第二节 发生在肺内的气体交换
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。
一、创设情景,导入新课
你知道婴儿脱离母体后第一声啼哭包含什么科学道理吗?每个人自生下来就离不开空气,婴儿出生时通过啼哭与外界进行气体交换,从空气中获取氧气,并排出体内产生的二氧化碳。因此婴儿的第一声啼哭就标志着人体开始了和外界环境的气体交换,即开始进行呼吸。那么人体是怎样完成呼吸的呢?让我们走进本节内容,揭开呼吸的奥秘吧!
二、师生互动,传授新课
知识点一 肺与外界的气体交换
◎新知梳理
1.呼吸系统的主要器官是肺,它位于胸腔内,左右各一个,左肺有两叶、右肺有三叶。一分钟大约呼吸16次。
2.吸气和呼气时胸廓的变化:吸气时,肋骨在向上向外运动,胸廓扩大;呼气时,肋骨在向下向内运动,胸廓缩小。
3.吸气和呼气过程比较:
◎互动交流
【问题1】吸气和呼气时,肋骨间的肌肉和膈肌分别是如何活动的?
【交流点拨】吸气时,肋骨间的肌肉和膈肌都收缩;呼气时,肋骨间的肌肉和膈肌都舒张。
【问题2】吸气和呼气时,胸廓的容积和肺容积如何变化?
【交流点拨】吸气时,胸廓容积扩大,肺容积增大;呼气时,胸廓容积缩小,肺容积减小。
【问题3】是因为胸廓扩大导致了吸气,还是因为吸气后使胸廓扩大?
【交流点拨】胸廓扩大导致了吸气。肋骨间的肌肉收缩,使肋骨向上向外运动,胸骨上提,胸廓的前后径和左右径增大,此时膈肌也收缩,膈顶部下降,胸廓的上下径增大,最终导致胸廓扩大,肺随之扩张,肺容积增大,肺内气压下降,小于外界大气压,气体经呼吸道进入肺,完成吸气,故是由于胸廓的扩大导致了吸气。
【问题4】人在水中游泳,当水到达胸部以上时会感到呼吸困难。这是为什么?
【交流点拨】人在水中胸部受外力压迫,胸腔容积较小,肺内压力较大,所以呼吸困难。
◎典例引导
【例1】图中甲、乙两条曲线表示人的膈肌收缩和舒张时的位置,下列有关表述正确的是(B)
A.膈肌从甲变化到乙时,呼气
B.膈肌从甲变化到乙时,吸气
C.呼气完成的瞬间,膈肌处于乙状态
D.吸气完成的瞬间,膈肌处于甲状态
【点拨】选B。本题考查膈肌运动与呼吸运动的关系。膈肌收缩,膈顶部下降,使胸廓的上下径增大,肺扩张,肺内气压减小(小于外界气体压力),气体经呼吸道进入肺内,完成吸气过程;当吸气过程完成的瞬间,肺内气压最小,也就是胸廓容积最大,即膈肌收缩到极点,即乙状态。反之是呼气。
◎学法指导
【名师点睛】①呼吸肌的收缩和舒张引起呼吸运动,呼吸运动的结果实现了肺的通气。
②平静呼吸时,吸气是由于呼吸肌收缩引起的,呼气时呼吸肌舒张。
知识点二 肺泡与血液的气体交换
◎新知梳理
1.吸入的气体,顺着支气管在肺里的各级分支,到达支气管最细的分支末端形成的肺泡。
2.肺泡外面包绕丰富的毛细血管,肺泡壁和毛细血管壁都是一层扁平的上皮细胞,有利于气体交换。
3.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。
4.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。
◎互动交流
【问题5】肺内的气体交换是发生在什么结构之间的交换?
【交流点拨】肺泡与血液之间的气体交换。
【问题6】肺内气体交换的过程是怎样的?
【交流点拨】肺泡中的氧气扩散到血液中,血液中的二氧化碳扩散到肺泡中。
【问题7】人体内的二氧化碳是在哪里产生的?如何排出体外?
【交流点拨】在人体组织细胞的线粒体中分解有机物产生二氧化碳;经过血液循环运输到肺部,与肺泡完成气体交换后,经过呼气排出体外。
◎典例引导
【例2】人体通过呼吸吸入的氧气最终被用于(D)
A.在肺泡与二氧化碳进行交换
B.在血液中与血红蛋白结合
C.在组织中与二氧化碳进行交换
D.在组织细胞中分解有机物
【点拨】选D。人体通过呼吸系统,完成吸入氧气、呼出二氧化碳的过程,其实质就是在氧气的作用下将体内的有机物分解成二氧化碳和水,释放出供人体生命活动所需要的全部能量,并维持人的正常体温。
【例3】人体呼出的二氧化碳产生的部位是(B)
A.肺泡 B.组织细胞 C.组织液 D.血液
【点拨】选B。本题考查呼吸的意义。人体呼吸的目的是为组织细胞提供氧气,分解有机物释放能量,供给人体进行各项生命活动利用。分解有机物的过程中,伴随着释放能量和产生二氧化碳。
◎学法指导
【名师点睛】巧记肺泡与血液之间的气体交换
气体入血过两壁,进入血管是毛细,
氧进碳出交换完,最终氧去细胞中。
【误区警示】(1)发生在肺泡内的气体交换和肺与外界的气体交换原理不同,肺泡内的气体交换依靠气体扩散作用完成,肺与外界的气体交换则需要通过呼吸运动实现。
(2)参加体育锻炼,会使参与呼吸的肺泡数目增多,肺活量增大,并不是使肺泡总数目增多。
(3)吸气和呼气的实质是通过呼吸肌的收缩或舒张,引起胸廓的扩大或缩小,导致肺内气压与外界大气压产生压力差实现的,呼气或吸气结束的瞬间,肺内气压与外界大气压是相等的。
(4)与吸入气体相比较,呼出气体中含有较多的二氧化碳,但其含量仍然较少,比氮气、氧气含量少很多,不能认为呼出的气体就是二氧化碳。
三、板书设计,总结新课
一、肺与外界的气体交换
二、肺内的气体交换
1.气体交换的原理:扩散作用(高浓度?低浓度)
2.肺泡与气体交换相适应的结构特点
3.肺泡内气体交换的过程