6.15.1人体与外界进行气体交换（教学课件）（含交互动画）生物新教材苏科版八年级上册

该初中生物学课件聚焦人体与外界气体交换，涵盖呼吸系统组成、呼吸运动及气体交换过程。课堂通过长跑喘气和雾霾戴口罩情境提问，引导学生从生活现象过渡到呼吸道结构功能、呼吸运动原理及气体交换机制，搭建知识学习支架。 其亮点是以生命观念为核心，通过呼吸道结构与功能适应、肺泡薄壁设计体现结构与功能观，结合模拟膈肌运动实验和交互动画培养科学思维与探究实践能力，设置雾霾防护知识强化态度责任。采用情境导入、实验探究和虚拟交互，帮助学生直观理解抽象过程，教师可借助闯关游戏和课堂检测提升教学效果。

nullnull以下就是我们此次实验所要用到的实验器具。水槽编号为甲乙丙丁的四个集气瓶，澄清石灰水、清水弯导管以及细木条。取甲乙两集气瓶置于空气中用毛玻璃片盖住瓶口，使瓶内的气体成分与空气相同。将丙丁两集气瓶装满清水，用毛玻璃片盖住瓶口，翻转过来，倒置于水槽中。将半导管伸入集气瓶内，用嘴向集气瓶内吹气，待有气泡向瓶外冒出时，在水下用毛玻璃片盖住瓶口。取出集气瓶，正放在桌面待用，用此法收集呼出的气体。向甲、丙两集气瓶内分别倒入少量澄清的石灰水振荡，观察瓶中石灰水的变化。向乙丁两集气瓶中分别伸入一根点燃的细木条，观察细木条的燃烧情况。 苏科版新教材| 生物八年级上册 第六单元 人体的生理活动 第十五章 人体的气体交换与废物排出 第1节 人体与外界进行气体交换 新教材 （含交互动画及闯关游戏） 目录 01 02 03 呼吸系统的组成 呼吸运动 CONTENTS 气体交换 04 呼吸系统保障 ❌ 2 学习目标 1. 理解呼吸运动的动力来源（肋间肌、膈肌收缩舒张）与气压变化的逻辑关系； 2. 区分 “呼吸运动（外界通气）” 和 “气体交换” 两个不同生理过程； 1.建立结构与功能相适应观念，呼吸道特殊结构处理空气、肺泡薄壁结构适配气体交换；理解呼吸运动依靠肌肉与气压变化完成，人体各结构协同完成气体交换。（ 生命观念） 2.对比吸气呼气变化表格、分析澄清石灰水实验现象、解读空气成分数据，提升归纳对比、实验推理、图文转换能力。（科学思维） 3.完成模拟膈肌运动分组实验、向澄清石灰水吹气演示实验，规范操作实验器材，观察记录实验现象，推导实验结论。（探究实践） 4.认识雾霾、吸烟、粉尘对呼吸道和肺的伤害，掌握戴口罩、开窗通风等防护方法，主动向家人宣传呼吸道健康保护知识。（态度责任） 教学目标 重点难点 3 3 ①长跑后大口喘气；②雾霾天出门佩戴口罩。 1. 跑步时我们不停吸气呼气，气体经过身体哪些器官？ 2. 冬天吸入冷空气不会刺激肺部，呼吸道起到什么作用？ 3. 为什么向澄清石灰水中吹气会变浑浊？ 课堂导入 课堂导入 一、呼吸系统的组成 自习书本寻找知识 阅读教材P59-62，根据书本知识思考下列问题。 1. 呼吸系统的组成及功能？ 2. 呼吸系统的主要器官？ 课堂导入 新课讲授 5 呼吸系统由呼吸道和肺构成 鼻→咽→喉→气管→支气管→肺 鼻 咽 喉 气管 支气管 肺（主要的呼吸器官） 呼吸道 （气体进出肺的通道） 膈 一、呼吸系统的组成 课堂导入 新课讲授 鼻--呼吸的起始器官 鼻腔前部生有鼻毛， 内表面的黏膜分泌黏液， 黏膜内分布着丰富的毛细血管。 ——阻挡灰尘 ——清洁、湿润 ——温暖吸入的空气 对吸入的空气具有清洁、温暖、湿润的作用。 一、呼吸系统的组成-鼻 课堂导入 新课讲授 咽——气体和食物的共同通道 在吞咽食物时，会厌软骨会像一扇门一样关闭气管入口，防止食物进入气管。但如果在吞咽过程中说话、大笑或哭闹，会厌软骨可能来不及关闭，食物就可能会误入气管。 一、呼吸系统的组成-咽 课堂导入 新课讲授 喉——以软骨为支架，是发声器官 呼吸时两条声带是分开的，当两条声带拉紧，中间的空隙缩小时，从肺部呼出的气体振动声带，就发出了声音。 一、呼吸系统的组成-喉 课堂导入 新课讲授 以许多C形软骨为支架， 在肺内形成树枝状的分支， 分支的末端膨大形成肺泡 痰是怎样产生的？ 为什么不能随地吐痰？ 一、呼吸系统的组成-气管和支气管 痰是由气管、支气管中的黏液及灰尘、病菌的混合物组成的。 传染病（如流行性感冒、肺结核、肺炎等）的病原体，都可以通过痰液进行传播。 课堂导入 新课讲授 分泌黏液， 保持鼻腔湿润， 粘住灰尘和细菌 鼻黏膜 湿润 温暖 清洁 滤去空气中的 灰尘等颗粒物 鼻 毛 毛细血管 吸入冷空气变温暖 鼻 空气 灰尘 寒冷 干燥 空气中往往含有尘埃等异物，呼吸道是如何阻挡异物的？ 气管和支气管 纤 毛 纤毛有规律地向喉部摆动 粘液 黏附吸入的尘埃和微生物 湿润 清洁 一、呼吸系统的组成-讨论 课堂导入 新课讲授 寒冬跑步时感觉吸进去的空气是冷的，散步时则不明显的原因是什么？ 呼吸道以骨或软骨为支架，其内表面覆盖着黏膜，黏膜内分布着丰富的毛细血管，分泌的黏液可粘住尘埃和细菌。这些特点既保证了气体的畅通，又对吸入的空气具有清洁、湿润和温暖的作用。 跑步时呼吸频率增加，空气在呼吸道内的停留时间较短。 散步时呼吸频率较低，空气在呼吸道内的停留时间较长。 在进行人工呼吸前，为什么要先清除被救者口、鼻内的污物? 使被救者的鼻咽部通畅，以利于空气进出肺部。 一、呼吸系统的组成-小组讨论 课堂导入 新课讲授 （1）肺位于胸腔内，左右各一个，是最主要的呼吸器官，左肺分两叶，右肺分三叶。 肺的结构和功能 （2）由大量肺泡组成，肺泡壁和毛细血管壁都仅有一层上皮细胞。 肺泡 毛细血管 上皮细胞 一、呼吸系统的组成-肺 课堂导入 新课讲授 为什么说肺是最主要的呼吸器官？ (1)肺泡是肺进行气体交换的主要部位，数目很多，外面缠绕着丰富的毛细血管和弹性纤维。 (2)肺泡壁和毛细血管壁都很薄，各由一层上皮细胞组成。 一、呼吸系统的组成-肺 课堂导入 新课讲授 成人肺泡的总表面积约为70m2，深吸气时可达100m2。这对气体交换有什么重要意义？ 1. 提高气体交换效率：增加扩散面积、快速更新气体 2. 适应高代谢需求：满足高氧需求、高效排出二氧化碳 3. 缓冲功能：维持气体分压稳定、减少呼吸频率 4. 提高气体交换的容错性：部分肺泡功能受损时的代偿、适应不同环境条件 5. 促进气体的快速扩散：薄的肺泡壁、丰富的毛细血管网络 一、呼吸系统的组成-拓展 课堂导入 新课讲授 自习书本寻找知识 阅读教材P63-66，根据书本知识思考下列问题。 1.肋间肌与呼吸的关系？ 2.膈肌与呼吸的关系？ 3.肋骨与膈的状态变化，分析胸廓容积扩大或缩小的原因？ 4.人体吸气时，外界气体是如何进入肺的？ 5.人体呼气时，肺内气体又是如何排出体外的？ 二、呼吸运动 课堂导入 新课讲授 16 二、呼吸运动 课堂导入 新课讲授 胸廓有节律地扩大和缩小，从而完成吸气和呼气，这就是呼吸运动。 脊柱 胸骨 肋骨 膈肌 胸廓 胸腔 支持和保护心脏、肺等内脏器官 二、呼吸运动 课堂导入 新课讲授 肺与外界的气体交换 用手按在胸部两侧，深深地吸气和呼气，感受肋骨和胸廓的变化。 体验活动 吸气：肋骨 运动，胸廓 ； 呼气：肋骨 运动，胸廓 。 向上向外 向下向内 扩大 缩小 提示：与肋间肌的收缩和舒张有关。 胸廓的扩大和缩小是怎样产生的呢？ 二、呼吸运动 课堂导入 新课讲授 吸气过程和呼气过程——肋间外肌 深深吸气 肋间外肌的运动 肋间外肌_____ 肋骨向___向___ 胸廓的变化 容积______ 深深呼气 肋间外肌的运动 肋间外肌_____ 肋骨向___向___ 胸廓的变化 容积______ 二、呼吸运动 收缩 外 上 变大 变小 舒张 下 内 课堂导入 新课讲授 吸气过程和呼气过程——膈肌 深深吸气 膈肌的运动 膈肌_______ 膈顶部_____ 膈肌_______ 膈顶部_____ 胸廓的变化 上下径______ 胸廓的变化 上下径______ 膈肌的运动 深深呼气 二、呼吸运动 收缩 下降 扩大 舒张 上升 缩小 课堂导入 新课讲授 模拟膈肌的收缩和舒张与呼吸的关系 手向上推橡皮膜 模拟 膈肌舒张，膈顶上升 气管 支气管 肺 膈肌 胸廓 放松或下拉橡皮膜 模拟 膈肌收缩，膈顶下降 气球回缩 呼气 气球涨大 吸气 是呼吸使得胸廓发生变化，还是胸廓变化引起呼吸呢？ 先有胸廓容积变化 吸气或呼气 二、呼吸运动 课堂导入 新课讲授 气压与体积的关系 一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积增大时其气压会降低，体积缩小时其气压会升高。气体由压力高的地方向压力低的地方扩散。 知识拓展 二、呼吸运动 课堂导入 新课讲授 肺与外界的气体交换通过呼吸运动实现 肋间肌、膈肌收缩 肋骨胸骨向上向外运动 膈顶下降 胸廓容积扩大 肺容积扩张 肺内气压低于外界气压 吸气 二、呼吸运动 肋间肌、膈肌舒张 肋骨胸骨向下向内运动 膈顶上升 胸廓容积缩小 肺容积回缩 肺内气压高于外界气压 呼气 课堂导入 新课讲授 呼吸运动：呼吸肌收缩、舒张，引起胸廓扩大、缩小，完成气体进入和排出的过程，称为呼吸运动。 肋间肌 膈肌 胸廓 肺 肺内气压 呼/吸气 收缩 收缩 扩大 扩张 低于外界气压 吸气 舒张 舒张 缩小 回缩 高于外界气压 呼气 二、呼吸运动 课堂导入 新课讲授 尝试拖动不同的时间进行实验！ 交互虚拟实验动画——模拟人体的呼吸运动 课堂导入 新课讲授 26 如图是某人一次平静吸气时，肺内气压的变化曲线。请分析回答： 活学活用 （1）曲线AB段表示的是吸气过程还是呼气过程？此时肺内气压与外界大气压是什么关系？B点的意义？ （2）曲线BC段变化中，胸廓容积是怎样变化的？ 曲线AB段表示的是呼气过程，此时肺内气压高于外界大气压。 B点代表呼气刚刚停止 曲线BC段变化中，胸廓容积增大。 二、呼吸运动 课堂导入 新课讲授 自习书本寻找知识 阅读教材P63-66，根据书本知识思考下列问题。 1.肺泡内气体交换的过程是如何实现的？ 2.发生了气体交换后，气体的成分发生了什么变化？ 三、气体交换 课堂导入 新课讲授 28 三、气体交换 课堂导入 新课讲授 29 1.A、C两集气瓶中的石灰水变化有何不同？这说明了什么问题？ A无明显变化、C变浑浊。 说明呼出气体中含有较多的二氧化碳 三、气体交换 课堂导入 新课讲授 2.B、D两集气瓶中的细木条燃烧现象有何不同？说明什么问题？ B中正常燃烧，D中熄灭。 说明人体呼出气体中，氧气含量减少 。 得出结论： 人体呼出的气体中氧气减少，二氧化碳增多。 三、气体交换 课堂导入 新课讲授 资料分析 吸入与呼出气体的成分差别 人体呼出的气体与吸入的空气相比，气体成分的含量发生了很大变化。这说明人体内发生了气体交换。 三、气体交换 课堂导入 新课讲授 人体内的气体交换包括肺泡内的气体交换和组织里的气体交换两个过程，它们都是通过扩散作用实现的。 人体内的气体交换通过扩散作用实现 气体具有扩散特性，会从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，直至达到平衡状态。 三、气体交换 课堂导入 新课讲授 氧气 二氧化碳 红细胞 肺泡 毛细血管 交换过程： 毛细血管 肺泡 ？ ？ 氧气 二氧化碳 肺泡 二氧化碳 血液 氧气 二氧化碳 毛细血管壁 氧气 二氧化碳 肺泡壁 氧气 过程： 三、气体交换 课堂导入 新课讲授 血液由含氧量较低的血液（静脉血）变成含氧量较高的血液(动脉血) 氧气 二氧化碳 肺部毛细血管 肺泡 （含氧少的血液） （含氧多的血液） 氧含量高 氧含量低 二氧化碳含量低 二氧化碳含量高 肺泡内、血液中气体含量变化： 肺泡 毛细血管 氧气 肺泡 毛细血管 二氧化碳 交换结果： 暗红色 鲜红色 血液颜色： 三、气体交换 课堂导入 新课讲授 进入血液中的氧，通过血液循环输送到哪里去？ 毛细血管(血液） 组织细胞 氧气 二氧化碳 二氧化碳含量高，氧含量低 氧含量高，二氧化碳含量低 氧最后是在组织细胞中的什么部位被利用？ 线粒体 三、气体交换 课堂导入 新课讲授 尝试拖动不同的阶段进行实验！ 交互虚拟实验动画——人体与外界进行气体交换 课堂导入 新课讲授 37 三、气体交换-呼吸全过程 肺 外界空气 肺部毛细血管 血液循环 组织毛细血管 组织细胞 氧气 氧气 二氧化碳 二氧化碳 肺与外界的气体交换 肺泡内的气体交换 气体在血液的运输 组织里的气体交换 课堂导入 新课讲授 四、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 15-13），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。 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。 课堂导入 新课讲授 课堂导入 新课讲授 发生在肺内的气体交换 肺与外界的气体交换 膈肌、肋间肌收缩→胸廓扩大→肺扩张→肺内气压小→吸气 肺泡适于气体交换的特点 肺泡与血液的气体交换 膈肌、肋间肌舒张→胸廓缩小→肺回缩→肺内气压大→呼气 肺泡数量多 外面包绕着丰富的毛细血管 肺泡壁和毛细血管壁薄 肺泡气体交换 原理：气体扩散作用 过程：氧气（肺泡→血液）、二氧化碳（血液→肺泡） 氧气最终去向：进入组织细胞参与呼吸作用 微小结 课堂练习 知识小擂台——点击下方链接，开始挑战吧！ 趣味闯关游戏——人体与外界进行气体交换闯关大挑战 42 课堂检测 1.下列有关呼吸系统的说法中错误的是（     ） A．呼吸系统由呼吸道和肺组成 B．呼吸系统由气管、支气管、鼻、喉、咽和肺组成 C．肺是呼吸系统的主要器官 D．肺泡壁和毛细血管壁由多层上皮细胞构成 【知识点】呼吸系统的组成、肺泡与血液的气体交换 【解题分析】呼吸系统由呼吸道和肺两部分组成，其中，鼻、咽、喉、气管、支气管是气体进出肺的通道，称为呼吸道，肺是气体交换的场所，是呼吸系统的主要器官；肺泡壁和毛细血管壁都很薄，只由一层上皮细胞构成，利于气体交换。 D 43 课堂检测 2.与吸入空气相比，人体平静呼吸和有氧运动呼出气体共同的特点是（     ） A．氧气增加，二氧化碳减少 B．氧气减少，二氧化碳增加 C．氧气、二氧化碳都增加 D．氧气、二氧化碳都减少 【知识点】呼吸的总述 【解题分析】无论是平静呼吸还是有氧运动，人体细胞都会消耗氧气进行呼吸作用产生二氧化碳，经肺部气体交换后，呼出气体与吸入空气相比，氧气减少，二氧化碳增加。 B 44 课堂检测 3.下图是某同学制作的“模拟膈肌运动”实验装置。当用手向下拉橡皮膜时，下列现象正确的是（     ） A．气球回缩，表示呼气过程 B．气球膨胀，表示吸气过程 C．瓶内气压升高，肺内气体排出 D．膈肌舒张，胸廓容积缩小   【知识点】肺与外界的气体交换、模拟膈肌的运动 【解题分析】向下拉动橡皮膜（模拟膈肌收缩），瓶内（模拟胸廓）容积变大，内部气压减小，气球（模拟肺）膨胀，模拟吸气过程。 B 45 课堂检测 4.观察膈肌运动示意图，下列生理过程对应关系正确的是（     ） A．I→膈肌舒张→吸气 B．I→胸廓扩张→肺内气压降低 C．Ⅱ→膈肌收缩→呼气 D．Ⅱ→胸廓增大→气体入肺 【知识点】肺与外界的气体交换、模拟膈肌的运动 【解题分析】图I中膈顶部下降，代表膈肌收缩，此时胸廓容积扩张，肺随之扩张，肺内气压低于外界大气压，外界气体进入肺，是吸气过程； 图Ⅱ中膈顶部上升，代表膈肌舒张，此时胸廓容积缩小，肺随之回缩，肺内气压高于外界大气压，肺内气体排出，是呼气过程。 B 46 课堂检测 5.如图甲表示某人在一次平静呼吸中肺内气压的变化曲线，图乙为肺泡与毛细血管之间的气体交换示意图。下列叙述错误的是（     ） A．图甲中，曲线BC段是呼气过程 B．图甲中，B点时肺内气压等于大气压 C．图乙中，外界气体按照c方向进入肺泡时，肋间肌和膈肌应处于舒张状态 D．图乙中，a是二氧化碳、b是氧气 【知识点】肺与外界的气体交换、肺泡与血液的气体交换 【解题分析】图甲中BC段肺内气压大于外界气压，表示呼气过程，图甲中的B点是吸气的末端，此时肺内气压等于大气压；图乙中，外界气体按照c方向进入肺泡时表示吸气过程，此时膈肌与肋间肌都是处于收缩状态。图乙表示肺泡内的气体交换，a是二氧化碳的扩散，b是氧气的扩散。 C 47 苏科版新教材| 生物八年级上册 第六单元 人体的生理活动 第十五章 人体的气体交换与废物排出 第1节 人体与外界进行气体交换 新教材 thanks! Lavf57.62.100 🫁 模拟人体的呼吸运动 · 苏科版 📊 状态 · 静止 肋骨 & 胸廓 膈肌 肺 (半透明) ⬆️ 吸气 · ⬇️ 呼气 ⬆️ 吸气 ⬇️ 呼气 🔄 自动 ↺ 重置 💡 准备就绪 点击按钮开始 点击 吸气 或 呼气 观察呼吸运动全过程 模型展示：肋骨 · 胸廓 · 膈肌 · 肺的联动变化 ⏳ 等待操作... 🫁 人体与外界进行气体交换 · 苏科版15.1 📍 阶段 一 · 呼吸道结构 📋 知识点汇总 呼吸道功能清洁·温暖·湿润 呼吸运动肋间肌·膈肌 气体交换肺泡→血液 O₂ CO₂ 排出血液→肺泡 🔬 呼吸道 🫁 呼吸运动 🔬 肺泡交换 ⬆️ 吸气 ⬇️ 呼气 ↺ 重置 💡 点击 呼吸道 查看各结构 · 分步解锁学习 ⚠️ 操作提示 请先完成当前阶段学习！ 知道了 🫁 气体交换 闯关 🎓 学号 🎲 抽取 --- 🏆 闯关奖励 ⭐ 呼吸之星 学号范围 01-50 关卡1 · 识图 关卡2 · 判断 关卡3 · 单选 ✅ 提交本关 ↺ 重置本关 🎉 闯关成功！太棒啦！ · 初中生物 · 人体与外界进行气体交换 · $null用手放在肋骨上，你就能感觉到呼吸时胸廓的变化。在你吸气时，肋骨间的肌肉收缩，肋骨在向上向外运动，胸廓的前后径和左右径增大。与此同时格肌也在收缩，膈顶部下降，胸廓的上下径增大，所以整个胸廓的容积增大。在你呼气时，肋骨间的肌肉舒张，肋骨在向下向内运动，胸廓的前后径和左右径缩小。同时膈肌也在舒张，膈顶部回升，胸廓的上下径缩小，整个胸廓的容积就在缩小。总结一下就是肌缩胸廓氧气来，肌疏胸缩肺气去。那胸廓的变化和呼吸是什么因果关系呢？咱们用一个装置来模拟一下，这是一个玻璃罩，由玻璃管、气球和橡皮膜构成。玻璃罩相当于胸廓，玻璃管相当于气管和支气管，气球相当于费，橡皮膜就是革。没错了当你用手向上推橡皮膜的时候，气球回缩了当你放松橡皮膜的时候，气球就膨大了。这样说明了什么？胸廓的扩大导致吸气，而胸廓的缩小导致呼气。事实上费是一个富有弹性的器官，当胸廓的容积扩大时，肺便扩张，肺内的气压低于外界气压，空气就进入到肺里去。相反，当胸廓的容积缩小时，费便收缩，肺内的气压高于外界气压，肺里的气体就被排出了。可见，呼吸作用的原理就是呼吸肌，也就是肋骨间的肌肉和膈肌。它的收缩和舒张引起胸廓的扩大和缩小，引起肺的扩张和回缩，形成压力差，导致吸气和呼气。 null