《發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換（三）》教案教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點、難點【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（一）知識目標(biāo)：說出人呼出的氣體與空氣成分有差異。（二）能力目標(biāo)：設(shè)計實驗，探究人呼出的氣體與吸入的空氣成分有差異；（三）情感態(tài)度與價值觀1.通過分析各種生物的呼吸，認(rèn)同不同生物進(jìn)行氣體交換的結(jié)構(gòu)不同，但都與其生活方式相適應(yīng)；2.區(qū)分呼吸與呼吸作用，認(rèn)同呼吸作用是生物的共同特征，為生命活動提供動力【學(xué)習(xí)重點】1.通過分析各種生物的呼吸，認(rèn)同不同生物進(jìn)行氣體交換的結(jié)構(gòu)不同，但都與其生活方式相適應(yīng)2.區(qū)分呼吸與呼吸作用，認(rèn)同呼吸作用是生物的共同特征，為生命活動提供動力【學(xué)習(xí)難點】設(shè)計實驗，探究人呼出的氣體與吸入的空氣成分有差異。教學(xué)過程(表格描述)教學(xué)環(huán)節(jié)主要教學(xué)活動設(shè)置意圖導(dǎo)入新課1聯(lián)系舊知識，明確本節(jié)課的研究主題回憶舊知識：呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能明確本節(jié)課研究主題：人體呼出的氣體與空氣相比，二氧化碳含量有什么變化？利用日常情境，回顧舊知，啟發(fā)新知，建立知識的連續(xù)性，引出課題。探究人體呼出氣體與吸入氣體成分的差異探究人體呼出氣體與吸入氣體成分的差異提出問題：人體呼出的氣體與空氣相比，二氧化碳含量有什么變化？引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，思考解決問題的方法。簡易吹氣法方法步驟：在試管或燒杯中加入等量的澄清石灰水，分別加塑料吸管，一組直接呼氣，另一組用洗耳球（或氣泵）打入空氣。觀察液體的渾濁程度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)150mL燒杯加入50mL澄清石灰水，向里吹氣10秒，開始出現(xiàn)白色物質(zhì)，至30秒澄清石灰水完全變成白色渾濁液。40mL大試管加入2mL左右澄清石灰水，6秒時澄清石灰水完全渾濁。而打入同樣時間長短的空氣，澄清石灰水無明顯變化。說明呼出的氣體中含有較多的二氧化碳。這種方法不需要連接復(fù)雜的實驗裝置，節(jié)省時間，簡便易行。氣球法：方法步驟：（1）在相同的2只試管中分別倒入2mL澄清石灰水。（2）取同樣大的2只氣球，分別用呼出氣體和空氣充滿，從氣球口部插入塑料吸管，將氣球系好，分別將帶有氣球的吸管插入到2只試管中，放松氣球口部的線繩，以便氣體緩緩?fù)ㄈ氲皆嚬苤?，觀察現(xiàn)象。還可以使用針筒從氣球口部的褶皺處扎入，取相同體積的氣體，分別注入澄清石灰水中，觀察現(xiàn)象。結(jié)果：使用直徑12cm左右的氣球，通入呼出氣體的一半體積時，澄清石灰水完全渾濁，而通入同樣體積的空氣，試管中的澄清石灰水無明顯變化。說明呼出的氣體中含有較多的二氧化碳。這種方法也非常簡便易行，而且還可以很好地控制單一變量，保證通入氣體體積相同。塑封袋法：方法步驟：在兩只塑料袋上分別標(biāo)記：空氣，呼氣，“空氣袋”直接兜入空氣，封口，“呼氣袋”向內(nèi)吹氣，封口，呼氣袋中的石灰水變渾濁，而空氣袋中的石灰水保持澄清。這種方法的材料用具及操作都很簡單，價格便宜并且可以反復(fù)使用，不受場地、時間等限制，在教室內(nèi)即可進(jìn)行分組實驗，取氣非常方便而且能夠很快看到現(xiàn)象。選用密封袋可以更好地控制單一變量，保證氣體量一致，而且在注入澄清石灰水時從封口處加入，更容易操作，減少氣體漏出。經(jīng)典方法：方法步驟：（1）將等量的澄清石灰水分別倒入容積相同的甲、乙錐形瓶中，并按圖中所示連接好實驗裝置。（2）用酒精棉簽擦拭C處的玻璃管，然后用口含住C處，反復(fù)進(jìn)行吸氣和呼氣。（3）觀察并記錄兩個錐形瓶中澄清石灰水的變化情況。2.強(qiáng)調(diào)注意要點，防止誤吸石灰水。3.觀看實驗視頻資料，分析實驗結(jié)果：我們發(fā)現(xiàn)甲瓶中的澄清石灰水不變渾濁，乙瓶中的澄清石灰水變渾濁。4.得出結(jié)論：人呼出的氣體中含有較多的二氧化碳。BTB指示劑法：1號試管中通入呼出的氣體20mL的試管中藍(lán)色的BTB溶液變?yōu)榫G色；2號試管中通入呼出的氣體80mL的試管中藍(lán)色的BTB溶液變?yōu)辄S色；3號試管中通入空氣80mL的試管中溶液的顏色與未做處理的4號試管中溶液顏色無明顯差異。說明2號試管中的二氧化碳含量最多，1號試管比3號和4號試管多，由此說明人呼出的氣體中含有較多的二氧化碳。探究人呼出氣體與吸入氣體成分的差異：排水集氣法方法步驟：（1）在玻璃水槽內(nèi)加一定量的水。（2）取2個一樣的集氣瓶，均加滿水，用毛玻璃蓋住瓶口，保證沒有氣體。（3）將集氣瓶倒扣在水槽中，保證水槽的水沒過集氣瓶2/3，傾斜時也不會進(jìn)入空氣。（4）在水槽中，將毛玻璃推開一段，插入吸管，向一只集氣瓶內(nèi)呼出氣體，另一只向內(nèi)打入空氣。（5）2只集氣瓶內(nèi)的水排空后，再將毛玻璃推回，蓋住瓶口，將集氣瓶從水槽中取出。（6）從瓶口處加入澄清石灰水，振蕩后觀察現(xiàn)象。含量變化：無論吸入還是呼出的氣體，含量最高的都是氮氣；氧氣的含量都高于二氧化碳的含量。第二，與吸入的空氣相比，呼出的氣體中氧氣含量減少，二氧化碳和水含量增加。啟發(fā)學(xué)生在提出問題后，有探究未知的好奇心，培養(yǎng)學(xué)能利用身邊的材料解決問題的能力和意識。提倡利用身邊隨手可得的物品進(jìn)行探究活動。例如氣球、塑封袋等是身邊的常見物品，利用這些成本較低的材料能夠更廣泛地開展探究活動，在課堂中還可以引導(dǎo)學(xué)生討論如何利用方便取用的材料改進(jìn)實驗設(shè)計，從而達(dá)成構(gòu)建“科學(xué)探究”概念的目標(biāo)。組織學(xué)生進(jìn)行探究活動還可以拉近生物學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生深切體驗到科學(xué)的真實性，體會生物學(xué)的發(fā)展對人類生活和社會發(fā)展的影響，提升學(xué)生對生物學(xué)課程學(xué)習(xí)的興趣。培養(yǎng)學(xué)生查閱資料，利用物質(zhì)的多種性質(zhì)解決問題的能力?？偨Y(jié)人呼出氣體與吸入氣體成分的差異。其他生物的呼吸其他生物的呼吸單細(xì)胞生物直接與外界環(huán)境進(jìn)行氣體交換草履蟲、變形蟲等單細(xì)胞生物大多生活在水中，溶解在水中的氧氣通過其體表進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，細(xì)胞生命活動產(chǎn)生的二氧化碳也通過體表排出體外。蚯蚓通過濕潤的體壁進(jìn)行氣體交換蚯蚓生活在富含腐殖質(zhì)的濕潤的土壤中，以植物的枯葉、朽根和土壤中的有機(jī)物為食，在土壤中鉆來鉆去，疏松土壤。蚯蚓是如何進(jìn)行氣體交換的呢？蚯蚓沒有專門的呼吸器官，靠分泌黏液，始終保持濕潤的體壁來完成呼吸，蚯蚓的體壁外面有黏液，有利于溶解氧氣，體壁里密布毛細(xì)血管，有利于氣體交換。魚類依靠鰓進(jìn)行呼吸魚的鰓位于頭部后方的鰓蓋內(nèi)。魚通過口吞進(jìn)大量的水，再通過鰓把水排出去。魚鰓上有許多微細(xì)的鰓絲，鰓絲上分布著豐富的毛細(xì)血管。當(dāng)水流經(jīng)鰓絲時，溶解在水中的氧氣通過擴(kuò)散作用進(jìn)入毛細(xì)血管內(nèi)的血液中，血液中的二氧化碳通過擴(kuò)散作用進(jìn)入水中?？茖W(xué)解釋：夏季清晨，魚塘中的魚往往出現(xiàn)魚的“浮頭”現(xiàn)象，你能解釋為什么嗎？兩棲動物的呼吸隨著生物進(jìn)化的歷程，古代魚類演化為兩棲動物。兩棲動物屬于從水生到陸生的過渡類型，以青蛙為例，幼體蝌蚪生活在水中，用鰓呼吸，成體生活在潮濕的陸地或水中，以肺呼吸為主，但是蛙的肺是一對結(jié)構(gòu)簡單、薄壁的囊狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)行氣體交換的能力有限。青蛙的皮膚裸露，很薄，能分泌大量黏液，皮膚上還分布有豐富的毛細(xì)血管，能夠與外界進(jìn)行氣體交換。因此，青蛙的皮膚具有輔助呼吸的功能。因此，兩棲動物幼體用鰓呼吸，成體用肺呼吸，皮膚輔助呼吸。鳥類的呼吸鳥類的呼吸系統(tǒng)由鼻咽、氣管、支氣管、肺和一些氣囊組成，支氣管一致穿過肺而與氣囊相通。鳥類的肺呈海綿狀，由支氣管及其分支構(gòu)成。分支很細(xì)的毛細(xì)支氣管周圍有大量的毛細(xì)血管分布，這是鳥類進(jìn)行氣體交換的場所。鳥類有9個與肺相通的氣囊，可以分成前后兩組。氣囊只有貯存氣體的功能，沒有氣體交換的作用。當(dāng)鳥類吸氣時，氣囊擴(kuò)張，大量的新鮮空氣直接通過支氣管進(jìn)入氣囊。同時，還有部分氣體進(jìn)入肺部的毛細(xì)支氣管，并與毛細(xì)血管中的血液進(jìn)行氣體交換。呼氣時，氣囊縮小，氣囊中貯存的新鮮空氣進(jìn)入肺中的毛細(xì)支氣管，與毛細(xì)血管中的血液再次進(jìn)行氣體交換。這種在吸氣與呼氣時，肺均能夠進(jìn)行氣體交換的現(xiàn)象，稱為雙重呼吸。雙重呼吸大大提高了鳥類氣體交換的效率，這是與鳥類飛行生活耗氧量大、生命活動旺盛相適應(yīng)的。小結(jié)：不同生物類群生活在不同的環(huán)境中，進(jìn)行氣體交換的結(jié)構(gòu)也多種多樣，但都與其生活方式相適應(yīng)，都是為了從外界環(huán)境中獲取氧氣，滿足生命活動的需要。從單細(xì)胞生物到多細(xì)胞生物，由低等生物到高等生物，沿著生物進(jìn)化的方向，分析不同生物進(jìn)行氣體交換的結(jié)構(gòu)的多樣性，滲透結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀?？茖W(xué)解釋，學(xué)以致用，利用所學(xué)知識指導(dǎo)生活。認(rèn)識到生命活動的多樣性和統(tǒng)一性。呼吸與呼吸作用呼吸是生物體與外界進(jìn)行氣體交換的過程呼吸作用是生物的共同特征呼吸作用是發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)氧化分解過程，其實質(zhì)都是分解有機(jī)物，釋放能量。明確呼吸與呼吸作用的聯(lián)系與區(qū)別。課堂小結(jié)吸收氧氣、呼出二氧化碳只是生命活動的表面現(xiàn)象，發(fā)生在細(xì)胞中的變化才接近生命的本質(zhì)。一切生命活動都需要消耗能量，這些能量來自于細(xì)胞的呼吸作用。無論是植物、動物或其他生物，只要是活的生物體，細(xì)胞內(nèi)就一直在進(jìn)行著呼吸作用。呼吸作用與細(xì)胞的能量供應(yīng)關(guān)系密切。雖然不同生物的呼吸方式不同，但是在細(xì)胞這個層次上，有機(jī)物的氧化分解有著高度的統(tǒng)一性。認(rèn)識生物呼吸作用獲得能量的高度統(tǒng)一性。課后知能演練基礎(chǔ)鞏固知識點一肺與外界的氣體交換1.(2024·黑龍江綏化中考)與人體吸入的氣體相比,呼出的氣體中()A.氧氣含量減少,二氧化碳含量增多 B.氧氣含量增多,二氧化碳含量減少C.氧氣含量減少,二氧化碳含量減少 D.氧氣含量增多,二氧化碳含量增多2.(2024·黑龍江齊齊哈爾中考)生物學(xué)興趣小組的同學(xué)利用模擬膈肌運動的裝置探究呼吸運動。下圖中能正確展示呼氣時肺和膈肌狀態(tài)的是()3.肋骨間的肌肉和膈肌是人體主要的與呼吸相關(guān)的肌肉。人體呼氣時肋骨間的肌肉和膈肌的狀態(tài)是()A.肋骨間的肌肉收縮、膈肌舒張 B.肋骨間的肌肉舒張、膈肌收縮C.肋骨間的肌肉舒張、膈肌舒張 D.肋骨間的肌肉收縮、膈肌收縮4.下圖是人體胸廓變化示意圖。下列對圖中狀態(tài)的描述,正確的是()A.膈肌舒張 B.胸廓縮小 C.吸入氣體 D.呼出氣體知識點二肺泡與血液的氣體交換5.在經(jīng)過肺泡內(nèi)的氣體交換后,肺泡周圍的毛細(xì)血管中血液成分的變化情況是()A.二氧化碳增多,氧增多 B.二氧化碳減少,氧增多C.二氧化碳增多,氧減少 D.二氧化碳減少,氧減少6.在肺泡與血液的氣體交換過程中,下列結(jié)構(gòu)特點與氣體交換無直接關(guān)系的是()A.氣管比較長 B.肺泡壁很薄C.肺泡數(shù)量多 D.毛細(xì)血管壁很薄7.通過呼吸進(jìn)入人體的氧氣最終被利用的場所是()A.血液 B.心臟 C.肺 D.細(xì)胞能力提升8.(2024·四川廣安中考)某同學(xué)設(shè)計了下圖所示的裝置,用來模擬肺與外界的氣體交換過程。a、b、c模擬呼吸系統(tǒng)的相應(yīng)結(jié)構(gòu),橡皮膜模擬膈。下列說法正確的是()A.a、b、c分別模擬支氣管、氣管、肺B.向上推橡皮膜,模擬吸氣過程,液面A下降C.向下拉橡皮膜,c內(nèi)氣壓減小,液面B上升D.向下拉橡皮膜,模擬膈肌收縮,液面B下降9.圖甲、圖乙分別表示人體呼吸時的兩種狀態(tài),圖丙是肺容量隨時間的變化曲線。下列敘述正確的是()A.由圖乙到圖甲,肋骨間的肌肉和膈肌都舒張B.由圖甲到圖乙,對應(yīng)圖丙曲線AB、CD段C.圖丙中,C點時肺內(nèi)氣壓大于外界大氣壓D.圖丙中,B→C→D表示完成了兩次完整的呼吸運動10.下圖表示某人在兩種狀態(tài)下的呼吸情況。據(jù)圖分析,下列敘述正確的是()甲乙A.曲線甲可能為運動狀態(tài)B.曲線乙可能為平靜狀態(tài)C.M點、N點時,膈都是上升狀態(tài)D.處于曲線乙的狀態(tài)時,呼吸作用更強(qiáng)思維拓展11.某同學(xué)嘗試?yán)闷古仪颉⑽?、藍(lán)色毛線和紅色毛線等物品制作了肺泡的模型(如下圖所示)。請據(jù)圖回答下列問題。(1)乒乓球、毛線和吸管依次模擬的是。(2)若氣體從乒乓球進(jìn)入吸管,此時肺內(nèi)氣壓(填“大于”“小于”或“等于”)外界大氣壓。(3)此模型展示了肺適合氣體交換的特點,這體現(xiàn)了生物學(xué)中的觀點。(4)該模型還有哪些不足之處需要改進(jìn)?(答出一點即可)。答案：課后知能演練基礎(chǔ)鞏固1.A2.C3.C4.C5.B6.A7.D能力提升8.C解析:題圖中a、b、c分別模擬氣管、支氣管、肺,A項錯誤。向上推橡皮膜,模擬呼氣過程,呼氣時,胸廓縮小,肺隨之縮小,造成肺內(nèi)氣壓增大,大于外界大氣壓,液面A上升,液面B下降,B項錯誤。向下拉橡皮膜,模擬吸氣過程,吸氣時,膈肌收縮,胸廓擴(kuò)大,肺隨之?dāng)U張,造成肺內(nèi)氣壓減小,小于外界大氣壓,液面A下降,液面B上升,C項正確,D項錯誤。9.B解析:由圖乙到圖甲表示吸氣,肋骨間的肌肉和膈肌都收縮,A項錯誤。由圖甲到圖乙表示呼氣,呼氣時肺容量減小,對應(yīng)曲線AB、CD段,B項正確。圖丙中,C點是吸氣結(jié)束的瞬間,此時肺內(nèi)氣壓等于外界大氣壓,C項錯誤。呼吸運動包括吸氣和呼氣兩個過程。圖丙中,B→C表示吸氣,C→D表示呼氣,B→C→D表示完成了一次完整的呼吸運動,D項錯誤。10.D解析:曲線甲所示狀態(tài)肺容量波動較小,所以是平靜時的呼吸狀態(tài),曲線乙所示狀態(tài)肺容量波動較大,所以是運動時的呼吸狀態(tài),A、B兩項錯