肺部”獲取氧氣。這一過程如果是在人體內(nèi)完成的，血液則會變成__________________血，經(jīng)_____流回左心房，再由左心室將血液輸送到全身，氧氣最終參與_________________作用，分解有機物，為人體生命活動提供能量。

Answer 1

【答案】呼吸道 收縮 擴張 動脈 肺靜脈 呼吸

【解析】

組成呼吸系統(tǒng)的組成器官如圖所示：

肺泡與外界環(huán)境之間進(jìn)行氣體交換的過程叫做肺的通氣，肺的通氣是通過呼吸運動實現(xiàn)的，呼吸運動是由呼吸肌的收縮和舒張而引起的。人體的血液循環(huán)如圖：

（1）呼吸系統(tǒng)由呼吸道和肺組成，呼吸道由鼻腔，咽，喉，氣管和支氣管組成，是氣體進(jìn)出的通道，肺是呼吸系統(tǒng)的主要器官，完成氣體交換。因此，人體的呼吸系統(tǒng)由呼吸道和肺共同組成。圖中展示的是一個由水凝膠3D打印而成的肺部結(jié)構(gòu)，當(dāng)空氣被泵入囊中的 同時，血液流過囊周圍網(wǎng)絡(luò)通道，可模擬肺的氣體交換功能。

（2）肺泡與外界環(huán)境之間進(jìn)行氣體交換的過程叫做肺的通氣，肺的通氣是通過呼吸運動實現(xiàn)的，呼吸運動是由呼吸肌的收縮和舒張而引起的：膈肌與肋間肌收縮，引起胸腔前后、左右及上下徑均增大，肺隨之?dāng)U大，造成肺內(nèi)氣壓小于外界大氣壓，外界氣體進(jìn)入肺內(nèi)，形成主動的吸氣運動；當(dāng)膈肌和肋間外肌舒張時，肋骨與胸骨因本身重力及彈性而回位，結(jié)果胸廓縮小，肺也隨之回縮，造成肺內(nèi)氣壓大于外界氣壓，肺內(nèi)氣體排出肺，形成被動的呼氣運動。因此，當(dāng)人體進(jìn)行吸氣時，隔肌和肋骨間的肌肉收縮，肺泡處于擴張狀態(tài)，纏繞在肺泡外的毛細(xì)血管會受到一定程度的牽拉。這一打印的“血管結(jié)構(gòu)” 本身具有一定的韌性，能夠承受這種牽拉。

（3）血液循環(huán)包括肺循環(huán)和體循環(huán)。肺循環(huán)：心臟的右心室→肺動脈→肺部毛細(xì)血管→肺 靜脈→心臟的左心房，血液流經(jīng)肺部后，含氧量增加，此時血液由原來的靜脈血變?yōu)閯用}血。之后左心房的血液到達(dá)左心室開始進(jìn)行體循環(huán)，體循環(huán)：左心室→主動脈→各級動脈→毛細(xì)血管→各級靜脈→上、下腔靜脈→右心房，血液流經(jīng)毛細(xì)血管處進(jìn)行物質(zhì)交換，把營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣給組織細(xì)胞，從而在組織細(xì)胞線粒體中進(jìn)行呼吸作用，分解有機物，為生命活動提供能量。因此，研究人員在測試中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)紅細(xì)胞從打印出的“血管”中流過時，能夠有效地從“肺部”獲取氧氣。這一過程如果是在人體內(nèi)完成的，血液則會變成動脈血，經(jīng)肺靜脈流回左心房，再由左心室將血液輸送到全身，氧氣最終參與呼吸作用，分解有機物，為人體生命活動提供能量。