第一章 生物的呼吸 第1节 人的呼吸（第5课时）课件 -生物北京版七下.docx

(共26张PPT)
（北京版）七年级
下
第1节
人的呼吸
(第五课时)
学习目标
生命观念：
理解气体交换的 “扩散作用” 原理，认识细胞呼吸与气体运输、循环系统的联系，形成 “结构与功能相适应、系统协调配合” 的生命观念。
科学思维：
能通过 “茉莉花香气扩散” 的类比，推理出肺泡、血液、组织细胞间气体交换的方向；能分析一氧化碳中毒的原理，提升逻辑推理与分析能力。
探究实践：
结合示意图，描述气体在肺泡 - 血液、血液 - 组织细胞间的扩散过程；尝试解释人工心肺机（ECMO）的工作逻辑，提升模型与图文信息解读能力。
态度责任：
认识呼吸系统与循环系统的协同价值，了解煤气中毒的危害，树立健康生活、科学防护的意识；认同我国自主研发 ECMO 的科技成就，增强社会责任感。
激趣导入
当书桌上那盆茉莉盛放时，清甜的香气会悄悄漫过桌面、飘进房间的每一个角落——这是香味分子从浓度高的花朵向浓度低的空间扩散的结果。
而我们身体里，氧气和二氧化碳的‘搬家’，恰恰也依赖着同样的扩散原理。
激趣导入
花香会自己飘满房间，咱们身体里的氧气和二氧化碳，是如何靠扩散“跑” 动、再被血液“搬”到全身的呢？
激趣导入
剧烈运动后，我们总会不自觉地大口呼吸 —— 这是因为剧烈运动时，肌肉细胞的耗氧量是安静时的 10-20 倍，二氧化碳产生量同步增加，这些气体不能在体内‘堆积’，因此需要加快呼吸频率和气体交换速度，这时得依靠肺、血液和细胞之间的配合完成运输与交换。
任务二
当外界新鲜的空气进入肺泡后，肺泡中的氧气浓度高于肺泡周围毛细血管血液中的氧气浓度，氧气穿过肺泡壁和毛细血管壁向血液里扩散；
同时，来自全身血液中的二氧化碳浓度高于肺泡内的二氧化碳浓度，二氧化碳便向肺泡内扩散。
肺泡、血液及组织细胞间的气体交换通过扩散作用实现
细胞在生命活动中不断地消耗氧气，产生二氧化碳。
任务二
组织细胞中的氧气浓度低于动脉血中的氧气浓度，而二氧化碳浓度则高于动脉血中的二氧化 碳浓度。当血液流经组织细胞时，氧气与血红蛋白分离并扩散进入组织细胞内， 细胞中的二氧化碳则扩散进入血液，由血液运往肺部呼出体外。
肺泡、血液及组织细胞间的气体交换通过扩散作用实现
任务二
肺泡、血液及组织细胞间的气体交换通过扩散作用实现
肺泡数量多（约 3 亿个）、肺泡壁和毛细血管壁均为单层上皮细胞，这些结构大大增加了气体交换面积，减少了扩散距离，让气体交换更高效。
氧气从肺泡扩散到血液中仅需 0.3 秒，二氧化碳扩散速度更快，确保血液能快速完成气体更新
气体的血液运输方式：
任务三
氧气：绝大部分与红细胞内的血红蛋白结合成 “氧合血红蛋白”，随血液循环运向组织细胞；
二氧化碳：溶入血浆，或与红细胞内物质结合，随血液运往肺部。
血红蛋白的特性：
任务三
血红蛋白是红细胞内负责运输氧气和辅助运输二氧化碳的核心蛋白质，其功能特性与人体生理需求高度适配，且受多种环境因素调控。
在含氧量高的环境（如肺泡处）易与氧结合，含氧量低的环境（如组织细胞处）易与氧分离。
血红蛋白的特性：
任务三
1.可逆结合氧气：适配 “运输 - 释放” 的动态需求。血红蛋白（Hb）与氧气（O2）的结合并非不可逆的化学锁定，而是一种 “可逆性结合”，其反应式可表示为：
Hb + O2 HbO2（氧合血红蛋白）
2.pH 值与温度对结合能力的调控：血红蛋白与氧气的结合能力并非固定不变，而是受血液 pH 值（酸碱度）和体温的动态调控，其调控逻辑与组织细胞的代谢状态高度同步。
3.环境适应：当人体长期处于高原环境（海拔 3000 米以上）时，由于空气稀薄，肺泡内氧气分压显著降低（如海拔 5000 米处氧气分压仅约 53mmHg，不足平原的 1/2），血液携氧能力面临挑战。此时，人体会启动长期代偿机制，通过增加血红蛋白数量来提升携氧能力。
任务三
通风不良时，燃料燃烧产生的一氧化碳会抢占血红蛋白与氧气的结合位点，导致机体（尤其是脑组织）缺氧。
煤气中毒的原理：
中毒核心机制：一氧化碳与血红蛋白的 “强绑定” 竞争
任务三
1. 结合力极强：一氧化碳与血红蛋白的结合能力是氧气的 200-300 倍。这意味着，即使空气中一氧化碳浓度仅为氧气的 1/300，一氧化碳也能优先与血红蛋白结合，抢占氧气的结合位点；
2. 结合不可逆：一氧化碳与血红蛋白结合形成 “碳氧血红蛋白（HbCO）” 后，其解离速度极慢（仅为氧合血红蛋白解离速度的 1/3600），一旦结合，很难自然分离。这会导致血红蛋白长期被一氧化碳 “占据”，无法再结合和运输氧气；
3. 组织缺氧的连锁反应：血液无法为组织细胞（尤其是对氧气最敏感的脑组织、心肌）供应氧气，导致细胞代谢紊乱、能量不足。若缺氧持续，会引发脑组织水肿、心肌损伤，严重时导致昏迷、呼吸心跳停止。
中毒分级 碳氧血红蛋白浓度（HbCO%） 典型症状 潜在风险
轻度中毒 10%-20% 头晕、头痛、乏力、恶心、呕吐、视物模糊、注意力不集中 及时脱离环境后可快速缓解，无长期后遗症
中度中毒 30%-40% 面色潮红（樱桃红色）、呼吸困难、心跳加快、嗜睡、意识模糊 若不及时急救，可能进展为重度中毒，损伤脑、心功能
重度中毒 >40% 昏迷、抽搐、呼吸困难或停止、血压下降、心律失常 危及生命，即使抢救成功，也可能遗留脑梗死、认知障碍等后遗症
中毒程度分级与典型症状
任务三
根据碳氧血红蛋白在血液中的浓度（HbCO%）和临床表现，煤气中毒可分为三级，不同级别症状不同，急救优先级也不同
急救措施与预防关键
任务三
急救措施（遵循 “先脱离、后急救” 原则）：
① 立即转移：发现有人中毒，需在做好自身防护（如佩戴口罩、屏住呼吸）的前提下，快速将患者转移至空气新鲜、通风良好的地方，解开衣领、腰带，保持呼吸道通畅；
② 评估意识与呼吸：若患者意识清醒、呼吸正常，可让其卧床休息，注意保暖，密切观察症状变化；若患者出现嗜睡、意识模糊，需立即拨打急救电话（120）；若患者呼吸、心跳停止，需立即进行心肺复苏（CPR），直到急救人员到达；
③ 专业吸氧：到达医院后，医生会采用 “高压氧治疗”—— 在高压氧舱内，提高氧气分压，促进碳氧血红蛋白解离，同时快速为血液补充氧气，是重度中毒的核心治疗手段，能显著降低后遗症风险。
预防关键：
① 保持通风：使用煤炉、炭火、燃气热水器等设备时，必须保证环境通风（如开窗、安装排风扇），避免一氧化碳积聚；
② 设备检查：定期检查燃气管道、阀门、热水器等设备，防止泄漏；煤炉需安装烟囱，确保排烟通畅；
③ 安装报警器：在燃气使用区域安装一氧化碳报警器，一旦浓度超标，及时发出警报，提前预警风险。
急救措施与预防关键
任务三
课堂思考
思考与讨论
物质由浓度高的地方向浓度低的地方运动的现象叫做____________，肺泡与血液间的气体交换依赖此作用。
肺部进入血液的氧气，绝大部分与红细胞中的____________结合，形成氧合血红蛋白随血液运输。
血红蛋白的特性是：在含氧量________的环境中易与氧结合，在含氧量________的环境中易与氧分离。
煤气中毒的原因是：燃料燃烧不充分产生的____________，会抢占血红蛋白与氧气的结合位点。
扩散作用
血红蛋白
高
一氧化碳
低
（1）结合扩散作用，简述肺泡与血液之间的气体交换过程。
（2）组织细胞产生的二氧化碳，是怎样通过血液运输并排出体外的？
肺泡内的氧气浓度 血液， 通过扩散作用穿过肺泡壁和毛细血管壁进入血液；
血液中的二氧化碳浓度 肺泡， 通过扩散作用进入肺泡，之后随呼气排出。
课堂思考
高于
高于
氧气
二氧化碳
组织细胞的二氧化碳扩散进入血液后，溶入血浆或与红细胞中物质结合，随血液运输到肺部；当血液流经肺泡外毛细血管时，二氧化碳通过扩散进入肺泡，最终随呼气排出体外。
拓展
ECMO工作原理示意图
人 工 心 肺 机 又 称 为 体 外 膜 肺 氧 合 机（Extracorporeal Membrane Oxygenerator，简称 ECMO）。ECMO核心部件是氧合器和血泵，氧合器模拟人的肺，血泵替代人的心脏。ECMO 工作时，首先将患者的血液从静脉引出，经过氧合器让血液获得足量氧气并排出二氧化碳，再经加温后输送回体内，以维持患者的呼吸与循环功能，为进一步治疗赢得时间。
人工心肺机：
呼吸是人体维持正常生命活动的基本条件。对于因病导致心肺功能 严重障碍的患者而言，利用体外设备代替患者的呼吸与循环功能，常常成为拯救生命的重要手段。
拓展
ECMO工作原理示意图
ECMO 对生产技术要求很高。目前，我国全自主研制的 ECMO 已获批上市，实现了 ECMO 设计、研发、制造等领域的重大突破，为呼吸功能障碍患者带来了福音。
课堂练习
1.肺泡与血液间的气体交换依赖的原理是（ ）
呼吸运动
B. 扩散作用
C. 主动运输
D. 气体燃烧
B
课堂练习
2.组织细胞处，氧气从血液进入细胞的原因是（ ）
组织细胞氧气浓度高于血液
组织细胞氧气浓度低于血液
组织细胞二氧化碳浓度低
血液中氧气与血红蛋白不结合
B
课堂练习
3.关于 ECMO 的描述，正确的是（ ）
仅替代心脏功能
氧合器模拟肺的气体交换功能
不需要调节血液温度
我国尚未能自主研发 ECMO
B
课堂小结
人
的
呼
吸
扩散作用原理
肺泡与血液的气体交换：氧气进入血液、二氧化碳排放出肺泡的过程
高浓度向低浓度扩散
气体分压差驱动
组织细胞与血液的气体交换：氧气进入组织细胞、二氧化碳进入血液的过程
氧气运输方式：与血红蛋白结合
二氧化碳运输方式：溶解和化学结合形式
煤气中毒原因：一氧化碳与血红蛋白结合，导致氧气运输障碍
呼吸系统与循环系统协同配合：肺泡气体交换依靠血液运输
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