Skip to content · ⁨الانتقال إلى المحتوى⁩

Gas exchange in humans · ⁨التبادل الغازي عند البشر⁩

IGCSE Biology · ⁨IGCSE علم الأحياء⁩ · Topic 11 · ⁨الموضوع 11⁩

Video lesson for this topic · ⁨درس فيديو لهذا الموضوع⁩ Open the video page · ⁨افتح صفحة الفيديو⁩
5:54

تبادل الغازات عند البشر

سيغطي رئتاك نصف ملعب تنس إذا فردهما بشكل مستوٍ. ليست حقيبة واحدة كبيرة — بل ملايين الحويصلات الصغيرة، وهذا هو جوهر الموضوع.…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨سرد باللغة الإنجليزية · ترجمة مدمجة بالإنجليزية + الصينية⁩

11.1

Gas exchange surfaces · ⁨أسطح تبادل الغازات⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
English
Core Supplement
1 Describe the features of gas exchange surfaces in humans, limited to: large surface area, thin surface, good blood supply and good ventilation with air
2 Identify in diagrams and images the following parts of the breathing system: lungs, diaphragm, ribs, intercostal muscles, larynx, trachea, bronchi, bronchioles, alveoli and associated capillaries 6 Identify in diagrams and images the internal and external intercostal muscles
7 State the function of cartilage in the trachea
8 Explain the role of the ribs, the internal and external intercostal muscles and the diaphragm in producing volume and pressure changes in the thorax leading to the ventilation of the lungs
3 Investigate the differences in composition between inspired and expired air using limewater as a test for carbon dioxide 9 Explain the differences in composition between inspired and expired air
4 Describe the differences in composition between inspired and expired air, limited to: oxygen, carbon dioxide and water vapour
5 Investigate and describe the effects of physical activity on the rate and depth of breathing 10 Explain the link between physical activity and the rate and depth of breathing in terms of: an increased carbon dioxide concentration in the blood, which is detected by the brain, leading to an increased rate and greater depth of breathing
11 Explain the role of goblet cells, mucus and ciliated cells in protecting the breathing system from pathogens and particles
العربية
أساسي تكميلي
1 صف ملامح أسطح التبادل الغازي عند البشر، مقصورة على: مساحة سطح كبيرة، سطح رقيق، إمدام دموي جيد وتهوية جيدة بالهواء
2 حدد في المخططات والصور الأجزاء التالية من جهاز التنفس: الرئتان، الحجاب الحاجز، الأضلاع، العضلات بين الأضلاع، الحنجرة، القصبة الهوائية، الشعب الهوائية، الشعيبات الهوائية، الحويصلات الهوائية والأوعية الشعرية المرتبطة بها 6 حدد في المخططات والصور العضلات بين الأضلاع الداخلية والخارجية
7 وضح وظيفة الغضروف في القصبة الهوائية
8 اشرح دور الأضلاع، والعضلات بين الأضلاع الداخلية والخارجية والحجاب الحاجز في إحداث تغيرات في الحجم والضغط في القفص الصدري مما يؤدي إلى تهوية الرئتين
3 حقق الاختلافات في التركيب بين الهواء المستنشق والمهجووع باستخدام ماء الجير كاختبار لثاني أكسيد الكربون 9 اشرح الاختلافات في التركيب بين الهواء المستنشق والمهجووع
4 صف الاختلافات في التركيب بين الهواء المستنشق والمستنشق، مقصورة على: الأكسجين وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء
5 تحقق وصف تأثير النشاط البدني على معدل وعمق التنفس 10 اشرح العلاقة بين النشاط البدني ومعدل وعمق التنفس من حيث: ارتفاع تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم، والذي يكتشفه الدماغ، مما يؤدي إلى زيادة معدل التنفس وعمقه
11 اشرح دور الخلايا الكأسية والمخاط والخلايا الهدبية في حماية جهاز التنفس من الممرضات والجسيمات

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

English

Gas exchange 气体交换 is how oxygen 氧气 gets into the blood and carbon dioxide 二氧化碳 gets out, by diffusion 扩散. A good gas exchange surface has four features:

  • a large surface area 表面积 — so more gas can cross at once.
  • a thin surface — so gases have only a short distance to diffuse.
  • a good blood supply — to keep a steep difference in concentration.
  • good ventilation 通气 with air — fresh air keeps the difference steep.
العربية
نموذج 3-D للرئتين والمجرى الهوائي
يحدث تبادل الغازات عبر السطح الواسع للرئتين.

تبادل الغازات هو كيفية دخول الأكسجين إلى الدم وخروج ثاني أكسيد الكربون منه، عن طريق الانتشار. يتميز سطح تبادل الغازات الجيد بأربع خصائص:

  • مساحة سطحية كبيرة — لتسمح بدخول المزيد من الغاز دفعة واحدة.
  • سطح رفيع — لكي تكون مسافة الانتشار قصيرة للغازات.
  • إمداد دموي جيد — للحفاظ على فرق تركيز كبير.
  • تهوية جيدة بالهواء — الهواء الطازج يحافظ على فرق التركيز الكبير.
Explore · ⁨استكشف⁩

A good gas-exchange surface · ⁨سطح جيد لتبادل الغازات⁩

Tap the alveolus to see the four features that make it ideal for exchange: a huge surface area, a thin wall, a moist lining and a good blood supply. · ⁨انقر على الحويصلة الهوائية لرؤية الميزات الأربعة التي تجعلها مثالية للتبادل: مساحة سطح كبيرة، وجدار رقيق، وبطانة رطبة وإمداد دموي جيد.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
gas exchange/ɡæs eksˈtʃeɪndʒ/ تبادل الغازات
oxygen/ˈɒksɪdʒn/ الأكسجين
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ ثاني أكسيد الكربون
diffusion/dɪˈfjuːʒn/ الانتشار
surface area/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ مساحة السطح
ventilation/ˌventɪˈleɪʃn/ التهوية
larynx/ˈlærɪŋks/ الحنجرة
trachea/trəˈkɪə/ القصبة الهوائية
bronchi/ˈbrɒŋkaɪ/ الشُعب الهوائية
bronchioles/ˈbrɒŋkɪəʊlz/ الشُعب الدقيقة
alveoli/ˈælvɪɒli/ الحويصلات الهوائية
capillaries/ˈkæpɪləriz/ الشعيرات
ribs/rɪbz/ الأضلاع
diaphragm/ˈdaɪəfræm/ الحجاب الحاجز
intercostal muscles/ˌɪntəˈkɒstl ˈmʌslz/ العضلات البينية
cartilage/ˈkɑːtɪlɪdʒ/ الغضروف
pressure/ˈpreʃə/ الضغط
thorax/ˈθɔːræks/ الصدر / القفص الصدري
inhaling/ɪnˈheɪlɪŋ/ الشهيق
exhaling/eksˈheɪlɪŋ/ الزفير
water vapour/ˈwɔːtə ˈveɪpə/ بخار الماء
limewater/ˈlaɪmwɔːtə/ ماء الجير
concentration/ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ التركيز
brain/breɪn/ الدماغ
rate/reɪt/ السرعة
goblet cells/ˈɡɒblət selz/ الخلايا الكأسية
mucus/ˈmjuːkəs/ مخاط
pathogens/ˈpæθədʒnz/ مسببات الأمراض
particles/ˈpɑːtɪklz/ جسيمات
ciliated cells/ˈsɪlɪeɪtɪd selz/ خلايا مرمّرة
11.1

The breathing system · ⁨جهاز التنفس⁩

English

Air travels in and out through these parts:

Part Job
larynx 喉 the voice box, at the top of the windpipe
trachea 气管 the windpipe; carries air towards the lungs
bronchi 支气管 two tubes, one going to each lung
bronchioles 细支气管 smaller branching tubes inside the lungs
alveoli 肺泡 tiny air sacs where gas exchange happens; each is wrapped in capillaries 毛细血管

The alveoli make excellent gas exchange surfaces: there are millions of them (a huge surface area), each has a wall only one cell thick (a short distance), and each is surrounded by capillaries (a good blood supply).

The lungs sit in the chest, protected by the ribs 肋骨. Below them is a sheet of muscle, the diaphragm 膈肌. Between the ribs are the intercostal muscles 肋间肌. (Supplement) The trachea is held open by rings of cartilage 软骨, so it cannot collapse when you breathe in.

العربية
رئتا الإنسان
الرئتان هما عضتا تبادل الغازات في جسم الإنسان.

يمر الهواء إلى الداخل والخارج عبر هذه الأجزاء:

الجزء الوظيفة
الحنجرة صندوق الصوت، في أعلى القصبة الهوائية
القصبة الهوائية القصبة الهوائية؛ تنقل الهواء نحو الرئتين
الشعب الهوائية أنبوبان، أحدهما يذهب إلى كل رئة
الشعيبات الهوائية أنابيب متفرعة أصغر داخل الرئتين
الحويصلات الهوائية جيوب هوائية صغيرة يحدث فيها تبادل الغازات؛ كل منها محاط بـ شعيرات دموية

تُعد الحويصلات الهوائية أسطحاً ممتازة لتبادل الغازات: يوجد ملايين منها (مساحة سطحية ضخمة)، لكل منها جدار يبلغ سُمكه خلية واحدة فقط (مسافة قصيرة)، وكلها محاطة بالشعيرات الدموية (إمداد دموي جيد).

تقريب لحويصلة هوائية مغلفة بأوعية شعرية: الانتشار يتحرك من الحويصلة الهوائية إلى الدم بينما ثاني أكسيد الكربون ينتشر في الاتجاه المعاكس عبر جدار سميكه خلية واحدة
عند الحويصلة الهوائية، ينتشر الأكسجين إلى الدم وينتشر ثاني أكسيد الكربون للخارج

تقع الرئتان في الصدر، محاطتين بـ الأضلاع. أسفلهما يوجد شريط عضلي وهو الحجاب الحاجز. بين الأضلاع توجد العضلات الضلعية. (إضافة) تُحافظ حلقات الغضروف على فتح القصبة الهوائية، بحيث لا تنهار عند استنشاق الهواء.

جهاز التنفس: الحنجرة والقصبة الهوائية تقودان إلى شُعبتين هوائيتين، إحداهما داخل كل رئة، تتفرع إلى قصيبات هوائية تنتهي في مجموعات من الحويصلات الهوائية، مع الأضلاع حول الرئتين والحجاب الحاجز أسفلها
ينطلق الهواء من القصبة الهوائية عبر القصبات الهوائية والشعب الفرعية وصولاً إلى الحويصلات الهوائية
11.1

How you breathe (Supplement) · ⁨كيف تتنفس (إضافة)⁩

English

Breathing changes the volume and pressure 压力 inside the chest (the thorax 胸腔).

Breathing in (inhaling 吸气):

  • the external intercostal muscles contract, pulling the ribs up and out.
  • the diaphragm contracts and flattens (moves down).
  • the thorax becomes bigger, so the pressure inside drops below the outside air pressure.
  • air is pushed in.

Breathing out (exhaling 呼气) is the opposite: the muscles relax (and the internal intercostal muscles may contract), the thorax becomes smaller, the pressure rises, and air is pushed out.

العربية

يغير التنفس الحجم و الضغط داخل الصدر (ال قوس الصدري).

استنشاق الهواء (الشهيق):

  • تنقبض الأضلاع الحشائية الخارجية، مما يسحب الأضلاع لأعلى ولخارج.
  • تنقبض الحجاب الحاجز وتسطح (تنزل لأسفل).
  • يتسع القفص الصدري، فينخفض الضغط بداخله تحت ضغط الهواء الخارجي.
  • يُدفع الهواء إلى الداخل.

الزفير (إخراج الهواء) هو العكس: ترتخي العضلات (وقد تنقبض الأضلاع الحشائية الداخلية)، ويصغر القفص الصدري، ويزداد الضغط، ويُدفع الهواء للخارج.

رسمان توضيحيان: استنشاق، حيث تتحرك الأضلاع لأعلى ولخارج والحجاب الحاجز يسطح ليصبح القفص الصدري أكبر؛ زفير، حيث تتحرك الأضلاع لأسفل ولداخل والحجاب الحاجز يرتفع كقبة ليصبح القفص الصدري أصغر
استنشاق الهواء يجعل القفص الصدري أكبر (ضغط أقل)؛ الزفير يجعله أصغر
Explore · ⁨استكشف⁩

Breathing in and out · ⁨الشهيق والزفير⁩

Breathing changes the volume of the chest, which changes the pressure and makes air flow in or out. · ⁨يغير التنفس حجم الصدر، مما يغير الضغط ويجعل الهواء يتدفق داخل أو خارج الجسم.⁩

Explore · ⁨استكشف⁩

Breathing mechanism · ⁨آلية التنفس⁩

Watch a breath — the diaphragm flattens and ribs lift, the chest grows, the pressure drops, and air flows in. Relax and it pushes back out. · ⁨راقب نفساً واحداً — ينبسط الحجاب الحاجز وترتفع الأضلاع، يكبر الصدر، ينخفض الضغط، ويدخل الهواء. ويرتاح ثم يُدفع للخارج.⁩

11.1

Inspired and expired air · ⁨هواء مستنشق ومُفرغ⁩

English
Gas Inspired air (breathed in) Expired air (breathed out)
oxygen about 21% about 16% (less)
carbon dioxide about 0.04% about 4% (more)
water vapour 水蒸气 a little a lot (more)

You can test for carbon dioxide with limewater 石灰水, which turns cloudy. Expired air turns limewater cloudy much faster than inspired air, showing it contains more carbon dioxide.

العربية
الغاز هواء مستنشق (تم استنشاقه) هواء مُفرغ (تم زفيره)
أكسجين حوالي 21% حوالي 16% (أقل)
ثاني أكسيد الكربون حوالي 0.04% حوالي 4% (أكثر)
بخار الماء القليل الكثير (أكثر)
رسم بياني أعمدة يقارن بين الهواء المستنشق والمُفرغ: ينخفض الأكسجين من 21% إلى 16%، ويرتفع ثاني أكسيد الكربون من 0.04% إلى 4%,ويرتفع بخار الماء من القليل إلى الكثير
الهواء الزفاج يحتوي على أكسجين أقل وكثير من ثاني أكسيد الكربون مقارنةً بهواء الاستنشاق

يمكنك اختبار وجود ثاني أكسيد الكربون باستخدام ماء الجير، الذي يصبح عكرًا. يُعكّر هواء الزفير ماء الجير بسرعة أكبر من هواء الاستنشاق، مما يدل على احتوائه على المزيد من ثاني أكسيد الكربون.

11.1

Breathing and exercise · ⁨التنفس والتمارين الرياضية⁩

English

During exercise your muscles respire faster and make more carbon dioxide. This raises the concentration 浓度 of carbon dioxide in the blood. (Supplement) Your brain 大脑 detects the rise and makes you breathe at a faster rate 速率 and a greater depth. This brings in more oxygen and removes the extra carbon dioxide quickly.

Worked example. At rest a person takes 12 breaths per minute, moving 500 cm³ of air per breath. During exercise this becomes 20 breaths per minute at 900 cm³ per breath. How much air passes through the lungs each minute in each case? Multiply the rate by the depth. At rest: 12 × 500 = 6000 cm³ per minute. During exercise: 20 × 900 = 18 000 cm³ per minute, three times as much. Exercise raises both the rate and the depth of breathing - an answer that changes only the rate throws away half the marks.

العربية

أثناء التمارين الرياضية، تستنشق عضلاتك بشكل أسرع وتنتج المزيد من ثاني أكسيد الكربون. هذا يرفع تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم. (مُكمّل) يكتشف الدماغ الارتفاع ويجعلك تتنفس بمعدل أسرع وعمق أكبر. هذا يجلب المزيد من الأكسجين ویزيل ثاني أكسيد الكربون الزائد بسرعة.

مثال محلول. عند الراحة، يأخذ الشخص 12 نفسًا في الدقيقة، وينقل 500 سم³ من الهواء في كل نفس. أثناء التمرين، يصبح ذلك 20 نفسًا في الدقيقة بـ 900 سم³ لكل نفس. كم كمية الهواء التي تمر عبر الرئتين في كل دقيقة في كل حالة؟ اضرب المعدل في العمق. عند الراحة: 12 × 500 = 6000 سم³ في الدقيقة. أثناء التمرين: 20 × 900 = 18 000 سم³ في الدقيقة، أي ثلاثة أضعاف. ترفع التمارين كلا المعدل وعمق التنفس - إجابة تغير فقط المعدل ستفقد نصف الدرجات.

11.1

Keeping the airways clean (Supplement) · ⁨الحفاظ على مجاري الهواء نظيفة (مُكمّل)⁩

English

The airways are lined with two kinds of cell that trap and remove dirt:

  • goblet cells 杯状细胞 make mucus 黏液, which traps pathogens 病原体 and dust particles 粒子.
  • ciliated cells 纤毛细胞 have tiny hairs that sweep the mucus, with the trapped dirt, up to the throat, where it is swallowed.
العربية

تُبطّن مجاري الهواء بنوعين من الخلايا التي تحبس وتزيل الأوساخ:

  • خلايا الكأسية تُنتج المخاط، الذي يحبس الجراثيم وجزيرات الغبار.
  • الخلايا الهدبية لها شعيرات دقيقة تدفع المخاط، مع الأوساخ المحبوسة، نحو الحلق، حيث يتم بلعه.
11.1

Exam tips · ⁨نصائح للامتحان⁩

English
  • A gas exchange surface is large, thin, with a good blood supply and good ventilation.
  • Air path: larynx → trachea → bronchi → bronchioles → alveoli.
  • Breathing in: external intercostal muscles and diaphragm contract → thorax bigger → pressure lower → air in. Breathing out is the opposite.
  • Expired air has less oxygen, more carbon dioxide and more water vapour. Limewater tests for carbon dioxide.
  • Exercise → more carbon dioxide in the blood → brain → faster, deeper breathing.
العربية
  • سطح تبادل الغازات كبير ورقيق، ويوفر إمدادًا جيدًا بالدم وتهوية جيدة.
  • مسار الهواء: الحنجرة → القصبة الهوائية → القصبات الهوائية → القصيبات الهوائية → الحويصلات الهوائية.
  • الاستنشاق: تنقبض الأضلاع الحشائية الخارجية والحجاب الحاجز → القفص الصدري يكبر → الضغط ينخفض → يدخل الهواء. الزفير هو العكس.
  • يحتوي هواء الزفير على أكسجين أقل، وثاني أكسيد كربون أكثر وبخار ماء أكثر. اختبار ماء الجير لكشف ثاني أكسيد الكربون.
  • التمارين الرياضية → زيادة ثاني أكسيد الكربون في الدم → الدماغ → تنفس أسرع وأعمق.

Interactive lessons on this topic · ⁨دروس تفاعلية حول هذا الموضوع⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.⁩

Past Papers · ⁨أوراق الامتحانات السابقة⁩

More topics in IGCSE Biology · ⁨IGCSE علم الأحياء⁩ · ⁨المزيد من المواضيع في IGCSE Biology · ⁨IGCSE علم الأحياء⁩⁩

Log in or create account · ⁨تسجيل الدخول أو إنشاء حساب⁩

IGCSE, A-Level & AP