4.3.2 发生在肺内的气体交换 课件-2024--2025学年人教版生物七年级下册

食中摄入的。 吸入的氧气通过血液循环输送到全身各处的组织细胞里,供生命活动需要。 温故知新 呼吸道是气体的通道,不仅能保证气体_,而且还能对吸入的气体进行处理,使达到肺部的气体_、_、_。 鼻 咽 喉 气管 支气管 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 肺 顺畅通过 温暖 湿润 清洁 呼吸道 你一分钟内呼吸多少次呢? 请闭上眼睛,在心里默默地记下你一分钟的呼吸次数。 1、呼吸运动 呼吸运动的实现是由于呼吸肌的收缩和舒张,使胸廓有节律地扩张或收缩,从而使肺内容积增大或缩小,导致肺内气压降低 或升高。呼吸运动包括吸气和呼气两个过程。 外界 气体 肺内 气体 吸气 呼气 一次呼吸 肺泡是肺结构和功能的基本单位。 一、肺与外界的气体交换 2、肺的位置 一、肺与外界的气体交换 肺是呼吸系统的主要器官,是气体交换的场所。它位于胸腔内,左右各一个,左肺有两叶,右肺有三叶。 气管 支气管 左肺两叶 右肺三叶 在你不知不觉中,你的肺在有节奏地呼气和吸气,一分钟约16次。 3、肺的特点 一、肺与外界的气体交换 6 识结构、知功能——胸廓 胸廓是由肋骨、胸骨和胸椎共同围成,保护肺和心脏等器官。 胸骨 肋骨 胸椎 正面 侧面 肋间肌 肋间肌通过收缩、舒张带动肋骨运动。 肋间肌 一、肺与外界的气体交换 相邻两肋骨间的肌肉称为肋间肌。肋间肌通过收缩、舒张带动肋骨运动,进而导致胸廓容积发生变化。肋间肌的运动与胸廓容积变化的关系是怎样的? 肋骨 胸骨 胸椎 胸廓 膈 (膈肌) 胸腔 肋骨间肌肉 (胸廓与膈围成的空腔) 参与呼吸的肌肉叫做呼吸肌,主要包括肋间肌和膈肌 膈位于胸腔底部,主要由肌肉组织构成,可以收缩和舒张。 一、肺与外界的气体交换 1.双手叠放在胸口,深深地吸气,再深深地呼气,你感觉到胸廓有什么变化? 2.双手放在胸部两侧肋骨处,深深地吸气,再深深地呼气,你感觉到肋骨有何变化? 一、肺与外界的气体交换 观变化、析原理——胸廓容积的变化 活动1:探究肋间肌的运动与胸廓容积变化的关系 胸骨 肋骨 胸椎 一、肺与外界的气体交换 观变化、析原理——胸廓容积的变化 活动1:探究肋间肌的运动与胸廓容积变化的关系 胸骨 肋骨 胸椎 一只手固定“胸椎”,另一只手上下移动“肋骨”。观察当橡皮筋收缩变短时: (1)“肋骨”向 (上/下)移动。 (2)“胸骨”与“胸锥”间的垂直距离 (增大/减小)。 (3)当肋间肌收缩时,胸廓的前后径 (增大/减小)。 上 增大 增大 (4)当肋骨向上移位时,其下缘也略向外侧偏转,从而使胸廓的左右径增大。 一、肺与外界的气体交换 观变化、析原理——胸廓容积的变化 活动1:探究肋间肌的运动与胸廓容积变化的关系 小结: 肋间肌收缩,肋骨向 向 运动。 胸廓的前后、左右径 。 上 外 增大 一、肺与外界的气体交换 观变化、析原理——胸廓容积的变化 胸廓底部为膈。 似钟罩,静止时向上隆起。 形状 构成 主要由肌肉组织(膈肌)构成。 膈 一、肺与外界的气体交换 观变化、析原理——胸廓容积的变化 膈肌收缩,膈顶部 。 胸廓的上下径 。 下降 增大 一、肺与外界的气体交换 观变化、析原理——胸廓容积的变化 小结: 肋间肌收缩 胸廓的前后、左右径增大 膈肌收缩 胸廓的上下径增大 胸廓容积扩大 提出问题:是由于胸廓扩大导致吸气?还是吸气后导致胸廓扩大? 作出假设:胸廓扩大导致吸气。 链接生活:踩踏事件中,拥挤的人群会造成胸腔挤压,这个时候人的胸腔根本就不能够扩张吸气,从而发生挤压性窒息的情况,也就是我们常说的“压死人”。 一、肺与外界的气体交换 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,还是因为吸气后使胸廓扩大? 观变化、析原理——胸廓容积变化与吸气呼气 活动2:探究胸廓容积变化与吸气呼气的关系 (1)装置的各个结构模拟了人体的什么部位? (2)气球在什么情况下胀大?在什么情况下回缩? 向下拉橡皮膜时气球胀大;向上推橡皮膜时气球回缩。 膈肌收缩——肺扩张 膈肌舒张——肺收缩 一、肺与外界的气体交换 观察 思考:模拟膈肌的收缩和舒张与呼吸的关系 观变化、析原理——胸廓容积变化与吸气呼气 活动2:探究胸廓容积变化与吸气呼气的关系 试一试:有哪些方法可以使气球变大?并分析气球变大的原因。 使气球变大的方法 气球变大的原因 1 2 3 胸廓扩大导致吸气 注射器向气球注入气体 嘴巴向气球吹气 拉动橡皮膜向下移动 活塞推动气体进入气球 肺内气体吹入气球 玻璃罩内容积扩大 一、肺与外界的气体交换 观察 思考:模拟膈肌的收缩和舒张与呼吸的关系 为什么胸廓扩大,气体就进入了肺呢?这与气体的压力有关 (1)将活塞拉至6cm处,两边气体压力相等:活塞静止不动。 (2)堵住注射口,拉动活塞至10cm处,注射器内体积 (变小/增大);立即放开活塞,活塞向 (A/B)处移动。 气体总是从气压高的地方向气压低的地方运动。 观变化、析原理——气压 活动3:探究气体压力与容积的关系 A B (3)分析原因:注射器内气压 外界大气压。 增大 A 小于 一定量的气体,体积减小,气压增大;体积增大,则气压减小。 ? 一、肺与外界的气体交换 观变化、析原理——气压 肺内气压随着肺容积及气体分子数量的变化时刻发生改变。 吸气 呼气 一、肺与外界的气体交换 肺富有弹性,当肋骨间的肌肉和膈肌收缩使胸腔容积扩大时,肺便扩张,肺内的气体压力相应降低,于是外界气体就被吸人。 吸气 一、肺与外界的气体交换 观察 思考:模拟膈肌的收缩和舒张与呼吸的关系 当肋骨间的肌肉和隔肌舒张使胸腔容积缩小时,肺便回缩,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。 呼气 一、肺与外界的气体交换 观察 思考:模拟膈肌的收缩和舒张与呼吸的关系 一、肺与外界的气体交换 AB段: 肺内气压 外界气压 气 BC段: 肺内气压 外界气压 气 < > 吸 呼 一、肺与外界的气体交换 生活中很多女性为了追求身材的曲线,穿上了束腰衣你觉得这是健康的追求美的方式吗? 感到呼吸困难(吃力)。 因为胸廓受到挤压,胸廓扩张受到影响。 一、肺与外界的气体交换 你能找到日常生活中胸廓扩张缩小与呼吸关系的例子吗? 冬天盖被子,被子太厚阻碍胸廓扩张,容易感到胸闷、难以呼吸 游泳时胸廓受到水的挤压,胸廓扩张受到影响,呼吸困难 一、肺与外界的气体交换 补充完整肺与外界的气体交换过程。 收缩 扩大 下降 舒张 缩小 上升 肌缩胸扩氧气来,肌舒胸缩废气去。 吸气/呼气终末时,肺内气压等于外界气体气压 一、肺与外界的气体交换 1、人体内与呼吸有关的主要肌肉是 A.胸部的肌肉 B.腹部肌肉 C.肋骨间的肌肉和膈肌 D.背部肌肉 2、当我们呼气时,肋骨间的肌肉、膈肌的活动状态是 A.收缩、舒张 B.舒张、收缩 C.收缩、收缩 D.舒张、舒张 C D 练习 3、在做胸部的 X 光检查过程中,医生要求你吸气后闭气不动,吸气过程中你的肋骨和膈的运动方式是 A.肋骨上举,膈舒张而上升 B.肋骨上举,膈收缩而下降 C.肋骨下降,膈舒张而上升 D.肋骨下降,膈收缩而下降 B 4、潜水是一项水下运动,图中潜泳爱好者在水中冒出气泡时 A.肋间肌和膈肌都收缩 B.肋间肌收缩,膈肌舒张 C.肋间肌舒张,膈肌收缩 D.肋间肌和膈肌都舒张 D 5、游泳时若水位超过胸部,则会感觉呼吸有些吃力。这是因为吸气时,在水压作用下肋间肌和膈肌 A.收缩时阻力减小,胸廓容积难以减小,外界空气不易进入 B.舒张时阻力增大,胸廓容积难以增大,外界空气不易进入 C.舒张时阻力减小,胸廓容积难以减小,外界空气不易进入 D.收缩时阻力增大,胸廓容积难以增大,外界空气不易进入 D 练习 6、人体每时每刻都通过呼吸系统(如图) 与外界进行着气体交换,下列叙述错误的是 A.呼吸系统由①呼吸道和②肺组成 B.①对进入体内的空气有温暖、湿润和清洁的作用 C.肋骨间肌肉和膈肌舒张时,胸腔缩小,外界气体进入肺 D.肋骨间肌肉和膈肌收缩时,胸腔扩大,外界气体进入肺 C 7、如图是人体在平静状态下呼吸运动的部分示意图。 有关图示运动状态的叙述,错误的是 B A.膈肌呈舒张状态,膈顶部上升 B.肋骨间的肌肉呈收缩状态,肋骨下降 C.胸廓的容积缩小,肺也随着回缩 D.此时肺内的气压大于外界气压 练习 【详解】A.呼吸系统由①呼吸道和②肺组成,故A正确。 B.①呼吸道对进入体内的空气有温暖、湿润和清洁的作用,故B正确。 C.肋骨间肌肉和膈肌舒张时,肋骨向下向内运动,膈顶部上升,胸腔容积减小,肺内气压升高,气体从肺部排出,故C错误。 D.肋骨间肌肉和膈肌收缩时,胸腔扩大,外界气体进入肺,故D正确。 8、下图是某同学做模拟实验,并绘制的肺内气压变化曲线图。下列选项正确的是 D A.甲图中曲线的AB段与乙图都表示吸气状态 B.甲图中曲线的BC段与乙图都表示呼气状态 C.甲图中曲线的AB段与丙图都表示呼气状态 D.甲图中曲线的BC段与丙图都表示吸气状态 练习 9、“海姆利希(也称海姆立克)急救法”是呼 吸道异物窒息的快速急救方法,被称为“生命 的拥抱”。如图所示,对成年人进行急救时, 应快速向后上方挤压其上腹部,使被救者 A.膈顶部上升 胸腔容积增大 肺内气体压力增大 肺内气体推动阻塞物向外移动 B.膈顶部下降 胸腔容积增大 肺内气体压力降低 肺内气体推动阻塞物向外移动 C.膈顶部上升 胸腔容积缩小 肺内气体压力增大 肺内气体推动阻塞物向外移动 D.膈顶部下降 胸腔容积缩小 肺内气体压力增大 肺内气体推动阻塞物向外移动 C 练习 10、模拟膈肌的收缩和舒张与呼吸的关系 (1)在实验装置中,玻璃罩模拟_,玻璃管模拟_、支气管,气球模拟_,橡皮膜模拟_。玻璃罩内部空间可看作胸腔。 (2)一只手拿着图示的模型,另一只手向上推橡皮膜,如图甲所示,发现气球_,橡皮膜位置_,此时模拟膈肌_,模拟的呼吸情况是_;放松橡皮膜,如图乙所示,发现气球_,橡皮膜位置_,此时模拟膈肌_,模拟的呼吸情况是 _。 (3)模型不能演示胸廓的 径的变化,因此不能完全演示呼吸运动。 胸廓 气管 肺 膈 回缩 上升 舒张 呼气 胀大 下降 收缩 吸气 前后、左右 练习 B C A 肺内气压 外界气压 时间 (1)曲线AB段是 过程, (2)BC段表示肺内气压与外界大气压有什么关系? (3)BC段变化中,胸廓容积是怎样变化的? (4)图中B点肺内压与大气压有什么关系? (5)AB段呼吸肌 ;BC段呼吸肌 。 呼气 增大 B点表示呼气结束的一瞬间;肺内压等于大气压 舒张 收缩 肺内压小于外界大气压 11、此图是某人一次平静呼吸时,肺内气压的变化曲线。分析回答: 练习 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? 阅读下列表格中的数据,分析呼出的气体成分发生了什么变化。 这些气体是怎样进出人体进而到达细胞的呢? 有机物+氧气 二氧化碳+水+能量(呼吸作用的场所是线粒体) 想一想,议一议 气体成分 不同气体的体积分数/% 氮气 氧气 二氧化碳 其他气体(包括水汽) 吸入的气体 78 21 0.03 0.97 呼出的气体 78 16 4 2 氧气 氧气 氧气 二氧化碳 二氧化碳 二氧化碳 体外 呼吸道 肺 血液 肺内的气体是如何与血液进行物质交换的呢? 气体成分变化的实质 细胞不断进行呼吸作用释放二氧化碳,消耗氧气。 通过血液循环在组织细胞和肺之间运输气体。 二、肺泡与血液的气体交换 肺中的支气管经多次反复分支成无数细支气管,它们的末端膨大成囊,囊的四周有很多突出的小囊泡,即为肺泡。 肺泡是气体交换的基本单位。 肺内的气体通过肺泡与血液进行物质交换。 肺泡有哪些适于气体交换的特点? 二、肺泡与血液的气体交换 有利于气体交换的结构特点: 2.肺泡外面包绕着丰富的毛细血管(与毛细血管相邻) 3.肺泡壁和毛细血管壁都是一层扁平的上皮细胞(薄) 1.肺泡数目很多,有利于增大气体交换的面积(多,大) 二、肺泡与血液的气体交换 吸入的气体到达肺泡。 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。 肺泡 血液 肺泡壁 毛细血管壁 氧气 二氧化碳 二、肺泡与血液的气体交换 肺泡与血液的气体交换是怎样进行的呢? 为什么氧气会进入血液而二氧化碳会进入肺泡? 气体扩散:一种气体总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散,直到平衡为止。 二、肺泡与血液的气体交换 含氧气少、 含二氧化碳多的血液 含氧气多、 含二氧化碳少的血液 血液的成分发生了什么变化? 氧气 二氧化碳 肺泡 毛细血管 毛细血管 肺泡中的氧气浓度较高,所以氧气从肺泡进入血液; 血液中的二氧化碳浓度较高,所以二氧化碳从血液进入肺泡。 二、肺泡与血液的气体交换 40 细胞核 细胞质 细胞膜 线粒体 动物细胞模式图 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。 思考: 氧最后在细胞中是如何被利用的呢? 当血液中的氧气扩散到组织细胞后,氧气进入线粒体,参与细胞的有氧呼吸过程,与有机物结合生成二氧化碳和水,同时释放能量,供细胞生命活动的需要。 外界 氧气 二氧化碳 肺泡 氧气 二氧化碳 血液 氧气 二氧化碳 组织细胞 二、肺泡与血液的气体交换 思考1:吸入肺的氧气穿过几层细胞、几层细胞膜进入血液? 思考2:血液中的二氧化碳?透过哪些结构才能进入肺泡? 思考3:在气体交换的同时,伴随着血液颜色会发生哪些变化? 两层细胞、四层细胞膜 毛细血管壁、肺泡壁 暗红色 鲜红色 静脉血(含氧量低) 动脉血(含氧量高) 肺泡壁 毛细血管壁 氧气 组织细胞 二、肺泡与血液的气体交换 肺泡 血液 组织细胞 氧气 二氧化碳 氧气 二氧化碳 1、氧气浓度最高和最低的部位分别是? 最高:肺泡 最低:组织细胞 2、二氧化碳浓度最高和最低的部位分别是? 最高:组织细胞 最低:肺泡 3、氧气从肺泡进入组织细胞需要穿过几层细胞膜? 肺泡壁细胞膜 2+毛细血管壁细胞膜 2+红细胞膜 2+毛细血管壁细胞膜 2+组织细胞膜 1 =9 红细胞 肺泡 组织细胞 二、肺泡与血液的气体交换 肺部 毛细 血管 外界空气 呼吸道 肺(泡) 呼吸运动产生气压差 氧气 二氧化碳 扩散作用 血液循环 组织 处的 毛细 血管 组织 细胞 氧气 二氧化碳 扩散作用 肺与外界的气体交换 肺泡与血液的气体交换 气体在血液中的运输 组织内的气体交换 血液循环 氧气 二氧化碳 (线粒体) 静脉血变为动脉血 动脉血变为静脉血 人体气体交换过程示意图 二、肺泡与血液的气体交换 肺通气量: 呼吸频率:每分钟呼吸的次数。 肺活量: 人尽力吸气后,再尽力呼气所能呼出的气体量。 安静时每分钟肺吸入或呼出的气体体积总量。 科学的运动能提高人的肺活量、肺通气量等 课外实践:测定肺活量 课外实践:测定肺活量 测定肺活量需要有专门的仪器。如果身边没有仪器,我们也可以借助其他手段进行大致的测量。 提示 ①可供选择的用品:圆气球、软尺。 ②如果用C代表圆气球的最大周长,则圆气球的体积约为1/6 C/3.14 。 ③如果周长以厘米为单位,则利用上述公式算出来的体积单位是毫升。 请根据以上提示,测定并算出自已的肺活量。 科学 技术 社会:体外膜氧合器是如何工作的? 你知道呼吸机吗?当人体出现呼吸障碍等情况时,可以用呼吸机缓解,但对一些呼吸衰竭的急危重症患者,呼吸机也“爱莫能助”时,就需要使用一种被称为体外膜氧合器的急救设备。 科学 技术 社会:体外膜氧合器是如何工作的? 体外膜氧合器,俗称人工肺。面对需要抢救的呼吸衰竭患者,医生会根据ECMO的类型,将它的管路插入患者腿部、颈部或胸部的静脉和动脉中。打开开关,ECMO就可以将患者体内的血液泵入氧合器,氧合器可以向流经的血液中添加氧气并清除二氧化碳。 在这个过程中,ECMO代替了肺的功能;然 后,ECMO会将血液输送回患者体内,其作用 与心脏相同。因此,ECMO可以暂时代替心脏 和肺,为患者提供血液循环与呼吸支持。自1972 年世界上首次使用ECMO治疗急性呼吸窘迫综合征取得成功,它已经创造了太多“起死回生”的奇迹。 通过对ECMO工作原理的了解,你对呼吸和循环的关系有什么新认识? 气体交换 肺与外界 的气体交换 肺泡与血液 的气体交换 吸气: 呼气: 气体 入肺 肺内压 降低 肺 扩张 呼吸肌 收缩 胸腔容积 扩大 气体 出肺 肺内压 增大 肺 回缩 呼吸肌 舒张 胸腔容积 缩小 肺泡的 特点 肺泡 血液 氧气 二氧化碳 数量多 外面包绕着丰富的毛细血管 肺泡壁由一层扁平上皮细胞构成 过程: 课堂小结 概念检测 请在下图横线上填写合适的动词,将吸气和呼气的过程补充完整。 肋骨间肌肉收缩 膈肌收缩 肋骨间肌肉舒张 膈肌舒张 胸廓 _ 胸腔容积_ 肺 _ 肺内气体压力 _ 吸气 胸廓 _ 胸腔容积_ 肺 _ 肺内气体压力 _ 呼气 扩大 扩大 扩张 降低 缩小 缩小 收缩 增大 拓展应用 1、科学的运动能提高人的肺活量、肺通气量(安静时每分钟肺吸入或呼出的气体体积总量)等,请分析原因。 科学的运动锻炼了肋间肌和膈肌,使其收缩能力更强,胸廓能够更大幅度地扩张,使更多的气体进人肺,从而提高了人的肺活量、肺的通气量。 拓展应用 2、下面这两幅曲线图表示一个人在两种状态下的呼吸情况。 (1)这两幅图的曲线 所反映的呼吸频率、呼 吸深度有什么差别? (2)这两种状态可能各是什么状态? 左图同右图相比,呼吸频率和呼吸深度都比较缓和。 左图可能反映睡眠或散步,右图可能反映剧烈的运动。 1、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 B 2、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 B 练习 3、进入血液的氧,通过血液循环输送到全身各处的组织细胞内的什么部位被利用? A.细胞核 B.细胞质 C.叶绿体 D.线粒体 D 4、人体内二氧化碳产生的部位是 A.肺泡 B.血液 C.细胞 D.组织液 C 5、哮喘是常见的呼吸系统疾病,严重时会导致肺泡的弹性回缩减弱,此情况将直接影响 A.肺与外界的气体交换 B.血液与组织细胞的气体交换 C.气体在血液中的运输 D.胸廓的扩张与回缩 A 练习 6、溺水是造成中小学生意外死亡的第一杀手。每年夏季都有学生溺水而亡,生命之花