單細胞動物的氣體交換單細胞動物和一些低等無脊椎動物（例如海綿及水螅等）， ... 均不能直接和外界交換氣體，而需由鰓或肺等呼吸器官先與外界環境交換氣體， ...10呼吸與排泄高中生物講義-單元10呼吸與排泄日誌相簿影音好友名片20130903104498氣體交換與運輸?未分類焦點98氣體交換與運輸氣體交換在發生氣體交換作用時，O2和CO2的分子皆需先溶於水，才能通過細胞膜而擴散，因此呼吸器官都要具有溼潤的皮膜，並盡量擴大其表面積，才能增進氣體交換的速率。

 單細胞動物的氣體交換單細胞動物和一些低等無脊椎動物（例如海綿及水螅等），其身體細胞大多與水接觸，可直接與水互相交換氣體，藉擴散作用使細胞自水中獲得O2而排除CO2。

 多細胞動物的氣體交換一般多細胞動物，其體內極大多數細胞均不能直接和外界交換氣體，而需由鰓或肺等呼吸器官先與外界環境交換氣體，再將所吸入的O2由血液運輸至身體各部，以供細胞利用，同時也由血液將細胞產生的CO2帶至呼吸器官，將CO2排出體外。

 氧氣的運輸空氣吸入肺部，其中的氧就透過肺泡壁和微血管壁而進入血液中，絕大部分的氧皆可與血紅素結合而隨血液運至身體各部。

 氧合血紅素（oxyhemoglobin）血紅素與氧結合形成氧合血紅素。

每一分子血紅素含有四個亞鐵離子，每個亞鐵離子可以與一個氧分子結合，因此一分子的血紅素最多可攜帶四個氧分子。

血紅素和氧氣結合形成氧合血紅素的反應為可逆反應。

血液中含氧較高時，血紅素極易與氧分子相結合，形成氧合血紅素；在血液中的氧濃度降低或二氧化碳濃度升高的情況下，氧合血紅素可解離爲血紅素和氧氣。

血紅素與氧的結合力會受到血液中氧分壓的影響，也會受到血液中二氧化碳分壓或pH值的影響。

 氧合血紅素解離曲線（解離曲線）正常溫度下，血中二氧化碳分壓增多或pH值降低，使血紅素與氧的解離曲線會向右移，因而能釋出較多的氧。

例如：氧分壓在100mmHg（相當於在肺臟中），血紅素與氧的飽和度可達98％；而氧分壓在40mmHg（相當於組織間），血紅素的飽和度僅有75％，血紅素已釋出23％的氧，而且氫離子會使血紅素的結構改變，降低其攜氧能力，因此pH值下降時，解離曲線將右移。

 二氧化碳的運輸人體各部位細胞所產生的CO2，經擴散作用進入微血管後，約有7%CO2直接溶於血漿內而被運輸，另有一部分CO2（約23%）是以與血紅素相結合的方式來運輸，大部分的CO2（約70%）則在紅血球中藉由碳酸酐酶的作用先與水化合成碳酸（H2CO3），碳酸再解離爲氫離子（H＋）和重碳酸離子（HCO3—），氫離子與血紅素結合，重碳酸離子溶於血漿中運輸至肺部。

含有重碳酸離子的血液運至肺部微血管時，重碳酸離子和氫離子結合爲碳酸，再藉由紅血球中碳酸酐酶的催化，碳酸分解為水和CO2，CO2由肺呼出體外。

 碳酸酐酶（carbonicanhydrase）身體各部細胞所產生的二氧化碳，經由擴散作用進入微血管後，大部分的CO2（約70%）進入紅血球中藉碳酸酐的作用與水化合成碳酸（H2CO3）。

在肺部微血管，重碳酸離子和氫離子結合爲碳酸，再藉由紅血球中碳酸酐酶的催化，碳酸分解為水和CO2。

 重碳酸離子（碳酸氫根離子）身體各部細胞所產生的二氧化碳，經由擴散作用進入微血管後，大部分的CO2（約70%）進入紅血球中藉碳酸酐的作用與水化合成碳酸（H2CO3），碳酸再解離爲氫離子（H＋）和重碳酸離子（HCO3—，或稱為碳酸氫根離子），氫離子與血紅素結合，重碳酸離子溶於血漿中運輸至肺部。

在肺部微血管，重碳酸離子和氫離子結合爲碳酸，再藉由紅血球中碳酸酐酶的催化，碳酸分解為水和CO2。

 肺呼吸（pulmonaryrespiration）、外呼吸（externalrespiration）當血液流至肺部微血管時，由於肺泡內的氣體含氧較多，血紅素卽可與自肺泡滲入血中的氧結合，形成氧合血紅素，離開肺部的血液富含氧合血紅素。

含有重碳酸離子的血液運輸至肺部微血管時，重碳酸離子和氫離子結合爲碳酸，再藉由紅球中的碳酸酐酶的催化，碳酸分解為水和CO2，CO2由肺呼出體外。

 組織呼吸（tissuerespiration）、內呼吸（internalrespiration）當氧合血紅素隨血液流至身體各器官的微血管時，氧合血紅素可分離爲血紅素和氧，氧再擴散至細胞內，以供細胞利用。

細胞所產生的CO2，經擴散作用進入微血管後，存在於血液中的CO2，僅有一小部分是以與血紅素相結合的方式來運輸，大