第二十一章 循環和呼吸

學習內容 循環作用 開放式與閉鎖式循環系統 脊椎動物循環系統的結構 淋巴系統：回收流失的體液 血液 脊椎動物循環系統的演化 魚類的循環作用 兩棲類及爬蟲類的循環作用 哺乳類及鳥類的循環作用

學習內容 呼吸作用 呼吸系統的類型 水生脊椎動物的呼吸作用 陸生脊椎動物的呼吸作用 哺乳類的呼吸系統 呼吸作用如何進行：氣體交換

循環作用 21.1開放式與閉鎖式循環系統 動物的循環系統分成開放式及閉鎖式兩種不同的類型。 軟體動物及節肢動物具有開放式循環系統（open circulatory system） 環節動物及所有的脊椎動物都具有閉鎖式循環系統（closed circulatory system）

21.1開放式與閉鎖式循環系統 軟體動物 節肢動物 環節動物 脊椎動物 開放式 循環系統 閉鎖式 循環系統 循環液 (血淋巴 Hemolymph) 系統內循環液 血液 (透過心臟收縮維持， 在血管內來回流動) 循環系統內 血液 循環系統外 組織間液

21.1開放式與閉鎖式循環系統 在脊椎動物體內的血管網路使血液能自心臟流至全身的所有細胞，然後再流回心臟。 圖片來源http://chugai-pharm.info/medicine/karada/karada007.html

脊椎動物循環系統的功能 脊椎動物的循環系統具有三種功能： 1. 運輸作用（transportation）： 呼吸性（respiratory） 營養性（nutritive） 排泄性（excretory） 內分泌性（endocrine） 2. 調節作用（regulation）： 溫度調節作用（temperature regulation） 熱交換作用（heat exchange） 3. 保護作用（protection）： 凝血作用（blood clotting） 免疫防禦（immune defense）

21.2　脊椎動物循環系統的結構 脊椎動物的循環系統又稱為心臟血管系統（cardiovascular system），由三部分所組成：(1) 心臟 (2) 血管 (3) 血液

21.2 脊椎動物循環系統的結構 動脈：離開心臟的公路 大動脈及小動脈組成整個動脈系統，將血液帶離心臟。 21.2　脊椎動物循環系統的結構 動脈：離開心臟的公路 大動脈及小動脈組成整個動脈系統，將血液帶離心臟。 動脈具擴張性，其管壁由四層組織所構成。 微血管：進行交換的場所 微血管內的血液會將氧氣及營養分子送入細胞，並收集細胞排出的二氧化碳。 靜脈：將血液帶回心臟 靜脈是將血液帶回心臟的血管，無法接收心臟收縮的脈衝壓力。

血管的結構

血管的結構

血管的結構

21.3　淋巴系統：回收流失的體液 為回收流出血管外的液體，人體利用另一套分佈全身的循環管路系統淋巴系統（lymphatic system）進行收集與再循環使用。 淋巴系統還有三個重要的功能： 將蛋白質帶回循環系統 運送腸道內吸收的脂肪 協助身體的防禦作用

21.4 血液 血漿：血液的液體部分 血漿是一種複雜的水溶液，含有三種不同物質： 代謝產物及廢物 鹽類及離子 21.4　血液 血漿：血液的液體部分 血漿是一種複雜的水溶液，含有三種不同物質： 代謝產物及廢物 鹽類及離子 蛋白質：90% 的血漿是水分，如果血中蛋白質濃度低於所流經細胞內的蛋白質量，細胞會很快地以滲透作用吸走血中的大部分水分。 其餘不含纖維蛋白原且不凝結的液體部分，稱為血清（serum）。

21.4　血液 血球：循環全身的細胞 血液內將近有一半成分是血球細胞，主要的三種細胞是紅血球（red blood cells 或erythrocytes）、白血球（white blood cells 或leukocytes）， 及被稱為血小板（platelets）的細胞碎片。

脊椎動物循環系統的演化 21.5 魚類的循環作用 魚類心臟已演化出具四個連續性腔室的管狀構造： 靜脈竇（sinus venosus；SV） 脊椎動物循環系統的演化 21.5　魚類的循環作用 魚類心臟已演化出具四個連續性腔室的管狀構造： 靜脈竇（sinus venosus；SV） 心房（atrium；A） 心室（ventricle；V） 動脈圓錐（conus arteriosus；CA）

21.6　兩棲類及爬蟲類的循環作用 分為肺循環（pulmonary circulation）：在心臟與肺之間往返及體循環（systemic circulation）：在心臟與其他身體組織之間往返。

21.7　哺乳類及鳥類的循環作用 流經心臟的循環

21.7　哺乳類及鳥類的循環作用 監測心臟的工作

21.7　哺乳類及鳥類的循環作用 心臟如何收縮

呼吸作用 21.8 呼吸系統的類型 吸收氧氣同時釋出二氧化碳的過程統稱為呼吸作用（respiration）。 呼吸作用 21.8　呼吸系統的類型 吸收氧氣同時釋出二氧化碳的過程統稱為呼吸作用（respiration）。 陸生節肢動物沒有明顯的呼吸器官，只有一套稱為氣管（trachea）的分支構造。 較高等的海生無脊椎動物具有特化的呼吸器官，稱為鰓（gill）。

21.9　水生脊椎動物的呼吸作用 魚游泳時口部會不斷地開閉，吞咽水入口腔然後由後側裂縫排出，使水流不斷由單一方向流過鰓，造成逆向液流作用（countercurrent flow），讓魚體可有效率地吸收氧氣。

21.10 陸生脊椎動物的呼吸作用 兩棲類利用肺獲得氧氣 21.10　陸生脊椎動物的呼吸作用 兩棲類利用肺獲得氧氣 兩棲類的青蛙具有肺臟（lungs）構造，可自空氣中吸取氧氣，同時可利用濕潤皮膚輔助呼吸進行。 爬蟲類及哺乳類增加肺的表面積 哺乳類肺臟的內面形成許多似葡萄串的小氣室，稱為肺泡（alveoli）。

21.10　陸生脊椎動物的呼吸作用 鳥類發展更完善的肺構造

21.11　哺乳類的呼吸系統 哺乳類有一對肺臟懸掛在胸腔（thoracic cavity）內，只靠著肺血管及氣管（trachea）與身體其他部位相連。

21.11 哺乳類的呼吸系統 呼吸機制 空氣主動進出肺的作用，稱為呼吸（breathing）。 21.11　哺乳類的呼吸系統 呼吸機制 空氣主動進出肺的作用，稱為呼吸（breathing）。 潮氣容積（tidal volume）：人在休息狀態時，一次呼吸可帶動0.5 公升的空氣進出肺部。 肺活量（vital capacity）：如果加大呼吸力量，可額外再增加吸或呼的氣體量。 肺餘容積（residual volume）：當用最大力量呼氣後，肺內仍有殘留的空氣量未排出，一般約有1.2 公升。

21.12　呼吸作用如何進行：氣體交換 在循環系統內運輸氧氣是由血紅素（hemoglobin）蛋白質負責。 氧氣的運輸

21.12 呼吸作用如何進行：氣體交換 二氧化碳的運輸 紅血球在卸除氧氣時，也會同時從組織細胞中取走CO2。 一氧化氮的運輸 21.12　呼吸作用如何進行：氣體交換 二氧化碳的運輸 紅血球在卸除氧氣時，也會同時從組織細胞中取走CO2。 一氧化氮的運輸 血紅素另具有結合及釋出一氧化氮（nitric oxide；NO）氣體的能力， NO 可改變多種細胞的形狀及功能。