備課素材：呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié) 高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修1

呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)2019版高中生物學(xué)選擇性必修一提到，CO2對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)：呼吸節(jié)律起源于呼吸中樞。呼吸運(yùn)動(dòng)的深度和頻率可隨體內(nèi)外環(huán)境的改變而發(fā)生相應(yīng)變化，以適應(yīng)機(jī)體代謝的需要。如在一定限度內(nèi)的隨意屏氣或加深加快呼吸就是靠大腦皮層隨意控制實(shí)現(xiàn)的，雖然人們可以隨意屏氣，但是隨著屏氣持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，低位腦干自主調(diào)節(jié)的呼吸驅(qū)動(dòng)就會(huì)增加，最終在自主呼吸控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下產(chǎn)生吸氣。如在運(yùn)動(dòng)時(shí)，代謝增強(qiáng)，呼吸運(yùn)動(dòng)加深加快，肺通氣量增大，機(jī)體可攝取更多O2，排出更多CO2。

呼吸運(yùn)動(dòng)是整個(gè)呼吸過(guò)程的基礎(chǔ)，呼吸肌的節(jié)律性舒縮活動(dòng)受到中樞神經(jīng)系統(tǒng)的自主性和隨意性雙重控制。

呼吸中樞是指在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生呼吸節(jié)律和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)元細(xì)胞群。呼吸中樞廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)各級(jí)水平，包括脊髓、延髓、腦橋、間腦和大腦皮層等。它們?cè)诤粑?jié)律的產(chǎn)生和呼吸運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)中所起的作用則有所不同，但通過(guò)各級(jí)中樞之間的相互協(xié)調(diào)和相互制約，共同完成機(jī)體的正常呼吸運(yùn)動(dòng)。

脊髓是聯(lián)系高位呼吸中樞和呼吸肌的中繼站，以及整合某些呼吸反射的初級(jí)中樞。

腦橋上部為呼吸調(diào)整中樞，它對(duì)長(zhǎng)吸中樞產(chǎn)生抑制作用；腦橋下部為長(zhǎng)吸中樞，對(duì)吸氣活動(dòng)產(chǎn)生緊張性易化作用，使吸氣延長(zhǎng)；來(lái)自肺部的迷走神經(jīng)傳人沖動(dòng)也有抑制吸氣和促進(jìn)吸氣轉(zhuǎn)為呼氣的作用；延髓為喘息中樞，即可產(chǎn)生最基本的呼吸節(jié)律。

呼吸運(yùn)動(dòng)以神經(jīng)調(diào)節(jié)為主，體液調(diào)節(jié)也參與其中。CO2是調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)最重要的化學(xué)物質(zhì)，它通過(guò)中樞化學(xué)感受器和外周化學(xué)感受器兩個(gè)途徑調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)。

外周化學(xué)感受器：是位于頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體的外周化學(xué)感受器。1930年，比利時(shí)生理學(xué)家Heymans首次證明頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體在化學(xué)感受性呼吸調(diào)節(jié)中的作用，于1938年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明延髓腹外側(cè)部的淺表部位是影響呼吸活動(dòng)的化學(xué)敏感區(qū)，提示這些區(qū)域存在中樞化學(xué)感受器，所以有時(shí)也把這些化學(xué)敏感區(qū)稱(chēng)為中樞化學(xué)感受器。

中樞化學(xué)感受器的生理性刺激是腦脊液和局部細(xì)胞外液中的H+，而不是CO2；但血液中的CO2能迅速通過(guò)血-腦屏障，使化學(xué)感受器周?chē)?xì)胞外液中的H*濃度升高，從而刺激中樞化學(xué)感受器，引起呼吸中樞興奮，使呼吸運(yùn)動(dòng)加深加快，肺通氣量增加。

代謝活動(dòng)增強(qiáng)、吸入氣體中CO2濃度增加等，均可使血液中二氧化碳分壓升高，通過(guò)體液輸送，刺激化學(xué)感受器，使呼吸運(yùn)動(dòng)加深加快，從而使CO2排出增加，血液二氧化碳分壓回復(fù)至正常水平。

但如果血液CO2分壓過(guò)高則可抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括呼吸中樞的活動(dòng)，引起呼吸困難、頭痛、頭昏，甚至昏迷，出現(xiàn)CO2麻醉。總之，CO2對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)起經(jīng)常性調(diào)節(jié)作用，血液C02分壓在一定范圍內(nèi)升高可加強(qiáng)呼吸運(yùn)動(dòng)，但超過(guò)一定限度則起抑制作用。當(dāng)動(dòng)脈血液CO2分壓降到很低水平時(shí)，可出現(xiàn)呼吸暫停。一定水平的CO2分壓對(duì)維持呼吸中樞的基本活動(dòng)是必需的。此外，氧氣和H+等化學(xué)因素也可引起化學(xué)感受性呼吸反射。例、人在安靜狀態(tài)下，血液中一定濃度的CO2對(duì)維持呼吸中樞興奮是必要的。劇烈運(yùn)動(dòng)后，血液中CO2濃度升高，經(jīng)如圖所示的調(diào)節(jié)過(guò)程使CO2加速排出。下列說(shuō)法不正確的是（）

A.人體細(xì)胞中CO2產(chǎn)生的場(chǎng)所是線(xiàn)粒體B.此調(diào)節(jié)過(guò)程的呼吸中樞位于腦干C.CO2濃度升高時(shí)導(dǎo)致呼吸加快，其調(diào)節(jié)方式是神經(jīng)―體液調(diào)節(jié)D.CO2刺激外周化學(xué)感受器，調(diào)節(jié)呼吸的反射弧中效應(yīng)器是呼吸肌解析：A、人體細(xì)胞中CO2是通過(guò)有氧呼吸作用產(chǎn)生，場(chǎng)所在線(xiàn)粒體基質(zhì)，A正確；

B、人體的呼吸中樞位于腦干，B正確；C、血液中的二氧化碳濃度升高刺激呼吸中樞，導(dǎo)致呼吸加快，調(diào)節(jié)方式屬于神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)，C正確；D、調(diào)節(jié)呼吸的反射