14.1 呼吸与呼吸系统（教学设计）生物沪教版2024八年级上册

第十四章 呼吸系统与气体交换 第一节 呼吸与呼吸系统 年级 初二年级 授课时间 1课时 课题 第一节 呼吸与呼吸系统 教材分析 教材通过比较吸入与呼出气体成分差异的实验，引导学生直观理解呼吸的本质作用；详细阐释呼吸系统的组成（呼吸道与肺），强调呼吸道对空气的处理功能（温暖、湿润、清洁）及肺作为气体交换场所的核心地位；重点剖析肺泡的结构特点及其与气体交换功能的适配性（如薄壁、丰富的毛细血管网等）。 学习本节内容有助于学生构建“结构与功能相适应”的生物学观念，理解人体各系统的协调性。教材设计的实验探究、生活案例分析（如口鼻呼吸差异、吸烟危害、花粉防护）等环节，强化了知识迁移与应用能力，为后续学习血液循环、细胞代谢等内容奠定基础，同时渗透健康教育（如呼吸道防护、环境适应），培养学生的社会责任意识。 教学目标 【知识目标】 1. 区分气体成分：通过实验现象归纳人体吸入气体（氧气约21%，二氧化碳约0.04%）与呼出气体（氧气约16%，二氧化碳约4%）的成分差异，说明呼吸的气体交换作用。 2. 描述呼吸系统结构：准确复述呼吸系统的组成（鼻腔、咽、喉、气管、支气管构成呼吸道；肺为核心器官），阐明呼吸道对空气的处理功能（温暖、湿润、清洁）及肺的气体交换作用。 3. 解析肺泡特点：说明肺泡是肺进行气体交换的基本单位；列举其适于气体交换的结构特点（如数量多表面积大、壁薄仅单层细胞、外绕毛细血管网、弹性纤维丰富）。 【素养目标】 1.生命观念： 建立“呼吸道结构（如鼻毛、黏膜）与空气处理功能相适应”的辩证认知。 理解肺泡微观结构（薄壁、毛细血管）与高效气体交换功能的统一性。 2.科学思维： 基于澄清石灰水实验现象，分析推断气体成分差异（实证推理能力）。 对比口呼吸与鼻呼吸的生理差异，解释结构与功能的关系（比较与归纳）。 3.社会责任： 结合花粉过敏、吸烟危害等案例，提出减少呼吸道损伤的科学防护措施（如佩戴口罩、避免吸烟）。 关注高原供氧技术等科技应用，体会生命科学对健康保障的价值。 教学重、难点 【教学重点】 1. 比较人体吸入与呼出气体的成分，概述呼吸的作用； 2. 描述呼吸系统的结构特点，说明其与气体交换的关系 【教学难点】 1. 说出肺泡是肺进行气体交换的基本单位； 2. 列举肺泡适于气体交换的结构特点 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 播放一段花粉在空气中飘散的视频，引发学生兴趣。 问题导入：吸入的花粉是通过哪些器官进入人体的？ 吸入的花粉经过这些器官时有没有受到阻碍？ 日常生活中如何进行有效防护，减少花粉对人体的危害？总结与过渡：戴口罩、减少暴露在花粉环境中的时间等都是很好的防护措施。我们的呼吸系统在默默地帮我们‘过滤’一些外界的物质，那它具体是怎么工作的，都有哪些结构参与呢？ 思考思考并尝试回答相应问题。 新知探究 一、呼 吸 【问题探究】 探究人体呼出与吸入气体的成分变化 我们每时每刻都在进行呼吸，那么吸入的气体和呼出的气体成分有什么不同呢？ 实验目的：根据实验现象，说明人体呼出与吸入气体的成分差异。 实验原理：二氧化碳无色无味，无法直接观测，但二氧化碳和澄清石灰水反应会生成不溶于水的物质（碳酸钙沉淀），从而使溶液变浑浊。 实验器具材料：锥形瓶，玻璃导管，单向阀，一次性吹嘴，橡胶塞，澄清石灰水。 实验步骤：第一步，按照课本图14 - 1搭建实验装置，橡胶塞与锥形瓶、玻璃导管须紧密贴合，确保气密性；第二步，对准一次性吹嘴，先吸气，使空气通过左瓶吸入体内，再呼气，使呼出的气体进入右瓶，进行2 - 4次等时长、等力度的吸气和呼气；第三步，观察并记录每轮吸气、呼气后两个锥形瓶中液体的变化。 人体吸入的气体与呼出的气体在成分上的不同之处：吸入气体使澄清石灰水变浑浊的程度小，呼出气体使澄清石灰水变浑浊的程度大，说明呼出气体中二氧化碳增多。 人体吸入和呼出的气体成分差异主要体现在氧气和二氧化碳的含量变化上。吸入的空气中氧气较多，二氧化碳较少；呼出的气体二氧化碳增多，所以使澄清的石灰水变浑浊。正常成人呼吸频率为12 - 20次/分钟，吸气/呼气的时长比约为1∶1.5至1∶2，在这一吸一呼之间，人体与环境之间实现了气体交换。人体吸入和呼出的气体具体成分比例，吸入的空气中氧气约占21%，二氧化碳约0.04%；呼出的气体中氧气降至约16%，二氧化碳升至4%，而氮气（N₂）比例基本保持不变（约78%），气体交换过程中，肺泡与毛细血管的扩散作用使氧气进入血液，二氧化碳被排出 分组进行实验，按照步骤完成操作，并观察和记录实验现象。注意操作规范和安全。 讨论人体吸入和呼出气体成分差异的原因，加强对知识的理解和思考。 【习题巩固】 人体吸入和呼出的气体成分差异主要体现在（ ） A. 氧气和氮气的含量变化上 B. 氧气和二氧化碳的含量变化上 C. 二氧化碳和氮气的含量变化上 D. 氧气、二氧化碳和氮气的含量变化上 答案：B 解析：人体吸入和呼出的气体成分差异主要体现在氧气和二氧化碳的含量变化上。吸入的空气中氧气较多，二氧化碳较少；呼出的气体二氧化碳增多，氧气减少，而氮气比例基本保持不变。所以选B。 思考回答问题 二、呼吸系统的组成和结构特点 【问题探究】 气体是通过哪些器官进入和排出人体的呢？呼吸系统的结构又是怎样的呢？ 展示呼吸系统的组成图片，介绍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，肺是呼吸系统主要器官，是完成气体交换的场所，膈也参与呼吸过程，呼吸系统 = 呼吸道 + 肺。 正常吸气时，含氧量较多的新鲜空气从鼻腔依次通过咽、喉、气管和支气管连接而成的呼吸道进入肺；呼气时，含有较多二氧化碳的“废气”则通过该路径反向而行，排出体外 在黑板上画出气管和支气管部分的简单示意图 气管下端分成左右支气管，分别通向左右两肺。支气管在肺叶中一再分支，成为各级支气管，越分越细，越分管壁越薄，支气管末端形成肺泡。肺是以支气管反复分支形成的支气管树为基础构成的，肺泡是支气管分支末端葡萄状的气囊，气体须穿过肺泡进行交换。 人体的肺通过肺泡结构扩大了气体交换的表面积，并与运送气体的管道结构按照一定的次序相连，共同构成呼吸系统。各器官分工合作，共同完成气体的传递、运输和交换 问题探究：请思考北方的冬天非常寒冷，如果我们张开嘴轻轻吸一口气，会感觉到丝丝凉气由咽喉进入胸腔，而仅用鼻子吸气则无此感觉，这与呼吸系统的哪些结构特点有关？ 鼻腔可对吸入的空气进行处理，使空气温暖、清洁、湿润，减少对肺的刺激。 人体呼吸道与消化道在咽部相通，所以口与鼻均可参与呼吸，但吃饭时大声说笑，会使会厌软骨来不及盖住喉口，食物进入气管引起咳嗽。口呼吸相比于鼻呼吸有不足，鼻腔黏膜不仅有能分泌黏液或含纤毛结构的细胞，还有丰富的毛细血管，这种独特的结构对经过的空气具有温暖、洁净、湿润等作用 吸烟有害健康的知识进行讲解，香烟燃烧时释放38种有毒化学物质，主要有焦油、一氧化碳、尼古丁、二恶英和刺激性烟雾等，焦油对口腔、喉部、气管、肺部均有损害，烟草烟雾中的焦油沉积在肺部绒毛上，破坏了绒毛的功能，使痰增加，使支气管发生慢性病变，气管炎、肺气肿、肺癌便会产生 学生分别扮演呼吸系统的不同器官，介绍自己的功能和作用，增强学习的趣味性。 案例分析：分析一些与呼吸系统相关的案例，如感冒时呼吸不畅、吸烟导致的疾病等，分析原因，培养运用知识解决实际问题的能力 【习题巩固】 1. 下列关于呼吸道作用的叙述，错误的是（ ） A. 呼吸道可以保证气体顺畅通过 B. 呼吸道可以彻底清除吸入的有害物质 C. 呼吸道可以使吸入的气体温暖、湿润 D. 呼吸道是气体进出肺的通道 答案：B 解析：呼吸道对吸入的气体有一定的处理能力，能使到达肺部的气体温暖、湿润、清洁，但这种处理能力是有限的，并不能彻底清除吸入的有害物质，B选项错误。 2. 用鼻呼吸比用口呼吸好，这是因为（ ） A. 鼻腔前部生有鼻毛 B. 鼻黏膜能分泌黏液 C. 鼻黏膜中分布着丰富的毛细血管 D. 以上三项都对 答案：D 解析：鼻腔前部生有鼻毛，可以阻挡空气中灰尘的进入，对空气有清洁作用；鼻黏膜能分泌黏液，可以湿润空气和粘住灰尘，对空气有清洁和湿润作用；鼻黏膜中分布着丰富的毛细血管，可以温暖空气。所以选D。 学生思考回答，加深知识点的理解 课堂小结 本节课围绕人体呼吸系统与气体交换展开。首先通过实验探究了人体呼出与吸入气体的成分差异，明确吸入气体氧气多、二氧化碳少，呼出气体则相反，气体交换在肺泡与毛细血管间通过扩散作用实现。接着介绍呼吸系统由呼吸道和肺组成，呼吸道包括鼻、咽、喉、气管和支气管，是气体进出肺的通道，其中鼻腔能处理空气，减少对肺的刺激。肺以支气管树为基础，肺泡是气体交换的基本单位，其结构扩大了气体交换表面积，各器官分工合作完成气体传递、运输和交换。 板书设计 第十四章 呼吸系统与气体交换 一、呼吸 1.吸入与呼出气体成分差异 吸入：氧气约21%，二氧化碳约0.04% 呼出：氧气约16%，二氧化碳约4% 2.气体交换原理：肺泡与毛细血管扩散作用 二、呼吸系统 1.组成 呼吸道：鼻、咽、喉、气管、支气管（气体进出通道） 肺：主要器官，气体交换场所 2.结构特点 鼻腔：温暖、清洁、湿润空气 支气管分支形成肺泡，扩大气体交换面积 课后作业 1.人在感冒时，呼吸不畅的原因是（ ） A. 鼻腔黏膜分泌黏液过多，堵塞了鼻腔 B. 气管分泌的痰液过多，堵塞了呼吸道 C. 鼻黏膜充血肿胀，堵塞了鼻腔 D. 声带发炎肿胀，堵塞了呼吸道 答案：C 解析：当人体患感冒时，鼻黏膜会充血肿胀，从而堵塞鼻腔，使人呼吸不畅。A选项中鼻腔黏膜分泌黏液过多主要是对空气起到清洁和湿润作用，一般不会导致呼吸不畅；B选项气管分泌痰液过多，正常情况下痰液可通过咳嗽排出体外；D选项声带发炎肿胀主要影响发声，而非导致呼吸不畅。所以本题选C。 2.下列关于呼吸道作用的叙述，错误的是（ ） A. 呼吸道可以保证气体顺畅通过 B. 呼吸道可以彻底清除吸入的有害物质 C. 呼吸道可以使吸入的气体温暖、湿润 D. 呼吸道是气体进出肺的通道 答案：B 解析：呼吸道对吸入的气体有一定的处理能力，能使到达肺部的气体温暖、湿润、清洁，但这种处理能力是有限的，并不能彻底清除吸入的有害物质，B选项错误。 3.用鼻呼吸比用口呼吸好，这是因为（ ） A. 鼻腔前部生有鼻毛 B. 鼻黏膜能分泌黏液 C. 鼻黏膜中分布着丰富的毛细血管 D. 以上三项都对 答案：D 解析：鼻腔前部生有鼻毛，可以阻挡空气中灰尘的进入，对空气有清洁作用；鼻黏膜能分泌黏液，可以湿润空气和粘住灰尘，对空气有清洁和湿润作用；鼻黏膜中分布着丰富的毛细血管，可以温暖空气。所以选D。 4.人体呼吸系统中，完成气体交换的主要场所是（ ） A. 鼻腔B. 气管C. 肺D. 支气管 答案：C 解析：呼吸系统包括呼吸道和肺两部分，呼吸道是气体进出肺的通道，肺是呼吸系统的主要器官，是完成气体交换的主要场所。鼻腔、气管、支气管都属于呼吸道，主要作用是对吸入的空气进行处理，而不是进行气体交换的主要部位。所以本题选C。 教学反思 在教学过程中，通过实验探究人体呼出与吸入气体成分变化，能有效激发学生的学习兴趣和好奇心，让学生更直观地理解气体成分差异。利用生活实例，如北方冬天呼吸感受、感冒呼吸不畅等，帮助学生理解呼吸系统结构特点，效果较好。但在讲解肺泡适于气体交换的结构特点这一难点时，部分学生理解仍有困难，后续可借助模型或动画进一步讲解。此外，课堂练习环节能及时反馈学生学习情况，今后可增加更多案例分析，提升学生运用知识解决实际问题的能力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $