第六章呼吸与镖 主要内容 1、概述:呼吸的概念及呼吸过程:呼吸器官及呼吸方式:鰓的呼吸机能 2、气体交换及气体运输:气体交换的机理及其影响因素;气体运输(0:的运输及其影响因素,C0: 运输及其影响因素) 3、呼吸机能的调节:呼吸中枢及其调节活动:呼吸的反射性调节;影响呼吸的理化因子。 4、鳔的功能:鳔的形态、结构血管分布特点:;鳔的功能ε 自学内容 1、呼吸器官及呼吸方式 2、呼吸机能的调节:呼吸中枢及其调节活动:呼吸的反射性调节:影响呼吸的理化因子。 3、鳔的功能:鳔的形态、结构血管分布特点:鳔的功能 基本要求 1、了解水生动物呼吸器官及其呼吸方式 2、了解鳃的呼吸运动。 3、了解气体交换与气体运输的机理及其影响因素。 4、了解呼吸的调节机制 重点、难点 鳃的呼吸运动 2、气体的交换与运输机制 概述 本章研究内容 呼吸的概念、种类方式及鳃的呼吸 1234 气体的交换、运输 呼吸活动的调节 鳔的功能 呼吸的概念 新陈代谢是生命的最普遍、最显著现象,新陈代谢当中的物质代谢即各种营养物质的分解代 谢,是需要氧气的氧化过程,而且氧化过程的最终产物是CO2(机体不需要)和水 所以新陈代谢过程中要从外界吸收O2和排出CO2。 呼吸:机体吸入氧排出O的过程称为呼 或者说机体与外界环境之间或者机体内部所进行的气体交换过程称为呼吸 2.外呼吸和内呼吸: 呼吸的全过程包括以下三个互相联系的环节。 外呼吸:依靠特殊的呼吸器官(肺、鳃)等与外界进行气体交换过程
第六章 呼吸与鳔 主要内容 1、概述：呼吸的概念及呼吸过程；呼吸器官及呼吸方式：鳃的呼吸机能。 2、气体交换及气体运输：气体交换的机理及其影响因素；气体运输(0：的运输及其影响因素，C0： 运输及其影响因素)。 3、呼吸机能的调节：呼吸中枢及其调节活动；呼吸的反射性调节；影响呼吸的理化因子。 4、鳔的功能：鳔的形态、结构血管分布特点；鳔的功能。 自学内容 l、呼吸器官及呼吸方式。 2、呼吸机能的调节：呼吸中枢及其调节活动；呼吸的反射性调节；影响呼吸的理化因子。 3、鳔的功能：鳔的形态、结构血管分布特点；鳔的功能。 基本要求 1、了解水生动物呼吸器官及其呼吸方式。 2、了解鳃的呼吸运动。 3、了解气体交换与气体运输的机理及其影响因素。 4、了解呼吸的调节机制。 重点、难点 l、鳃的呼吸运动。 2、气体的交换与运输机制。 概 述 一、 本章研究内容 1． 呼吸的概念、种类方式及鳃的呼吸 2． 气体的交换、运输 3． 呼吸活动的调节 4． 鳔的功能 二、 呼吸的概念 新陈代谢是生命的最普遍、最显著现象，新陈代谢当中的物质代谢即各种营养物质的分解代 谢，是需要氧气的氧化过程，而且氧化过程的最终产物是 CO2（机体不需要）和水。 所以新陈代谢过程中要从外界吸收 O2 和排出 CO2。 1． 呼吸：机体吸入氧排出 CO2 的过程称为呼吸。 或者说机体与外界环境之间或者机体内部所进行的气体交换过程称为呼吸。 2． 外呼吸和内呼吸： 呼吸的全过程包括以下三个互相联系的环节。 外呼吸：依靠特殊的呼吸器官（肺、鳃）等与外界进行气体交换过程
内呼吸:是指组织细胞与内环境(细胞间隙液和组织毛细血管)进行气体交换过程,又称为组织 呼吸和生物呼吸 气O2、呼吸 02、组织O2、组织 或水CO2器官 肺(鳃)2血液循环℃o2毛细血管C2细胞 血管 内呼吸 第一节呼吸方式及呼吸器官 水呼吸 (一)水生无脊椎动物的呼吸 1.有许多小动物,氧通过体表直接扩散到体内,没有专门的呼吸器官,如原形动物、扁 形动物。特点,体小,身体薄,代谢率低。腔肠动物如水母虽然体积大,但含有机物少,不到体重 1%,代谢率低,其余都是盐和水,代谢活泼的细胞分布在表面,表面积大,通过表面扩散方式获得 氧,可满足机体对氧的需求。 除此以外,大多数水生无脊椎动物在身体表面或内部具有特殊的呼吸器官,这些呼吸表面大 而且有丰富的血管,血液内有呼吸色素,通过血液循环运输O2,同时有许多动物身体表面有纤毛, 纤毛运动使水流流过身体表面,可以更新呼吸表面的水 2.软体动物 生活于海水中的软体动物有鳃或栉鳃,鳃表面有纤毛,纤毛运动可产生水流,鰓丝上血管很丰 富,在每一个栉鳃丝上水流方向与血流方向相反,形成逆流交换系统,能更有效地从外环境中摄氧 3.甲壳动物 该类主要水栖,有鳃属于外鳃。特点:血管丰富,膜薄,使O与C容易扩散,鳃通常位于鰓 腔内,并有头胸甲保护(见图),血淋巴中具有呼吸色素来增加运输氧的能力,但载氧能力较低。例 如龙虾血液中含血蓝蛋白、载氧1.7mlOz/100m1血。 (二)水生脊椎动物的呼吸 1.圆口类 育鳗:鰓呈囊状,称为鳃囊(见图),鰓囊6-14对,内有褶襞:鳃囊的外侧有一鳃小管,同 侧各鳃小管向外向后汇合成一个鳃总管,开口于外鳃孔。 七鳃鳗:有七对鳃囊,分别开口于体外,所以有7个外鳃孔 2.硬骨鱼类 (1)真骨鱼类:真骨鱼类头两侧各有四条鳃弓,每一鳃弓上有两列鳃丝,形成鳃瓣。每条鳃 丝的两侧又生出很多褶皱—一鳃小片(鳃板)。两鳃弓上相邻的两鳃瓣的顶端通常靠在一起,水从其 间流过,当鱼活动时,鳃丝上的缩肌收缩,使两叶鳃瓣分开,便于水流过
- 2 - 内呼吸：是指组织细胞与内环境（细胞间隙液和组织毛细血管）进行气体交换过程，又称为组织 呼吸和生物呼吸。 空气 或水 呼吸 器官 肺（鳃） 血管 血液循环 组织 细胞 O2 CO2 CO2 O2 CO2 O2 CO2 O2 组织 毛细血管 O2 CO2 外呼吸 内呼吸 第一节 呼吸方式及呼吸器官 一、 水呼吸 （一） 水生无脊椎动物的呼吸 1． 有许多小动物，氧通过体表直接扩散到体内，没有专门的呼吸器官，如原形动物、扁 形动物。特点，体小，身体薄，代谢率低。腔肠动物如水母虽然体积大，但含有机物少，不到体重 1％，代谢率低，其余都是盐和水，代谢活泼的细胞分布在表面，表面积大，通过表面扩散方式获得 氧，可满足机体对氧的需求。 除此以外，大多数水生无脊椎动物在身体表面或内部具有特殊的呼吸器官，这些呼吸表面大 而且有丰富的血管，血液内有呼吸色素，通过血液循环运输 O2，同时有许多动物身体表面有纤毛， 纤毛运动使水流流过身体表面，可以更新呼吸表面的水。 2． 软体动物 生活于海水中的软体动物有鳃或栉鳃，鳃表面有纤毛，纤毛运动可产生水流，鳃丝上血管很丰 富，在每一个栉鳃丝上水流方向与血流方向相反，形成逆流交换系统，能更有效地从外环境中摄氧。 3． 甲壳动物 该类主要水栖，有鳃属于外鳃。特点：血管丰富，膜薄，使 O2 与 CO2 容易扩散，鳃通常位于鳃 腔内，并有头胸甲保护（见图），血淋巴中具有呼吸色素来增加运输氧的能力，但载氧能力较低。例 如龙虾血液中含血蓝蛋白、载氧 1.7mlO2/100ml 血。 （二） 水生脊椎动物的呼吸 1．圆口类 育鳗：鳃呈囊状，称为鳃囊（见图），鳃囊 6－14 对，内有褶襞；鳃囊的外侧有一鳃小管，同 侧各鳃小管向外向后汇合成一个鳃总管，开口于外鳃孔。 七鳃鳗：有七对鳃囊，分别开口于体外，所以有 7 个外鳃孔。 2．硬骨鱼类 （1）真骨鱼类：真骨鱼类头两侧各有四条鳃弓，每一鳃弓上有两列鳃丝，形成鳃瓣。每条鳃 丝的两侧又生出很多褶皱——鳃小片（鳃板）。两鳃弓上相邻的两鳃瓣的顶端通常靠在一起，水从其 间流过，当鱼活动时，鳃丝上的缩肌收缩，使两叶鳃瓣分开，便于水流过
鳃小片上血流方向与水流方向相反,便于逆流交换。 2)游泳速度很快的鱼(如鲭鱼、金枪鱼),鳃盖肌肉裉化,不能运动。这些鱼张口快速游 泳,水自动从口和鳃流过,这种呼吸方式叫冲压式呼吸,假若限制这类鱼运动则会室息死亡 (3)板鳃类 没有鳃盖和鰓腔,眼后侧有喷水孔。水腔扩大时,水由喷水孔进入口腔:口腔压缩时水由鳃 裂流出。 但与真骨鱼类不同,水流与血流方向相同 鲨鱼在游泳时也张着口进行冲压式呼吸。 、空气呼吸 呼吸空气的无脊椎动物有环节动物(蚯蚓)、软体动物(蜗牛、蛞蝓)和节肢动物(昆虫、蜘 蛛)等,呼吸器官有皮肤、鳃、气管、肺或书肺。在鱼类,第一种:肺鱼(鳔变态形成肺) 美洲肺鱼:鰓循环不发达,主要靠肺呼吸,若得不到空气就会窒息死亡。 澳洲肺鱼:相反,鰓循环很发达,可以进行水呼吸,离开水后动脉氧含量下降。 非洲肺鱼:对空气依赖性居两者之间 第二种:一部分鱼可利用皮肤呼吸,如鳗鲡,它们的皮肤呼吸容量大,约占总呼吸量的17-32%。 第三种:乌鱼、斗鱼、胡子鲇、黄鳝等可利用咽部上皮或鳃上器官进行呼吸 第四种:肠呼吸,如泥鳅,水中O2↑,用鳃呼吸 水中O2↓,升入水面用肠呼吸。 第二节鳃的呼吸机能 呼吸运动 水生动物是靠口和鳃盖的运动。口和鳃盖相当于控制进水和排水的阀门。 1.呼吸瓣:二对。 口腔瓣:附着在口腔上下颌内缘肌肉,防止吸入口内水倒流 另一对称鳃盖膜:附着在鰓盖后缘,防止水从鳃孔倒流入口 2.呼吸运动过程 水在口腔和鰓腔中流动是由口腔底部升降及鳃腔扩大和压缩所造成的。 (1)首先由于口腔肌肉收缩,口腔底部下降,口腔扩大,口腔压力<外界压力,水流进口腔。 此时鳃盖膜关闭,同时鰓盖肌舒张,鳃腔扩大,鳃腔压力≤口腔压力,水从口腔流经鳃小片进入鳃 腔 (2)口腔瓣关闭,口腔底部上升,在口腔内形成较高压力,更多水流进入压力较低的鳃腔。 (3)随之,鳃盖内移,鳃腔压力↑,鳃腔压力>外界鳃盖膜打开,水经鳃孔流出 (4)口腔肌肉收缩,底部下压,口腔压力<外界,口腔瓣打开(下图),这时鳃腔继续收缩、 排水
- 3 - 鳃小片上血流方向与水流方向相反，便于逆流交换。 （2）游泳速度很快的鱼（如鲭鱼、金枪鱼），鳃盖肌肉裉化，不能运动。这些鱼张口快速游 泳，水自动从口和鳃流过，这种呼吸方式叫冲压式呼吸，假若限制这类鱼运动则会窒息死亡。 （3）板鳃类 没有鳃盖和鳃腔，眼后侧有喷水孔。水腔扩大时，水由喷水孔进入口腔；口腔压缩时水由鳃 裂流出。 但与真骨鱼类不同，水流与血流方向相同。 鲨鱼在游泳时也张着口进行冲压式呼吸。 二、 空气呼吸 呼吸空气的无脊椎动物有环节动物（蚯蚓）、软体动物（蜗牛、蛞蝓）和节肢动物（昆虫、蜘 蛛）等，呼吸器官有皮肤、鳃、气管、肺或书肺。在鱼类，第一种 ：肺鱼（鳔变态形成肺） 美洲肺鱼：鳃循环不发达，主要靠肺呼吸，若得不到空气就会窒息死亡。 澳洲肺鱼：相反，鳃循环很发达，可以进行水呼吸，离开水后动脉氧含量下降。 非洲肺鱼：对空气依赖性居两者之间。 第二种：一部分鱼可利用皮肤呼吸，如鳗鲡，它们的皮肤呼吸容量大，约占总呼吸量的 17－32％。 第三种：乌鱼、斗鱼、胡子鲇、黄鳝等可利用咽部上皮或鳃上器官进行呼吸。 第四种：肠呼吸，如泥鳅，水中 O2↑，用鳃呼吸； 水中 O2↓，升入水面用肠呼吸。 第二节 鳃的呼吸机能 一、 呼吸运动 水生动物是靠口和鳃盖的运动。口和鳃盖相当于控制进水和排水的阀门。 1． 呼吸瓣：二对。 口腔瓣：附着在口腔上下颌内缘肌肉，防止吸入口内水倒流。 另一对称鳃盖膜：附着在鳃盖后缘，防止水从鳃孔倒流入口 2．呼吸运动过程 水在口腔和鳃腔中流动是由口腔底部升降及鳃腔扩大和压缩所造成的。 （1）首先由于口腔肌肉收缩，口腔底部下降，口腔扩大，口腔压力＜外界压力，水流进口腔。 此时鳃盖膜关闭，同时鳃盖肌舒张，鳃腔扩大，鳃腔压力＜口腔压力，水从口腔流经鳃小片进入鳃 腔。 （2）口腔瓣关闭，口腔底部上升，在口腔内形成较高压力，更多水流进入压力较低的鳃腔。 （3）随之，鳃盖内移，鳃腔压力↑，鳃腔压力＞外界鳃盖膜打开，水经鳃孔流出。 （4）口腔肌肉收缩，底部下压，口腔压力＜外界，口腔瓣打开（下图），这时鳃腔继续收缩、 排水
口腔鳃腔 ZZZZZZ 图1 图2 图3 图4 3.总结 依靠下颌、鳃部肌肉→口腔壁、鰓盖和鳃盖膜运动→改变口腔及鳃腔压力及口腔协同作用→水 流被动从口→鳃→进行气体交换 呼吸频率 鱼类的呼吸运动也具有节律性。单位时间内鳃盖开启的次数称为呼吸频率(次/min)。 生活习性、鱼体大小、年龄等影响呼吸频率 同一种鱼外界环境因子变化,如水温、水中含氧量、PH、季节等影响呼吸频率 如体重25g草鱼,水温在12℃时呼吸频率为68次/min 水温在17℃时呼吸频率为82次/min 鱼类在游泳时呼吸频率比安静时高,当游泳速度增加到一定程度,鱼类呼吸方式会变为冲式呼 吸(依靠张口快速游泳,使水自动地从口和鳃流过,这种呼吸方式为冲压式呼吸) 第三节气体交换及气体运输 气体交换 )气体交换的部位及方式 哺乳动物:部位(1)肺,(2)组织细胞 (1)肺部包括二个过程 r肺通气通过呼吸运动周期性吸入新鲜空气,更换肺泡气 L肺泡与肺毛细血管血液进行气体交换气相一液相 (2)组织细胞==周围毛细血管 液相一液相 2.鱼类及其它水生动物:部位(1)鳃,(2)组织细胞 (1)鳃部:通过鳃呼吸运动吸进水流,与鳃上毛细血管进行气体交换。液相一液相 (2)组织细胞(同上)。 3.气体交换方式 气体(O2、CO2)穿过细胞膜、毛细血管壁采取何种方式?
- 4 - 口腔 鳃腔 + - +++ + - + 图1 图2 图3 图4 3．总结： 依靠下颌、鳃部肌肉→口腔壁、鳃盖和鳃盖膜运动→改变口腔及鳃腔压力及口腔协同作用→水 流被动从口→鳃→进行气体交换 二、 呼吸频率 鱼类的呼吸运动也具有节律性。单位时间内鳃盖开启的次数称为呼吸频率（ 次/min）。 生活习性、鱼体大小、年龄等影响呼吸频率 同一种鱼外界环境因子变化，如水温、水中含氧量、PH、季节等影响呼吸频率。 如体重 25g 草鱼，水温在 12℃时呼吸频率为 68 次/min 水温在 17℃时呼吸频率为 82 次/min 鱼类在游泳时呼吸频率比安静时高，当游泳速度增加到一定程度，鱼类呼吸方式会变为冲式呼 吸（依靠张口快速游泳，使水自动地从口和鳃流过，这种呼吸方式为冲压式呼吸）。 第三节 气体交换及气体运输 一、 气体交换 （一） 气体交换的部位及方式 1．哺乳动物：部位（1）肺，（2）组织细胞 （1） 肺部包括二个过程 ┌肺通气 通过呼吸运动周期性吸入新鲜空气，更换肺泡气 └肺泡与肺毛细血管血液进行气体交换 气相—液相 （2） 组织细胞＝＝周围毛细血管 液相—液相 2．鱼类及其它水生动物：部位（1）鳃，（2）组织细胞 （1）鳃部：通过鳃呼吸运动吸进水流，与鳃上毛细血管进行气体交换 。 液相—液相 （2） 组织细胞（同上）。 3．气体交换方式 气体（O2、CO2）穿过细胞膜、毛细血管壁采取何种方式？
气体交换方式是被动扩散,不是主动运输。 被动扩散方向决定该气体(O2、CO2)的分压差(气体分子由气体压力高的区域向压力低的区 扩散 例如 PCO2 Pco2 肺(鳃)毛细血管 外界 组织细胞 组织毛细血管 Po2 ∴气体交换就是气体分子(O2、CO2)依靠其分压差,透过有关“交换膜”的扩散过程 (二)逆流交换及其生理意义 鱼的鳃部毛血管的血流方冋与水流经鳃部的方冋相反,构成了鳃的逆流交换系统 见下图,水在流动中不断将0扩散进入血液,血液中的CO扩散进入水中,这种鳃逆流交换效 率很高,它能从水中吸走80%的O2 水流O2 PO 血水 如果改变流经鳃的水流方向,使它与血流方向一致,鱼类从水中吸取的O2就要减少4/5 这种高效交换系统适应了鱼类生存的需要,因为水中氧含量只有空气中5%,水中7-9mg2/升水 空气含200m1O/升,而且氧在水中扩散速度慢,因此鱼类需要比陆生动物更有效的呼吸器官 、气体运输 )氧在血液中的运输 氧在血液中存在形式(两种) (1)物理溶解状态:依靠分压差,O2单分子从分压高处溶于分压低处的血液中。 (2)化学结合状态:与血液内物质形成一种化学结合状态,这是O2在血液内的主要存在形式, 占90%以上。但在气体交换过程中物理溶解状态则是十分重要的,因为进入血液的气体首先必须溶 于血液,然后才进一步成为化合状态,而从血液中释放也是溶解状态的气体首先逸出,而后才是结 合状态的分离,继续向外释放。溶解气体与结合状态气体时刻维持着动态平衡。 2.氧的化学结合与运输
- 5 - 气体交换方式是被动扩散，不是主动运输。 被动扩散方向决定该气体（O2、CO2）的分压差（气体分子由气体压力高的区域向压力低的区 域扩散。 例如： O2 CO2 PCO2 > PCO2 肺（鳃）毛细血管 外界 PO2 < PO2 PO2 < PO2 组织细胞 PCO2 > PCO2 组织毛细血管 CO2 O2 ∴气体交换就是气体分子（O2、CO2）依靠其分压差，透过有关“交换膜”的扩散过程。 （二） 逆流交换及其生理意义 鱼的鳃部毛血管的血流方向与水流经鳃部的方向相反，构成了鳃的逆流交换系统。 见下图，水在流动中不断将 O2 扩散进入血液，血液中的 CO2 扩散进入水中，这种鳃逆流交换效 率很高，它能从水中吸走 80% 的 O2。 水流O2 PO2 入鳃 PO2 出鳃 O2 血 水 如果改变流经鳃的水流方向，使它与血流方向一致，鱼类从水中吸取的 O2 就要减少 4/5。 这种高效交换系统适应了鱼类生存的需要，因为水中氧含量只有空气中 5%，水中 7-9mgO2/升水； 空气含 200mlO2/升,而且氧在水中扩散速度慢，因此鱼类需要比陆生动物更有效的呼吸器官。 二、 气体运输 （一） 氧在血液中的运输 1．氧在血液中存在形式（两种） （1）物理溶解状态：依靠分压差，O2 单分子从分压高处溶于分压低处的血液中。 （2）化学结合状态：与血液内物质形成一种化学结合状态，这是 O2 在血液内的主要存在形式， 占 90％以上。但在气体交换过程中物理溶解状态则是十分重要的，因为进入血液的气体首先必须溶 于血液，然后才进一步成为化合状态，而从血液中释放也是溶解状态的气体首先逸出，而后才是结 合状态的分离，继续向外释放。溶解气体与结合状态气体时刻维持着动态平衡。 2．氧的化学结合与运输