14.1 肺与外界的气体交换（导学案） 2026-2027学年苏教版生物八年级上册

肺与外界的气体交换（导学案） 苏教版初中生物八年级上册　第5单元 人体生理与健康　第14章 呼吸系统　第1节 一、四维核心素养 生命观念：认同结构与功能相适应，理解呼吸依赖胸廓容积变化。 科学思维：通过比较吸呼气过程，提升分析与归纳能力。 探究实践：用气球等材料模拟胸廓运动，动手验证呼吸原理。 态度责任：关注吸烟等不良习惯危害，树立珍爱生命意识。 二、学习重难点 重点：呼吸运动的原理，准确掌握吸气和呼气过程中肋间肌、膈肌、胸廓容积、肺及肺内气压的联动变化。 难点：理解胸廓容积变化引起肺内气压改变，进而推动气体进出肺的交换原理，并能解释日常生活中的呼吸现象。 三、课前预习案 活动一　预习目标 1. 说出呼吸系统的组成，明确呼吸道和肺的主要功能。 2. 描述呼吸运动的过程，理解吸气和呼气时胸廓、肺及气压的变化。 3. 说出肺内气压与外界大气压的差值是气体进出肺的直接原因。 4. 尝试用常见材料模拟胸廓运动，体会模型在探究中的作用。 活动二　知识梳理（我会填） 1. 呼吸系统由____和____两部分组成，其中____是呼吸系统的主要器官。 2. 呼吸道包括____、____、____、____和____，是气体进出肺的通道。 3. 肺位于____内，由无数个____组成，是气体交换的场所。 4. 胸廓由____、____、胸骨和胸椎等组成，肺就容纳在胸廓内。 5. 呼吸运动是指胸廓有节律地____和____的过程，包括____和____两个过程，依靠____和____的收缩与舒张来完成。 6. 平静吸气时，肋间肌____，肋骨向____、____运动，胸廓的前后径和左右径都____；同时膈肌____，膈顶部____，胸廓的上下径也____，胸廓容积____，肺随之____，肺内气压____外界大气压，外界空气通过呼吸道进入肺。 7. 平静呼气时，肋间肌____，肋骨向____、____运动，胸廓的前后径和左右径都____；同时膈肌____，膈顶部____，胸廓容积____，肺____，肺内气压____外界大气压，肺内气体排出体外。 8. 呼吸运动中，吸气时肺内气压____外界大气压，呼气时肺内气压____外界大气压，这正是气体进出肺的直接原因。 9. 膈肌位于胸腔和腹腔之间，它的____和____会引起胸廓上下径的变化。 10. 呼吸运动的根本动力来自____和____的收缩与舒张。 活动三　预习自测（我会判断） 判断下列说法是否正确。 1. 肺是呼吸系统的主要器官。　（　） 2. 呼吸运动就是肺自身的扩大和缩小。　（　） 3. 吸气时，肺内气压低于外界大气压，外界空气才能进入肺。　（　） 4. 膈肌收缩时，膈顶部下降，胸廓的上下径增大。　（　） 5. 呼气时，肋间肌和膈肌都舒张。　（　） 6. 胸廓由肋骨、胸骨、胸椎等构成。　（　） 7. 平静呼吸时，吸气是主动过程，呼气是被动过程。　（　） 8. 呼吸运动使肺内气压与外界大气压之间形成压差，从而推动气体进出肺。　（　） 活动四　预习自测（我会选择） 1. 呼吸系统的主要器官是（　） 　A. 鼻　　B. 咽　　C. 肺　　D. 气管 2. 下列器官中，不属于呼吸道的是（　） 　A. 咽　　B. 喉　　C. 支气管　　D. 肺 3. 平静吸气时，膈肌和肋间肌的状态是（　） 　A. 都收缩　　B. 都舒张　　C. 膈肌收缩、肋间肌舒张　　D. 膈肌舒张、肋间肌收缩 4. 人在平静呼气时，胸廓容积的变化是（　） 　A. 扩大　　B. 缩小　　C. 保持不变　　D. 先扩大后缩小 5. 下列能正确表示吸气时肺内气压与外界大气压关系的是（　） 　A. 肺内气压等于外界大气压　　B. 肺内气压高于外界大气压　　C. 肺内气压低于外界大气压　　D. 二者没有关系 6. 下列结构中，不属于胸廓组成的是（　） 　A. 肋骨　　B. 胸骨　　C. 胸椎　　D. 膈 7. 人的呼吸运动与下列哪组肌肉密切相关（　） 　A. 胸大肌和腹肌　　B. 肋间肌和膈肌　　C. 四肢肌肉　　D. 颈肌 活动五　预习拓展（我来挑战） 想一想：人在紧张或大笑时，常会出现“呼吸急促”甚至“岔气”的现象。请你结合本节所学，推测这与呼吸肌的活动有什么关系。 四、课中探究案 活动一　探究呼吸运动的原理（我会探究） 任务情境：肺本身不能主动地扩大和缩小，那么气体是怎样进出肺的呢？请你用气球、塑料瓶、橡皮膜等材料制作“胸廓—肺”模型，通过拉动橡皮膜模拟膈的运动，观察气球（肺）的变化，探究呼吸运动的原理。 问题1：向下拉动瓶底橡皮膜（模拟膈顶部下降）时，气球（肺）发生了什么变化？由此可以得出胸廓容积变化与肺的扩张之间有什么关系？ 问题2：向上推动瓶底橡皮膜（模拟膈顶部上升）时，气球（肺）又发生了什么变化？此时模拟的是吸气还是呼气？ 问题3：结合模拟过程，分析胸廓容积的变化是如何引起气体进出肺的？（提示：从肺内气压与外界大气压的差值角度分析） 问题4：膈肌在吸气和呼气时分别处于什么状态？膈顶部怎样变化？这体现了生物体结构与功能之间的什么关系？ 问题5：在实验中，如果瓶底的橡皮膜被扎破，模型还能正常模拟呼吸运动吗？请说明原因。 问题6：人的肺能否像气球一样主动地收缩和舒张？结合呼吸运动的原理加以说明。 活动二　比较吸气和呼气的过程（我会比较） 填写下表，比较吸气和呼气时各结构的变化。 呼吸状态 肋间肌 膈肌 胸廓容积 肺的状态 肺内气压 气体流动方向 吸气 ____ ____ ____ ____ ____ ____ 呼气 ____ ____ ____ ____ ____ ____ 读表思考： 1. 从表中可以看出，吸气时胸廓容积扩大，肺扩张，肺内气压降低，外界气体进入肺；呼气时则相反。请用一句话概括呼吸运动的原理。 2. 为什么说吸气是主动过程，而呼气是被动过程？ 3. 若胸廓因外伤而漏气，形成“开放性气胸”，会对呼吸产生什么影响？请简要分析。 活动三　运用提升（我会运用） 选择题： 1. 推动外界气体进出肺的直接动力来自（　） 　A. 肺自身的收缩　　B. 肺泡的扩张　　C. 呼吸运动　　D. 气体的扩散作用 2. 下列有关呼吸运动的叙述，正确的是（　） 　A. 吸气时，胸廓容积缩小，肺扩张　　B. 呼气时，膈肌收缩，膈顶部下降　　C. 平静吸气时，肺内气压低于外界大气压　　D. 呼气时，肺内气压低于外界大气压 3. 深吸气时，下列哪种变化不可能发生（　） 　A. 膈顶部下降　　B. 肋间肌收缩　　C. 胸廓容积扩大　　D. 肺回缩 4. 关于“膈肌收缩与舒张对胸廓容积的影响”，下列说法正确的是（　） 　A. 膈肌收缩，膈顶部上升，胸廓上下径缩小　　B. 膈肌收缩，膈顶部下降，胸廓上下径增大　　C. 膈肌舒张，膈顶部下降，胸廓上下径增大　　D. 膈肌舒张，膈顶部上升，胸廓上下径增大 5. 人在呼气时，下列叙述正确的是（　） 　A. 肋间肌收缩，肋骨向上、向外运动　　B. 膈肌舒张，膈顶部回升　　C. 胸廓容积扩大　　D. 肺扩张 6. 呼吸运动使外界气体与肺内气体进行交换，其根本动力来自（　） 　A. 肺的扩张和回缩　　B. 呼吸肌的收缩和舒张　　C. 胸廓容积的变化　　D. 外界大气压 7. 人在剧烈运动时呼吸加深、加快，此时（　） 　A. 肋间肌、膈肌收缩加强　　B. 胸廓容积缩小　　C. 肺回缩加强　　D. 肺内气压升高 8. 下列叙述中，不符合呼吸运动原理的是（　） 　A. 胸廓容积扩大时，肺扩张，外界气体进入肺　　B. 肺内气压低于外界大气压时，外界气体进入肺　　C. 呼气时，胸廓容积缩小，肺回缩　　D. 膈肌舒张时，膈顶部下降，胸廓上下径增大 判断题（我来辨一辨）： 1. 呼吸运动包括吸气和呼气两个过程。　（　） 2. 吸气时，外界气体进入肺是因为肺内气压高于外界大气压。　（　） 3. 胸廓容积的扩大与缩小依靠呼吸肌的收缩和舒张来实现。　（　） 4. 在呼吸运动中，肺是主动扩大和缩小的。　（　） 5. 呼吸肌包括肋间肌和膈肌。　（　） 6. 呼气时，肺内气压高于外界大气压，肺内气体排出体外。　（　） 活动四　联系生活（我会健康生活） 任务情境：呼吸是生命活动的重要保障。吸烟、空气污染等不良因素会影响呼吸系统的健康，进而影响肺的气体交换功能。 材料分析题： 1. 长期吸烟者的肺组织受损，肺泡的弹性下降。请结合呼吸运动的原理，说明肺泡弹性下降会对呼气过程产生怎样的影响。 2. 雾霾天气时，空气中的颗粒物会进入呼吸道和肺。请从呼吸系统组成的角度，分析佩戴口罩对保护呼吸系统健康的意义。 3. 请你为“保护呼吸健康”拟写一条宣传标语。 4. 坚持体育锻炼能增强呼吸肌的力量和肺的弹性，从而提高肺活量。请结合呼吸运动的原理，解释体育锻炼为什么能使呼吸更加充分。 填空题（我来补全）： 1. 呼吸运动包括____和____两个过程，其根本动力来自____和____的收缩与舒张。 2. 胸廓容积扩大时，肺____，肺内气压____外界大气压，外界气体____肺；胸廓容积缩小时，肺____，肺内气压____外界大气压，肺内气体____体外。 判断题： 呼吸道是气体进出肺的通道，还能使到达肺的空气变得温暖、湿润、清洁。　（　） 简答题（我会思考）： 1. 游泳时，人深吸一口气后潜入水中，一段时间后需浮出水面换气。请运用呼吸运动的原理，分析人能够完成“吸气—憋气—换气”过程的原因。 2. 某同学在做“胸廓—肺”模型实验时发现，向下拉动橡皮膜，气球会变大。请用肺内气压与外界大气压的关系解释这一现象。 3. 请用“膈肌、胸廓、肺内气压、外界气体”等关键词，写一段话说明一次完整的吸气过程。 综合分析题： 某同学在探究实验中记录了“胸廓—肺”模型的几种操作，请完成填空。 （1）当膈肌收缩、膈顶部下降时，胸廓容积____，肺____，肺内气压____外界大气压，此时处于____过程。 （2）当膈肌舒张、膈顶部回升时，胸廓容积____，肺____，肺内气压____外界大气压，此时处于____过程。 （3）在该模型中，气球模拟____，橡皮膜模拟____，塑料瓶模拟____。 活动五　归纳小结（我会小结） 用简洁的文字把本节知识串成完整的知识链条。 1. 呼吸运动：肋间肌、膈肌的收缩或舒张 → ____容积改变 → 肺____或____ → 肺内气压改变 → 气体进出肺。 2. 吸气时：肋间肌、膈肌____，胸廓容积____，肺____，肺内气压____外界气压，____进入肺。 3. 呼气时：肋间肌、膈肌____，胸廓容积____，肺____，肺内气压____外界气压，____排出体外。 4. 一句话总结：肺与外界的气体交换是通过____来实现的，其根本原因是____容积的变化引起____内气压的变化。 五、参考答案 活动二　知识梳理（我会填） 1. 呼吸道；肺；肺 2. 鼻；咽；喉；气管；支气管 3. 胸廓；肺泡 4. 肋骨；胸骨 5. 扩大；缩小；吸气；呼气；肋间肌；膈肌 6. 收缩；上；外；增大；收缩；下降；增大；扩大；扩张；低于 7. 舒张；下；内；缩小；舒张；回升；缩小；回缩；高于 8. 低于；高于 9. 收缩；舒张 10. 肋间肌；膈肌 活动三　预习自测（我会判断） 1. 正确　2. 错误　3. 正确　4. 正确　5. 正确　6. 正确　7. 正确　8. 正确 活动四　预习自测（我会选择） 1. C　2. D　3. A　4. B　5. C　6. D　7. B 活动五　预习拓展（我来挑战） 提示：紧张或大笑时，肋间肌和膈肌频繁、强烈地收缩和舒张，使呼吸运动加快、胸廓容积变化幅度增大；若某块呼吸肌持续痉挛，会出现“岔气”或呼吸急促现象。（表述合理即可） 活动一　探究呼吸运动的原理（我会探究） 问题1：气球（肺）变大（扩张）。说明胸廓容积扩大时，肺随之扩张。 问题2：气球（肺）变小（回缩）。此时模拟的是呼气。 问题3：胸廓容积扩大→肺扩张→肺内气压降低（低于外界大气压）→外界空气进入肺；胸廓容积缩小→肺回缩→肺内气压升高（高于外界大气压）→肺内气体排出。 问题4：吸气时膈肌收缩，膈顶部下降；呼气时膈肌舒张，膈顶部回升。这体现了结构与功能相适应的生命观念。 问题5：不能。橡皮膜被扎破后无法形成密闭的胸腔，拉动时无法引起胸廓容积的相应变化，肺也不能随之扩张和回缩，模型就不能正常模拟呼吸运动。 问题6：肺本身不能主动收缩和舒张。肺的扩张与回缩是被动完成的，是由胸廓容积的变化引起的；胸廓容积的变化又依赖于肋间肌和膈肌的收缩与舒张。 活动二　比较吸气和呼气的过程（我会比较） 吸气：肋间肌收缩；膈肌收缩；胸廓容积扩大；肺扩张；肺内气压降低（低于外界）；外界空气进入肺。 呼气：肋间肌舒张；膈肌舒张；胸廓容积缩小；肺回缩；肺内气压升高（高于外界）；肺内气体排出体外。 1. 呼吸运动的原理：胸廓容积的扩大和缩小引起肺的扩张和回缩，从而使肺内气压发生相应改变，与外界大气压形成压差，推动气体进出肺。 2. 吸气时肋间肌和膈肌主动收缩，胸廓容积扩大，故为主动过程；呼气时呼吸肌舒张，依靠胸廓和肺的弹性回缩来完成，故为被动过程。 3. 胸廓漏气会使胸廓内外气压趋于一致，肺无法随胸廓容积变化而正常扩张和回缩，导致呼吸运动受阻，严重时危及生命。 活动三　运用提升（我会运用） 选择题：1. C　2. C　3. D　4. B　5. B　6. B　7. A　8. D 判断题：1. 正确　2. 错误　3. 正确　4. 错误　5. 正确　6. 正确 活动四　联系生活（我会健康生活） 材料分析题： 1. 呼气时依靠肋间肌和膈肌舒张、肺的弹性回缩完成。肺泡弹性下降后，肺的回缩能力减弱，导致呼气不充分，肺内残余气体增多，影响肺的气体交换功能。 2. 呼吸道对吸入的空气有一定的清洁作用，但空气中的颗粒物仍可能进入呼吸道和肺。佩戴口罩能阻挡部分颗粒物，减轻呼吸道和肺的负担，从而保护呼吸系统健康。 3. 示例：远离烟草，让每一次呼吸都更清新。（表述合理即可） 4. 坚持锻炼使肋间肌和膈肌更有力，胸廓容积变化幅度更大，肺能更充分地扩张和回缩，肺活量增大，呼吸更充分、更高效。 填空题： 1. 吸气；呼气；肋间肌；膈肌 2. 扩张；低于；进入；回缩；高于；排出 判断题：正确 简答题（我会思考）： 1. 深吸气时，肋间肌和膈肌收缩，胸廓容积扩大，肺扩张，肺内气压低于外界大气压，外界空气进入肺；憋气时呼吸肌保持收缩状态，胸廓和肺维持扩张，气体滞留于肺；换气时呼吸肌舒张，胸廓容积缩小，肺回缩，肺内气压升高，肺内气体排出，随后再次吸气，如此反复即完成换气。 2. 向下拉动橡皮膜模拟膈顶部下降，胸廓容积增大，肺随之扩张，肺内气压降低、低于外界大气压，外界气体进入肺，故气球变大。 3. 示例：平静吸气时，膈肌收缩、膈顶部下降，同时肋间肌收缩，胸廓容积扩大，肺随之扩张，肺内气压低于外界大气压，外界气体通过呼吸道进入肺。（表述合理即可） 综合分析题： （1）扩大；扩张；低于；吸气 （2）缩小；回缩；高于；呼气 （3）肺；膈肌；胸廓 活动五　归纳小结（我会小结） 1. 胸廓；扩张；回缩 2. 收缩；扩大；扩张；低于；外界气体 3. 舒张；缩小；回缩；高于；肺内气体 4. 呼吸运动；胸廓；肺 1 学科网（北京）股份有限公司 $