發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換
楊瓊
教學(xué)目標(biāo)
?。ㄒ唬┲R(shí)
1．概述肺內(nèi)的氣體交換——包括肺與外界的氣體交換和肺泡與血液的氣體交換。
2．通過測(cè)量胸圍差，闡述膈肌的運(yùn)動(dòng)，感知呼吸時(shí)胸廓容積有變化。通過演示實(shí)驗(yàn)說明胸廓容積變化與氣體進(jìn)出的關(guān)系。通過吸入和呼出的氣體成分的變化，分析呼吸與細(xì)胞生命活動(dòng)的關(guān)系。
（二）能力
通過探究外界氣體是怎樣進(jìn)出肺的，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。通過測(cè)量胸圍差等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐的能力。
?。ㄈ┣楦袘B(tài)度價(jià)值觀
通過分析同學(xué)之間胸圍差的差異，認(rèn)同體育鍛煉的重要性。
重點(diǎn)和難點(diǎn)
外界氣體如何進(jìn)出肺，肺內(nèi)的二氧化碳如何排出。
肺泡與血液的氣體交換。
教學(xué)準(zhǔn)備
教師：新鮮的豬肺、多媒體課件、模擬隔肌運(yùn)動(dòng)的模型。澄清的石灰水，干凈的玻璃管，燒杯，香水，廣口瓶。
學(xué)生：
課時(shí)安排：1課時(shí)
教學(xué)設(shè)計(jì)
學(xué) 習(xí) 內(nèi) 容 | 學(xué) 生 活 動(dòng) | 教 師 活 動(dòng) |
一、引言：提出問題，引起學(xué)生思考。 | 通過回憶以前的知識(shí)思考問題。 | 復(fù)習(xí)呼吸系統(tǒng)的組成。演示豬肺的通氣，提出問題：肺是怎樣實(shí)現(xiàn)與外界的氣體交換的？ |
二、解決問題 外界氣體是怎樣進(jìn)出肺的。 探究： 1、呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)胸廓容積是否發(fā)生變化？ 2、呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)胸廓容積變化的原因。 3、肺容積的變化與吸氣和呼氣有什么關(guān)系？ 4、為什么肺容積的變化會(huì)導(dǎo)致吸氣和呼氣？ 第二課時(shí) 5、肺內(nèi)氣體是如何發(fā)生變化的？ 6、體內(nèi)的氣體是如何進(jìn)行交換的呢？ | 學(xué)生用雙手輕觸自己胸側(cè)的肋骨處，做深呼吸，感受自己在吸氣和呼氣時(shí)胸廓的變化：深吸氣肋骨在向上向外運(yùn)動(dòng)，胸廓擴(kuò)大。深呼氣肋骨在向下向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，胸廓縮小。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：測(cè)量胸圍差，用數(shù)據(jù)證明胸廓容積的變化。 測(cè)量方法：三人一組、設(shè)計(jì)表格，做好記錄。為了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，應(yīng)測(cè)定三次，取最大值。下表是某位學(xué)生測(cè)量結(jié)果，此為為例，計(jì)算：胸圍差=吸氣后胸圍長(zhǎng)度-呼氣后胸圍長(zhǎng)度。 狀態(tài) | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 平靜 | 80 | 80.5 | 80 | 盡力深吸氣時(shí) | 90 | 91 | 90.5 | 盡力深呼氣時(shí) | 78 | 77.4 | 78.2 |
結(jié)合測(cè)量胸圍差的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析為什么同學(xué)之間的胸圍差有差別？ 學(xué)生提出假設(shè)：胸廓容積變化的原因是有關(guān)肌肉的收縮和舒張。 學(xué)生觀察動(dòng)畫，閱讀書本相關(guān)內(nèi)容，討論、交流： 1、呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)，主要哪些肌肉的收縮、舒張引起了胸廓容積的變化？ 在呼吸肌收縮和舒張時(shí)，胸廓容積發(fā)生了怎樣的變化？ 2、隨著胸廓容積的變化，肺的容積發(fā)生了怎樣的變化？ 3、根據(jù)探究結(jié)果作出假設(shè)：肺容積的變化導(dǎo)致了氣體的吸入和呼出嗎？ 學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，思考、討論問題，得出結(jié)論：肺容積的變化導(dǎo)致了吸氣和呼氣。 肺的容積擴(kuò)大—→外界氣體入肺 肺的容積縮小—→肺內(nèi)氣體排出 學(xué)生分析、歸納肺與外界氣體交換的原理和過程：呼吸肌的收縮和舒張，使胸廓擴(kuò)大和縮小，引起肺被動(dòng)地?cái)U(kuò)張和回縮，形成肺內(nèi)氣壓與大氣壓之間的壓力差，才使氣體能夠進(jìn)出肺泡。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)、觀察：四位同學(xué)為一組，一位同學(xué)按課本實(shí)驗(yàn)的圖示吹氣。其他同學(xué)注意觀察。 回憶做種子呼吸時(shí)釋放二氧化碳的實(shí)驗(yàn)，也見到了試管中石灰水變渾濁的現(xiàn)象，分析石灰水變渾濁的原因： 由于澄清的石灰水遇到二氧化碳后會(huì)變得渾濁。甲乙瓶中石灰水的渾濁程度不同說明了呼出氣體中含有較多的二氧化碳。 學(xué)生從圖中分析出：呼出氣體中的氧含量，少于吸入氣體中的氧含量；呼出氣體中的二氧化碳含量，多于吸入氣體中的二氧化碳含量。根據(jù)呼出的氣體中氧減少，二氧化碳增多的數(shù)據(jù)，推測(cè)其原因與體內(nèi)進(jìn)行氣體交換有關(guān)。 學(xué)生觀察課文中的“肺泡和血液之間的氣體交換”圖，探究肺泡內(nèi)的氣體交換是二氧化碳由血液進(jìn)入肺泡，氧由肺泡進(jìn)入血液。 學(xué)生根據(jù)圖概括肺泡適于氣體交換功能的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：肺泡數(shù)量多；肺泡外包繞著毛細(xì)血管；肺泡壁很薄，只有一層上皮細(xì)胞。 | 組織學(xué)生感受自己在吸氣和呼氣時(shí)胸廓的變化。 1、問題：呼吸運(yùn)動(dòng)中胸廓是否發(fā)生變化？ 討論：在吸氣和呼氣時(shí)，你感受到胸廓容積發(fā)生了怎樣的變化？ 感覺不一定準(zhǔn)確，引出測(cè)量的必要。 師生討論測(cè)胸圍差的用具、方法、步驟及注意事項(xiàng)。在達(dá)成共識(shí)后，請(qǐng)學(xué)生示范操作。使學(xué)生明確： ①測(cè)量胸圍差的位置：男生胸前是軟尺下緣與乳頭上緣平齊，背側(cè)是軟尺要在兩肩胛骨下角；女生胸前是使軟尺經(jīng)過乳頭上方的第四肋骨處； ②測(cè)量呼氣時(shí)胸圍和吸氣時(shí)胸圍各兩次，并計(jì)算出兩次兩者的差值，即是胸圍差。 2、探究呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)胸廓容積變化的原因 假設(shè)：根據(jù)你的感受，對(duì)胸廓容積變化的原因作出假設(shè)。 教師做曲肘、深肘動(dòng)作，啟發(fā)學(xué)生討論、交流，作出假設(shè)：胸廓容積變化的原因是有關(guān)肌肉的收縮和舒張。 演示動(dòng)畫：呼吸運(yùn)動(dòng) 3、繼續(xù)探究：肺容積的變化與吸氣和呼氣的關(guān)系 演示：用模型模擬隔的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。討論題： ①橡皮膜、兩個(gè)氣球、玻璃鐘罩分別代表什么？ ②手向下拉橡皮膜時(shí)，氣體進(jìn)入氣球還是排出？ ③橡皮膜回縮時(shí)，氣體進(jìn)入氣球還是排出？ ④是肺容積的擴(kuò)大導(dǎo)致吸氣，還是因?yàn)槲鼩夂笫狗蔚娜莘e擴(kuò)大？ 4、進(jìn)一步探究：為什么肺容積的變化會(huì)導(dǎo)致吸氣和呼氣？ 演示模擬實(shí)驗(yàn)：模擬肺容積的變化引起肺內(nèi)氣壓的改變 引言：氣體在呼吸運(yùn)動(dòng)作用下進(jìn)入了肺，這只是完成外界氣體和肺泡內(nèi)氣體之間交換，它不是呼吸的結(jié)束，只是呼吸的第一步，只有肺泡內(nèi)氣體與血液間的氣體進(jìn)行交換了，而血液又與組織細(xì)胞之間的氣體進(jìn)行交換才是呼吸的實(shí)質(zhì)。那么進(jìn)入肺泡內(nèi)的氣體與血液之間是怎樣進(jìn)行交換的呢？下面我們一起來探究：肺內(nèi)氣體發(fā)生的變化。 5、肺內(nèi)氣體是如何發(fā)生變化的？ 引導(dǎo)學(xué)生討論：甲乙瓶中石灰水的渾濁程度不同說明了什么？ 引導(dǎo)學(xué)生觀察環(huán)境中的氣體與呼出的氣體成分對(duì)照表： 氣體 成分 | 環(huán)境中的氣體% | 呼出的氣體% | 氮?dú)?/span> | 78 | 78 | 氧氣 | 21 | 16 | 二氧化碳 | 0．03 | 4 | 水 | 0．07 | 1．1 | 其他氣體 | 0．9 | 0．9 |
通過吸入和呼出的氣體成分有差別的資料，引導(dǎo)學(xué)生分析呼吸與細(xì)胞生命活動(dòng)的關(guān)系。 進(jìn)一步探究：6、體內(nèi)的氣體是如何進(jìn)行交換的呢？ 通過香水的擴(kuò)散作用，啟發(fā)學(xué)生認(rèn)同一種氣體總是由多的地方向少的地方擴(kuò)散，直至平衡為止。人體內(nèi)的氣體交換，也是通過擴(kuò)散作用來完成的。 引導(dǎo)觀察課文中的“肺泡和血液之間的氣體交換”圖，探究肺泡內(nèi)的氣體交換是怎樣進(jìn)行的？ 演示肺泡的結(jié)構(gòu)，啟發(fā)學(xué)生思考肺泡結(jié)構(gòu)適于氣體交換功能的特點(diǎn)。 引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)：體內(nèi)的氣體交換包括肺泡內(nèi)的氣體交換和組織里的氣體交換兩個(gè)過程。肺泡內(nèi)的氣體交換，是指肺泡與血液之間的氣體交換。 |
總結(jié) | 師生總結(jié)歸納呼吸的全過程：  |
教學(xué)過程設(shè)計(jì)
引言：復(fù)習(xí)呼吸系統(tǒng)的組成。演示豬肺的通氣，提出問題：肺是怎樣實(shí)現(xiàn)與外界的氣體交換的？（板書：第二節(jié) 發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換）
教師：組織學(xué)生感受自己在吸氣和呼氣時(shí)胸廓的變化。
學(xué)生：用雙手輕觸自己胸側(cè)的肋骨，做深呼吸。
提問：用雙手按在胸部?jī)蓚?cè)，深深地吸氣，再深深地呼氣，你有什么感覺？
學(xué)生推測(cè)胸腔體積的變化：吸氣時(shí)肋骨向上向外運(yùn)動(dòng)，胸廓擴(kuò)大。吸氣時(shí)肋骨向下向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，胸廓縮小。
教師：這樣的感覺準(zhǔn)確嗎？呼吸運(yùn)動(dòng)中胸廓容積是否發(fā)生了變化，還要進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。
一、學(xué)生實(shí)驗(yàn)：測(cè)量胸圍差，用數(shù)據(jù)證明胸廓容積的變化。
測(cè)量方法：三人一組、設(shè)計(jì)表格，做好記錄。為了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，應(yīng)測(cè)定三次，取最大值。師生討論測(cè)胸圍差的用具、方法、步驟及注意事項(xiàng)。在達(dá)成共識(shí)后，請(qǐng)學(xué)生示范操作。使學(xué)生明確：①測(cè)量胸圍差的位置：男生胸前是軟尺下緣與乳頭上緣平齊，背側(cè)是軟尺要在兩肩胛骨下角；女生胸前是使軟尺經(jīng)過乳頭上方的第四肋骨處；②測(cè)量呼氣時(shí)胸圍和吸氣時(shí)胸圍各兩次，并計(jì)算出兩次兩者的差值，即是胸圍差。
教師：請(qǐng)學(xué)生匯報(bào)測(cè)量結(jié)果。下表是某位學(xué)生測(cè)量結(jié)果，此為為例，計(jì)算該同學(xué)的胸圍差。
狀態(tài) | 第一次 | 第二次 | 第三次 |
平靜 | 80 | 80.5 | 80 |
盡力深吸氣時(shí) | 90 | 91 | 90.5 |
盡力深呼氣時(shí) | 78 | 77.4 | 78.2 |
學(xué)生通過感知和測(cè)量，知道吸氣時(shí)，胸廓擴(kuò)大了；呼氣時(shí)，胸廓縮小了，吸氣和呼氣都與胸廓變化有關(guān)。
教師：吸氣和呼氣這兩個(gè)動(dòng)作合起來就是呼吸運(yùn)動(dòng)。那么，呼吸運(yùn)動(dòng)是怎樣產(chǎn)生的呢？我們一起來探究呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)胸廓容積變化的原因。根據(jù)你的感受，對(duì)胸廓容積變化的原因作出假設(shè)。
教師做曲肘、深肘動(dòng)作，啟發(fā)學(xué)生討論、交流，作出假設(shè)：胸廓容積變化的原因是有關(guān)肌肉的收縮和舒張。
教師演示肋骨運(yùn)動(dòng)的模型。說明所代表的脊柱，肋骨，胸骨，肋間外肌。提醒學(xué)生注意胸廓前后徑有何變化。
提問：當(dāng)“肋間外肌”收縮時(shí)，“肋骨”上升，“胸骨”上移時(shí)，“胸廓”的前后徑增大了還是縮小了？當(dāng)“肋間外肌”舒張時(shí)，“胸廓”的前后徑增大了還是縮小了？
學(xué)生觀察后回答：“肋間外肌”收縮時(shí)，“胸廓”的前后徑增大了；“肋間外肌”舒張時(shí)，“胸廓”的前后徑縮小了。
演示膈運(yùn)動(dòng)的模型，說明模型中所代表的胸廓，氣管，肺和膈肌。教師一手握住瓶頸，一手向下拉橡皮膜，同時(shí)說明這示意膈肌收縮。此時(shí)，請(qǐng)同學(xué)們觀察“胸廓”上下徑的變化和“肺”的變化。然后，一手放開橡皮膜，同時(shí)說明這示意膈肌舒張。提醒學(xué)生觀察觀察“胸廓”上下徑的變化和“肺”的變化。
提問：當(dāng)“膈”運(yùn)動(dòng)時(shí)，“胸廓”的上下徑和“肺”有什么變化？
學(xué)生觀察后回答：當(dāng)“膈肌”收縮時(shí)，“胸廓”的上下徑增大，“肺”也擴(kuò)大；當(dāng)“膈肌”舒張時(shí)，“胸廓”上下徑縮小，“肺”也回縮。
通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生得出：①肋骨和膈運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，使胸廓擴(kuò)大或縮小。②肋骨和膈的運(yùn)動(dòng)，與肋間肌和膈肌的收縮和舒張有關(guān)。當(dāng)肋間外肌和膈肌舒張時(shí)，胸廓的前后徑和上下徑縮小，這時(shí)候胸廓縮小。
教師啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究：為什么肺容積的變化會(huì)導(dǎo)致吸氣和呼氣？
演示氣筒給氣球打氣的實(shí)驗(yàn)：模擬肺容積的變化引起肺內(nèi)氣壓的改變。（氣筒相當(dāng)于肺）
肺的容積擴(kuò)大—→外界氣體入肺
肺的容積縮小—→肺內(nèi)氣體排出
學(xué)生分析、歸納肺與外界氣體交換的原理和過程：呼吸肌的收縮和舒張，使胸廓擴(kuò)大和縮小，引起肺被動(dòng)地?cái)U(kuò)張和回縮，形成肺內(nèi)氣壓與大氣壓之間的壓力差，才使氣體能夠進(jìn)出肺泡。
第二課時(shí)
引言: 氣體在呼吸運(yùn)動(dòng)作用下進(jìn)入了肺，這只是完成外界氣體和肺泡內(nèi)氣體之間交換，它不是呼吸的結(jié)束，只是呼吸的第一步，只有肺泡內(nèi)氣體與血液間的氣體進(jìn)行交換了，而血液又與組織細(xì)胞之間的氣體進(jìn)行交換才是呼吸的實(shí)質(zhì)。那么進(jìn)入肺泡內(nèi)的氣體與血液之間是怎樣進(jìn)行交換的呢？下面我們一起來探究：肺內(nèi)氣體發(fā)生的變化。
探究:肺內(nèi)氣體是如何發(fā)生變化的？
教師演示噴灑香水的實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)氣體交換的原理:一種氣體總是由多的地方向少的地方擴(kuò)散，直至平衡為止。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)、觀察：四位同學(xué)為一組，一位同學(xué)按課本實(shí)驗(yàn)的圖示吹氣。其他同學(xué)注意觀察。
教師引導(dǎo)學(xué)生討論：甲乙瓶中石灰水的渾濁程度不同說明了什么？
學(xué)生回憶做種子呼吸時(shí)釋放二氧化碳的實(shí)驗(yàn)，也見到了試管中石灰水變渾濁的現(xiàn)象，分析石灰水變渾濁的原因：由于澄清的石灰水遇到二氧化碳后會(huì)變得渾濁。甲乙瓶中石灰水的渾濁程度不同說明了呼出的氣體中含二氧化碳多于吸入氣體中的二氧化碳.
引導(dǎo)學(xué)生觀察環(huán)境中的氣體與呼出的氣體成分對(duì)照表：
氣體成分 | 環(huán)境中的氣體% | 呼出的氣體% |
氮?dú)?/span> | 78 | 78 |
氧氣 | 21 | 16 |
二氧化碳 | 0．03 | 4 |
水 | 0．07 | 1．1 |
其他氣體 | 0．9 | 0．9 |
學(xué)生從圖中分析出：呼出氣體中的氧含量，少于吸入氣體中的氧含量；呼出氣體中的二氧化碳含量，多于吸入氣體中的二氧化碳含量。根據(jù)呼出的氣體中氧減少，二氧化碳增多的數(shù)據(jù)，推測(cè)其原因與體內(nèi)進(jìn)行氣體交換有關(guān)。
演示肺泡的結(jié)構(gòu)，啟發(fā)學(xué)生思考肺泡結(jié)構(gòu)適于氣體交換功能的特點(diǎn)。
學(xué)生概括肺泡適于氣體交換功能的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：肺泡數(shù)量多；肺泡外包繞著毛細(xì)血管；肺泡壁很薄，只有一層上皮細(xì)胞。
演示動(dòng)畫:肺泡和血液之間的氣體交換過程.提問：肺泡內(nèi)的氣體交換是怎樣進(jìn)行的？
學(xué)生回答:二氧化碳由血液進(jìn)入肺泡，氧由肺泡進(jìn)入血液。
教師:肺泡中的氧擴(kuò)散到血液中；靜脈血中的二氧化碳擴(kuò)散到肺泡里。
提問：為什么在肺部，靜脈血中的氧不向肺泡擴(kuò)散，肺泡中的二氧化碳不向血液擴(kuò)散？
學(xué)生推測(cè)：這是因?yàn)樵谖敕闻輧?nèi)的氣體中，氧的含量比靜脈血中的多，而二氧化碳的含量比靜脈血中的少。因此，氧由肺泡擴(kuò)散到血液中；二氧化碳由靜脈血擴(kuò)散到肺泡中。這完全符合氣體擴(kuò)散的原理。經(jīng)過這樣的氣體交換，靜脈血就變成了含氧豐富的動(dòng)脈血。
教師:氧進(jìn)入血液后，絕大部分與紅細(xì)胞中的血紅蛋白結(jié)合，通過血液循環(huán)被運(yùn)輸?shù)饺砀鹘M織細(xì)胞。
演示動(dòng)畫:組織細(xì)胞與血液之間的氣體交換.提問：組織細(xì)胞里的氣體交換是怎樣進(jìn)行的？
學(xué)生回答：動(dòng)脈血中的氧向組織細(xì)胞擴(kuò)散；組織細(xì)胞里的二氧化碳向血液擴(kuò)散。
提問：為什么氧和二氧化碳的擴(kuò)散方向是這樣的？
學(xué)生推測(cè):這是因?yàn)榻M織細(xì)胞里的氧含量比動(dòng)脈血中的少，而二氧化碳的含量比動(dòng)脈血中的多的緣故。
師生總結(jié)歸納呼吸的全過程：
