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

今天的氧气侠是一位肩负着重要使命的“特级快递员”。它的任务是将一份至关重要的“能量包裹”(氧气)精准地送达身体里每一个正在“嗷嗷待哺”的“细胞客户”手中。而二氧化碳,则是细胞客户签收后需要“退货”的废物包裹。 让我们和氧气侠一起见证这一场使命必达的荣誉之旅: 氧气侠的使命快递 ——从肺泡到细胞的能量之旅 发生在肺内的气体交换 学习目标 01 02 03 描述肺泡适于气体交换的特点。 能够基于气体扩散的原理,解释气体交换的方向与过程。 关注呼吸健康,认同科学防护的重要性。 04 能够设计简单实验,验证呼出气体成分的变化及模拟扩散的现象。 第一幕:适应新环境 “特级快递员”氧气侠工作的第一站是肺部这个巨大的“中央物流枢纽”——肺泡,抵达新环境,他发现这里的环境与外面不同,到底有什么区别呢? 启探:察气体成分之变 活动一:探究呼出气体与吸入气体成分上的变化 提出问题:呼出气体与吸入气体成分上有变化吗? 作出假设:与吸入气体相比,呼出气体中 。 制定、实施计划: 启探:察气体成分之变 活动一:探究呼出气体与吸入气体成分上的变化 制定、实施计划: 实验器材:集气瓶2只、标签纸、吸管、蜡烛、火柴、试管2只、澄清石灰水、吸耳球、水槽 实验步骤:(成员分工完成:2人探究1,2人探究2,2人记录,其他人辅助) 探究1 探究2 1、集气瓶标记A和B。 2、A瓶收集空气(吸入气体),B瓶排水法收集呼出气体。 3、将燃烧的蜡烛分别深入A瓶中部和B瓶中部,观察现象。 1、试管标记A和B。 2、A、B试管注入等量澄清石灰水。(2滴管) 3、A试管用吸耳球吹入空气,向B试管吹气,观察试管中澄清石灰水的变化。 实验现象: 实验现象: 启探:察气体成分之变 8 B B A A B 启探:察气体成分之变 A 9 启探:察气体成分之变 10 得出结论: 与吸入气体相比,呼出气体中氧气含量减少、二氧化碳含量增加。 启探:察气体成分之变 探究1 探究2 1、集气瓶标记A和B。 2、A瓶收集空气(吸入气体),B瓶排水法收集呼出气体。 3、将燃烧的蜡烛分别深入A瓶中部和B瓶中部,观察现象。 1、试管标记A和B。 2、A、B试管注入等量澄清石灰水。 3、A试管用吸耳球吹入空气,向B试管吹气,观察试管中澄清石灰水的变化。 实验现象: 实验现象: A蜡烛正常燃烧,B蜡烛瞬间熄灭。 A中无明显变化,B中澄清石灰水变浑浊。 11 氧气 二氧化碳 氮气 吸入气 20.96% 0.04% 79% 呼出气 16.4% 4.1% 79.5% 肺泡气 14.3% 5.6% 80.1% 启探:察气体成分之变 12 揭秘:析气血交换之妙 猜一猜: 肺部减少的氧气直接进入 ; 增多的二氧化碳直接来自于 。 毛细血管 毛细血管 13 第二幕:交接站—— 肺泡的精密对接 迅速适应新环境的氧气侠马上投入工作中,他发现这里有数以亿计的、充满弹性的“迷你气囊”。而且这里的“墙壁”都极薄,像一层保鲜膜,这为“包裹”的快速交接创造了绝佳条件。 交接的原理很简单。肺泡内氧气侠的同伴很多,而从心脏来的“血液车厢里”同伴很少,所以氧气侠们争先恐后地转移到“血液车厢”中。同时,“血液车厢”里满载的“退货包裹”也因为数量太多,一部分转移到肺泡里,等待被处理。 揭秘:析气血交换之妙 活动二:探究肺泡与血液气体交换的条件? 16 揭秘:析气血交换之妙 1、肺泡与血液气体交换的条件——结构基础 17 小组合作:观看视频,完成以下问题: 1)肺泡是: 。 2)肺泡周围有: 。 3)肺泡壁和 。 4)总结肺泡有利于进行气体交换的结构特点: 揭秘:析气血交换之妙 18 小组合作:观看视频和阅读资料,完成以下问题: 1)肺泡是: 。 2)肺泡周围有: 。 3)肺泡壁和 。 揭秘:析气血交换之妙 支气管最细分支末端形成肺泡 丰富的毛细血管 毛细血管壁都只有一层上皮细胞组成 19 毛细血管 支气管末端 肺泡 一上皮细胞 揭秘:析气血交换之妙 4)总结肺泡有利于进行气体交换的结构特点: 肺泡数量多,增大气体交换的面积; 肺泡外面包绕着丰富的毛细血管; 肺泡壁和毛细血管壁都由一层扁平的上皮细胞组成。 结构与功能相适应 揭秘:析气血交换之妙 2、肺泡与血液气体交换的条件——动力 揭秘:析气血交换之妙 22 揭秘:析气血交换之妙 气体扩散 2、肺泡与血液气体交换的条件——动力 23 揭秘:析气血交换之妙 2、肺泡与血液气体交换的条件——动力 分压:单一气体分子的压力 分压差:同一气体在不同区域的压力差 浓度高 浓度低 24 理论依据:根据扩散规律: 氧气从 。 二氧化碳从 。 氮气 氧气 二氧化碳 水蒸气 肺泡内 76.4 13.6 5.3 6.3 血液中 76.4 5.3 6.13 6.3 揭秘:析气血交换之妙 2、肺泡与血液气体交换的条件——物质条件 氧气和二氧化碳的分压(kPa) 肺泡扩散至血液 血液扩散至肺泡 25 实验验证:探究二氧化碳的扩散 实验原理:1、BTB是溴麝香草酚蓝指示剂,在碱性条件下成蓝色,中性条件下为黄绿色,酸性条件下为黄色。 2、二氧化碳溶于水形成弱酸性环境。 3、透析袋相当于半透膜,可允许氧气或二氧化碳小分子穿过。 揭秘:析气血交换之妙 2、肺泡与血液气体交换的条件——动力 26 实验验证:验证二氧化碳的扩散 实验器材:模拟肺泡(透析袋中加入BTB指示剂的蓝色液体) 模拟血液(烧杯中的无色液体)、二氧化碳发生器、手套 实验过程:1、将蓝色“模拟肺泡液”置于无色“模拟血液”中。 2、向无色“模拟血液”中通入二氧化碳。 3、观察蓝色液体的颜色变化。 揭秘:析气血交换之妙 2、肺泡与血液气体交换的条件——动力 27 模拟实验:二氧化碳的扩散 实验结果: 揭秘:析气血交换之妙 2、肺泡与血液气体交换的条件——动力 28 揭秘:析气血交换之妙 1)肺泡适于气体交换的特点: 2)气体扩散的原理: 3)肺泡与血液间的气体浓度差: 2、肺泡与血液气体交换的条件 肺泡氧气浓度>肺泡周围毛细血管内氧气浓度 肺泡二氧化碳浓度<肺泡周围毛细血管内二氧化碳浓度 29 肺泡 氧气 二氧化碳 血液 揭秘:析气血交换之妙 2、肺泡与血液气体交换的条件 第三幕:特快专列—— 血液中的神奇漂流 “氧气侠轻松地穿过透明的肺泡壁,跳上了一辆刚刚到站、空置的‘红色快递车’。这辆快递车有一个特殊的‘后备箱’,能牢牢地锁住氧气侠。”它不再是靠自己飞行,而是搭乘着这趟“循环特快专列”。“列车在隧道里风驰电掣,氧气侠感受到了强大推力。它知道,每一分每一秒,这趟特快专列都在将生命能量输送到身体的天涯海角。” 追踪:寻“氧减碳增”之源 探究:进入毛细血管的血液如何运输? 氧气和二氧化碳的运输载体是? 标明氧气的运输方向? 标明二氧化碳的运输方向? 3你了解一氧化碳中毒吗? 你知道中毒的原因吗? 遇到有人在燃气泄漏的屋里昏迷, 你会怎么做? 探究:组织处的气体交换 描绘出氧气和二氧化碳的运动方向。 原理: 分析:肺泡处、血液中、组织细胞处,氧气和二氧化碳浓度的大小关系。 33 第四幕:终极配送—— “细胞工厂”的能量补给 特快专列行驶到一处正在繁忙工作的“肌肉组织工业园”。这里有密集的配送小路。氧气侠感受到环境的变化:温度升高,大量堆积“退货废物包裹”。 “‘叮!您有一个新的能量订单!’氧气侠成功打卡肌肉细胞,看着细胞因为得到“氧气包裹”而能量满满,充满活力,他感到无比自豪。而他空下来的‘红色快递车’,则装载上“退货废物包裹”,准备开启返程回收之旅。” 追踪:寻“氧减碳增”之源 活动三:分组合作 探究:进入毛细血管的血液如何运输? 氧气和二氧化碳的运输载体是? 标明氧气的运输方向? 标明二氧化碳的运输方向? 3你了解煤气中毒吗?谈一谈 煤气泄漏的室内注意什么问题? 煤气中毒者如何急救? 探究:组织处的气体交换 描绘出氧气和二氧化碳的运动方向。 原理: 分析:肺泡处、血液中、组织细胞处,氧气和二氧化碳浓度的大小关系。 36 追踪:寻“氧减碳增”之源 37 追踪:寻“氧减碳增”之源 38 融汇:绘呼吸全程之图 活动四:小组合作 39 呼吸道 肺 肺部毛细血管 血液 循环 组织 细胞 外界空气 组织毛细血管 肺与外界的气体交换 (原理:呼吸运动) 肺泡与血液的气体交换 (原理:气体扩散) 血液循环 血液与组织细胞的气体交换 (原理:气体扩散) O2 CO2 O2 O2 O2 O2 O2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 融汇:绘呼吸全程之图 融汇:绘呼吸全程之图 就在氧气侠的任务即将圆满结束时,一个紧急情况发生了!由于一场严重的感染(如重症肺炎),身体内的“肺泡中央物流枢纽”遭到了毁灭性打击,几乎完全瘫痪。氧气侠无法进入血液,而二氧化碳“退货包裹”也堆积如山,整个生命系统危在旦夕。 “就在这千钧一发之际,一道‘生命桥梁’被搭建了起来!这就是现代医学的奇迹——体外膜肺氧合器,我们常说的ECMO。” 第五幕:危急时刻DE 超级英雄——ECMO 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(ECMO)的急救设备。 体外膜氧合器(extracorporeal membrane oxygenerator,ECMO) 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。 科学•技术•社会 体外膜氧合器是如何工作的? 同学们,ECMO的使用也充满挑战,它意味着病情极其危重。我们深刻地体会到,能够自由地呼吸、拥有一颗健康跳动的心脏,是一件多么值得感恩的事情。我们更应该爱护好自己与生俱来的、无比精妙的‘原装设备’。 同时,ECMO又是人类用智慧和科技创造的生命的“备用系统”,我们今天学习的知识,未来可能就是拯救生命的关键技术。所以我们更应该好好学习,在未来为人类的进步贡献更多的力量。 $