呼吸系统

呼吸系统在为身体提供氧气和排出二氧化碳方面发挥着至关重要的作用。该系统由鼻腔、气管、支气管、肺和横膈膜等多个器官组成，彼此协同，以实现有效的呼吸功能。吸入的氧气进入肺部，并通过肺泡扩散进入血液循环，同时体内产生的二氧化碳被排出体外。这一过程支撑着细胞呼吸，为身体的各项活动提供所需能量。了解呼吸系统，有助于解释哺乳动物如何维持生命活动、适应不同环境，并应对运动、疾病或空气污染等外部变化。

科学与工程实践（SEP）：模型开发与应用

科学家通过构建模型来展示空气在呼吸系统中的流动路径，以及肺泡中气体交换的具体过程。借助这些结构化模型，学习者可以更清晰地理解各器官的功能分工，并探讨如哮喘发作、高原反应或剧烈运动等因素如何影响呼吸系统健康与效率。

活动建议：

• 呼吸系统模型构建——使用气球与塑料瓶制作一个模拟肺部工作的模型，展示横膈膜在吸气与呼气过程中的作用。
• 气体交换图解——绘制肺泡与毛细血管的结构图，标注氧气与二氧化碳的扩散路径，并说明其生理意义。
• 呼吸频率追踪记录——记录身体进行体力活动前后的呼吸频率变化，并分析机体如何响应氧气需求的上升。

跨学科概念（CCC）：系统与系统模型

在研究像呼吸系统这样复杂的生物系统时，将它们视为由协同工作的部分组成，并且可以用模型来表示，会很有帮助。这使我们能够探索整个系统的功能，以及当其中一个部分受到干扰时会发生什么。模型为科学家提供了一种工具，用于理解、预测和交流系统在不同情况下的行为。

系统结构：呼吸系统由相互连接的部分组成，包括鼻腔、气管、支气管、肺、肺泡及横膈膜。各部位协同运作，实现空气的吸入、气体的交换与体内酸碱平衡的维持。

系统模型的作用：科学家建立模型以研究氧气如何流经肺部、气体交换如何进行，以及呼吸道阻塞等问题对呼吸的影响。这些模型还可用于预测环境污染、运动强度或疾病状态对呼吸健康的潜在影响。