8.2 人体细胞获得氧气的过程 课件- 2025-2026学年北师大版生物七年级下册

该初中生物学课件围绕“人体细胞获得氧气的过程”，以“身体如何获取氧气”设问导入，系统讲解呼吸系统组成、呼吸运动、肺与血液及血液与细胞的气体交换等内容，构建“结构-功能-过程”的知识支架，帮助学生形成完整认知脉络。 其亮点在于通过膈肌运动模型制作等探究实践活动，结合气体扩散原理分析，培养科学思维与建模能力。融入人工呼吸急救知识和小鼠吸烟实验分析，体现态度责任与生命观念，课堂小结结构化梳理知识。学生能深化结构与功能观，教师可借助丰富实例提升教学效率。

8.2 人体细胞获得氧气的过程 1 知道我们的身体是如何获取氧气的吗？ 新课导入 人体各项生命活动所需要的能量是细胞内的有机物氧化分解释放的，有机物在氧化分解过程中需要利用氧气并产生二氧化碳。人体吸入氧气和排出二氧化碳是通过呼吸系统完成的。 新课讲解 呼吸道和肺组成呼吸系统 人体的呼吸系统是由呼吸道和肺 (lung) 组成的(图8-3)。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管和支气管，是气体进出肺的通道；肺是人体与外界进行气体交换的场所。 鼻 鼻是呼吸道的起点，鼻孔与外界相通，内有鼻腔，鼻腔内有鼻毛，鼻腔内表面有鼻黏膜。鼻黏膜内有丰富的毛细血管和黏液腺，黏液腺可以分泌黏液，这些结构能使吸人鼻腔的空气变得温暖、湿润、清洁，减少对肺的刺激。鼻腔上部黏膜内还有接受气味刺激的嗅细胞。 咽和喉 咽位于鼻腔的后方，是气体的通道，也是食物的通道。喉位于咽的前下方，由软骨和声带组成，气体经过时可以引起声带振动而发声。吞咽时，会厌软骨会盖住喉的入口处，以防止食物入喉。 气管 气管先分成左右两支，再分成如树枝状较小的支气管、细支气管等。气管壁由 C 形软骨支撑，管壁上有黏液腺，分泌的黏液能粘住灰尘；管壁内表面有纤毛，纤毛摆动将黏液推向喉的方向，通过咳排出体外，这就是痰。 图8-4 气管、肺和肺泡模式图 肺 肺是呼吸系统的主要器官，是完成气体交换的重要场所。肺位于胸腔，左、右各一个，分别与左、右气管相通。仔细观察图8-4，将有助于认识肺的结构。 正常的肺是粉红色的，由细支气管的树状分支和肺泡组成。最细的支气管末端有许多囊泡，这就是肺泡。人体的肺泡总数约有 3 亿个，肺泡总面积约有100 m。肺泡壁很薄，仅由单层细胞构成，肺泡外表面缠绕着丰富的毛细血管和弹性纤维，这些结构特点有助于肺进行气体交换。 肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的 人体从外界吸入空气，呼出肺泡内的气体。外界与肺泡之间的气体交换，就是通常所说的呼吸，也叫肺通气。肺通气是怎样完成的? 将你的双手放在胸部的两侧，呼吸时你会感觉到胸部运动，肺通气是由胸廓和膈的运动引起的(图8-5)。 图8-5 人体呼吸时胸变化示意图 胸由脊柱、肋骨、胸骨及肋间肌组成，底部由膈封闭。当我们吸气时胸廓扩大，呼气时胸缩小。胸扩大和缩小的运动就是呼吸运动。呼吸运动是怎样完成的?为什么通过呼吸运动会实现肺通气? 活 动 呼吸运动模型 目的要求 1.使用模型解释呼吸时胸廓容积的变化情况。 2.设计制作一个简单物理模型解释呼吸时肺容积的变化情况。 3.掌握模型建构的过程，能够基于证据修正模型。 材料器具 呼吸时胸骨、肋骨位置变化演示模型，细线或透明胶带，橡皮筋，气球，吸管，剪刀，塑料瓶，橡皮泥，等等。 方法步骤 (一)胸骨、肋骨运动模型 1.教师展示如图 8-6 所示的演示模型，依次解说模型中分别代表脊柱、肋骨、胸骨、肋间肌等部分的结构。 图8-6 胸骨、肋骨运动模型示意图 2.学生自行操作模型，尝试演示肋间肌收缩和舒张时引起肋骨和胸骨的运动，并描述肋骨和胸骨的运动方向。 3.在肋间肌收缩和舒张时，分别测量并计算四边形的面积；根据计算结果，推测胸廓体积的变化情况。 (二)膈肌运动模型 呼吸过程中，膈肌的运动会引起胸廓和肺体积的变化。制作一个实物模型来表征膈肌的运动如何影响胸廓和肺的变化(图8-7)。 1.操作步骤 第1步：撕下塑料瓶外包装，取下瓶盖，剪去塑料瓶底部。 第2步：剪去气球嘴部多余部分，将气球尾部用细线或透明胶带固定在瓶底，做成气球膜。 第3步：将另一个气球固定在吸管的一头、用细线或透明胶带牢牢扎紧，防止漏气。 第4步：在瓶盖上剪出一个小孔，小孔直径最好与吸管直径一致。 第5步：将吸管带有气球的一端置于瓶中另一端插入盖子的小孔中，拧紧盖子。 第6步：用橡皮泥固定吸管，并封住瓶口。 2.测试模型 向下拉动或向上推动瓶子底部的气球膜，观察瓶内气球和瓶内体积的变化情况。 讨 论 1.根据演示模型，描述肋间肌收缩和舒张时肋骨和胸骨的运动方向，分析说明胸廓体积会发生怎样的变化。 肋间肌收缩，肋骨向上、向外移动，胸骨上移，使胸廓容积扩大。肋间肌舒张，肋骨向下、向内移动，胸骨下降，使胸廓容积减小。 2.根据自己制作的模型，描述呼吸时膈肌的变化以及肺和胸廓的变化情况。 吸气时，膈肌收缩，膈顶下降，胸廓上下径加长，使胸廓容积扩大，肺随之扩张。 呼气时，膈肌舒张，膈顶上升，胸廓上下径减小，使胸廓容积缩小，肺随之回缩。 3.分析比较制作的模型与真实呼吸过程和胸廓结构的差异之处。 (1)在膈肌的运动状态方面，模型中膈肌的运动是简化的，而实际呼吸过程中，膈肌通过收缩和舒张来协助呼吸。 (2)在胸廓的变化方面，模型中的胸廓变化是直观的，而在实际呼吸过程中，胸廓的变化不仅涉及膈肌的运动，还包括肋间外肌的收缩和舒张。 3.分析比较制作的模型与真实呼吸过程和胸廓结构的差异之处。 (3)在肺气压与外界大气压的关系方面，模型中可能没有明确展示肺内气压与外界大气压的动态平衡。实际上，吸气时肺内气压降低，低于外界气压，气体被吸入；呼气时肺内气压升高，高于外界气压，气体被呼出。综上所述，膈肌运动模型虽然能够直观地展示膈肌的运动与呼吸的关系，但在反映实际呼吸过程和胸廓结构的复杂性方面存在一定的局限性。 人体吸气时，肋间外肌收缩使肋骨上提并外展，胸骨上移，使胸的横径加大；膈肌收缩，膈顶下降，使胸廓的纵径加长。这样，由于胸扩大，肺容积增大，此时肺内气压小于外界大气压，新鲜空气由呼吸道进人肺。呼气时，由于肋间外肌和膈肌舒张，胸廓缩小，肺容积缩小，使肺内气压大于外界大气压，肺泡内部分气体排出体外。因此，呼吸运动完成了外界与肺泡之间的气体交换。 一些特定原因导致人呼吸暂停，需要对患者采取人工呼吸的急救措施。人工呼吸是根据呼吸运动原理，用力使患者胸廓有节律地扩大和缩小，引起患者的肺被动扩张和回缩，使空气进出肺，以达到帮助患者恢复自主呼吸的目的。 小资料 人工呼吸 人工呼吸常见的方法有口对口吹气法、俯卧压背法、仰卧压胸法等，其中以口对口吹气法最为方便和有效。 口对口吹气法 用口对口吹气法抢救患者时，将患者仰卧，抬起患者下颌使头稍后仰；捏住患者的鼻子，并将患者的口腔张开；若口腔中有异物，要先清理口腔异物，使患者呼吸道保持通畅；施救者深吸一口气，对准患者口腔用力吹入，使患者胸廓膨胀，气体进入肺内；随即放开患者的鼻，待胸廓复原后，重复上述动作。反复进行上述动作，每分钟 16~18 次，直至患者恢复自主呼吸或被送至医院抢救。 条件允许时，施救者应做好必要的自我防护如用纱布等透气材料覆盖患者的口鼻，以防交叉感染。 人工呼吸一般与胸外心脏按压配合使用。 肺与血液之间的气体交换是通过气体扩散实现的 厨房饭菜的香味可能会传到客厅，居室某处喷洒清新剂的香气会很快溢满全屋。像这样，气体可以由浓度高的地方向浓度低的地方运动，就是气体扩散。肺泡内气体交换的过程是如何实现的? 肺的换气是指肺泡与血液之间进行氧气和二氧化碳的交换，这个过程是通过气体扩散实现的(图8-8)。 原来，吸入新鲜空气后，肺泡中的氧含量高于血液中的氧含量，氧气便向血液中扩散；血液中的二氧化碳含量高于肺泡中的二氧化碳含量，二氧化碳便向肺泡中扩散。肺泡与血液之间的气体交换，使静脉血转变为动脉血。 气体在血液中运输 血液怎样运输氧气和二氧化碳? 在第7章“观察动脉血和静脉血的变化的演示中，我们观察到的血块为什么表层呈现鲜红色而内层呈现暗红色? 这是因为血块的表层从空气中获得的氧气比内层多，氧气通过扩散作用进入红细胞，与其中的血红蛋白结合，使其呈现鲜红色；血块的内层由于氧含量低，红细胞中的血红蛋白与氧分离，因而呈现暗红色。 与上述原理相同，人体血液中的氧气与血红蛋白结合，以氧合血红蛋白形式运输；大部分二氧化碳在血浆中运输。 血液与细胞之间的气体交换保证细胞进行呼吸作用 血液与细胞之间进行氧气和二氧化碳的交换过程称为组织换气。这个气体交换过程也是通过气体扩散实现的。细胞进行呼吸作用时消耗氧气并产生二氧化碳，使细胞内氧含量远远低于血液中氧含量，而细胞内二氧化碳含量远远高于血液中二氧化碳含量。 因此，血液中氧气向细胞里扩散，而细胞中二氧化碳向血液里扩散。血液与细胞之间的气体交换使动脉血转变为静脉血(图8-9)。 •思考与练习 1.人呼出的气体与吸入的相比，二氧化碳含量高。二氧化碳来自( )。 A. 肺泡 B. 组织细胞 C. 血液 D. 组织液 B 2. 人在溺水时，首先受到阻碍的是( )。 A. 肺与外界的气体交换 B. 肺泡与血液间的气体交换 C. 气体在血液中的运输 D. 血液与组织细胞间的气体交换 A 3.香烟燃烧时会产生尼古丁、焦油等对人体有害的物质，吸烟诱发的健康问题日益引起人们的关注。研究人员就香烟烟雾对呼吸系统的影响进行了研究。请回答下列问题： (1)呼吸系统由呼吸道和肺构成，其中人体与外界进行气体交换的场所是_________。 (2)呼吸道内壁上有纤毛，其作用是______________。纤毛正常发挥功能主要与纤毛的摆动频率、长度和_________有关。 肺 清扫异物 方向 (3)将同一批小鼠平均分成两组，一组为非吸烟组，另一组每天暴露于传统香烟烟雾环境中 2h (传统香烟暴露组)，持续饲养 12 个月，模拟长期吸烟，定期测定呼吸道纤毛摆动频率。 ①实验过程中，对两组小鼠的处理方式需保持一致的有( )。(多选) A.笼舍内的温度和湿度 B.环境中的氧气含量 C.食物类型和饲喂时间 D.同一笼舍内小鼠的数量 ABCD ②两组小鼠呼吸道纤毛摆动频率变化情况如下图所示。 根据研究结果，可以推测传统香烟暴露组小鼠可能出现的症状是___________________________________________。 呼吸道有害物质无法排出体外，呼吸道损伤 (4)研究人员还进一步研究了不同类型的香烟对小鼠的影响，对小鼠肺组织做切片观察，结果如下图所示。 ①从上图可以看出，与非吸烟组相比，传统香烟暴露组小鼠的肺泡出现的变化是______________，这将影响呼吸过程中的___________(选填“肺通气”或“肺换气”)过程。 数量减少 肺换气 ②有些人认为电子烟比传统香烟安全。根据前述研究结果，你是否认同这一观点，简要说明原因。 不认同，电子烟的烟雾中同样含有尼古丁等有害物质，能够损伤肺，对肺泡细胞的损伤同传统香烟基本是一样的。 课堂小结 1.教育部、国家体育总局、共青团中央提出：“阳光体育”——“每天锻炼一小时，健康生活一辈子”。进行体育运动时，尽量用鼻呼吸而不用口呼吸。下列原因不合理的是( ) A.鼻腔内的鼻毛能阻挡灰尘，清洁空气 B.鼻黏膜分泌的黏液能清洁和湿润空气 C.鼻腔中有丰富的毛细血管能温暖空气 D.鼻黏膜内有嗅觉细胞，能分辨气味 D 课堂练习 2.下列关于肺泡适于气体交换特点的叙述，正确的是( ) ①数目很多 ②总表面积很小 ③壁由多层细胞组成 ④外部缠绕丰富的毛细血管 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ B 3.(2024·四川巴中期末) 如图装置是模拟人体呼吸运动的模型，下列叙述错误的是( ) A.甲图模拟呼气状态，乙图模拟吸气状态 B.人体通过呼吸运动将气体吸入肺部 C.甲图中模拟气管，②模拟肺，③模拟胸廓 D.人体的呼气和吸气与胸廓内部气压的改变有关 C 4.图甲是人体在呼吸时肺内气体容量变化曲线图，图乙是膈肌所处的两种状态，图丙是气管、肺②、胸腔③三者组合示意图。据图，下列有关叙述正确的是( ) A.图甲曲线从 b→c 时，图乙由Ⅱ状态转化到I状态 B.图乙工转化到Ⅱ时，图丙气压由小到大顺序为①＜②＜③ C.图甲曲线从 a→b 时，图丙①处氧气含量大于二氧化碳含量 D.图甲曲线从 c→d 时，膈肌处于收缩状态 ✔ 5.如图为肺泡与血液之间的气体交换示意图下列叙述错误的是 ( ) A.肺泡壁由一层扁平的上皮细胞构成 B.与血管丙相比，血管甲的血液中含有更多的氧气 C.气体 a 代表二氧化碳，气体 b 代表氧气 D.血管丙中的血液进入心脏时最先进入左心房 B $