15.1 人体与外界进行气体交换（第2课时）课件-2025-2026学年苏科版生物八年级上册

让学生双手放在胸部，感受呼吸时胸廓的变化，提问：吸气和呼气时，胸廓是如何变化的？是什么力量导致了这种变化？ 体验活动 1 苏科版生物学八年级上册 15.1人体与外界进行气体交换 第2课时 学习目标 理解各器官结构与气体交换功能的适应性，形成结构与功能观。 参与呼吸运动模型制作实验等探究活动，分析呼吸运动过程中胸廓、呼吸肌、肺容积和气压的变化关系，培养逻辑推理和归纳总结能力；运用气体扩散原理，解释肺泡与血液、血液与组织细胞间的气体交换过程，提升批判性思维。 关注不良因素对呼吸系统的危害，增强自我保护意识，养成健康的生活习惯；积极向他人宣传呼吸健康知识，培养环境保护意识 。 重难点 学习重点：呼吸运动的过程和原理；肺泡与血液、血液与组织细胞之间的气体交换过程和原理 。 学习难点：呼吸运动中胸廓变化与呼吸肌收缩舒张的关系；气体交换过程中气体扩散的原理及气体含量变化原因 。 肋骨间的肌肉和膈肌有规律地收缩或舒张，引起 胸廓的容积扩大或缩小，由此引起肺有规律地扩 张或收缩，使气体进出肺。这就是我们平时所说的呼吸，包括呼气和吸气两个过程，我们可以通过以下实验模拟人体的呼吸运动。 胸骨 肋骨 脊柱 肺 膈 图 15-7 胸廓示意图 呼吸运动 胸廓的变化与人体完成呼吸密切相关。 胸廓是由脊柱、肋骨和胸骨组成的(图15-7)。肋骨间有肌肉，胸的底部有膈。膈肌是人和哺乳动物体内分隔胸腔和腹腔的肌肉。 4 玻璃管（气管） 玻璃管（支气管） 气球（肺） 玻璃罩（胸廓） 橡皮膜（膈） 上推 实验探究 模拟人体的呼吸运动 方法 1.参考图15-8完成模型制作，玻璃钟罩代表胸廓，Y形玻璃管代表气管和支气管小气球代表肺，大气球剪开后的橡皮膜代表膈。 玻璃钟罩、大气球、小气球、Y形玻璃管、胶带..细线、剪刀等。 提示:在制作模型时，“膈”与“胸廓”之间要紧密贴合，防止漏气而影响实验效果。 2.用手向上顶橡皮膜，再放松橡皮膜。观察当“膈”的位置发生变化时“肺”的容积有什么变化。 图 15-8 模拟人体的呼吸运动示意图 实验探究 3.结合模拟实验和图15-9，观察肋骨和膈的状态变化，分析胸容积变化的原因，以及胸廓容积的变化与肺内气体进出的关系。 图15-9人体的呼吸运动示意图 模拟人体的呼吸运动 实验探究 讨论 1.观察图15-9 中肋骨和膈的状态变化，分析胸廓容积扩大或缩小的原因 2.人体吸气时，外界气体是如何进入肺的?呼气时，肺内气体又是如何排出体外的? 吸气时：肋间肌收缩，肋骨上升，胸廓向上向外运动，横径增大；同时膈肌收缩下降，纵径增大；从而使胸廓容积增大。 吸气时，胸廓容积变大，肺扩张，肺内气压小于外界气压，外界气体由呼吸道进入肺 呼气时，胸廓容积变小，肺回缩，肺内气压大于外界气压 ，肺内气体由呼吸道排出体外 模拟人体的呼吸运动 呼气时：肋间肌舒张，肋骨下降，胸廓向下向内运动，横径缩小；同时膈肌舒张上升，纵径减小；从而使胸廓容积减小。 实验探究 根据实验现象和讨论，将吸气和呼气的过程补充完整。 模拟人体的呼吸运动 扩大 变大 扩张 小于外界气压 缩小 变小 收缩 大于外界气压 实验探究 人体在平静状态下吸气时，膈肌收缩，膈顶部下降，肋骨间的肌肉同时收缩，肋骨上升，这样，胸廓的容积就扩大了，肺随之扩张，外界空气通过呼吸道进入肺。人体在平静状态下呼气时，膈肌舒张，膈顶部上升，肋骨间的肌肉同时舒张，肋骨下降，这样，胸廓的容积就缩小了，肺随之收缩，肺内气体通过呼吸道排出体外。 人体在进行深呼吸时，胸廓的容积会更加扩大或缩小，吸入或排出的气体就会更多一些。人体在进行剧烈运动时，不但呼吸的深度发生变化，呼吸频率也相应增加。 呼吸运动 人体与外界进行气体交换---呼吸运动 气体交换 10 澄清石灰水、试管、夹 子、橡皮管、玻璃管等。 实验探究 外界的气体进入肺内以后发生了气体交换，气体的成分发生了什么变化? 肺泡内气体交换的过程又是如何实现的呢? 〇 方法 1.参考图15-10安装实验装置，在A、B试管内分别加入等量的澄清石灰水。 吸入气体和呼出气体的成分变化 图 15-10 实验装置示意图 呼气时夹紧 吸气时夹紧 实验探究 2.用口在装置的呼吸处缓慢地吸气和呼气。吸气时，用夹子夹紧 B试管的橡皮管;呼气时，用夹子夹紧A试管的橡皮管，重复操作几次。 提示:吸气和呼气时，A、B 试管两端的夹子不能夹反，以免吸气时误吸入石灰水，呼气时将石灰水吹出。 3.观察并记录A、B试管内石灰水的变化，并结合表15-1的数据，分析实验结果。 表15-1 人体吸入气体、呼出气体成分含量比较 吸入气体和呼出气体的成分变化 讨论 1.在本实验中，A、B 试管内的澄清石灰水分别发生了怎样的变化? 2.分析实验结果，人体吸入气体和呼出气体的成分含量发生了怎样的变化?变化的原因是什么? 实验探究 A试管石灰水仍保持澄清，B试管澄清的石灰水变浑浊 吸入气体和呼出气体的成分变化 通过分析吸入气体和呼出气体的成分含量变化，我们知道通过分析吸入气体和呼出气体的成分含量变化，我们知道呼吸系统的主要功能是从大气中摄取代谢所需要的氧气，排出代谢产生的二氧化碳。。 1、人体内的气体交换，包括肺泡里气体交换和组织里气体交换 肺泡里气体交换是指肺泡内的气体与肺泡外毛细血管内血液之间的气体交换。 组织里气体交换是指组织细胞与血液之间的气体交换。 气体交换 2、气体能够交换原理：是由于气体的扩散作用。人体内的气体交换也是通过气体的扩散作用来完成的。 图15-11 人体内气体交换和运输示意图 14 气体交换 由于肺泡壁和毛细血管壁都只由一层细胞构成，所以气体能够迅速扩散，从而实现肺泡与周围毛细血管内的血液进行气体交换 肺泡里气体交换 过程： 血液变化： 肺泡 肺泡壁 毛细血管壁 血液 O2 静脉血 动脉血 O2 O2 CO2 CO2 CO2 图15-11 人体内气体交换和运输示意图 得氧 15 组织里气体交换 进入血液氧气最终被运到哪里去了？为什么呼出气体中二氧化碳会增多？ 过程： 血液变化： 血液 组织细胞壁 毛细管壁 组织细胞 静脉血 动脉血 O2 O2 O2 CO2 CO2 CO2 图15-11 人体内气体交换和运输示意图 （呼吸作用） 失氧 气体交换 16 左心室 主动脉 上、下腔静脉 各级静脉 右心房 各级动脉 全身毛细血管 氧、 营养物质 组织细胞 二氧化碳 废物 右心室 左心房 肺静脉 肺部毛细血管 肺动脉 二氧化碳 氧 肺泡 体循环 肺循环 肺泡里气体交换 组织里气体交换 气体交换 17 呼吸系统保健 在生活中，人体会出现多种影响呼吸系统健康的疾病，如鼻炎、气管炎、哮喘、肺炎等。鼻炎会引起鼻黏膜充血和肿胀，患者出现流鼻涕、鼻塞、打喷嚏等症状。哮喘中常见的支气管哮喘是一种慢性呼吸道疾病，其主要特点是支气管管道变窄和发炎(图15-12)，可导致喘息、咳嗽、胸闷和呼吸急促等症状。另外，职业性肺病(>▶p.79)、化学性因素等引起的呼吸不畅、呼吸困难等，也会危害呼吸系统的健康。 图 15-12 正常人和支气管哮喘患者的支气管管道示意图 18 呼吸系统保健 预防和控制呼吸系统疾病，要从保护呼吸器官做起。例如，外出时佩戴口罩，可以减少空气中的灰尘、细菌等物质通过呼吸道进入肺部;冬季佩戴口罩还可以抵御寒冷的空气对呼吸道的刺激，保持鼻黏膜的湿润;定时开窗通风,可以减少室内空气中可能存在的病菌、甲醛等物质对呼吸器官的刺激或损伤。 外出时佩戴口罩 不吸烟 开窗通风 加强体育锻炼 19 拓展提升 肺活量是指在不限时间的情况下，一次最大吸气后再尽最大能力所呼出的气体量，这代表肺一次最大的机能活动量，是反映人体生长发育水平的重要机能指标之一。《国家学生体质健康标准》要求，肺活量是小学五、六年级及初中、高中、大学各年级学生的必测项目。 呼吸功能的强弱直接影响到我们的生活、工作和学习。你知道通过什么方法可以测定人体的呼吸功能吗？ 肺活量 肺部 毛细 血管 外界空气 呼吸道 肺 呼吸运动 氧气 二氧化碳 扩散作用 血液循环 组织 处 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 肺泡内的气体交换 气体在血液中的运输 组织内的气体交换 血液循环 人体呼吸的全过程 体外膜肺氧合 1、下图表示模拟膈运动的实验，据此判断甲、乙代表的两人呼吸运动的过程是(　 　) A．甲、乙都吸气 B．甲、乙都呼气 C．甲吸气、乙呼气 D．甲呼气、乙吸气 D 2．与吸入的气体相比，人呼出气体中氧含量减少，二氧化碳含量增加，其根本原因是（　　） A．肺与外界的气体交换 B．肺泡与血液的气体交换 C．组织细胞与血液的气体交换 D．组织细胞消耗氧，产生二氧化碳 D 3、天气炎热，假期来临之际，学校对学生进行防溺水教育。根据所学生物学知识分析，溺水时主要影响到呼吸各环节中的（ ） A. 肺与外界的气体交换 B. 肺泡与血液的气体交换 C. 气体在血液中的运输 D. 血液与组织细胞的气体交换 A 4．人体的呼吸运动可以实现肺与外界的气体交换。下图中表示膈肌处于舒张状态的是（      ） A．甲 B．乙 C．甲、乙 D．甲、乙都不是 A 5、人体细胞获得氧气，排出二氧化碳，必须经过如图中①②③等过程来完成。下列说法中正确的是（　 　） A．①过程是通过气体的扩散作用实现的 B．②过程中，[a]二氧化碳通过扩散作用进入血液 C．②③过程发生气体交换的原理是呼吸运动 D．完成③过程后，血液中含氧量减少，二氧化碳含量增多 D 再 见 Lavf58.20.100 $$