题目内容

【题目】科研人员利用3D打印技术,成功获得了具有相应功能的人体“3D器官,有望为器官移植带来革命性的变化,该研究也荣登20195月的《科学》杂志封面。

1)人体的呼吸系统由_____和肺共同组成。图中展示的是一个由水凝胶3D打印而成的肺部结构,当空气被泵入囊中的 同时,血液流过囊周围网络通道,可模拟肺的气体交换功能。

2)当人体进行吸气时,隔肌和肋骨间的肌肉_____,肺泡处于_____(填扩张收缩)状态,因此缠绕在肺泡外的毛细血管会受到一定程度的牵拉。这一打印的血管结构本身具有一定的韧性,能够承受这种牵拉。

3)研究人员在测试中发现,当红细胞从打印出的血管中流过时,能够有效地从肺部获取氧气。这一过程如果是在人体内完成的,血液则会变成__________________血,经_____流回左心房,再由左心室将血液输送到全身,氧气最终参与_________________作用,分解有机物,为人体生命活动提供能量。

【答案】呼吸道 收缩 扩张 动脉 肺静脉 呼吸

【解析】

组成呼吸系统的组成器官如图所示:

肺泡与外界环境之间进行气体交换的过程叫做肺的通气,肺的通气是通过呼吸运动实现的,呼吸运动是由呼吸肌的收缩和舒张而引起的。人体的血液循环如图:

1)呼吸系统由呼吸道和肺组成,呼吸道由鼻腔,咽,喉,气管和支气管组成,是气体进出的通道,肺是呼吸系统的主要器官,完成气体交换。因此,人体的呼吸系统由呼吸道和肺共同组成。图中展示的是一个由水凝胶3D打印而成的肺部结构,当空气被泵入囊中的 同时,血液流过囊周围网络通道,可模拟肺的气体交换功能。

2)肺泡与外界环境之间进行气体交换的过程叫做肺的通气,肺的通气是通过呼吸运动实现的,呼吸运动是由呼吸肌的收缩和舒张而引起的:膈肌与肋间肌收缩,引起胸腔前后、左右及上下径均增大,肺随之扩大,造成肺内气压小于外界大气压,外界气体进入肺内,形成主动的吸气运动;当膈肌和肋间外肌舒张时,肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位,结果胸廓缩小,肺也随之回缩,造成肺内气压大于外界气压,肺内气体排出肺,形成被动的呼气运动。因此,当人体进行吸气时,隔肌和肋骨间的肌肉收缩,肺泡处于扩张状态,缠绕在肺泡外的毛细血管会受到一定程度的牵拉。这一打印的血管结构本身具有一定的韧性,能够承受这种牵拉。

3)血液循环包括肺循环和体循环。肺循环:心脏的右心室→肺动脉→肺部毛细血管→肺 静脉→心脏的左心房,血液流经肺部后,含氧量增加,此时血液由原来的静脉血变为动脉血。之后左心房的血液到达左心室开始进行体循环,体循环:左心室→主动脉→各级动脉→毛细血管→各级静脉→上、下腔静脉→右心房,血液流经毛细血管处进行物质交换,把营养物质和氧气给组织细胞,从而在组织细胞线粒体中进行呼吸作用,分解有机物,为生命活动提供能量。因此,研究人员在测试中发现,当红细胞从打印出的血管中流过时,能够有效地从肺部获取氧气。这一过程如果是在人体内完成的,血液则会变成动脉血,经肺静脉流回左心房,再由左心室将血液输送到全身,氧气最终参与呼吸作用,分解有机物,为人体生命活动提供能量。

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