实验05 呼吸运动的模型（教学课件）生物新教材北师大版七年级下册

实验探究课—实验05 呼吸运动的模型 北师大版新教材初中生物七年级下册第8章第2节 通过模型理解呼吸运动原理，建立胸廓、肺、膈肌结构与功能相适应的观念，形成人体稳态与平衡的生命认知。 基于实验现象推理气压、容积与气流关系，提升模型分析、逻辑推理及归纳概括的科学思维能力。 熟练组装模型并规范操作，学会观察、记录与分析，提升动手操作、问题解决与实验探究能力。 养成严谨求实的实验习惯，关注呼吸健康，树立爱护呼吸系统、健康生活与珍爱生命的责任意识。 实验目标 生命观念 科学思维 探究实践 态度责任 1.准确说出呼吸运动模型各部件对应的人体结构，理解模型模拟原理。 2.通过操作观察，描述吸气与呼气时膈肌、胸廓、肺的变化规律。 3.理解呼吸运动中气压差与气体进出肺的关系，掌握肺通气的机制。 4.提升模型建构、观察分析与动手操作能力，形成科学探究的基本素养。 实验目的 本实验依据呼吸运动生理机制与气体压强原理，通过模型模拟：膈肌收缩（下拉橡皮膜）→胸廓上下径增大→肺内气压低于外界→吸气；膈肌舒张（上推橡皮膜）→胸廓上下径缩小→肺内气压高于外界→呼气。装置密闭空间形成气压差，使气球（肺）随胸廓容积变化被动胀缩，直观呈现结构与功能相适应，揭示呼吸运动实现肺通气的核心逻辑。 实验原理 实验器材 透明塑料瓶、Y 型导管、小气球、橡皮膜、细线、橡皮筋、剪刀、凡士林。塑料瓶模拟胸廓，Y 型管模拟气管支气管，气球模拟肺，橡皮膜模拟膈肌；凡士林用于密封防漏气，保证装置气密性，材料安全易得、便于观察，适合分组实验。 活动导入 体验活动：将双手放在胸部的两侧，做深呼吸动作。 吸气时，胸廓 ； 呼气时，胸廓 。 扩大 缩小 胸廓的扩大和缩小为 。 呼吸运动 呼吸运动的模型 1.观看视频，整体感知膈肌的运动 呼吸运动的模型 实验步骤： 1. 制作模型 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。 呼吸运动的模型 实验步骤： 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。 2人1组，正确制作模型并做好记录，注意实验安全。 小组合作，制作模型并测试 小组实验 注意事项： 全程保证装置气密性，漏气会导致气球无变化，实验失败； 操作时动作轻柔，避免拉破橡皮膜、戳破气球； 瓶口与导管衔接处涂抹足量凡士林，增强密封效果； 观察时聚焦气球胀缩、橡皮膜升降、胸廓容积变化，同步记录； 禁止用力撕扯材料，保持实验台整洁；小组分工明确，一人操作、一人观察、一人记录，提高效率； 实验结束后整理材料，分类回收，遵守实验室安全规范，不随意丢弃实验用品。 小组实验记录 ①图甲表示___气过程，此时膈肌、肋间肌_____，胸廓容积_____； 肺容积_____;肺部气压______外界大气压，气体___肺。 ②图乙表示___气过程，此时膈肌、肋间肌_____，胸廓容积______； 肺容积_____;肺部气压_____外界大气压，气体___肺。 1.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。 2.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。 小组讨论以下2个问题，将结果记录在实验单相应位置。 实验思考 1.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。 思考交流 一、 吸气过程 膈肌的变化：膈肌收缩，膈顶部下降（对应模型中向下拉动橡胶膜）。 胸廓的变化：膈肌收缩使胸廓的上下径增大，同时肋间肌收缩使胸廓的前后径、左右径也增大，最终胸廓容积扩大。 肺的变化：胸廓容积扩大时，肺内气压低于外界大气压，外界空气通过呼吸道进入肺，肺被动扩张（对应模型中气球膨胀）。 二、 呼气过程 膈肌的变化：膈肌舒张，膈顶部回升（对应模型中放松橡胶膜）。 胸廓的变化：膈肌舒张使胸廓的上下径减小，同时肋间肌舒张使胸廓的前后径、左右径也减小，最终胸廓容积缩小。 肺的变化：胸廓容积缩小时，肺内气压高于外界大气压，肺内气体通过呼吸道排出体外，肺被动回缩（对应模型中气球瘪下去）。 2.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。 思考交流 ①模型胸廓坚硬、靠手动控制，仅体现上下径变化，无肋间肌协同作用； ②气球模拟的肺无肺泡结构与胸膜腔负压机制，而人体胸廓是骨性弹性结构，呼吸由呼吸肌主动收缩舒张驱动，胸廓三维径线改变，肺借胸膜腔牵拉扩张；③模型无法体现肺泡与血液的气体交换。 1.（2025・四川成都）如图为呼吸运动模拟实验装置，下列叙述正确的是（ ） A.装置中玻璃管模拟支气管，气球模拟肺 B.向下拉橡皮膜时，气球缩小，表示呼气 C.向上推橡皮膜时，装置内气压增大，气球回缩 D.该装置能同时模拟肋间肌和膈肌的运动 解析：A 错误，玻璃管模拟气管和支气管；B 错误，下拉橡皮膜，胸廓扩大、气压减小、气球胀大，表示吸气；C 正确，上推橡皮膜，胸廓缩小、气压升高，气球回缩，模拟呼气；D 错误，该装置仅模拟膈肌运动与胸廓上下径变化，无法模拟肋间肌。 【答案】C 中考直达 2.（2024・湖南长沙）在 “膈肌与呼吸运动” 的模型实验中，下列分析错误的是（ ） A.瓶底的橡皮膜模拟膈肌，瓶身模拟胸廓 B.实验成功的关键是保持装置的气密性 C.气球胀大时，代表膈肌舒张、膈顶部上升 D.该实验可证明呼吸运动导致气压差，实现气体进出肺 【答案】C 课堂练习 【解析】C 错误，气球胀大代表吸气，此时膈肌收缩、膈顶部下降，胸廓上下径增大。A、B、D 均符合实验原理。 【答案】B 3．（2023・山东济南）某同学用呼吸运动模型实验时，发现拉动橡皮膜气球不胀缩，最可能原因及改进措施是（ ） A. 气球弹性差，更换厚橡皮膜 B. 装置漏气，在接口处涂凡士林密封 C. 橡皮膜过厚，更换更大的气球 D. 玻璃管过细，剪短玻璃管 【解析】实验依赖密闭环境形成气压差，装置漏气是气球无变化的最常见原因，应在瓶口、管接口处涂凡士林密封。A、C、D 均非主要原因。 课堂练习 THANKS 感谢观看 实验探究课 Lavf60.16.100 $