Question

【題目】科研人員利用3D打印技術，成功獲得了具有相應功能的人體“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》雜志封面。

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

（2）當人體進行吸氣時，隔肌和肋骨間的肌肉_____，肺泡處于_____（填“擴張”或“收縮”）狀態，因此纏繞在肺泡外的毛細血管會受到一定程度的牽拉。這一打印的“血管結構” 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現，當紅細胞從打印出的“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完成的，血液則會變成__________________血，經_____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】

組成呼吸系統的組成器官如圖所示：

肺泡與外界環境之間進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。人體的血液循環如圖：

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

（2）肺泡與外界環境之間進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，肺隨之擴大，造成肺內氣壓小于外界大氣壓，外界氣體進入肺內，形成主動的吸氣運動；當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，結果胸廓縮小，肺也隨之回縮，造成肺內氣壓大于外界氣壓，肺內氣體排出肺，形成被動的呼氣運動。因此，當人體進行吸氣時，隔肌和肋骨間的肌肉收縮，肺泡處于擴張狀態，纏繞在肺泡外的毛細血管會受到一定程度的牽拉。這一打印的“血管結構” 本身具有一定的韌性，能夠承受這種牽拉。

（3）血液循環包括肺循環和體循環。肺循環：心臟的右心室→肺動脈→肺部毛細血管→肺 靜脈→心臟的左心房，血液流經肺部后，含氧量增加，此時血液由原來的靜脈血變為動脈血。之后左心房的血液到達左心室開始進行體循環，體循環：左心室→主動脈→各級動脈→毛細血管→各級靜脈→上、下腔靜脈→右心房，血液流經毛細血管處進行物質交換，把營養物質和氧氣給組織細胞，從而在組織細胞線粒體中進行呼吸作用，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現，當紅細胞從打印出的“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完成的，血液則會變成動脈血，經肺靜脈流回左心房，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。