第四单元 第三章 第二节 发生在肺内的气体交换
教学目标：
知识目标：外界气体进入人体组织细胞的过程；
肺与外界进行气体交换的过程；
肺泡与血液进行气体交换的过程；
能力目标：学会测量胸围差的方法，了解自己的胸围差；
教学重点：
外界气体进入人体组织细胞的过程；
肺与外界进行气体交换的过程；
肺泡与血液进行气体交换的过程；
教学难点：
外界气体进入人体组织细胞的过程；
肺与外界进行气体交换的过程；
呼吸过程中膈肌的运动；
肺泡与血液进行气体交换的过程；
教学准备：
挂图，模拟呼吸运动装置；
教学方法：
讲述法，讨论法，演示法；
课时安排：
2课时；
教学过程：
【复习上堂课内容】
师：上堂课我们学习了呼吸系统的组成及功能，请同学们想一想，呼吸系统由哪几个部分组成？
生：呼吸系统由呼吸道和肺构成，呼吸道又由 鼻、咽、喉、气管和支气管 五个部分构成。
师：鼻、咽、喉、气管和支气管各有些什么样的功能呢？
生：
鼻：鼻毛、黏膜——温暖、湿润、清洁空气；
咽：气体的通道；
呼吸道 喉：气体的通道、发声器官——声带 位于喉部；
气管：纤毛、腺细胞——湿润、清洁空气；
支气管：气体的通道；
【导入新课】
师：外界空气会由呼吸道会进入到肺部，再会经由肺部进入到人体的组织细胞。但是，为什么外界的气体会进入到肺部呢？外界气体进入肺部后，又发生了一些怎样的变化呢？这就是我们本堂课要学习的内容《第二节 发生在肺内的气体交换》。
【新课讲授】
师：人体是如何将气体吸入的？大家可以各抒己见，谈谈自己的想法。
学生讨论。
师：事实上，在我们呼吸的过程中，胸廓的容积是有规律地变化的，这种变化是否与何种原因迫使外界气体进入有关呢？
师：我们先来看看书P47实验：测量胸围差。通过测量胸围差，我们可以较准确地判断胸廓的容积是否发生了变化？发生了怎样的变化？
学生实验。
附：实验讨论题答案：
1.同学间的胸围差有差异。这同性别、年龄以及是否经常锻炼等有关系。
2.胸围差不能完全代表胸腔容积的变化。膈顶部的下降和回升使胸腔的上下径发生变化，也可以影响胸廓的容积。
师：人在呼吸的过程中，胸廓的容积会发生相应的变化。吸气时，胸廓的容积变大；呼气时，胸廓的容积变小。使得胸廓容积发生变化的原因只要有两个：
1， 肋间肌的收缩和舒张使得胸廓的前后径和左右径变小和变大（肋间外肌收缩，肋骨和胸骨向上提升，胸廓的前后径和左右径都延长，肋间外肌收缩越强，肋骨的提升将越高，胸廓的前后距离越加大；肋间内肌的肌纤维斜行方向与肋间外肌相反，当其收缩时，是肋骨更向下斜，使胸廓前后、左右径均缩小）。
2， 膈的收缩和舒张使得胸廓的上下径扩大和缩小。在吸气时，膈肌收缩，膈顶部下降，使胸廓的上下径增大。呼吸时，正好相反，膈肌舒张，膈顶部回升，胸廓的上下径缩小（膈[也叫横膈]，介于胸、腹腔之间，是最重要的呼吸肌，呈穹窿状，两侧凸面向上，周围部为肌质，中央为腱膜[中心腱]。当膈肌收缩时，中心腱移动不大，而两侧穹窿突起则向周围降落。膈肌收缩越强，横膈位置越低，中心腱也明显下降。膈肌舒张时，腹壁收敛迫使腹腔内脏回复原状，膈肌穹窿顶重向上，使胸腔上下径缩小）。
师：胸廓的变化和呼吸有什么关系呢？是由于胸廓扩大导致吸气，还是因为吸气后师胸廓扩大？
师：同学们可以看看书P49的演示实验，想一想气球在什么情况下胀大？在什么情况下回缩？
学生代表上台做这个实验，学生讨论。
学生回答：在把橡皮膜向上顶时，气球回缩；挪开手橡皮膜向下缩时，气球胀大。
师：再想一想，游过泳的同学一般会有这样的体会，在刚下水的时候，如果水超过胸部，你会感觉到呼吸有些吃力。这是为什么？古代有些女子将胸部和腰部束得很紧，以保持苗条的身材，但是呼吸受到影响，体质下降。综合这几个例子，你能否得出胸廓扩张与呼吸的关系吗？
学生讨论。
生：胸廓扩大导致吸气。
师：为什么胸廓扩大会导致吸气呢？
师：一个容器中的气体，在温度不变的情况下，如果气体的总量没有改变，当容器的容积增大时气体压力就小，容积缩小时气体压力就大。胸廓也是这样，当气体压力低于外界压力时空气就会被吸入；当气体压力高于外界压力时空气就会被压出。肺富有弹性，当肋骨间的肌肉和膈肌的收缩使得胸腔容积扩大时，肺便扩张，肺内的气体压力相应缩小，于是气体就被吸入。当肋骨间的肌肉和膈肌舒张使得胸廓容积缩小时，肺便收缩，肺内的气体压力相应增大，于是气体就被排出。
师：这也就是气体扩散原理：气体总是会由气压高（浓度高）的地方流向气压低（浓度低）的地方。
师：气体进入肺以后发生了什么变化呢？
师：请同学们看书P50资料分析。
学生讨论。
附：资料分析答案：
1.甲瓶中石灰水的浑浊程度小，说明空气中二氧化碳的含量较少；乙瓶中石灰水的浑浊程度大，说明呼出的气体中二氧化碳的含量较多。
2.甲瓶是这个实验的对照组。通常地说，实验组减去对照组的变化数量，可以得到实验组产生的变化数量。但是，这一实验只是定性观察，因此，只能起到对比的作用。
3.人体吸入的空气，二氧化碳含量较少；而呼出的气体，二氧化碳含量较多。再加上吸入的空气中，氧气含量较多；呼出的气体中，氧气含量减少。由此可以推测，在人体中也发生了类似植物呼吸作用一样的过程。根据对呼吸道和肺的结构的分析，可以推断这一变化发生在肺部。
师：可见，呼出的气体与吸入的气体相比，氧气的含量减少，二氧化碳的含量增加。这种变化是如何发生的呢？
师：肺泡的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，许许多多的肺泡像小气球似地鼓了起来，空气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透过这毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡，然后随着呼吸的过程排出体外。
师：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中。想想看，氧最后是在细胞中的什么部位被利用的？
生：线粒体。
师：氧气由外界进入，最终被人体的组织细胞利用，需要经历四个阶段：
1，吸气，含氧气较多的空气进入肺；
2，由于气体扩散原理，氧气由肺泡进入肺泡周围的毛细血管中；
3，氧气随血液流经全身；
4，由于气体扩散原理，氧气由血液进入到组织细胞中，最终为细胞利用。
师：请一位同学参照以上四点，说出二氧化碳最开始由组织细胞产生，到最终排出体外要经历的几个阶段。
生：1，组织细胞利用氧气合成二氧化碳；
2，由于气体扩散原理，二氧化碳由组织细胞进入到组织细胞周围的毛细血管中；
3，二氧化碳随血液流到肺泡周围的毛细血管中；
4，由于气体扩散原理，二氧化碳由血液进入肺泡，最后由于呼气，被排出体外。
师：气体由肺泡到达血液中，要穿透几层膜？由组织细胞中到达血液，要穿透几层膜？
生：分别是3和4层。
师：做课后练习。
附：练习答案：
1.(1)在相同的时间内，坐、散步和睡眠这类活动可能需要的能量少。游泳、慢跑、踢足球这类活动可能需要的能量多。依据是教科书中第51页的表格。(考虑到还有无氧呼吸供能，因此，特别是较激烈的运动，不能单以单位时间内的耗氧量来确定耗能多少。这不能要求学生回答清楚。)(2)慢跑比打篮球耗氧量大，是因为慢跑没有打篮球激烈，所耗的氧可由呼吸过程源源不断提供。打篮球较为激烈，供不上的氧，要靠肌肉细胞的无氧呼吸提供能量补偿，总耗氧量就较少(本题较深，意在启发学生查找资料)。
2.(1)左图同右图相比，呼吸频率和呼吸深度都比较缓和。(2)左图可能反映睡眠或散步，右图可能反映剧烈的运动。
板书设计：
第2节 发生在肺内的气体交换
一 肺与外界的气体交换
胸廓舒张（膈肌收缩，肋间外肌收缩），吸入气体
胸廓收缩（膈肌舒张，肋间内肌收缩），呼出气体
二 吸入气体和呼出气体的比较
吸入气体：氧气含量高，二氧化碳含量少；
呼出气体：二氧化碳含量高，氧气含量少；
三 肺泡与血液的气体交换
氧气穿透肺泡壁和毛细血管壁，进入血液中，最终进入全身组织细胞；
二氧化碳穿透毛细血管壁和肺泡壁，进入肺泡中，最终排出体外；
四 气体扩散原理
气体总是由气压高（浓度高）的地方，流向气压低（浓度低）的地方
五 氧气最终被组织细胞利用所需经历的四个阶段
1，吸气，含氧气较多的空气进入肺；
2，由于气体扩散原理，氧气由肺泡进入肺泡周围的毛细血管中；
3，氧气随血液流经全身；
4，由于气体扩散原理，氧气由血液进入到组织细胞中，最终为细胞利用。
教学后记：
(共23张PPT)
第二节 发生在肺内的气体交换
一、肺的位置、结构和功能
气体交换的场所
肋骨
胸骨
脊柱
胸骨、肋骨和胸椎构成胸廓。
胸廓
肺
肺位于胸廓内
瓶子
气球
用手按在胸部两侧，深深地吸气，你会感觉到肋骨如何运动？胸廓如何变化？深呼气呢？
当深深吸气时，肋骨向上向外运动，胸廓扩大；
当深深呼气时，肋骨向下向内运动，胸廓变小。
结论：
胸廓
一起感受胸廓的运动
深深吸气
肋骨向上向外运动
胸廓扩大
肋骨向下向内运动
胸廓缩小
深深呼气
膈肌舒张
膈肌收缩
胸腔扩大
胸腔缩小
膈肌的活动使胸腔上下径变化
胸腔是由胸廓与膈围成 的空腔。
胸腔容积的扩大和缩小还和膈的活动有关，膈肌收缩，膈顶部下降，使胸廓的上下径也增大。呼气时，膈肌舒张，膈顶部回升，胸廓的上下径缩小。
小结
究竟是胸腔扩大导致吸气，还是吸气导致胸腔扩大？
结论：胸腔扩大导致吸气
胸腔扩大为什么会导致吸气呢？
一个容器中的气体，在温度不变的情况下，如果气体的总量没有改变。
容器容积增大，气体压力减小。
容器容积减小，气体压力增大。
[探究三]
3、胸廓容积、肺容积的变化和吸气、呼气有什么关系？
①手向下拉橡皮膜时，气体进入气球还是排出？ ②橡皮膜回缩时，气体进入气球还是排出？
胸腔
膈肌
气管
肺
肋骨间的肌肉和膈肌收缩 胸廓扩张 肺扩张 吸气
肋骨间的肌肉和膈肌舒张 胸廓 缩小 肺 回缩 呼气
演示实验：模拟膈肌的运动
气管
胸廓
肺
膈肌
膈肌舒张
膈顶上升
呼气
膈肌收缩
膈顶下降
吸气
你能总结出呼吸运动的原理吗？
呼吸运动的原理：
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缩小，于是气体就被吸入；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，于是气体就被排出。
气体进入肺后发生了什么变化呢？
实验结论：呼出的气体中，二氧化碳的含量增加
由表格可以看出：呼出的气体中，氧气的含量减少
有机物 氧 二氧化碳 水 能量
肺中的氧气最终被运到哪里去了？氧气最终是在哪里被利用的？
线粒体
呼吸作用：
组织细胞
毛细血管
肺泡
二氧化碳
二氧化碳
氧气
氧气
三、肺泡与血液的气体交换
肺泡和血液之间的气体交换
小组讨论并回答以下问题：
1、肺泡适于和血液进行气体交换的特点？
2、概述肺泡与血液的气体交换过程？
①肺泡外面包绕着丰富的毛细血管；
②肺泡数目多；
③肺泡壁和毛细血管壁都是一层扁平的上皮细胞。
吸气时，空气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透过这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。
总结 —— 外界氧气进入人体血液里的路线
氧
鼻腔
咽
喉
气管
支气管
肺
肺泡外毛细血管
呼吸的全过程
1、人呼出的气体中含量最多的气体是（ ）
A、氧气 B、二氧化碳
C、氮气 D、一氧化碳
2、肺泡外缠绕着丰富的毛细血管网，这（ ）
A、有利于肺与外界的气体交换
B、有利于肺泡与血液的气体交换
C、有利于气体在血液里的运输
D、不利于气体交换
3、肺泡内的气体进入血液，需要经过几层细胞（ ）
A、一层 B、二层
C、三层 D、四层
C
B
B
