DSE 生物｜人体气体交换备课指引（导师用）｜通气、扩散、运氧三层分开讲

2026-11-04

学生答“肺泡表面积大所以交换快”就收工，但问到通气量、死腔、血红素饱和就断线。这一堂把气体交换拆成三层：空气入到肺泡、气体过膜、氧由血红素带走，每层都有数字可算。

本堂目标　学生能够：① 用呼吸率乘潮气量算总通气量，并扣死腔算肺泡通气量；② 用扩散定律四因素解释肺泡为何高效，讲出任何一项变差会怎样；③ 比较溶解氧与血红素运氧的容量，讲出贫血、一氧化碳中毒、高海拔三种情况的分别。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
呼吸与燃烧	细胞呼吸在哪里发生？	答线粒体（主要）
扩散	扩散速率与距离的关系？	答距离越短越快
血液成分	红血球内运氧的蛋白叫什么？	答血红素

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–8 分	快检三题	呼吸位置、扩散方向、血红素功能	口头答，错即补
8–22 分	通气力学	横膈与肋间肌、胸腔压力变化	画吸气与呼气的压力箭头
22–38 分	肺泡设计	表面积、壁厚、湿润、血流	用四因素改一项预测后果
38–50 分	运氧与运碳	血红素容量、氧合曲线、碳酸氢盐	算溶解氧对比
50–57 分	计时练习	通气量与曲线题各一	独立完成
57–60 分	离场检查	三个检查点，每点一题	自评并圈出漏洞

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：通气力学：先讲压力差，再讲肌肉

吸气是主动：横膈收缩下降、外肋间肌收缩令肋骨上提外张，胸腔体积增大、肺内压低于大气压，空气流入。平静呼气多数是被动回弹，肺的弹性纤维与表面张力把空气推出去。算通气量：呼吸率 15 次乘潮气量 500 mL，总通气 7500 mL/min，即 7.5 L/min；但气管与支气管约 150 mL 不参与交换，所以肺泡通气只有 5250 mL/min，即 5.25 L/min。一句话：深而慢的呼吸，肺泡通气多过浅而快，即使总通气一样。

要学生自己举例：同样 7.5 L/min，改为 10 次乘 750 mL，肺泡通气就升到 6 L/min。

第二幕：肺泡设计：四因素全部指向同一方向

肺泡约 480 亿个，总表面积约 70 平方米，壁厚约 1 微米，内壁湿润，外面包满微血管。扩散速率取决于四项：表面积、浓度梯度、扩散距离、以及气体本身的溶解度与分子量。肺气肿破坏肺泡壁，表面积大跌；肺水肿令壁变厚，距离增加；高海拔令氧分压下降，梯度缩小。三种病都令扩散变慢，但原因分别是第一、第三、第二项，答题要指明是哪一项。

黑板画一个四格表，每格写一个因素与一个病症，学生把病填回格内。

第三幕：运氧与运碳：血红素才是主力

每克血红素可结合约 1.34 mL 氧，血液含 150 g/L，运氧容量约 201 mL/L；而 100 毫米汞柱下血浆溶解氧只有约 3 mL/L，相差 67 倍，所以没有血红素，单靠溶解氧绝对不够。氧合曲线是 S 形：肺内高分压时几乎全饱和，组织低分压时迅速放氧，这种设计令装卸都有效率。二氧化碳主要以碳酸氢盐形式运回肺部，少量与血红素结合，少量溶解。一氧化碳与血红素结合力远高于氧，占了位置就不易放开，所以中毒者血氧分压正常但运氧量大跌。

收尾一句：验血报告看的是血红素浓度，不是血氧分压，这是临床上最常见的混淆。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
通气计算	呼吸率 15、潮气量 500 mL、死腔 150 mL	先算总通气，再扣死腔乘呼吸率	5.25 L/min
扩散因素	肺气肿病人为何气促	指出表面积下降	肺泡壁被破坏，总面积减少
曲线题	运动时组织放氧增加	低分压加二氧化碳与酸性令曲线右移	Bohr 效应
比较题	贫血与一氧化碳中毒	一个载体少，一个载体被占	两者血氧分压都可以正常

合理性检查（一定要教）：数字要自洽：15 乘 500 等于 7500 mL/min，扣死腔后 5250 mL/min，肺泡通气约为总通气七成，与课本一致。运氧方面，150 g/L 乘 1.34 得 201 mL/L，对比溶解氧 3 mL/L，比例超过六十倍，所以任何“只靠溶解氧”的答案都不合理。肺泡总面积 70 平方米除以 480 亿个，每个约 0.15 平方毫米，量级吻合。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
算肺泡通气：呼吸率 20、潮气量 400 mL、死腔 150 mL	5.0 L/min	有无先扣死腔再乘
解释运动时氧合曲线右移的好处	组织放氧更多	有无提到二氧化碳与温度
比较贫血与一氧化碳中毒的血氧分压	两者都可以正常	有无分清分压与含量

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
把总通气当成肺泡通气	直接用 7.5 L/min 答交换量	“气管的空气没有入肺泡，要先扣 150 mL 死腔。”
扩散只答表面积大	不提距离与梯度	“四因素要齐，答少一项就系欠一步。”
以为血氧分压正常就等于运氧正常	一氧化碳中毒答无问题	“分压正常，但血红素被霸占，含量可以好低。”
把呼吸与细胞呼吸混为一谈	说肺做呼吸产生 ATP	“肺只换气，产生 ATP 的系线粒体。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

生物科章节索引　全科章节
生物练习卷　气体交换部分：通气量与曲线题

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
肺泡通气	为何浅快呼吸效率低	答不出：重教第一幕死腔
四因素	肺水肿影响哪一项	答表面积：回第二幕
运氧	一氧化碳中毒为何危险	只答缺氧：补血红素被占

09　导师常问

为何运动时呼吸会自动加快？

肌肉活动令二氧化碳上升、血液偏酸，化学感受器侦测到就加快通气，属负回馈。

肺泡为何不会塌陷？

二型肺泡细胞分泌表面活性物质，降低表面张力，防止吸气末与呼气末塌陷。

死腔可以减少吗？

解剖死腔固定，但可以透过深而慢的呼吸提高肺泡通气比例，这也是运动员的训练重点。

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本页为 TutorZone 导师备课指引，内容由 TutorZone 团队编写；题目与流程为原创，并非任何学校或出版社的教材。