人体的呼吸
在前面的学习中，我们已经了解了人体如何通过消化系统获取食物中的营养物质。这些通过消化和吸收进入血液的营养物质，随着循环系统被送往身体各个部位的细胞，为生命活动提供能量和物质基础。不过，这些营养物质本身储存的化学能，并不能直接被细胞利用。细胞必须通过“细胞呼吸作用”这一复杂过程，将这些化学能转化为能直接使用的能量（ATP）。而这个过程中，氧气起着至关重要的作用——没有氧气，细胞呼吸的效率会大大降低，甚至无法进行。
那么，氧气是如何进入我们人体并被送往全身每一个细胞的？又或者说，细胞“用过”的氧气转化成了二氧化碳，这些二氧化碳是通过什么途径排出体外的？这些问题的答案，都和人体的呼吸系统密切相关。呼吸系统就像是人体与外界气体交换的“门户”和“管道”，它不仅保证我们不断获得新鲜的氧气，还能及时排出体内代谢产生的二氧化碳，从而维持体内环境的稳定。没有良好的呼吸系统，我们的细胞和身体就无法正常工作。
呼吸不仅仅是“吸气和呼气”这么简单。它包括了空气的进入、气体的交换和代谢废物的排出，是一个精密又协调的系统。随着学习的深入，你会发现呼吸系统和生命活动的方方面面息息相关。比如，当我们剧烈运动或者紧张时，呼吸会加快以满足身体更多的氧气需求；当外界空气污染严重时，我们的呼吸系统也会遭受损害，导致健康隐患。这一切说明，了解和保护呼吸系统，对于健康成长和保持良好的生活状态至关重要。
呼吸系统的组成
呼吸道
呼吸系统由呼吸道和肺两部分组成。呼吸道是气体进出肺的通道，包括鼻腔、咽、喉、气管和支气管。
鼻腔是呼吸道的门户。当我们吸气时，空气首先进入鼻腔。鼻腔内有鼻毛，可以阻挡空气中较大的灰尘颗粒。鼻腔黏膜分泌黏液，能够粘住细小的灰尘和细菌。鼻腔黏膜中有丰富的毛细血管，流经的血液能够温暖吸入的冷空气。黏膜还能湿润干燥的空气。因此，鼻腔具有清洁、温暖和湿润空气的作用。这就是为什么医生建议我们用鼻呼吸而不是用口呼吸的原因。
2020年新冠疫情期间，鼻咽拭子采样成为检测病毒的重要手段。采样时需要将棉签深入鼻腔后部的鼻咽部，那里是病毒容易聚集的地方。这个过程虽然不舒服，但对早期发现感染者、控制疫情传播起到了关键作用。
咽是呼吸道和消化道的共同通道，位于鼻腔和口腔的后方。食物和气体都要通过咽。正因为如此，咽的位置很关键。当我们吞咽食物时，会厌软骨会盖住喉的入口，防止食物进入气管。如果边吃饭边说笑，会厌软骨的动作可能不协调，食物就可能误入气管，引起剧烈咳嗽，这就是我们常说的“呛到了”。
喉不仅是呼吸通道，还是发声器官。喉内有声带，当气流通过时，声带振动就能发出声音。青春期男生的喉结明显突出，声音变得低沉浑厚，这是因为喉部发育、声带变长变厚的缘故。过度用声、大声喊叫会损伤声带，导致声音嘶哑。
气管位于颈部和胸部，长约12厘米。气管壁上有“C”形的软骨环支撑，保证气管不会塌陷，使气流能够畅通无阻地进出。气管内表面有纤毛上皮，纤毛不停地向喉部摆动，能够将气管内的灰尘和细菌推向喉部，然后通过咳嗽排出体外。
气管在胸腔内分为左右两支气管，分别通向左右两肺。支气管在肺内反复分支，越分越细，最细的分支末端形成肺泡。
呼吸道不仅是气体的通道，还能对吸入的空气进行处理，使进入肺的空气更清洁、更温暖、更湿润，有利于肺的气体交换和保护肺的健康。
肺
肺是呼吸系统的主要器官，是气体交换的场所。人有两个肺，分别位于胸腔的左右两侧，左肺有两叶，右肺有三叶。肺的外面包着两层膜，叫做胸膜。两层胸膜之间有少量液体，能够减少呼吸时的摩擦。
肺主要由支气管的各级分支和肺泡组成。成年人的两侧肺大约有3-4亿个肺泡，这些肺泡的总面积达到70-80平方米，相当于半个羽毛球场。肺泡壁很薄，只有一层上皮细胞。肺泡外面包绕着丰富的毛细血管，毛细血管壁也很薄。肺泡壁和毛细血管壁紧贴在一起，这种结构非常适合气体交换。
肺泡的这些结构特点与它的功能是高度适应的。肺泡数量多、总面积大，为气体交换提供了巨大的面积。肺泡壁和毛细血管壁都很薄，气体很容易透过，大大提高了气体交换的效率。肺泡外面有丰富的毛细血管，便于气体迅速进入血液或从血液中排出。
吸烟对肺的危害极大。香烟燃烧产生的烟雾中含有尼古丁、焦油、一氧化碳等几千种有害物质，其中有几十种是致癌物。长期吸烟会导致慢性支气管炎、肺气肿、肺癌等疾病。2019年中国疾病预防控制中心的数据显示，我国吸烟人数超过3亿，每年因吸烟相关疾病死亡的人数超过100万。更令人担忧的是，青少年吸烟率呈上升趋势。
吸烟不仅危害吸烟者本人的健康，吸烟产生的二手烟也会危害周围人的健康，特别是儿童和孕妇。因此，我们要远离香烟，拒绝吸烟，也要劝阻家人和朋友戒烟。
呼吸的过程
肺与外界的气体交换
我们每时每刻都在呼吸。呼吸包括三个相互联系的环节：肺与外界的气体交换（肺通气）、肺泡与血液的气体交换、血液与组织细胞的气体交换。
肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的。呼吸运动包括吸气和呼气两个过程。
吸气时，肋间肌收缩，肋骨向上向外运动；同时膈肌收缩，膈顶部下降。这两个动作使胸腔容积扩大，肺随之扩张，肺内气压下降，低于外界大气压，外界空气就通过呼吸道进入肺。
呼气时，肋间肌舒张，肋骨向下向内运动；同时膈肌舒张，膈顶部上升。胸腔容积缩小，肺随之收缩，肺内气压升高，高于外界大气压，肺内气体就被排出体外。
可以看出，呼吸运动是由呼吸肌（主要是肋间肌和膈肌）的收缩和舒张引起的。呼吸肌的这些活动是在神经系统的调节下进行的。
我们平静呼吸时，每次吸入或呼出的气体量叫做潮气量，成年人的潮气量约为500毫升。但这并不是肺的最大容量。尽力吸气后，再尽力呼气，所能呼出的最大气体量叫做肺活量。肺活量是衡量肺功能的重要指标。
肺活量的大小与性别、年龄、身高、体重、运动锻炼等因素有关。一般来说，男性的肺活量大于女性，青壮年的肺活量大于儿童和老年人，经常参加体育锻炼的人肺活量大于缺乏锻炼的人。
让我们通过图表来了解不同年龄段的平均肺活量。
从图表可以看出，肺活量在青春期快速增长，成年后达到峰值，然后随年龄增长逐渐下降。这说明青少年时期是发展肺活量的关键时期。经常参加体育锻炼，特别是游泳、长跑、爬山等有氧运动，能够有效提高肺活量，增强心肺功能。
肺泡与血液的气体交换
当外界空气进入肺泡后，氧气和二氧化碳在肺泡与血液之间进行交换，这个过程叫做肺泡与血液的气体交换。
肺泡中的气体与血液中的气体通过扩散作用进行交换。扩散是指物质从浓度高的地方向浓度低的地方运动的现象。肺泡中氧气的浓度高于肺泡周围毛细血管血液中氧气的浓度，因此氧气从肺泡进入血液。相反，血液中二氧化碳的浓度高于肺泡中二氧化碳的浓度，因此二氧化碳从血液进入肺泡。
经过肺泡的气体交换，静脉血变成了动脉血。静脉血是指含氧少、二氧化碳多、颜色暗红的血液；动脉血是指含氧多、二氧化碳少、颜色鲜红的血液。需要注意的是，静脉血和动脉血的划分依据是含氧量的多少，而不是血管的种类。肺静脉中流的是动脉血，肺动脉中流的是静脉血。
让我们通过数据来理解气体交换前后血液成分的变化。
从表格可以看出，血液流经肺泡后，氧气含量上升，二氧化碳含量下降，静脉血变成了动脉血。肺泡中的氧气浓度高于进入肺泡的血液，所以氧气进入血液；血液中的二氧化碳浓度高于肺泡，所以二氧化碳进入肺泡。
肺泡与血液的气体交换是通过扩散作用完成的。肺泡数量多、面积大，肺泡壁和毛细血管壁都很薄，这些结构特点保证了气体交换能够快速有效地进行。
血液与组织细胞的气体交换
血液将氧气运输到全身各处的组织细胞，同时将组织细胞产生的二氧化碳运走，这个过程涉及血液与组织细胞的气体交换。
当含氧丰富的动脉血流经身体各部分的毛细血管时，血液中的氧气浓度高于周围组织细胞中的氧气浓度，氧气从血液扩散到组织细胞中。组织细胞不断进行呼吸作用，消耗氧气，产生二氧化碳，因此组织细胞中二氧化碳的浓度高于血液，二氧化碳从组织细胞扩散到血液中。
经过组织细胞的气体交换，动脉血变成了静脉血。这些静脉血通过静脉回流到心脏，然后被送到肺，在肺泡处再次变成动脉血，如此循环往复。
整个呼吸过程可以概括为：外界空气→呼吸道→肺泡→血液→组织细胞。氧气沿着这条路线输送到细胞，二氧化碳沿着相反的路线排出体外。
呼吸的调节
呼吸中枢的调节
呼吸看似简单，实际上是一个复杂的生理过程，需要神经系统的精密调节。
呼吸运动是由呼吸中枢控制的。呼吸中枢位于脑干，能够产生有节律的神经冲动，通过神经传递到呼吸肌，使呼吸肌有节律地收缩和舒张，从而完成呼吸运动。
呼吸中枢的活动受多种因素影响，其中最重要的是血液中二氧化碳浓度的变化。当血液中二氧化碳浓度升高时，会刺激呼吸中枢，使呼吸加深加快，以便排出更多的二氧化碳，吸入更多的氧气。当血液中二氧化碳浓度降低时，呼吸就会减慢。
这个调节机制保证了呼吸能够适应身体代谢的需要。当我们运动时，肌肉的代谢活动增强，消耗的氧气增多，产生的二氧化碳也增多，血液中二氧化碳浓度上升，刺激呼吸中枢，使呼吸加深加快，以满足运动时对氧气的需求。
我们可以在一定范围内随意控制呼吸的快慢深浅，比如屏住呼吸、深呼吸等。但这种随意控制是有限度的。如果强行屏住呼吸，随着血液中二氧化碳浓度的升高，最终会突破意识的控制，自动恢复呼吸。这是一种保护性机制，防止身体因缺氧而受损。
环境因素的影响
呼吸的深度和频率还受到环境因素的影响。海拔高度是一个重要因素。
随着海拔升高，大气压降低，空气中氧气的分压也降低。在高原地区，空气稀薄，氧气含量低，人会感到呼吸困难、心跳加快、头晕乏力，这就是高原反应。长期生活在高原的人，身体会产生一系列适应性变化：红细胞数量增多，血红蛋白含量增高，心肺功能增强，从而能够在氧气稀薄的环境中正常生活。
青藏高原平均海拔4000米以上，被称为“世界屋脊”。生活在那里的藏族同胞经过长期的自然选择和适应，形成了独特的生理特征。研究发现，藏族人的肺活量比平原地区的人大，血液中的血红蛋白含量更高，心脏收缩力更强。2006年青藏铁路全线通车，列车上配备了供氧系统，为旅客提供充足的氧气，有效预防了高原反应。
空气质量也会影响呼吸健康。近年来，一些城市时常出现雾霾天气。雾霾中含有大量PM2.5（直径小于2.5微米的颗粒物），这些微小颗粒能够深入肺泡，甚至进入血液，对健康造成严重危害。长期暴露在雾霾环境中，会增加患呼吸系统疾病、心血管疾病甚至癌症的风险。
2013年，中国多个城市遭遇严重雾霾，引起社会广泛关注。此后，国家大力推进大气污染防治，实施“蓝天保卫战”。经过多年努力，空气质量明显改善。2022年，全国地级及以上城市平均空气质量优良天数比例达到86.5%，比2013年提高了约20个百分点。
雾霾天气时，应尽量减少户外活动，外出时佩戴口罩。室内要关闭门窗，使用空气净化器。同时，我们每个人都应该从自身做起，绿色出行，节能减排，为改善空气质量贡献力量。
常见的呼吸系统疾病
感冒和流感
感冒是最常见的呼吸系统疾病，几乎每个人都得过感冒。感冒是由病毒引起的急性上呼吸道感染，症状包括鼻塞、流涕、咽痛、咳嗽、发热等。普通感冒一般较轻，一周左右可以自愈。
流行性感冒（简称流感）是由流感病毒引起的急性呼吸道传染病，传染性强，传播速度快。流感的症状比普通感冒重，常常出现高热、头痛、肌肉酸痛、乏力等全身症状。老年人、儿童、孕妇和有基础疾病的人患流感后容易出现并发症，如肺炎、心肌炎等，甚至危及生命。
预防流感的有效措施是接种流感疫苗。由于流感病毒容易变异，疫苗需要每年接种。2020年新冠疫情期间，接种流感疫苗的重要性更加凸显，因为流感和新冠肺炎的症状相似，接种流感疫苗可以减少流感发病，便于识别新冠肺炎患者。
肺炎
肺炎是指肺组织的炎症，可由细菌、病毒、真菌、支原体等多种病原体引起。肺炎的主要症状包括发热、咳嗽、咳痰、胸痛、呼吸困难等。严重的肺炎会导致呼吸衰竭，危及生命。
细菌性肺炎是最常见的肺炎类型，主要由肺炎链球菌引起。抗生素的发明大大降低了细菌性肺炎的死亡率。但近年来，由于抗生素的滥用，细菌耐药性问题日益严重，给肺炎的治疗带来了挑战。因此，使用抗生素必须遵医嘱，不能自行购买使用。
2019年底在武汉首次发现的新型冠状病毒肺炎（COVID-19）是由新型冠状病毒引起的急性呼吸道传染病。这种疾病传染性强、传播速度快，在全球范围内造成了严重的公共卫生危机。中国政府采取了果断有力的防控措施，包括封城、大规模核酸检测、隔离治疗、疫苗接种等，有效控制了疫情。这场抗疫斗争充分展示了中国制度的优越性和中国人民的团结精神。
哮喘
支气管哮喘是一种慢性气道炎症性疾病，主要症状是反复发作的喘息、气促、胸闷和咳嗽。哮喘发作时，气道痉挛、黏膜水肿、分泌物增多，导致气道狭窄，呼吸困难。
哮喘的诱发因素包括过敏原（如花粉、尘螨、动物皮毛等）、呼吸道感染、运动、冷空气、情绪激动等。哮喘患者需要避免接触诱发因素，规律使用控制药物，随身携带急救药物。
中国是哮喘患病率较高的国家之一，约有3000万哮喘患者。近年来，随着空气污染加重和生活方式改变，哮喘患病率呈上升趋势。加强哮喘的防治，提高患者的生活质量，是一项重要的公共卫生任务。
保护呼吸系统健康
良好的生活习惯
保护呼吸系统健康，首先要养成良好的生活习惯。坚持锻炼身体，增强体质，提高抵抗力。游泳、长跑、爬山等有氧运动能够有效增强心肺功能。
保持室内空气流通，经常开窗通风。室内空气不流通，二氧化碳浓度升高，病原体容易传播，不利于健康。每天开窗通风2-3次，每次15-30分钟。
注意保暖，预防感冒。气温变化时要及时增减衣物，避免受凉。冬季外出时戴口罩，既能保暖，又能防止吸入冷空气和病原体。
保证充足的睡眠。睡眠不足会降低免疫力，容易患呼吸道疾病。青少年每天应保证8-10小时的睡眠时间。
远离有害因素
远离烟草是保护呼吸系统最重要的措施。不吸烟，拒绝二手烟。如果家人吸烟，要劝说他们戒烟，至少不要在室内吸烟。
避免接触有害气体和粉尘。从事接触粉尘作业的人员应佩戴防尘口罩，定期体检。装修房屋时使用环保材料，装修后充分通风，检测合格后再入住。
雾霾天气减少户外活动，外出时佩戴防护口罩。家中可使用空气净化器改善室内空气质量。
及时就医
当出现呼吸系统症状时，要及时就医。咳嗽、咳痰持续2周以上，或伴有咯血、胸痛、呼吸困难等症状，应尽快到医院检查。早期发现、早期治疗，能够有效防止疾病进展。
定期体检也很重要。胸部X光或CT检查能够发现早期肺部病变。对于有吸烟史、有呼吸系统疾病家族史的人，更应该重视体检。
呼吸系统的健康直接关系到生命质量。我们要重视呼吸系统的保护，养成健康的生活方式，远离有害因素，一旦出现问题及时就医，让每一次呼吸都顺畅自如。
本节练习
第一题：下表是平静状态和运动状态下呼吸频率和潮气量的比较数据，请根据表格回答问题。
（1）计算平静状态和运动状态下每分钟的呼吸量。
（2）运动时呼吸有什么变化？为什么会发生这种变化？
（3）长期坚持体育锻炼对呼吸系统有什么好处？
（4）有人说“运动时呼吸越快越好”，这种说法对吗？为什么？
答案： （1）每分钟呼吸量的计算： 平静状态：16 × 500 = 8000毫升 = 8升 运动状态：30 × 1500 = 45000毫升 = 45升
（2）运动时呼吸的变化： 运动时呼吸频率加快，从平静时的每分钟16次增加到30次；潮气量增大，从每次500毫升增加到1500毫升。总的结果是每分钟呼吸量大幅增加，从8升增加到45升，增加了约5.6倍。
变化原因： 第一，运动时肌肉收缩加强，能量消耗增加，需要更多的氧气进行有氧呼吸，产生更多的能量。 第二，肌肉代谢加快，产生的二氧化碳增多。血液中二氧化碳浓度升高，刺激呼吸中枢，使呼吸加深加快。 第三，呼吸加深加快能够吸入更多氧气、排出更多二氧化碳，满足运动时的代谢需要。 第四，这是身体的自动调节机制，能够使呼吸与运动强度相适应。
（3）长期坚持体育锻炼对呼吸系统的好处： 第一，增大肺活量。经常锻炼能够增强呼吸肌的力量，使呼吸更深更有效，肺活量可以提高10%-20%。 第二，提高气体交换效率。锻炼能够改善肺部血液循环，增加肺泡开放的数量，提高氧气利用率。 第三，增强呼吸肌力量和耐力。呼吸肌经过锻炼变得更强壮，呼吸时不容易疲劳。 第四，提高对运动的适应能力。锻炼有素的人运动时呼吸频率升高幅度小，能够更轻松地完成运动。 第五，增强抵抗力。适量运动能够提高免疫力，减少呼吸道感染的发生。
（4）“运动时呼吸越快越好”这种说法不对。 理由： 第一，有效的呼吸应该是深而慢，而不是快而浅。呼吸过快时，每次吸入的气体量减少，很多气体只停留在呼吸道中，没有到达肺泡，不能进行有效的气体交换。 第二，呼吸过快会导致过度换气，排出过多的二氧化碳，使血液中二氧化碳浓度过低，可能引起头晕、手脚麻木等症状。 第三，合理的运动时呼吸应该是有节律的、深而均匀的。应根据运动强度调节呼吸，既要加深呼吸，也要适当加快频率，但不能单纯追求快。 第四，长跑等耐力运动时，建议采用“三步一吸、三步一呼”或“两步一吸、两步一呼”的呼吸节奏，保持呼吸与步伐协调，这样才能持久。
知识点：本题综合考查呼吸运动、呼吸的调节以及运动与呼吸的关系。要求学生能够计算呼吸量，理解运动时呼吸变化的原因和意义，认识科学锻炼的重要性。
第二题：下图是肺泡与血液气体交换的示意图（假设A是肺泡，B是肺泡周围的毛细血管，C是从心脏流来的静脉血，D是流向心脏的动脉血）。请根据图示回答问题。
（1）气体交换是通过什么方式进行的？
（2）氧气和二氧化碳分别向什么方向扩散？为什么？
（3）为什么说肺泡的结构与气体交换的功能相适应？
（4）如果一个人患肺炎，肺泡壁增厚，会对气体交换产生什么影响？
答案： （1）气体交换是通过扩散作用进行的。 说明：扩散是指物质分子从浓度高的地方向浓度低的地方运动的现象。气体的扩散不需要消耗能量，是一个自发的物理过程。肺泡与血液之间的气体交换就是依靠氧气和二氧化碳的浓度差实现的。
（2）氧气和二氧化碳的扩散方向： 氧气：从肺泡→血液（C→D方向） 二氧化碳：从血液→肺泡（C→D的相反方向）
原因： 氧气方向：肺泡中氧气浓度（约14%）高于静脉血中氧气浓度，因此氧气从肺泡扩散到血液中。吸入的新鲜空气不断补充肺泡中的氧气，保持肺泡中氧气浓度高于血液。 二氧化碳方向：静脉血中二氧化碳浓度高于肺泡中二氧化碳浓度，因此二氧化碳从血液扩散到肺泡中。呼气时将肺泡中的二氧化碳排出体外，保持肺泡中二氧化碳浓度低于血液。
经过气体交换：静脉血（C）→动脉血（D），血液由暗红色变为鲜红色。
（3）肺泡结构与气体交换功能相适应的表现： 第一，肺泡数量多。成年人的两侧肺共有3-4亿个肺泡，为气体交换提供了巨大的场所。 第二，肺泡总面积大。所有肺泡的总面积达70-80平方米，相当于半个羽毛球场，大大提高了气体交换的效率。 第三，肺泡壁很薄。肺泡壁只有一层扁平的上皮细胞，厚度仅约0.5微米，气体很容易透过。 第四，肺泡外包绕着丰富的毛细血管。毛细血管壁也很薄，与肺泡壁紧贴，两者之间的距离极短，有利于气体快速扩散。 第五，肺泡壁湿润。湿润的环境有利于气体溶解和扩散。
这些结构特点共同保证了气体交换能够快速高效地进行，满足人体对氧气的需求。
（4）患肺炎时肺泡壁增厚对气体交换的影响： 第一，气体扩散距离增加。肺泡壁增厚意味着氧气和二氧化碳需要通过更长的距离才能完成交换，扩散速度减慢，气体交换效率降低。 第二，氧气摄入不足。由于气体交换效率降低，血液中氧气含量减少，不能满足组织细胞的需要，患者会出现缺氧症状，如呼吸困难、嘴唇发紫、心跳加快等。 第三，二氧化碳排出受阻。二氧化碳不能及时排出，在体内蓄积，可能导致呼吸性酸中毒。 第四，为了补偿气体交换不足，患者会出现呼吸加快加深的代偿反应，但如果肺炎严重，单纯增加呼吸频率也不能满足需要。 第五，严重时可能导致呼吸衰竭。如果大面积肺泡受损，气体交换严重障碍，可能危及生命，需要吸氧甚至机械通气治疗。
这说明保持肺泡结构的完整性对呼吸功能至关重要，任何损害肺泡的疾病都会严重影响呼吸功能。
知识点：本题考查肺泡与血液的气体交换过程，要求学生理解扩散的原理，掌握气体交换的方向和条件，认识生物体结构与功能相适应的特点，并能分析疾病对生理功能的影响。
第三题：某研究小组测定了平原地区和高原地区成年男性的部分生理指标，结果如下表：
（1）高原地区居民的生理指标与平原地区相比有什么特点？
（2）这些特点是如何帮助高原居民适应高原环境的？
（3）平原地区的人初到高原为什么会出现高原反应？
（4）长期锻炼能否提高血红蛋白含量？对运动员有什么意义？
答案： （1）高原地区居民生理指标的特点： 第一，红细胞数量更多。高原居民每立方毫米血液中的红细胞数量为620万，比平原居民（500万）高出24%。 第二，血红蛋白含量更高。高原居民血红蛋白含量为19克/100毫升，比平原居民（15克）高出约27%。 第三，肺活量更大。高原居民肺活量为4800毫升，比平原居民（4200毫升）高出约14%。
（2）这些特点帮助高原居民适应高原环境的机制： 红细胞和血红蛋白作用： 红细胞中含有血红蛋白，血红蛋白能够与氧气结合，是运输氧气的载体。高原地区海拔高、气压低、空气稀薄，氧气分压低，相同体积空气中的氧气含量少。红细胞数量增多、血红蛋白含量提高，能够增强血液的携氧能力，在氧气稀薄的环境下仍能保证组织细胞获得足够的氧气。
肺活量作用： 肺活量大意味着一次呼吸能够吸入和呼出更多的气体，在氧气浓度较低的情况下，能够吸入更多的空气，从而摄取更多的氧气，满足身体需要。
综合适应： 这些生理特点是长期生活在高原环境中，经过自然选择和遗传适应形成的。它们共同作用，使高原居民能够在氧气稀薄的环境中维持正常的生命活动。
（3）平原人初到高原出现高原反应的原因： 第一，氧气供应不足。高原空气稀薄，氧气分压低，平原人的红细胞数量和血红蛋白含量相对较低，血液携氧能力不足以满足组织细胞的需氧量。 第二，细胞缺氧。各组织器官特别是大脑对缺氧敏感，缺氧后会出现功能障碍，表现为头痛、头晕、乏力、失眠等症状。 第三，代偿反应不足。虽然身体会通过加快呼吸和心跳来代偿，但短时间内无法产生足够的红细胞和血红蛋白。 第四，适应需要时间。在高原停留一段时间后，身体会逐渐产生适应性变化：红细胞生成增多，肺功能改善，症状逐渐减轻。通常需要3-7天才能基本适应。
预防措施：初到高原应避免剧烈运动，保证充足休息，必要时吸氧。
（4）长期锻炼能够提高血红蛋白含量： 是的，长期进行有氧运动（如长跑、游泳、骑自行车等）能够促进红细胞生成，提高血红蛋白含量。机制是：运动时肌肉耗氧增加，相对缺氧刺激肾脏产生促红细胞生成素，促进骨髓产生更多红细胞。
对运动员的意义： 第一，提高有氧运动能力。血红蛋白含量高，血液携氧能力强，能够向肌肉输送更多氧气，延缓疲劳出现，提高耐力。 第二，提高运动成绩。在中长跑、竞走、自行车等耐力项目中，有氧能力是关键，血红蛋白含量高的运动员具有优势。 第三，高原训练的原理。许多国家的运动员在高原进行训练，就是利用高原缺氧环境刺激红细胞生成，提高血红蛋白含量。训练后返回平原，携氧能力增强，运动成绩提高。
需要注意：有些运动员使用促红细胞生成素（EPO）等药物人为提高血红蛋白含量，这属于违禁的兴奋剂行为，不仅不公平，而且有健康风险（如血液黏稠度增高，易形成血栓）。
知识点：本题综合考查呼吸系统的功能、血液的组成和功能、生物对环境的适应等知识。要求学生能够分析数据，理解高原适应的生理机制，认识运动训练对生理功能的影响。
第四题：某校调查了本校学生吸烟情况和呼吸系统疾病患病率，结果如下：
注：调查发现，吸烟学生的呼吸系统疾病患病率约为20%，不吸烟学生约为4%。
（1）计算初二和初三学生的呼吸系统疾病患病率。
（2）根据数据分析，吸烟与呼吸系统疾病患病率有什么关系？
（3）吸烟对呼吸系统有哪些具体危害？
（4）作为中学生，我们应该如何对待吸烟问题？
答案： （1）呼吸系统疾病患病率的计算： 初二：28 ÷ 480 = 5.8% 初三：48 ÷ 460 = 10.4%
（2）吸烟与呼吸系统疾病患病率的关系： 从数据可以看出明显的相关性： 第一，吸烟人数增加，患病率上升。初一吸烟5人（1%），患病率3%；初二吸烟12人（2.5%），患病率5.8%；初三吸烟25人（5.4%），患病率10.4%。随着年级升高，吸烟人数和比例增加，呼吸系统疾病患病率也明显上升。 第二，吸烟者患病率远高于非吸烟者。吸烟学生患病率约20%，不吸烟学生约4%，吸烟者患病风险是不吸烟者的5倍。 第三，存在因果关系。虽然可能有其他影响因素（如学习压力、体育锻炼减少等），但吸烟是导致呼吸系统疾病增加的重要原因。 第四，青少年吸烟更危险。青少年正处于生长发育期，呼吸系统尚未发育成熟，对烟草的危害更敏感，更容易患病。
（3）吸烟对呼吸系统的具体危害： 第一，损伤呼吸道黏膜。烟雾中的有害物质刺激呼吸道黏膜，导致慢性炎症，引起慢性咽炎、慢性支气管炎等疾病，表现为长期咳嗽、咳痰。 第二，破坏呼吸道的防御功能。吸烟会麻痹和破坏呼吸道纤毛，纤毛清除异物的功能下降，使病原体更容易侵入，增加呼吸道感染的风险。 第三，导致肺气肿。长期吸烟会破坏肺泡壁，多个肺泡融合成大的囊泡，气体交换面积减少，导致肺气肿。患者呼吸困难，活动能力下降，生活质量严重受影响。 第四，引发肺癌。烟草烟雾中含有几十种致癌物，长期吸烟是肺癌的主要病因。吸烟者患肺癌的风险是不吸烟者的10-20倍。肺癌是我国癌症死亡的首位原因。 第五，影响肺功能发育。青少年吸烟会影响肺的正常发育，导致肺活量减小，运动能力下降。 第六，造成全身危害。除呼吸系统外，吸烟还会增加心血管疾病、消化系统疾病等多种疾病的风险。
（4）中学生应该如何对待吸烟问题： 个人层面： 第一，坚决不吸烟。充分认识吸烟的危害，树立健康生活理念，拒绝吸第一支烟。好奇、从众、追求时髦都不是吸烟的理由。 第二，拒绝二手烟。远离吸烟场所，遇到有人吸烟时避开或委婉劝阻。二手烟同样有害健康，被动吸烟者同样会患呼吸系统疾病。 第三，增强意志力。当有人劝烟时，要有勇气说“不”。真正的朋友不会强迫你做有害健康的事。 第四，培养健康爱好。通过体育运动、文艺活动等健康方式释放压力、展示个性，而不是通过吸烟。
家庭和社会层面： 第一，劝导家人戒烟。如果家人吸烟，要劝说他们戒烟，至少不要在室内吸烟，保护家庭成员特别是儿童免受二手烟危害。 第二，参与控烟宣传。在学校、社区参与控烟宣传活动，让更多人了解吸烟的危害。 第三，支持控烟政策。我国已在公共场所实施禁烟政策，发现违规吸烟应及时劝阻或举报。 第四，树立正确榜样。不因影视作品中吸烟镜头而认为吸烟“很酷”，要理性看待，明辨是非。
科学认知： 吸烟没有任何益处，只有害处。“少量吸烟无害”“低焦油香烟更安全”等都是错误观念。任何形式、任何量的吸烟都有害健康。电子烟也不是安全的替代品，同样含有有害物质。
知识点：本题结合社会现实问题考查呼吸系统健康知识，要求学生能够分析数据，认识吸烟的危害，树立健康生活理念，具有社会责任感。这体现了生物学教育与健康教育、道德教育的结合。