备课素材知识点：呼吸运动的调节 高中生物人教版选择性必修1

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2019版高中生物学选择性必修一提到， CO2对呼吸运动的调节：
呼吸节律起源于呼吸中枢。呼吸运动的深度和频率可随体内外环境的改变而发生相应变化，以适应机体代谢的需要。如在一定限度内的随意屏气或加深加快呼吸就是靠大脑皮层随意控制实现的，虽然人们可以随意屏气，但是随着屏气持续时间延长，低位脑干自主调节的呼吸驱动就会增加，最终在自主呼吸控制系统的调节下产生吸气。如在运动时，代谢增强，呼吸运动加深加快，肺通气量增大，机体可摄取更多O2，排出更多CO2。
呼吸运动是整个呼吸过程的基础，呼吸肌的节律性舒缩活动受到中枢神经系统的自主性和随意性双重控制。
呼吸中枢是指在中枢神经系统内产生呼吸节律和调节呼吸运动的神经元细胞群。呼吸中枢广泛分布于中枢神经系统各级水平，包括脊髓、延髓、脑桥、间脑和大脑皮层等。它们在呼吸节律的产生和呼吸运动调节中所起的作用则有所不同，但通过各级中枢之间的相互协调和相互制约，共同完成机体的正常呼吸运动。
脊髓是联系高位呼吸中枢和呼吸肌的中继站，以及整合某些呼吸反射的初级中枢。
脑桥上部为呼吸调整中枢，它对长吸中枢产生抑制作用；脑桥下部为长吸中枢，对吸气活动产生紧张性易化作用，使吸气延长；来自肺部的迷走神经传人冲动也有抑制吸气和促进吸气转为呼气的作用；延髓为喘息中枢，即可产生最基本的呼吸节律。
呼吸运动以神经调节为主，体液调节也参与其中。CO2是调节呼吸运动最重要的化学物质，它通过中枢化学感受器和外周化学感受器两个途径调节呼吸运动。
外周化学感受器：是位于颈动脉体和主动脉体的外周化学感受器。1930年，比利时生理学家Heymans首次证明颈动脉体和主动脉体在化学感受性呼吸调节中的作用，于1938年获得诺贝尔生理学或医学奖。
动物实验证明延髓腹外侧部的浅表部位是影响呼吸活动的化学敏感区，提示这些区域存在中枢化学感受器，所以有时也把这些化学敏感区称为中枢化学感受器。
中枢化学感受器的生理性刺激是脑脊液和局部细胞外液中的H+，而不是CO2；但血液中的CO2能迅速通过血-脑屏障，使化学感受器周围细胞外液中的H*浓度升高，从而刺激中枢化学感受器，引起呼吸中枢兴奋，使呼吸运动加深加快，肺通气量增加。
代谢活动增强、吸入气体中CO2浓度增加等，均可使血液中二氧化碳分压升高，通过体液输送，刺激化学感受器，使呼吸运动加深加快，从而使CO2排出增加，血液二氧化碳分压回复至正常水平。

但如果血液CO2分压过高则可抑制中枢神经系统包括呼吸中枢的活动，引起呼吸困难、头痛、头昏，甚至昏迷，出现CO2麻醉。
总之，CO2对呼吸运动起经常性调节作用，血液C02分压在一定范围内升高可加强呼吸运动，但超过一定限度则起抑制作用。当动脉血液CO2分压降到很低水平时，可出现呼吸暂停。一定水平的CO2分压对维持呼吸中枢的基本活动是必需的。此外，氧气和H+等化学因素也可引起化学感受性呼吸反射。
例、人在安静状态下，血液中一定浓度的CO2对维持呼吸中枢兴奋是必要的。剧烈运动后，血液中CO2浓度升高，经如图所示的调节过程使CO2加速排出。下列说法不正确的是（ ）
A. 人体细胞中CO2产生的场所是线粒体
B. 此调节过程的呼吸中枢位于脑干
C. CO2浓度升高时导致呼吸加快，其调节方式是神经―体液调节
D. CO2刺激外周化学感受器，调节呼吸的反射弧中效应器是呼吸肌
解析：A、人体细胞中CO2是通过有氧呼吸作用产生，场所在线粒体基质，A正确；
B、人体的呼吸中枢位于脑干，B正确；C、血液中的二氧化碳浓度升高刺激呼吸中枢，导致呼吸加快，调节方式属于神经-体液调节，C正确；D、调节呼吸的反射弧是：外周化学感受器→传入神经→呼吸中枢→传出神经→呼吸肌，所以CO2刺激外周化学感受器，调节呼吸的反射弧中效应器是传出神经及其支配的呼吸肌，D错误。故选：D。