4.8.2人体细胞获得氧气的过程导学案-2024-2025学年七年级生物学北师大版下册

本文围绕人体细胞获得氧气的过程展开，涵盖呼吸系统组成、呼吸运动及气体交换等核心知识。承接小学人体呼吸知识，为后续深入学习人体生理奠基。通过实验探究、小组讨论等环节，培养学生生命观念、科学思维、探究实践及态度责任等核心素养。 本教学设计创新点在于结合模型演示与生活实例，采用自主预习、合作探究等特色教法。学生层面提升探究与思维能力，教师层面提供清晰授课路径，课堂效果上有效突破呼吸运动原理等教学难点。

思维,提升探究实践能力。 6. 关注呼吸健康和生活中的呼吸现象,形成健康生活意识和保护环境的社会责任。 二、学习重难点 1. 重点 呼吸系统的组成及功能。 呼吸运动的过程及肺通气的原理。 肺泡与血液、血液与组织细胞之间的气体交换过程和原理。 2. 难点 理解呼吸运动中胸廓容积和肺内气压的变化关系。 从微观层面理解气体扩散作用在气体交换中的应用。 三、学习过程 (一)知识链接 1. 回顾小学科学中学过的人体呼吸的初步知识,思考:人为什么要呼吸?呼吸时气体是如何进出人体的? 2. 结合生活经验,描述剧烈运动后呼吸的变化,尝试分析原因。 (二)自主预习 阅读教材相关内容,完成下列填空: 1. 呼吸系统由_和_组成。呼吸道包括_、_、_、_、_,是气体进出肺的通道;_是呼吸系统的主要器官,是进行气体交换的场所。 2. 人体的呼吸运动包括_和_两个过程。吸气时,肋间外肌_,肋骨_并_,胸骨_,胸廓的前后径和左右径_;膈肌_,膈顶_,胸廓的上下径_,胸廓容积_,肺容积_,肺内气压_外界大气压,外界气体进入肺。呼气时,肋间外肌和膈肌_,胸廓容积_,肺容积_,肺内气压_外界大气压,肺内气体排出体外。 3. 肺泡与血液之间的气体交换是通过_实现的。肺泡中的_扩散进入血液,血液中的_扩散进入肺泡。经过气体交换,血液由_血变成_血。 4. 气体在血液中的运输:氧气主要与红细胞中的_结合,以_形式运输;二氧化碳主要在_中运输。 5. 血液与组织细胞之间的气体交换也是通过_实现的。血液中的_扩散进入组织细胞,组织细胞中的_扩散进入血液。经过气体交换,血液由_血变成_血。 (三)合作探究 1. 探究一:呼吸系统的结构与功能 观察教材中的呼吸系统组成图,小组内讨论并总结呼吸道各部分的结构特点与功能。 思考:为什么用鼻呼吸比用口呼吸好? 举例说明呼吸道对空气的处理能力是有限的。 2. 探究二:呼吸运动与肺通气 以小组为单位,利用呼吸运动模型(或自制简易模型:用塑料瓶模拟胸廓,气球模拟肺,橡皮膜模拟膈肌 ),演示吸气和呼气过程,观察模型中各部分的变化。 讨论并记录:吸气和呼气时,胸廓的前后径、左右径、上下径如何变化?胸廓容积、肺容积、肺内气压又如何变化? 根据实验现象,尝试解释呼吸运动实现肺通气的原理。 思考:在运动过程中,呼吸频率和深度会发生怎样的变化?为什么? 3. 探究三:肺泡与血液、血液与组织细胞的气体交换 观察肺泡与血液气体交换的示意图,分析肺泡适于气体交换的结构特点。 结合气体扩散原理,讨论肺泡与血液之间气体交换的过程和结果。 同理,分析血液与组织细胞之间气体交换的过程和结果,完成以下表格: 气体交换部位 气体交换前气体含量情况 气体交换后气体含量情况 血液变化 肺泡与血液 肺泡中氧气_,二氧化碳_;血液中氧气_,二氧化碳_ 肺泡中氧气_,二氧化碳_;血液中氧气_,二氧化碳_ 血变_血 血液与组织细胞 血液中氧气,二氧化碳_;组织细胞中氧气_,二氧化碳_ 血液中氧气_,二氧化碳_;组织细胞中氧气_,二氧化碳_ _血变_血 (四)课堂小结 1. 请小组代表梳理人体细胞获得氧气的全过程,其他小组成员补充完善。 2. 结合板书,总结呼吸系统组成、呼吸运动、气体交换等重点知识。 (五)课堂检测 1. 呼吸系统的主要器官是( ) A. 鼻 B. 咽 C. 肺 D. 气管 2. 人在吸气时,胸廓和肺的变化是( ) A. 胸廓扩大,肺扩张 B. 胸廓缩小,肺回缩 C. 胸廓扩大,肺回缩 D. 胸廓缩小,肺扩张 3. 肺泡与血液之间进行气体交换的原理是( ) A. 呼吸运动 B. 气体扩散 C. 气体交换 D. 肺泡的收缩和舒张 4. 血液流经组织细胞后,成分的变化是( ) A. 氧气增多,二氧化碳减少 B. 氧气减少,二氧化碳增多 C. 氧气和二氧化碳都增多 D. 氧气和二氧化碳都减少 5. 如图是人体呼吸运动与膈肌运动的关系示意图,请据图回答问题: 乙 甲 (1)图甲表示_状态,此时膈肌_,膈顶部_,胸廓容积_,肺内气压_外界大气压,气体_肺。 (2)图乙表示_状态,此时膈肌_,膈顶部_,胸廓容积_,肺内气压_外界大气压,气体_肺。 (六)拓展延伸 1. 查阅资料,了解人工呼吸的原理和常用方法,思考在什么情况下需要进行人工呼吸。 2. 调查生活中影响呼吸健康的因素,如吸烟、空气污染等,提出保护呼吸健康的建议,并制作一份简单的手抄报。 四、学习反思 通过本节课的学习,你对人体细胞获得氧气的过程有了哪些新的认识?在学习过程中,你遇到了哪些困难?是如何解决的?你对自己在课堂上的表现满意吗?有哪些方面需要改进? 教师版 《人体细胞获得氧气的过程》导学案 一、学习目标 1. 描述呼吸系统的组成及各部分的功能,阐明呼吸系统结构与功能相适应的特点。(通过自主预习、观察图片和小组讨论达成,在课堂提问、总结环节进行检测 ) 2. 解释呼吸运动实现肺通气的过程和原理,理解呼吸时胸廓容积、肺内气压的变化。(借助实验探究、模型演示,在学生分析实验现象、回答问题中达成并检测 ) 3. 概述肺泡与血液、血液与组织细胞之间的气体交换过程和原理,明确气体交换依赖气体扩散作用。(通过观察示意图、小组讨论分析,在课堂练习和总结中达成和检测 ) 4. 了解气体在血液中的运输形式,构建人体细胞获得氧气的完整过程的知识体系。(结合教材阅读、教师讲解,以课堂提问、绘制思维导图的方式达成和检测 ) 5. 通过实验探究、分析资料等活动,培养观察、分析、归纳能力和科学思维,提升探究实践能力。(在实验探究、小组讨论环节,观察学生表现,通过学生回答问题、总结实验结论来培养和检测 ) 6. 关注呼吸健康和生活中的呼吸现象,形成健康生活意识和保护环境的社会责任。(借助拓展延伸活动,如调查生活中影响呼吸健康的因素,在学生讨论和制作手抄报中培养和体现 ) 二、学习重难点 1. 重点 呼吸系统的组成及功能。 呼吸运动的过程及肺通气的原理。 肺泡与血液、血液与组织细胞之间的气体交换过程和原理。 2. 难点 理解呼吸运动中胸廓容积和肺内气压的变化关系。 从微观层面理解气体扩散作用在气体交换中的应用。 三、学习过程 (一)知识链接 1. 回顾小学科学中学过的人体呼吸的初步知识,思考:人为什么要呼吸?呼吸时气体是如何进出人体的? 答案:人呼吸是为了获取氧气,排出二氧化碳,维持生命活动的正常进行。呼吸时,气体通过呼吸道进出肺。 解析:引导学生回顾已有知识,为新知识的学习做铺垫,让学生意识到呼吸与生命活动的紧密联系。 2. 结合生活经验,描述剧烈运动后呼吸的变化,尝试分析原因。 答案:剧烈运动后呼吸频率加快,呼吸深度加深。原因是剧烈运动时,细胞呼吸作用加强,需要消耗更多氧气,产生更多二氧化碳,为满足机体需求,呼吸加快加深。 解析:从生活实际出发,激发学生兴趣,培养学生运用所学知识解释生活现象的能力,同时引出本节课关于呼吸过程的学习。 (二)自主预习 阅读教材相关内容,完成下列填空: 1. 呼吸系统由呼吸道和肺组成。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管,是气体进出肺的通道;肺是呼吸系统的主要器官,是进行气体交换的场所。 2. 人体的呼吸运动包括吸气和呼气两个过程。吸气时,肋间外肌收缩,肋骨上提并外展,胸骨上移,胸廓的前后径和左右径加大;膈肌收缩,膈顶下降,胸廓的上下径加长,胸廓容积增大,肺容积增大,肺内气压低于外界大气压,外界气体进入肺。呼气时,肋间外肌和膈肌舒张,胸廓容积缩小,肺容积缩小,肺内气压高于外界大气压,肺内气体排出体外。 3. 肺泡与血液之间的气体交换是通过气体扩散实现的。肺泡中的氧气扩散进入血液,血液中的二氧化碳扩散进入肺泡。经过气体交换,血液由静脉血变成动脉血。 4. 气体在血液中的运输:氧气主要与红细胞中的血红蛋白结合,以氧合血红蛋白形式运输;二氧化碳主要在血浆中运输。 5. 血液与组织细胞之间的气体交换也是通过气体扩散实现的。血液中的氧气扩散进入组织细胞,组织细胞中的二氧化碳扩散进入血液。经过气体交换,血液由动脉血变成静脉血。 解析:通过自主预习填空,让学生初步熟悉教材内容,把握基础知识,为课堂深入学习打下基础。教师在课堂上可针对学生的预习情况进行简单提问,了解学生的预习效果。 (三)合作探究 1. 探究一:呼吸系统的结构与功能 观察教材中的呼吸系统组成图,小组内讨论并总结呼吸道各部分的结构特点与功能。 答案:鼻:有鼻毛,能阻挡灰尘;鼻黏膜内有丰富的毛细血管,能温暖空气;鼻黏膜分泌黏液,能湿润空气和粘住灰尘、细菌等。咽:是气体和食物的共同通道。喉:有声带,气体通过时可振动发声;也是气体通道。气管和支气管:以C形软骨为支架,保证气体通畅;气管和支气管内壁有纤毛和腺细胞,纤毛能清扫灰尘和细菌,腺细胞分泌黏液,能湿润和清洁空气 。 解析:培养学生观察和归纳能力,让学生理解结构与功能相适应的生物学观点。 思考:为什么用鼻呼吸比用口呼吸好? 答案:鼻腔能对吸入的空气进行温暖、湿润和清洁处理,而口腔没有这些功能,用口呼吸不能对空气进行充分处理,干燥、寒冷、不洁的空气直接进入呼吸道和肺,容易引发呼吸道疾病。 解析:引导学生联系生活实际,运用所学知识解释生活现象,加深对呼吸道功能的理解。 举例说明呼吸道对空气的处理能力是有限的。 答案:如在雾霾天气,即使通过鼻腔过滤,仍会有部分有害物质进入呼吸道;大量吸烟时,呼吸道无法完全阻挡烟雾中的尼古丁、焦油等有害物质进入肺 。 解析:让学生认识到呼吸道的保护作用是有一定限度的,从而增强环保和健康意识。 2. 探究二:呼吸运动与肺通气 以小组为单位,利用呼吸运动模型(或自制简易模型:用塑料瓶模拟胸廓,气球模拟肺,橡皮膜模拟膈肌 ),演示吸气和呼气过程,观察模型中各部分的变化。 解析:通过亲身体验实验,让学生直观感受呼吸运动中胸廓和肺的变化,增强感性认识。 讨论并记录:吸气和呼气时,胸廓的前后径、左右径、上下径如何变化?胸廓容积、肺容积、肺内气压又如何变化? 答案:吸气时,胸廓前后径和左右径加大,上下径加长,胸廓容积增大,肺容积增大,肺内气压低于外界大气压;呼气时,胸廓前后径和左右径减小,上下径缩短,胸廓容积缩小,肺容积缩小,肺内气压高于外界大气压。 解析:培养学生观察、记录和分析实验现象的能力,为理解呼吸运动原理做准备。 根据实验现象,尝试解释呼吸运动实现肺通气的原理。 答案:呼吸运动时,肋间外肌和膈肌的收缩与舒张引起胸廓容积的变化,胸廓容积变化导致肺容积改变,肺容积改变使肺内气压与外界大气压产生压力差,从而实现气体的进出,完成肺通气。吸气时,胸廓扩大,肺内气压低于外界大气压,气体入肺;呼气时,胸廓缩小,肺内气压高于外界大气压,气体出肺。 解析:引导学生从实验现象深入到原理分析,培养科学思维能力。 思考:在运动过程中,呼吸频率和深度会发生怎样的变化?为什么? 答案:运动过程中呼吸频率加快,呼吸深度加深。因为运动时细胞呼吸作用增强,消耗更多氧气,产生更多二氧化碳,为及时提供氧气和排出二氧化碳,呼吸频率和深度改变,以满足机体需求。 解析:联系生活实际,进一步巩固呼吸运动原理的知识,理解呼吸与生命活动的关系。 3. 探究三:肺泡与血液、血液与组织细胞的气体交换 观察肺泡与血液气体交换的示意图,分析肺泡适于气体交换的结构特点。 答案:肺泡数目很多,增大了气体交换的面积;肺泡外包绕着丰富的毛细血管,有利于肺泡与血液之间进行气体交换;肺泡壁和毛细血管壁都很薄,只由一层上皮细胞构成,气体容易通过,加快了气体交换的效率。 解析:培养学生观察和分析能力,理解结构与功能相适应的生物学观点。 结合气体扩散原理,讨论肺泡与血液之间气体交换的过程和结果。 答案:过程:肺泡内氧气浓度高于血液,二氧化碳浓度低于血液,所以氧气从肺泡扩散进入血液,二氧化碳从血液扩散进入肺泡。结果:血液中的氧气含量增加,二氧化碳含量减少,静脉血变成动脉血。 解析:通过讨论,让学生掌握气体交换的过程和原理,培养逻辑思维能力。 同理,分析血液与组织细胞之间气体交换的过程和结果,完成以下表格: 气体交换部位 气体交换前气体含量情况 气体交换后气体含量情况 血液变化 肺泡与血液 肺泡中氧气高,二氧化碳低;血液中氧气低,二氧化碳高 肺泡中氧气低,二氧化碳高;血液中氧气高,二氧化碳低 静脉血变动脉血 血液与组织细胞 血液中氧气高,二氧化碳低;组织细胞中氧气低,二氧化碳高 血液中氧气低,二氧化碳高;组织细胞中氧气高,二氧化碳低 动脉血变静脉血 解析:通过对比分析,让学生清晰掌握不同部位气体交换的过程和结果,构建完整的知识体系。 (四)课堂小结 1. 请小组代表梳理人体细胞获得氧气的全过程,其他小组成员补充完善。 答案:外界空气通过呼吸道进入肺,通过呼吸运动实现肺通气。在肺泡处,通过气体扩散,肺泡中的氧气进入血液,血液中的二氧化碳进入肺泡,血液由静脉血变为动脉血。氧气与红细胞中的血红蛋白结合,通过血液循环运输到全身各处组织细胞周围。在组