第二节 发生在肺内的气体交换
一、教学目标
1.知识与技能
(1)概述肺与外界的气体交换过程。
(2)概述肺泡与血液的气体交换过程。
2.过程与方法
(1)通过进行演示实验,增强学生的动手能力、观察能力和交流合作能力。
(2)通过分析资料,增强学生提取信息和处理信息的能力。
3.情感、态度与价值观
理解呼吸作用的实质,意识到呼吸的重要性,形成注意呼吸系统健康的意识。
二、教学重难点
1.教学重点:肺与外界的气体交换过程。
2.教学难点:肺与外界的气体交换过程;肺泡与血液的气体交换过程。
三、教学准备
多媒体教学课件,肺的位置结构图,打开盖子的瓶子,肺移植成功视频,呼吸肌与胸廓大小的关系的视频。
四、教学过程
(一)导入新课
播放视频:一位65岁的新冠肺炎患者成功接受了双肺移植手术,在手术之前,他已经使用了60多天的ECMO来维持生命。
ECMO俗称人工膜肺,它的一项重要功能是通过体外循环给病人的血液输入氧。因此,在新冠肺炎患者的救治中,ECMO起着至关重要的作用。肺作为呼吸系统的主要器官,它是如何与外界进行气体交换的呢?这节课我们就共同来学习《发生在肺内的气体交换》。
(二)互动授课
1.展示肺的位置结构图。讲述:肺是呼吸系统的主要器官,位于胸腔内,左肺有两叶,右肺有三叶。肺在有节奏地呼气和吸气,一分钟大约呼吸16次。
提问:为什么气体能进出肺呢?(学生讨论后回答,答案可能出现多种)
此时,教师可以展示一个打开盖子的瓶子。提问:空气每分钟也会进出瓶子16次吗?(根据生活经验,学生知道答案是否定的)
接着追问:为什么空气每分钟会进出肺16次呢?
2.简单介绍马德堡半球实验,使学生知道气体有很大的压力。
3.有条件的情况下,可以进行演示实验,通过操作注射器(去掉针头)使学生理解气体压力与容积大小的关系;通过对注射器活塞的推拉操作,解释气体的流动方向是从气压高的地方流向气压低的地方。
补充说明:气体交换是通过气体的扩散作用实现的。气体总是从浓度高的地方扩散到浓度低的地方。
4.指导学生用手按在胸部两侧,深深地吸气,细心地体会一下自己在吸气和呼气时胸廓的变化及肋骨如何运动。
学生讨论后回答:深深地吸气时,肋骨向上向外运动,胸廓扩大;深深地呼气时,肋骨向下向内运动,胸廓缩小。
教师根据学生的回答讲解:同学们所感觉到的胸廓的扩张和收缩,是肋骨间的肌肉收缩和舒张的结果。胸廓容积的扩大和缩小,还与膈的运动有关。膈位于胸腔的底部(即腹腔的顶部),是将胸腔和腹腔分隔开的结构,主要由肌肉组织构成。在吸气时,膈肌收缩,膈顶部下降,使胸廓的上下径增大;呼气时正好相反,膈肌舒张,膈顶部回升,胸廓的上下径缩小。
5.提问:胸廓的变化与呼吸有什么关系呢?是由于胸廓扩大导致吸气,还是因为吸气使胸廓扩大?接下来我们通过一个演示实验来进行探究。
教师指导学生按照教材第46页的“演示实验”进行实验。组织学生小组讨论自行解决问题。
(1)气球在什么情况下胀大?在什么情况下回缩?
学生:手向上推橡皮膜时气球回缩,放松橡皮膜时,气球胀大。
(2)如果气球破损漏气,或者罩口密封不严,结果会怎样?
学生:装置密封不严或气球漏气时,装置中不能形成内外气压差,气球在实验中可能不会鼓起,影响实验的进行。
播放呼吸肌与胸廓大小的关系的视频。使学生更直观地感受呼吸过程中肺与外界的气体交换。
教师讲解:肺富有弹性,当肋骨间的肌肉和膈肌收缩使得胸腔容积扩大时,肺便扩张,肺内的气体压力相应降低,于是外界气体就被吸入。当肋骨间的肌肉和膈肌舒张使得胸腔容积缩小时,肺便收缩,肺内的气体压力相应增大,于是气体就被呼出。这就是肺与外界的气体交换。
引导学生完成下表。
呼吸运动 肋间肌、膈肌 膈顶部 胸廓的上下径 胸腔容积 肺 肺内气压 气流方向
呼气 舒张 上升 缩小 缩小 收缩 增大,大于大气压 出肺
吸气 收缩 下降 增大 扩大 扩张 减小,小于大气压 入肺
6.引导学生阅读教材第45页“想一想,议一议”表格中的数据,分析呼出的气体成分发生了什么变化。含量增加的气体成分是哪里来的?含量减少的气体成分到哪里去了?
学生讨论后回答:呼出的气体中,氧气含量明显减少,二氧化碳和水的含量明显增加。增加的二氧化碳和水,直接来自肺部,但究其根源,二氧化碳是体内细胞呼吸的产物,水有的是细胞呼吸的产物,有的是从饮食中摄取的。吸入的氧气进出体内,供生命活动需要。
7.质疑:呼出的气体中,氧气含量减少,二氧化碳含量增加。这种变化是怎样发生的呢?
引导学生阅读教材第47页的相关内容并观察图4-30。讨论:肺泡与血液之间的气体是怎样进行交换的?
师生共同总结出肺泡与血液进行气体交换的过程:肺泡外面包绕着丰富的毛细血管。肺泡壁和毛细血管壁都是一层扁平的上皮细胞,当你吸气时,许许多多肺泡都像小气球似的鼓了起来,肺泡中的氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液;同时血液中的二氧化碳也通过这些毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡,然后随着呼气的过程排出体外。进入血液中的氧,通过血液循环输送到全身各处的组织细胞里。
8.引导学生回忆七年级上册学习的有关呼吸作用和线粒体的知识。提问:想一想,氧最后是在细胞中的什么部位被利用的?
学生讨论后回答:线粒体。动物从外界获得的氧,通过红细胞运送到身体的各个部位,线粒体则消耗这些氧来产生能量,供细胞利用,使新陈代谢正常进行。
9.引导学生讨论:溺水、煤气中毒为什么会危及生命?患肺炎、尘肺为什么会出现胸闷、呼吸急促、呼吸困难等症状?通过对生活中的实例进行分析,可以使学生对呼吸有更深刻的认识。
五、板书设计
第二节 发生在肺内的气体交换
一、肺与外界的气体交换
呼吸运动 肋间肌、膈肌 膈顶部 胸廓的上下径 胸腔容积 肺 肺内气压 气流方向
呼气 舒张 上升 缩小 缩小 收缩 增大,大于大气压 出肺
吸气 收缩 下降 增大 扩大 扩张 减小,小于大气压 入肺
二、肺泡与血液的气体交换
六、布置作业与教学反思