資源簡介

第二節 發生在肺內的氣體交換（第1課時）
一、教學目標
1．概述肺與外界的氣體交換過程。
2．概述肺泡與血液的氣體交換過程。
二、教學重點及難點
重點：肺與外界的氣體交換過程。
難點：肺與外界的氣體交換過程。
三、教學準備
教師準備演示實驗——膈肌運動模型的相關器具；注射器；收集有關肺的結構、肺與外界氣體交換過程的相關視頻、圖片等，PPT。
學生課前預習。
四、相關資源
《【教學實驗】呼吸過程中二氧化碳含量的變化》視頻資源、《【教學實驗】模擬胸廓的變化與呼吸的關系》視頻資源、《【知識解析】肺與外界的氣體交換》演示動畫資源。
五、教學過程
【課堂引入】
播放視頻：【教學實驗】呼吸過程中二氧化碳含量的變化。通過向裝有澄清石灰水的杯子中吹氣，觀察澄清石灰水的渾濁程度的變化。
仔細閱讀下表中的數據，分析呼出的氣體成分發生了什么變化。含量增加的氣體成分是哪里來的，含量減少的氣體成分到哪里去了？
氣體成分 氮氣 氧氣 二氧化碳 水 其他氣體
在大氣中的含量（%） 78 21 0.03 0.07 0.9
在呼出氣體中的含量（%） 78 16 4 1.1 0.9
外界的空氣經過呼吸道的處理進入肺，在肺里與血液進行氣體交換。今天我們就來學習肺與外界的氣體交換。
【新知講解】
（一）肺與外界的氣體交換
肺是呼吸系統的主要器官，它位于胸腔內，左右各一個，左肺有兩葉，右肺有三葉。
試著數一數一分鐘自己的呼吸次數。
在你不知不覺中，你的肺在有節奏地呼氣和吸氣，一分鐘大約呼吸16次。
人體從外界吸入空氣，呼出肺泡內的氣體。外界與肺泡之間的氣體交換，就是通常所說的呼吸，也叫肺通氣。
討論：肺通氣是怎樣完成的呢？
體驗活動：將雙手放在胸部的兩側，深呼吸，感受胸廓的變化。
講解：用手按在胸部兩側，深深地吸氣，你可以感覺到肋骨在向上向外運動，胸廓擴大；再深深地呼氣，你可以感覺到肋骨在向下向內運動，胸廓縮小。
你所感覺到的胸廓的擴張和收縮，是肋骨間的肌肉收縮和舒張的結果。
胸廓容積的擴大和縮小，還與膈的運動有關。
膈位于胸腔的底部（即腹腔的頂部），是將胸腔和腹腔分隔開的結構，主要由肌肉組織構成。
在吸氣時，膈肌收縮，膈頂部下降，使胸廓的上下徑增大；
呼氣時正好相反，膈肌舒張，膈頂部回升，胸廓的上下徑縮小。
討論：胸廓的變化與呼吸有什么關系呢？是由于胸廓擴大導致吸氣，還是因為吸氣后使胸廓擴大？我們可以通過以下模擬實驗來探究。
下面的裝置，玻璃罩模擬胸廓，玻璃管模擬氣管、支氣管，氣球模擬肺，橡皮膜模擬膈。
一手拿著圖示的模型，另一只手向上推橡皮膜，再放松橡皮膜，觀察里面氣球體積的變化和橡皮膜位置變化的關系。
播放視頻：【教學實驗】模擬胸廓的變化與呼吸的關系。
討論1．氣球在什么情況下脹大？在什么情況下回縮？
講解：橡皮膜下降時——氣球脹大；
橡皮膜上升時——氣球回縮。
討論2．如果氣球破損漏氣，或者罩口密封不嚴，結果會怎樣？
講解：如果氣球破損漏氣或罩口密封不嚴，氣球將無法脹大和回縮，實驗結果將會受到影響。
思考：在整個演示過程中，氣體是怎樣流動的？
很多同學都有過去醫院打針的經歷吧？相信大家也都見過注射器。
出示注射器，用注射器模擬氣壓實驗：
1．堵住針孔端，抽拉活塞端，使密閉空間增大，松開活塞端，觀察現象。
2．堵住針孔端，按壓活塞端，使密閉空間減小，松開活塞端，觀察現象。
請同學們操作一下，說說自己的感受。
講解：密閉空間，容積變大，內部氣壓變小；容積變小，內部氣壓變大。
人體的胸腔就如同這個注射器。
肋間肌 肋骨胸骨 膈肌 膈肌頂部 肺內氣壓 結果
吸氣 收縮 向上向外運動 收縮 下降 減小 外界氣體進入肺內
呼吸 舒張 向下向內運動 舒張 上升 增大 肺內氣體呼出體外
總結：肺富有彈性，當肋骨間的肌肉和膈肌收縮，使得胸腔容積擴大時，肺便擴張，肺內的氣體壓力相應降低，于是外界氣體就被吸入。當肋骨間的肌肉和膈肌舒張，使得胸腔容積縮小時，肺便收縮，肺內的氣體壓力相應增大，于是氣體就被呼出。這就是肺與外界的氣體交換。
典型例題
例1．將下列氣體分別通入等量的澄清石灰水中，石灰水變化最明顯的是（　　）
①空氣 ②呼出氣體 ③二氧化碳 ④氧氣
A．①④
B．②③
C．③④
D．①②
答案：B
解析：二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，呼出的氣體與吸入的氣體相比較，二氧化碳增多了，氧減少了。所以把②呼出氣體、③二氧化碳通入澄清的石灰水，石灰水會變渾濁。
例2．觀察下圖，判斷下列有關說法正確的是（ ）
A．圖乙中D上升時，胸腔容積減小
B．圖甲中CE段，表示吸氣
C．圖甲中AC段，表示呼氣
D．圖甲中C點表示呼氣末，肺內氣壓等于外界大氣壓
答案：A
解析：乙圖中的膈肌舒張，頂部升高，肺縮小，A正確；曲線CE段表示肺內氣壓高于外界大氣壓，此時，肺內氣體排出，胸腔容積縮小，表示呼氣，B錯誤；圖甲表示的是一次呼吸過程，曲線AC段表示肺內氣壓低于外界大氣壓，此時外界氣體進入肺內，表示吸氣，C錯誤；圖甲中C點表示吸氣末，肺內氣壓等于外界大氣壓，D錯誤。
六、課堂小結
講解：本節課我們學習了肺與外界的氣體交換，下面我們通過演示動畫來回顧一下！
展示【知識解析】肺與外界的氣體交換。
（以上圖片為素材庫中【知識解析】肺與外界的氣體交換演示動畫截圖）
1第二節 發生在肺內的氣體交換（第2課時）
一、教學目標
1．描述肺適于肺泡與血液進行氣體交換的結構特點。
2．概述肺泡與血液的氣體交換過程。
3．理解氣體的擴散作用原理。
4．通過吸入和呼出的氣體成分的變化，分析呼吸與細胞生命活動的關系。
二、教學重點及難點
重點：
1．肺泡與血液的氣體交換過程。
2．氣體的擴散作用。
難點：肺泡與血液的氣體交換過程。
三、教學準備
教師收集肺泡結構及肺泡與血液氣體交換的相關視頻、圖片等，PPT。
學生課前預習。
四、相關資源
《【知識解析】肺泡與血液的氣體交換》視頻資源、《【教學實驗】測量肺活量》視頻《【知識解析】發生在肺內的氣體交換》思維導圖資源、《【知識解析】《人體的呼吸》章后小結》。
五、教學過程
【課堂引入】溫故知新：
肺：位于胸腔內，左右各一個，左肺有兩葉，右肺有三葉。
肋間肌 肋骨胸骨 膈肌 膈肌頂部 肺內氣壓 結果
吸氣 收縮 向上向外運動 收縮 下降 減小 外界氣體進入肺內
呼吸 舒張 向下向內運動 舒張 上升 增大 肺內氣體呼出體外
氣體在呼吸作用下進入肺，這只是完成外界氣體與肺泡氣體之間的交換，不是呼吸的結束，只是呼吸的第一步，只有肺泡內氣體與血液間的氣體進行交換了，而血液又與組織細胞之間的氣體進行交換才是呼吸的實質。
那么進入肺泡內的氣體與血液之間是怎樣進行交換的呢？下面我們一起來研究：肺泡與血液的氣體交換。
【新知講解】
（二）肺泡與血液的氣體交換
1．氣體擴散原理
廚房飯菜的香味會傳到客廳，盛開的鮮花會引來蜜蜂和蝴蝶，居室某處噴灑清新劑的香氣會很快溢滿全屋。
噴灑香水，讓學生領會氣體交換的原理：一種氣體總是由多的地方向少的地方擴散，直至平衡為止，這就是氣體擴散。
氣體成分 氮氣 氧氣 二氧化碳 水 其他氣體
在大氣中的含量（%） 78 21 0.03 0.07 0.9
在呼出氣體中的含量（%） 78 16 4 1.1 0.9
通過本節“想一想，議一議”活動，你已經了解了呼出的氣體和吸入的空氣有明顯的不同：呼出的氣體中，氧氣的含量減少，二氧化碳的含量增加。這種變化是怎樣發生的呢？
講解：呼出的氣體中，氧氣的含量減少，二氧化碳的含量增加，我們可以推測體內進行了氣體交換。
討論：氧氣要想從肺泡中進入到血液，需要比較哪兒的氧氣含量高？
講解：肺泡內氧氣濃度>肺泡周圍毛細血管內氧氣濃度；肺泡內二氧化碳濃度<肺泡周圍毛細血管內二氧化碳濃度。
2．肺泡的結構特點
肺是由細支氣管的樹狀分支和肺泡組成的。最細的支氣管末端有許多囊泡，這就是肺泡。人體的肺泡總數約為3億個，肺泡總面積約有100 m2。肺泡壁很薄，僅由單層細胞構成。肺泡外面包繞著豐富的毛細血管。毛細血管壁也僅由一層上皮細胞構成。這些特點有助于肺泡與血液進行氣體交換。
3．肺泡與血液的氣體交換過程
播放視頻【知識解析】肺泡與血液的氣體交換。
吸入的氣體，順著支氣管在肺里的各級分支，到達支氣管最細的分支末端形成的肺泡。吸氣時，許許多多肺泡都像小氣球似地鼓了起來，肺泡中的氧含量高于血液里的氧含量，肺泡中的氧氣透過肺泡壁和毛細血管壁進入血液；血液里的二氧化碳含量高于肺泡中的二氧化碳含量，血液中的二氧化碳通過這些毛細血管壁和肺泡壁進入肺泡，然后隨著呼氣的過程排出體外。進入血液中的氧，通過血液循環輸送到全身各處的組織細胞里。
（三）技能訓練：測量和計算
肺活量是人盡力吸氣后再盡力呼氣所能呼出的氣體量。測肺活量需要有專門的儀器，不過，我們可以借助其他手段進行大致測量。課下我們可以2人一組測試一下自己的肺活量。
提示：
1．可供選擇的用品有：圓氣球、軟尺。
2．如果用C代表圓氣球的周長，則圓氣球的體積=1/6×C3/3.142。
3．如果周長以厘米為單位，上述公式算出來的體積單位正好是毫升。
請根據以上提示，測量并算出自己的肺活量。
典型例題
例1．血液中的二氧化碳擴散進入肺泡內，需要經過幾層細胞（　　）
A．一層 B．二層
C．三層 D．四層
答案：B
解析：肺泡外纏繞著毛細血管，肺泡壁、毛細血管壁都只由一層上皮細胞構成。血液中的二氧化碳濃度比肺泡內的二氧化碳濃度高，根據氣體擴散作用，二氧化碳會穿過毛細血管壁、肺泡壁進入肺泡。因此血液中的二氧化碳擴散進入肺泡內，需要經過二層細胞。
例2．下列關于肺泡與血液間進行氣體交換過程的敘述，正確的是（　　）
A．氧氣與二氧化碳從血液進入肺泡
B．氧氣與二氧化碳從肺泡進入血液
C．氧氣從肺泡進入血液，二氧化碳從血液進入肺泡
D．氧氣從血液進入肺泡，二氧化碳從肺泡進入血液
答案：C
解析：氣體總是從濃度高的地方向濃度低的地方擴散。由于肺泡內氧氣的含量比血液中的多，二氧化碳的含量比血液中的少，因此血液流經肺泡外的毛細血管時，氧氣便由肺泡擴散到血液里，同時，血液里的二氧化碳擴散到肺泡里。
例3．下圖是人體肺泡與血液之間進行氣體交換的示意圖，呼吸時，肺泡中的A其他進入血液，血液中的B氣體進入肺泡，下列敘述正確的是（ ）
A．B氣體是氧氣
B．經過此過程血液由動脈血變為靜脈血
C．A氣體是氧氣
D．氣體從外界進入肺泡時，肺內的氣壓大于外界氣壓
答案：C
解析：圖中A、B表示肺泡內的氣體交換，是通過氣體擴散作用實現的。根據箭頭方向可知A和B分別表示氧氣和二氧化碳，A選項錯誤，C選項正確；經過肺泡內的氣體交換，血液中的二氧化碳擴散到肺泡，肺泡中的氧氣擴散到血液，血液由靜脈血變為動脈血，B選項錯誤；其他從外界進入肺泡時，肺內的氣壓小于外界氣壓，D選項錯誤。
例4．如圖是人體肺泡與血液之間的氣體交換示意圖，下列說法正確的是（ ）
A．箭頭①表示二氧化碳穿過肺泡壁和毛細血管壁進入血液
B．箭頭②表示氧氣穿過毛細血管壁和肺泡壁進入肺泡
C．箭頭①表示肺泡中的全部氧氣穿過肺泡壁和毛細血管壁進入毛細血管
D．箭頭②表示二氧化碳穿過毛細血管壁和肺泡壁進入肺泡
答案：D
解析：如圖是人體肺泡與血液之間的氣體交換示意圖：
可見，血液中的②二氧化碳透過毛細血管壁和肺泡壁進入肺泡，肺泡中的①氧氣擴散進入血液。
六、課堂小結
講解：這節課我們學習了肺泡與血液的氣體交換，下面我們來回顧一下。
1．擴散作用：一種氣體總是由多的地方向少的地方擴散，直至平衡為止。
2．肺泡適于氣體交換的結構特點：
（1）數量多；
（2）外面包繞著豐富的毛細血管；
（3）壁薄，僅由單層細胞構成。
3．肺泡與血液的氣體交換過程：
吸氣時，肺泡中的氧氣透過肺泡壁和毛細血管壁進入血液，同時，血液中的二氧化碳通過毛細血管壁和肺泡壁進入肺泡。
展示【知識解析】《人體的呼吸》章后小結思維導圖，回顧整章內容。
七、板書設計
發生在肺內的氣體交換
（二）肺泡與血液的氣體交換
1．擴散作用：一種氣體總是由多的地方向少的地方擴散，直至平衡為止。
2．肺泡適于氣體交換的結構特點：
（1）數量多；
（2）外面包繞著豐富的毛細血管；
（3）壁薄，僅由單層細胞構成。
3．肺泡與血液的氣體交換過程：
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