氣體交換：植物與動物的生命氣息！
喂！你有沒有想過，我們是如何獲得跑步、玩耍甚至思考所需的能量？又或者植物是如何從空氣中生長出來的？秘密就在於與環境交換氣體，這個過程叫做氣體交換。這就像地球的大型呼吸系統一樣！
在這些筆記中，我們會探索植物和動物「呼吸」的奇妙方式。我們會看看植物如何聰明地進行日夜氣體交換，以及我們自己的身體如何施展不可思議的「魔術」，將吸入的空氣轉化為細胞所需的能量。這是所有生物的基本過程，理解它有助於我們體會生命是多麼奇妙！如果聽起來很複雜，不用擔心；我們會一步一步把它拆解。
第一部分：植物的氣體交換
植物需要交換氣體，主要有兩個非常重要的原因：光合作用（製造食物）和呼吸作用（從食物中獲取能量）。你可以把這想像成煮飯和吃飯！
快速回顧：光合作用 vs. 呼吸作用
- 光合作用：這是植物製造食物（葡萄糖）的方式。它們吸收二氧化碳（CO₂）並釋放氧氣（O₂）。這個過程只在有光線時才會發生！
- 呼吸作用：這是植物（和動物！）從食物中獲取能量的方式。它們吸收氧氣（O₂）並釋放二氧化碳（CO₂）。這個過程二十四小時全天候，日夜不停地發生！
植物如何交換氣體？靠着微小的「嘴巴」！
植物的葉片上佈滿了數千個微小氣孔，大部分位於葉片下方。這些氣孔叫做氣孔。你可以把它們想像成微小的嘴巴，張開和閉合以讓氣體進出。
氣孔是植物進行氣體交換的主要地方。當它們張開時，二氧化碳可以進入進行光合作用，而氧氣則可以排出。
日夜交換：淨氣體交換
由於植物同時進行光合作用和呼吸作用，它們釋放的氣體種類取決於一天中的時間。這就是所謂的淨氣體交換——即是兩種過程發生後「剩餘」的氣體交換。
日間（有陽光時）：
在日間，光合作用全速運作！它比呼吸作用快得多，快得多。
- 氣體吸入：植物吸收大量二氧化碳進行光合作用。
- 氣體排出：它產生大量氧氣。它會將其中一小部分氧氣用於自身的呼吸作用，但由於剩下太多，所以會將多餘的氧氣釋放到空氣中。
類比：想像一間繁忙的麵包店。它製造數百個麵包（氧氣），而只吃一小片麵包（呼吸作用）來維持麵包師的工作。最終結果是，大量麵包離開了麵包店！
日間淨氣體交換：植物吸收二氧化碳並釋放氧氣。
夜間（在黑暗中）：
在夜間，沒有陽光，所以光合作用完全停止。但植物仍然活着，所以它必須繼續進行呼吸作用以獲取能量。
- 氣體吸入：植物從空氣中吸收氧氣進行呼吸作用。
- 氣體排出：它釋放二氧化碳作為廢物。
類比：麵包店晚上休息了。麵包師回家了，但保安燈和雪櫃仍在用電（呼吸作用）。最終結果是，麵包店只消耗能量，不製造任何東西。
夜間淨氣體交換：植物吸收氧氣並釋放二氧化碳。
常見誤解警報！
一個常見的誤解是認為植物只在夜間呼吸。錯！植物二十四小時全天候都在呼吸，就像我們一樣。只是在日間，光合作用的影響太大了，把呼吸作用的光芒完全蓋過了。
植物的重點總結
植物通過稱為氣孔的孔洞進行氣體交換。在日間，由於光合作用，它們是氧氣的淨生產者。在夜間，由於沒有光合作用，它們吸收氧氣並釋放二氧化碳，就像動物一樣。
第二部分：動物（人類）的氣體交換
對我們人類來說，氣體交換與呼吸息息相關。我們吸入空氣以將氧氣輸送到細胞，並呼出空氣以排出廢氣二氧化碳。現在，一起來看看每次呼吸的奇妙旅程吧！
人體呼吸系統：你身體的空氣濾網
當你吸氣時，空氣會通過一連串管道深入肺部。主要部分包括：
- 鼻／口：空氣進入的地方。
- 氣管：連接到胸腔的主要管道。
- 肺部：兩個充滿空氣的軟綿綿器官。
- 肺泡：旅程的終點！肺部包含數百萬個微小的顯微肺泡。氣體交換的奇妙之處就在這裡發生。
類比：把你的肺部想像成倒轉的樹木。氣管是樹幹，分叉的管道是樹枝，而末端微小的肺泡就是樹葉。
吸入的空氣和呼出的空氣有何分別？
你吸入的空氣和呼出的空氣是不一樣的！你的身體會改變它。
- 氧氣：你吸入的氧氣比呼出的多。為什麼？因為你的身體用掉了！
- 二氧化碳：你呼出的二氧化碳比吸入的多。它是身體需要排出的廢氣。
- 水蒸氣：你呼出的水蒸氣比吸入的多。你的肺部潮濕，空氣會吸收這些水分。（這就是為甚麼你在寒冷天氣下能看到自己呼出的氣體了！）
- 溫度：呼出的空氣更溫暖，因為它已被加熱到你的體溫。
重頭戲：肺泡中的氣體交換
這是最重要的地方！那麼，氧氣如何從你的肺部進入血液呢？這發生在肺泡中。
每個微小的肺泡都被一個更微小的血管網絡——稱為微血管——所包圍。肺泡和微血管的管壁都極薄（只有一個細胞的厚度！），這讓氣體容易通過。
以下是循序漸進的過程：
- 你吸入空氣，肺泡充滿了氧氣含量高的空氣。
- 血液流經肺泡周圍的微血管。這些血液剛從身體回來，所以它們氧氣含量低，而二氧化碳含量高。
- 氧氣從高濃度區域（肺泡）移動到低濃度區域（血液）。它跳進血液裡！
- 同時，二氧化碳從血液中的高濃度區域移動到肺泡中的低濃度區域。它跳出血液！
- 你呼出空氣，排出現在充滿二氧化碳的空氣。
為甚麼這如此重要？
氣體交換的重要性在於將氧氣輸送到每一個身體細胞。富含氧氣的血液會流遍全身。你的細胞利用這些氧氣進行呼吸作用，以釋放食物中蘊藏的能量。如果沒有氧氣，你的細胞就無法產生能量，你也就無法生存了！
吸煙：對肺部的災難
吸煙會嚴重損害呼吸系統，並使氣體交換變得困難。
- 焦油堵塞肺泡：香煙煙霧中黏稠的黑色焦油會覆蓋肺泡內部。這會使管壁變厚，並減少氣體交換的表面積。這就像試圖透過一扇被泥巴覆蓋的窗戶來獲取空氣一樣。
- 損害健康：由於氣體交換效率降低，心臟必須更努力地泵血以確保身體獲得足夠的氧氣。這種勞損，以及煙霧中的其他化學物質，會導致嚴重的疾病，例如肺癌和心臟病。
你知道嗎？
你的肺部所有肺泡的總表面積，大約有一個網球場那麼大！這個巨大的面積讓你每次呼吸都能吸收大量氧氣。吸煙會破壞這個寶貴的表面積。
動物的重點總結
人類在肺部，特別是在數百萬個微小的肺泡中進行氣體交換。在這裡，氧氣從空氣進入血液，而二氧化碳則從血液進入空氣，然後被呼出。這個過程對於為細胞提供呼吸作用所需的氧氣至關重要。吸煙會嚴重損害肺泡，阻礙氣體交換並導致危及生命的疾病。