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◎動物的運輸作用—循環系統

  動物攝取的食物經消化和吸收後,所得的養分必須運送到體內各個部位的其它細胞,供給細胞維持生命所需。此外,細胞呼吸作用所需的氧及反應後產生的二氧化碳,均需在各部位細胞與呼吸器官間進行運送及交換。不論養分及氣體,在多細胞動物體內都需要經由循環系統來進行輸送。以人類的循環系統為例,可分為血液循環系統淋巴循環系統。人類血液循環系統的組成包括血液血管心臟

1. 人類血液循環系統的組成

1-1. 血液由血漿和血球組成。

(1) 血漿的成分約90%是水,其餘為消化後的養分、代謝後的廢物、抗體及激素等。

(2) 抗體是血漿中的一種蛋白質,可以抵禦侵入體內的細菌或其它病原體。

(3) 內分泌腺所分泌的激素,也是由血漿攜帶,並運送到其作用的器官或細胞。

(4) 血球包括紅血球白血球血小板等三種(圖3-4-1)。

(5) 紅血球中含有血紅素,使血液呈現紅色。

(6) 血紅素可以和氧結合,所以紅血球的主要功能為攜帶氧。

(7) 白血球細胞較紅血球大,可以作變形蟲運動,當細菌侵入體內時,白血管即經微血管管壁細胞間隙進入組織,並將細菌吞噬,因此,白血球有防禦疾病的功能。

(8) 人體血液內的白血球數目會因細菌感染而急劇增加,因而計算白血球數目可以協助醫生診斷。

(9) 血小板是血球中最小的一種,當血液自血管中流出時,血小板破裂並使血液凝結,阻塞傷口,以免失血過多,所以血小板的功能和血液凝固有關。

1-2. 血管可分為動脈、微血管和靜脈,是血液在體內流動的通路。

(1) 心臟輸出血液的血管,管壁比較厚而且富有彈性,稱為動脈

(2) 動脈分支的末端是微血管,微血管管壁只有一層細胞的厚度,可使血液和組織間的物質互相交換(圖3-4-2)。

(3) 微血管所匯集的血液流入靜脈,靜脈的管壁比動脈薄,也比較缺乏彈性。

(4) 動脈的分支末端是微血管,微血管又連接到靜脈(圖3-4-3)。

1-3. 血液流動的原動力主要來自心臟的收縮與舒張。

(1) 人類的心臟位於胸腔中,由肌肉構成,內有四個腔室,上面為左心房、右心房,下面為左心室、右心室。

(2) 心房和心室間有瓣膜,可以防止血液倒流。

(3) 心臟的肌肉可以作有規律的收縮和舒張,收縮時,壓迫心臟內的血液流入動脈中;反之,舒張時,靜脈內的血液便流回心臟中(圖3-4-4)。

(4) 血液在血管內流動,血管遍布全身,因而能將養分及氧氣運送到各細胞,也能將二氧化碳等代謝廢物送出體外。

2. 人類血液循環系統的路徑(有概念圖):人類的血液循環可分為體循環肺循環兩組循環途徑。

2-1. 血液循環系統的途徑(圖3-4-5):

(1) 心臟收縮時,壓迫心臟內的血液流入動脈中。

(2) 心臟舒張時,靜脈內的血液流回心臟中。

(3) 血液經由動脈運送至身體各部位。

(4) 血液和組織間物質的交換發生在微血管

(5) 微血管所匯集的血液流入靜脈

(6) 身體各部的血液,由靜脈流回心臟

(7) 人類的血液循環可分為體循環肺循環兩種循環途徑。

(8) 體循環和肺循環兩種循環途徑同時進行,以維持全身細胞的機能。

2-2. 體循環的路徑(圖3-4-6):

(1) 心臟收縮時,左心室的血液流入下大動脈

(2) 動脈發生分支,而使血液流入身體各部(除肺以外)微血管

(3) 動脈的血液帶有養分,流入微血管後,氧和養分從微血管進入周圍的細胞。

(4) 微血管周圍的細胞產生的二氧化碳其它廢物,則會進入微血管中(圖3-4-7)。

(5) 血液在微血管交換物質後,便流入小靜脈。

(6) 血液由小靜脈匯集至較大的靜脈,最後經下大靜脈而流回右心房

(7) 由靜脈流回心臟的血液帶有較多的二氧化碳,呈暗紅色(稱為缺氧血)。

(8) 體循環指血液由左心室→大動脈→微血管(除肺以外)→大靜脈→右心房的循環途徑。

2-3. 肺循環的路徑(圖3-4-8):

(1) 血液經體循環流回心臟的右心房,會再流到右心室

(2) 右心室的血液經肺動脈流入肺。

(3) 流入肺部微血管的血液帶有較多二氧化碳,呈暗紅色(稱為缺氧血)。

(4) 血液中的二氧化碳和肺內的氧在肺部微血管周圍的細胞互相交換(圖3-4-9)。

(5) 經肺部微血管交換氣體後的血液含有較多的,呈鮮紅色(稱為充氧血)。

(6) 在肺部交換氣體後的血液經由肺靜脈流回左心房,再流入左心室。

(7) 肺循環指血液由右心室→肺動脈→肺(微血管)→肺靜脈→左心房的循環途徑。

(8) 肺循環是將缺氧血送到肺部,使血液中的二氧化碳和肺內的氧互相交換。

3. 人類的淋巴循環系統

  血液自心臟流至動脈端微血管後,血液中的部分血漿自微血管滲出,流入組織間,稱為組織液。部分組織液滲入淋巴管(圖3-4-10-1圖3-4-10-2),在淋巴管內流動,稱為淋巴液。淋巴液經淋巴管送回靜脈,重新進入血液循環中。在人體淋巴管中常有淋巴結存在,淋巴結具有過濾淋巴液的作用。當淋巴液經過淋巴結時,其中所含的細菌會被淋巴結內的淋巴球吞噬。

4. 其他動物的循環系統

  變形蟲、草履蟲、水螅等生活在水中的小生物,可以藉擴散作用進行體內外物質的交換及運輸;體型較大的動物,僅靠擴散作用不易供給各個細胞所需的養分並排除癈物,因而必須由循環系統來進行養分及廢物的運輸。

  蜘蛛、蝦及蝗蟲等具有開放式循環系統,血管末端開放,沒有微血管相連。血管自心臟流出後,經血管直接流入體腔,再由開放的血管送回心臟(圖3-4-11-1圖3-4-11-2)。青蛙、魚類及人類等具有閉鎖式循環系統(圖3-4-12-1圖3-4-12-2),在動脈與靜脈之間有網狀的微血管相連。血液自心臟流出後,經動脈到微血管,再由微血管匯集流入靜脈,由靜脈將血液送回心臟。這些動物的血管末端互相連接成網狀,沒有開口,所以血液不會直接流入體腔。


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