Skip to content · ⁨ข้ามไปยังเนื้อหา⁩

Gas exchange in humans · ⁨การแลกเปลี่ยนแก๊สในมนุษย์⁩

IGCSE Biology · ⁨Biology IGCSE⁩ · Topic 11 · ⁨หัวข้อ 11⁩

Video lesson for this topic · ⁨บทเรียนวิดีโอสำหรับหัวข้อนี้⁩ Open the video page · ⁨เปิดหน้าวิดีโอ⁩
5:54

การแลกเปลี่ยนก๊าซในมนุษย์

ปอดของคุณจะครอบคลุมครึ่งหนึ่งของสนามเทนนิสหากแผ่แบน—they are not one big bag — they are millions of tiny sacs, and that is the whole point.…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ⁩

11.1

Gas exchange surfaces · ⁨พื้นผิวแลกเปลี่ยนแก๊ส⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
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
ไทย
แก่น เพิ่มเติม
1 อธิบายลักษณะของพื้นผิวสำหรับการแลกเปลี่ยนแก๊สในร่างกายมนุษย์, limited to: large surface area, thin surface, good blood supply and good ventilation with air
2 ระบุในแผนภาพและภาพส่วนต่างๆ ของระบบหายใจ: lungs, diaphragm, ribs, intercostal muscles, larynx, trachea, bronchi, bronchioles, alveoli and associated capillaries 6 ระบุในแผนภาพและภาพ internal และ external intercostal muscles
7 ระบุหน้าที่ของกระดูกอ่อน (cartilage) ในหลอดลม
8 อธิบายบทบาทของซี่โครง, internal และ external intercostal muscles และ диаแฟรมในการเปลี่ยนแปลงปริมาตรและความดันในทรวงอก leading to the ventilation of the lungs
3 ตรวจสอบความแตกต่างขององค์ประกอบระหว่างอากาศที่หายใจเข้าและออก using limewater as a test for carbon dioxide 9 อธิบายความแตกต่างขององค์ประกอบระหว่างอากาศที่หายใจเข้าและออก
4 อธิบายความแตกต่างขององค์ประกอบระหว่างอากาศที่หายใจเข้าและออก, limited to: oxygen, carbon dioxide and water vapour
5 ตรวจสอบและอธิบายผลของการออกกำลังกายต่ออัตราการและความลึกของการหายใจ 10 อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างการออกกำลังกายกับอัตราการและความลึกของการหายใจใน 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 อธิบายบทบาทของ goblet cells, mucus และ ciliated cells ในการปกป้องระบบหายใจจากเชื้อโรคและอนุภาค

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

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.
ไทย
โมเดล 3 มิติของปอดและทางเดินหายใจ
การแลกเปลี่ยนแก๊สเกิดขึ้นข้ามพื้นผิวอันกว้างใหญ่ของปอด

การแลกเปลี่ยนแก๊ส คือกระบวนการที่ ออกซิเจน เข้าสู่เลือดและ คาร์บอนไดออกไซด์ ออกไป โดยใช้ การแพร่ พื้นผิวแลกเปลี่ยนแก๊สที่ดีควรมีคุณสมบัติสี่อย่าง:

  • พื้นที่ผิว ที่มาก — เพื่อให้แก๊สสามารถผ่านได้ในปริมาณมากขึ้นพร้อมกัน
  • พื้นผิวที่ บาง — เพื่อให้แก๊สมีระยะทางสั้นสำหรับการแพร่
  • ระบบไหลเวียนเลือด ที่ดี — เพื่อรักษาความแตกต่างของความเข้มข้นให้สูง
  • การระบายอากาศ กับอากาศที่ดี — อากาศสดใหม่ช่วยให้ความแตกต่างสูง
Explore · ⁨สำรวจ⁩

A good gas-exchange surface · ⁨พื้นผิวแลกเปลี่ยนก๊าซที่ดี⁩

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. · ⁨แตะที่อัลโวลัสเพื่อดูคุณสมบัติสี่ประการที่ทำให้เหมาะสำหรับการแลกเปลี่ยน: พื้นที่ผิวขนาดใหญ่, ผนังบาง, การเคลือบที่ชุ่มชื้น และการไหลเวียนเลือดที่ดี⁩

11.1

The breathing system · ⁨ระบบหายใจ⁩

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.

ไทย
ปอดมนุษย์
ปอดคืออวัยวะที่ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนแก๊สของร่างกายมนุษย์

อากาศเคลื่อนที่เข้าและออกผ่านส่วนต่างๆ เหล่านี้:

ส่วน หน้าที่
ลูกหอย กล่องเสียง, อยู่ด้านบนของหลอดลม
หลอดลม หลอดลม; นำอากาศไปยังปอด
หลอดลมหลัก หลอดสองเส้นLeading ไปยังปอดแต่ละข้าง
หลอดลมย่อย หลอดแตกแขนงเล็กๆ ภายในปอด
ถุงลม ถุงลมขนาดเล็กเกิดการแลกเปลี่ยนแก๊ส; แต่ละใบหุ้มด้วย หลอดเลือดฝอย

ถุงลมทำหน้าที่เป็นพื้นผิวแลกเปลี่ยนแก๊สที่ยอดเยี่ยม: มีจำนวนนับล้าน (พื้นที่ผิวมหาศาล), แต่ละใบมีผนังหนาเพียงเซลล์เดียว (ระยะทางสั้น), และแต่ละใบล้อมรอบด้วยหลอดเลือดฝอย (ระบบไหลเวียนเลือดดี)

ภาพใกล้ของถุงลมที่ถูกหลอดเลือดฝอยหุ้ม: ออกซิเจนแพร่จากถุงลมเข้าสู่เลือด ในขณะที่คาร์บอนไดออกไซด์แพร่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ผ่านผนังที่หนาเพียงเซลล์เดียว
ที่พหุภาค ออกซิเจนแพร่เข้าสู่เลือดและคาร์บอนไดออกไซด์แพร่ออกไป

ปอดอยู่ในช่องอก ปกป้องโดย ซี่โครง ด้านล่างมีแผ่นกล้ามเนื้อคือ ไดอะแฟรม ระหว่างซี่โครงคือ กล้ามเนื้อระหว่างซี่โครง (ส่วนเสริม) หลอดลมถูกยึดให้ออกรวมด้วยวงแหวนของ กระดูกอ่อน จึงไม่ยุบตัวเมื่อเราหายใจเข้า

ระบบหายใจ: ลูกหอยและหลอดลมนำไปสู่หลอดลมหลักสองเส้น เข้าไปยังปอดแต่ละข้าง แตกแขนงเป็นหลอดลมย่อยซึ่งสิ้นสุดเป็นกลุ่มของถุงลม โดยมีซี่โครงล้อมรอบปอดและไดอะแฟรมด้านล่าง
อากาศเดินทางจากหลอดลมผ่านหลอดลมย่อยไปยังพหุภาค
11.1

How you breathe (Supplement) · ⁨วิธีการหายใจ (ส่วนเสริม)⁩

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.

ไทย

การหายใจเปลี่ยนปริมาตรและ ความดัน ภายในช่องอก (ทอราซ)

การหายใจเข้า (การดูดเข้า):

  • กล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงด้านนอกหดตัว ดึงซี่โครงขึ้นและออกด้านข้าง
  • กระดูกซี่โครงหดตัวและแบนราบ (เคลื่อนลง)
  • 胸腔变大 ดังนั้นความดันภายในจึงลดลงต่ำกว่าความดันอากาศภายนอก
  • อากาศถูกดันเข้าไปใน

การหายใจออก (** exhaling**) เป็นกระบวนการตรงกันข้าม: กล้ามเนื้อคลายตัว (และกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงด้านในอาจหดตัว)胸腔变小,压力升高,空气被推出。

Two diagrams: breathing in, with the ribs moving up and out and the diaphragm flattening so the thorax is bigger; breathing out, with the ribs moving down and in and the diaphragm doming up so the thorax is smaller
หายใจเข้าทำให้ทรวงอกใหญ่ขึ้น (ความดันต่ำ); หายใจออกทำให้เล็กลง
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Breathing in and out · ⁨การหายใจเข้าและออก⁩

Breathing changes the volume of the chest, which changes the pressure and makes air flow in or out. · ⁨การหายใจเปลี่ยนปริมาตรของทรวงอก ซึ่งส่งผลต่อความดันและทำให้อากาศไหลเข้าหรือออก⁩

Explore · ⁨สำรวจ⁩

Breathing mechanism · ⁨กลไกการหายใจ⁩

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. · ⁨สังเกตการหายใจ — เยื่อหุ้ม隔膜 (ไดอะแฟรม) เรียบลงและซี่โครงยกขึ้น ทรวงอกขยาย ความดันลดลง และอากาศไหลเข้า คลายตัวแล้วมันจะดันกลับออกมา⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
ribs/rɪbz/ ซี่โครง
diaphragm/ˈdaɪəfræm/ เยื่อหุ้ม隔膜 (ไดอะแฟรม)
thorax/ˈθɔːræks/ ทรวงอก
inhaling/ɪnˈheɪlɪŋ/ การหายใจเข้า
exhaling/eksˈheɪlɪŋ/ การหายใจออก
11.1

Inspired and expired air · ⁨อากาศที่หายใจเข้าและหายใจออก⁩

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.

ไทย
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 a little a lot (more)
A bar chart comparing inspired and expired air: oxygen falls from 21% to 16%, carbon dioxide rises from 0.04% to 4%, and water vapour rises from a little to a lot
อากาศที่หายใจออกมีออกซิเจนน้อยลงและมีคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าอากาศที่หายใจเข้ามาก

คุณสามารถทดสอบคาร์บอนไดออกไซด์ด้วย น้ำปูนใส ซึ่งจะทำให้เปลี่ยนเป็นขุ่น อากาศที่หายใจออกทำให้น้ำปูนใสขุ่นเร็วกว่าอากาศที่หายใจเข้า แสดงว่ามีคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
oxygen/ˈɒksɪdʒn/ ออกซิเจน
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ คาร์บอนไดออกไซด์
diffusion/dɪˈfjuːʒn/ การแพร่
surface area/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ พื้นที่ผิว
water vapour/ˈwɔːtə ˈveɪpə/ ไอน้ำ
11.1

Breathing and exercise · ⁨การหายใจและการออกกำลังกาย⁩

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.

ไทย

ระหว่างการออกกำลังกาย กล้ามเนื้อของคุณมีการหายใจเร็วขึ้นและผลิตคาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้น สิ่งนี้เพิ่มความ ความเข้มข้น ของคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือด (Supplement) สมอง ของคุณตรวจจับการเพิ่มขึ้นนี้และสั่งให้หายใจด้วย อัตรา ที่เร็วขึ้นและความลึกที่มากขึ้น สิ่งนี้จะนำออกซิเจนเข้ามาและกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินอย่างรวดเร็ว

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.

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
rate/reɪt/ อัตราส่วน
11.1

Keeping the airways clean (Supplement) · ⁨การรักษาทางเดินหายใจให้สะอาด (Supplement)⁩

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.
ไทย

ทางเดินหายใจมีเซลล์สองชนิดที่ดักจับสิ่งสกปรกและกำจัดออก:

  • goblet cells make mucus, which traps pathogens and dust particles.
  • ciliated cells have tiny hairs that sweep the mucus, with the trapped dirt, up to the throat, where it is swallowed.
Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
goblet cells/ˈɡɒblət selz/ เซลล์แบบถ้วย (goblet cells)
mucus/ˈmjuːkəs/ มูก
pathogens/ˈpæθədʒnz/ เชื้อโรค
particles/ˈpɑːtɪklz/ อนุภาค
ciliated cells/ˈsɪlɪeɪtɪd selz/ เซลล์มีขน
11.1

Exam tips · ⁨ข้อแนะนำสำหรับการสอบ⁩

  • 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.
Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
gas exchange/ɡæs eksˈtʃeɪndʒ/ การแลกเปลี่ยนก๊าซ
ventilation/ˌventɪˈleɪʃn/ การระบายอากาศ
larynx/ˈlærɪŋks/ กล่องเสียง
trachea/trəˈkɪə/ หลอดลม
bronchi/ˈbrɒŋkaɪ/ หลอดลมหลัก
bronchioles/ˈbrɒŋkɪəʊlz/ หลอดลมเล็ก
alveoli/ˈælvɪɒli/ ถุงลมหายใจ
capillaries/ˈkæpɪləriz/ หลอดเลือดฝอย
intercostal muscles/ˌɪntəˈkɒstl ˈmʌslz/ กล้ามเนื้อระหว่างซี่โครง
cartilage/ˈkɑːtɪlɪdʒ/ กระดูกอ่อน
pressure/ˈpreʃə/ ความดัน
limewater/ˈlaɪmwɔːtə/ น้ำปูนใส
concentration/ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ ความเข้มข้น
brain/breɪn/ สมอง

Interactive lessons on this topic · ⁨บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที⁩

Past Papers · ⁨ข้อสอบย้อนหลัง⁩

More topics in IGCSE Biology · ⁨Biology IGCSE⁩ · ⁨หัวข้อเพิ่มเติมใน IGCSE Biology · ⁨Biology IGCSE⁩⁩

Log in or create account · ⁨เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี⁩

IGCSE, A-Level & AP