Question

科研人员利用3D打印技术，成功获得了具有相应功能的人体“3D器官”，有望为器官移植带来革命性的变化，该研究也荣登2019年5月的《科学》杂志封面。

（1）人体的呼吸系统由_____和肺共同组成。图中展示的是一个由水凝胶3D打印而成的肺部结构，当空气被泵入囊中的 同时，血液流过囊周围网络通道，可模拟肺的气体交换功能。

（2）当人体进行吸气时，隔肌和肋骨间的肌肉_____，肺泡处于_____（填“扩张”或“收缩”）状态，因此缠绕在肺泡外的毛细血管会受到一定程度的牵拉。这一打印的“血管结构” 本身具有一定的韧性，能够承受这种牵拉。

（3）研究人员在测试中发现，当红细胞从打印出的“血管”中流过时，能够有效地从“肺部”获取氧气。这一过程如果是在人体内完成的，血液则会变成__________________血，经_____流回左心房，再由左心室将血液输送到全身，氧气最终参与_________________作用，分解有机物，为人体生命活动提供能量。

Answer

呼吸道 收缩 扩张 动脉 肺静脉 呼吸

【解析】

组成呼吸系统的组成器官如图所示：

肺泡与外界环境之间进行气体交换的过程叫做肺的通气，肺的通气是通过呼吸运动实现的，呼吸运动是由呼吸肌的收缩和舒张而引起的。人体的血液循环如图：

（1）呼吸系统由呼吸道和肺组成，呼吸道由鼻腔，咽，喉，气管和支气管组成，是气体进出的通道，肺是呼吸系统的主要器官，完成气体交换。因此，人体的呼吸系统由呼吸道和肺共同组成。图中展示的是一个由水凝胶3D打印而成的肺部结构，当空气被泵入囊中的 同时，血液流过囊周围网络通道，可模拟肺的气体交换功能。

（2）肺泡与外界环境之间进行气体交换的过程叫做肺的通气，肺的通气是通过呼吸运动实现的，呼吸运动是由呼吸肌的收缩和舒张而引起的：膈肌与肋间肌收缩，引起胸腔前后、左右及上下径均增大，肺随之扩大，造成肺内气压小于外界大气压，外界气体进入肺内，形成主动的吸气运动；当膈肌和肋间外肌舒张时，肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位，结果胸廓缩小，肺也随之回缩，造成肺内气压大于外界气压，肺内气体排出肺，形成被动的呼气运动。因此，当人体进行吸气时，隔肌和肋骨间的肌肉收缩，肺泡处于扩张状态，缠绕在肺泡外的毛细血管会受到一定程度的牵拉。这一打印的“血管结构” 本身具有一定的韧性，能够承受这种牵拉。

（3）血液循环包括肺循环和体循环。肺循环：心脏的右心室→肺动脉→肺部毛细血管→肺 静脉→心脏的左心房，血液流经肺部后，含氧量增加，此时血液由原来的静脉血变为动脉血。之后左心房的血液到达左心室开始进行体循环，体循环：左心室→主动脉→各级动脉→毛细血管→各级静脉→上、下腔静脉→右心房，血液流经毛细血管处进行物质交换，把营养物质和氧气给组织细胞，从而在组织细胞线粒体中进行呼吸作用，分解有机物，为生命活动提供能量。因此，研究人员在测试中发现，当红细胞从打印出的“血管”中流过时，能够有效地从“肺部”获取氧气。这一过程如果是在人体内完成的，血液则会变成动脉血，经肺静脉流回左心房，再由左心室将血液输送到全身，氧气最终参与呼吸作用，分解有机物，为人体生命活动提供能量。