1、第2課時(shí)肺泡與血液的氣體交換 重難點(diǎn) 肺泡與血液的氣體交換(重、難點(diǎn))重、難點(diǎn)分析：肺泡與血液中的氣體的交換過程，涉及物理學(xué)的擴(kuò)散原理和生物學(xué)的細(xì)胞呼吸等知識(shí)，學(xué)生不易理解。突破方案：1舉例媽媽做飯時(shí)的飯菜香，學(xué)生就容易理解，氣體的擴(kuò)散原理。2通過閱讀分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生就知道吸入氧氣，呼出二氧化碳，說明人體內(nèi)也進(jìn)行了呼吸作用。3展示肺泡模型，讓學(xué)生對(duì)于肺泡與血液進(jìn)行氣體交換的結(jié)構(gòu)有所了解。4通過畫肺泡結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)肺泡與血液進(jìn)行氣體交換的原因。1組織里的氣體交換(動(dòng)畫設(shè)計(jì))2肺內(nèi)交換(動(dòng)畫設(shè)計(jì))3發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換(視頻)4肺泡5肺泡與血液之間的氣體交換示意圖6肺泡里的氣體交換 復(fù)習(xí)導(dǎo)入

2、教師：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了人體吸入氣體的過程及原理，那么氣體到達(dá)肺部以后發(fā)生什么變化？又是如何到達(dá)全身各處的呢？今天我們就來研究這方面的內(nèi)容。(板書：肺泡與血液的氣體交換)問題導(dǎo)入 分析呼出去氣體成分與在大氣中的含量，氧氣的含量減少，二氧化碳的含量增加。這種變化是怎么發(fā)生的呢？分析導(dǎo)入 分析呼出去氣體成分與在大氣中的含量，氧氣的含量減少，二氧化碳的含量增加。這種變化是怎么發(fā)生的呢？氣體成分氮?dú)庋鯕舛趸妓渌麣怏w在大氣中的含量(%)78210.030.070.9在呼出氣體中的含量(%)781641.10.91吸入氣、呼出氣和肺泡氣吸入氣、呼出氣和肺泡氣人體吸入的空氣中，氣體的種類很多，但主要的是

3、氧（O2）、二氧化碳（CO2）、氮（N2）三種，具有生理作用的只有O2 和CO2。N2所占的容積百分比雖然很大，但是由于它對(duì)人體既無用也無害，在討論氣體交換時(shí)可以暫不考慮?，F(xiàn)將吸入氣、呼出氣和肺泡氣中各種氣體的容積百分比列表如下：氣體成分吸入氣呼出氣肺泡氣O220.9616.414.3CO20.044.15.6N279.0079.580.1合計(jì)100.00100.00100.00從表中可以看出，由肺內(nèi)呼出的氣體，其種類與吸入的氣體相同，但各種其他的容積百分比已經(jīng)改變，主要是O2減少而CO2增加。存在與肺泡內(nèi)的氣體，其各種其他的容積百分比與呼出的氣體不同，O2的百分比更少，而CO2更多。在吸入氣

4、體中，O2約占21%，而肺泡中的氧僅占14.3%，兩者比較，表明已有6.7%的 O2擴(kuò)散入血液中，被組織細(xì)胞所利用。而在吸入的新鮮空氣中，CO2的容積僅占?xì)怏w總?cè)莘e的萬分之四，幾乎可以忽略不計(jì)，但在肺泡氣中卻占5.6%，這表明這些CO2完全是由組織細(xì)胞所產(chǎn)生的。N2在呼吸過程中原無增減，但表中三種情況下的N2百分比不同，這是由于受其他兩種氣體的百分比的影響，只是相對(duì)地起了變化，其絕對(duì)值并無變動(dòng)。至于呼出氣與肺泡氣的不同，是由于每次呼出氣中，開始的一部分是上次吸入的新鮮空氣存留在呼吸道中的，因此這種不同，實(shí)際上是呼吸道內(nèi)存留的氣體和肺泡氣混合的結(jié)果。二、氣體交換氣體在肺泡處的交換是通過肺泡和毛細(xì)

5、血管壁進(jìn)行的。氣體在組織內(nèi)的交換也通過毛細(xì)血管壁進(jìn)行。氣體是怎樣進(jìn)行交換的呢？氣體分子不論在氣體狀態(tài)或溶解在體液中，都在不斷地運(yùn)動(dòng)，具有擴(kuò)散性。一種氣體總是由多的地方向少的地方擴(kuò)散，即總是由濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散，直到平衡為止。氣體的濃度與壓力有關(guān)，濃度高壓力越大，濃度低壓力越小。因此也可以說，氣體是由壓力高的地方向壓力低的地方擴(kuò)散的。氣體在肺泡和在組織內(nèi)的交換，都是通過這種擴(kuò)散作用實(shí)現(xiàn)的。三、氣體在血液中的運(yùn)輸氧和二氧化碳在血液中是以物理溶解和化學(xué)結(jié)合兩種形式運(yùn)輸?shù)?。在正常氧分壓條件下，以物理溶解形式運(yùn)輸?shù)难趿渴呛苌俚?。絕大部分的氧，先溶解于血漿，再擴(kuò)散到紅細(xì)胞內(nèi)，與血紅蛋白結(jié)合生成

6、氧合血紅蛋白后才進(jìn)行運(yùn)輸?shù)?。氧的化學(xué)結(jié)合，就是指氧和血紅蛋白結(jié)合。以物理溶解形式運(yùn)輸?shù)亩趸家彩呛苌俚?，大部分二氧化碳是靠化學(xué)結(jié)合進(jìn)行運(yùn)輸?shù)?。二氧化碳化學(xué)結(jié)合的形式包括碳酸氫鹽和氨基甲酸血紅蛋白（由二氧化碳與血紅蛋白結(jié)合而成）兩種，其中以碳酸氫鹽的形式為主。以碳酸氫鹽的形式運(yùn)輸比較復(fù)雜，它包括許多化學(xué)反應(yīng)，先簡述如下。當(dāng)二氧化碳進(jìn)入血液，擴(kuò)散到紅細(xì)胞里后，在紅細(xì)胞中的碳酸酐酶的作用下，和水生成碳酸。碳酸解離成碳酸氫根離子和氫離子，當(dāng)紅細(xì)胞內(nèi)的碳酸氫根離子濃度超過血漿中的碳酸氫根離子濃度時(shí)，碳酸氫根離子通過紅細(xì)胞的膜進(jìn)入血漿，與血漿中的鈉離子結(jié)合成碳酸氫鈉（屬于碳酸氫鹽）。二氧化碳在血液中主要

7、是以這樣的化學(xué)結(jié)合形成，即碳酸氫鹽的形式進(jìn)行運(yùn)輸?shù)摹Ｋ?、二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁人體呼出的氣體中含有比較多的二氧化碳（CO2）。人們向澄清的石灰水Ca（OH）2內(nèi)吹氣的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使石灰水變渾濁，這是由于生成白色的碳酸鈣沉淀的緣故。碳酸鈣不溶于水，所以沉淀下來。五、肺的通氣量肺內(nèi)氣體的容量隨著呼吸深度而不同。正常人平靜呼吸時(shí)每次吸入或呼出的氣體量約為500 mL，稱潮氣量。如在平靜吸氣之后再繼續(xù)用力吸氣，直至不能再吸為止，這時(shí)所增添的吸入氣量稱為補(bǔ)吸氣量，約為1500 mL。如在平靜呼氣之后再繼續(xù)用力呼氣直至不能再呼為止，這時(shí)所增添的呼出氣量，稱為補(bǔ)呼氣量，約為1500 mL。

8、潮氣量、補(bǔ)吸氣量和補(bǔ)呼氣量三者之和，即盡力吸氣之后，再盡力呼氣所能呼出的氣體量，稱為肺活量，約為3500 mL。肺活量并不是肺能容納的氣體最大量，因?yàn)榧词故潜M最大力氣呼出氣體，肺內(nèi)仍然存留一些氣體不能呼出，這部分氣體稱為余氣量，約為1500 mL。肺活量和余氣量之和稱為肺的總?cè)萘浚丛谧畲笪鼩馔炅藭r(shí)肺內(nèi)氣體的總?cè)萘?。不只是連體的肺，其肺泡內(nèi)總含有一定量的氣體，即使是離體的完全坍陷的肺，肺泡中仍存留少量氣體，永遠(yuǎn)不能排盡。這是因?yàn)?，人出生?jīng)過第一次呼吸之后，肺中永遠(yuǎn)存留著氣體，每次呼吸運(yùn)動(dòng)，只能把肺中氣體更新一部分。 每分肺吸入或呼出的氣體總量稱為肺的每分通氣量。肺每分通氣量等于潮氣量與呼吸頻率

9、的乘積。成年人平靜時(shí)的潮氣量為500 mL，每分呼吸1618次，那么成年人在平靜時(shí)的每分通氣量為89 mL。在從事劇烈運(yùn)動(dòng)和體力勞動(dòng)的時(shí)候，潮氣量和呼吸頻率都會(huì)大大增加。每分最大通氣量男子可達(dá)100110 mL，女子可達(dá)80 mL。最大通氣量反映單位時(shí)間內(nèi)肺與外界的最大通氣功能。每次呼吸時(shí)吸入的氣體并不能全部進(jìn)入肺泡，其中有一部分氣體停留在鼻腔、咽、喉、器官、支氣管等處，不能與血液之間進(jìn)行氣體交換，這部分氣體的容積一般約為150。因此，平靜呼吸時(shí)每次吸入到肺泡的氣體量只有350 mL（500 mL 150 mL=350 mL ）。這是肺泡的一次通氣量。肺泡每分通氣量直接受呼吸頻率和潮氣量的影響

10、，其中以潮氣量的影響更大。例如潮氣量為500而呼吸頻率為每分16次的人，與潮氣量為250 mL而呼吸頻率為每分32次的人比較，前者肺泡每分通氣量等于（500 mL 150 mL）16次，即5.6 L ；后者肺泡每分通氣量等于（250 mL150 mL） 32次，即3.2 L。以上的例子表明，從氣體交換的效率來看，深而慢的呼吸比淺而快的呼吸更為有效。在運(yùn)動(dòng)中，呼吸頻率過高，呼吸深度表淺，往往是氧氣供應(yīng)不足的重要因素之一。六、你會(huì)呼吸嗎長期端坐在辦公室的“白領(lǐng)階層”，習(xí)慣于“短暫呼吸”。因?yàn)樗麄冮L期正襟危坐，胸腔受到壓迫，吸入的新鮮空氣尚未深入肺葉下端時(shí)，便匆匆地呼氣了。專家們強(qiáng)調(diào)，正確的呼吸方法

11、應(yīng)是心平氣和，于是較充足的氧氣便有可能深入到肺葉的所有角落。此外，在安靜時(shí)，每次呼氣的時(shí)間，應(yīng)是吸氣時(shí)間的兩倍。同時(shí)，盡量少用嘴，而多用鼻來呼吸。實(shí)際上，一旦你改變了錯(cuò)誤的呼吸方式，許多常見疾病，如哮喘、支氣管炎、高血壓、心臟病、頭痛病、憂郁癥等癥狀，都會(huì)有一定程度的減輕，甚至對(duì)一些無藥可治的疾病，如慢性疲勞、月經(jīng)紊亂及各種過敏反應(yīng)，都會(huì)有一定療效。正確的呼吸還能調(diào)節(jié)情緒，當(dāng)你與人爭論而不高興的時(shí)候，或正準(zhǔn)備首次演講和演出而感到很緊張的時(shí)候，或正設(shè)法解決一個(gè)難題而感到焦慮的時(shí)候，建議你停下來，做幾次深呼吸，這樣就能促進(jìn)血液循環(huán)，增加體內(nèi)供氧，增加肺活量，排出二氧化碳?xì)怏w。這時(shí)，你就會(huì)感到松弛，

12、不那么緊張了， 你也不再皺眉頭、發(fā)脾氣了。七、文明打噴嚏“啊嚏”，每個(gè)人都打過噴嚏，而且往往會(huì)感到痛快。打噴嚏是人體的一種天然防御機(jī)制，是呼吸道排斥異己的劇烈行為。當(dāng)鼻腔黏膜受到辣味等的刺激時(shí)，這種刺激通過末梢神經(jīng)傳到大腦，于是自動(dòng)作出反應(yīng)，人們先深吸一口氣，然后胸部猛烈收縮，肺里的氣體急速有力地從氣管經(jīng)口鼻噴射出來，把刺鼻的氣味趕跑。傷風(fēng)感冒的時(shí)候，鼻腔里有大量病毒和病菌，這些病毒、病菌刺激鼻腔黏膜，于是接二連三地打噴嚏，這有助于清除鼻腔里的病菌。打噴嚏噴出空氣速度可超過每小時(shí)100千米。一個(gè)噴嚏最遠(yuǎn)可噴至4米開外。感冒病人的一個(gè)噴嚏，通常一次能噴射出大量的病菌。所以千萬不要沖著別人打噴嚏，

13、應(yīng)該用手帕輕輕捂住口鼻，防止把感冒傳染給別人。2自制簡易肺活量計(jì)自制簡易肺活量計(jì)一、材料 （一）制作材料1. 帶蓋兒透明塑料桶（如裝金龍魚食用油的塑料桶，5升；或鮮橙多塑料瓶，2升），60 80長的乳膠管 （約塑料桶身 高的2倍多），玻璃管。2. 廢舊搪瓷缸或油漆盒（內(nèi)口徑為810cm，高為911cm）。 （二）其它使用材料 500 ml量杯、250ml量杯，直尺、三角尺，油性記號(hào)筆，酒精噴燈，瓷碗碎片，剪刀、銼刀等。 二、制作原理 肺活量是指一次深吸氣后的最大呼出的氣體容積。由于人體呼出的氣體密度比水輕，在水中會(huì)上升，所以可以用“排水法”制作簡易肺活量計(jì)。在塑料桶中裝滿水后倒過來放在水中，通

14、過導(dǎo)管向桶內(nèi)吹氣，利用氣體上升把桶底的水排出、水受重力自動(dòng)向下流而水面下降的原理，可以進(jìn)行肺活量測(cè)量。人體吹出氣體的體積，就是桶內(nèi)被排出的水所占的體積，即桶內(nèi)被排空部分的容積。 三、制作方法 1. 標(biāo)畫刻度 （1）將塑料桶清洗干凈。 （2）把塑料桶正放在水平桌面上。用量杯量500ml 水倒入塑料桶中，待水面平靜后，在凹痕平行的兩個(gè)面中央，用直尺刻度邊與水的平面平行，用記號(hào)筆分別畫出兩條1.5cm 長的橫線與水面水平重疊。（實(shí)際操作中要根據(jù)筆尖的粗細(xì)調(diào)整直尺刻度邊與水的平面之間平行的距離，要讓畫的刻度線與水面水平重合，以減少誤差。） 沿桶身分別在畫出的兩條橫線的右端垂直畫一條豎線，接下來應(yīng)在兩條

15、垂直豎線的左邊分別畫水平刻度線，具體做法是：量100ml水，倒入塑料桶中，待水面平靜后，畫出1cm 長的橫線與水面水平重合；再倒入100ml水，重復(fù)以上操作，只是在1000ml、1500ml、2000ml、2500ml、 刻度處用1.5cm 長的橫線 ，其余用1cm 長的橫線。一直畫到5000ml 刻度線處為宜。（實(shí)際操作中，由于所選塑料桶表面凹凸不平，所畫出的刻度線間的寬度并不均勻，能找到表面平整一致的透明塑料桶最好。畫兩組刻度，便于學(xué)生較多時(shí)進(jìn)行自讀和他讀。） （3）根據(jù)器材在三年級(jí)上學(xué)期使用時(shí)學(xué)生的年齡、身體、及動(dòng)手操作的特點(diǎn)，我們還用容積為2l的鮮橙多瓶特意制作了一個(gè)2000ml 的，

16、刻度精確到50 ml 。特別適合剛升入三年級(jí)的學(xué)生使用。2. 制作導(dǎo)管 （1）用酒精噴燈燒制彎曲出一個(gè)90的直角彎玻璃管，兩直角邊長約48cm為宜，并將兩端截面熔燒光滑。再制作一根長約8cm的直玻璃管，也將兩端截面熔燒光滑，用做肺活量計(jì)的吹嘴。 （2）將直玻璃管和彎玻璃管分別連接在乳膠管的兩端，制作成導(dǎo)管。3. 制作支架 （1）支架的實(shí)際用途 教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，剛升入三年級(jí)的小學(xué)生在自己動(dòng)手測(cè)量時(shí)，在將裝滿水的塑料桶倒放入盆中，塑料桶極易滑倒，所以宜制作一個(gè)較沉重的、底部著力面積較大的支架支撐塑料桶。同時(shí)，塑料桶應(yīng)垂直放立才利于準(zhǔn)確讀出測(cè)量值，然而，在實(shí)際的測(cè)量中，要學(xué)生自己使塑料桶垂直起來，操

17、作起來是有一定難度的。為使學(xué)生的測(cè)量活動(dòng)更為科學(xué)和準(zhǔn)確，借助一個(gè)支架操作起來當(dāng)然要容易一些。 （2）支架的制作方法 在廢舊搪瓷缸或油漆盒的外壁上沿缸底起剪出一個(gè)高長為7cm 9cm 的洞，再在其對(duì)面也沿缸底剪出一個(gè)高長為5cm 5cm的洞。用銼刀將洞口邊緣銼光滑不致傷人。這樣，支架就算制作好了。 四、使用方法1. 在平底盆中裝如入小半盆水，把支架放入盆中。 2. 將塑料桶裝滿水，把蓋兒擰緊后，倒扣入盆里放到支架上面，讓桶嘴浸入水中后，再擰下蓋兒，將直角玻璃管插入桶嘴，并調(diào)整塑料桶保持垂直。 3. 手持吹嘴，站立深深吸氣至最大限度，雙唇緊含吹嘴玻璃管，徐徐向桶內(nèi)吹氣，不要讓氣外漏，截止到不能再吹

18、為止。沿水平位置讀取刻度所對(duì)應(yīng)的值，這個(gè)值就是所測(cè)得的肺活量。 （在進(jìn)行體格檢查中的肺活量測(cè)試，測(cè)試者需要測(cè)量23次，每次間隔30秒以上，再次測(cè)試，記錄時(shí)取最大值。） 4. 作為吹嘴使用的玻璃管，每個(gè)學(xué)生使用后，都應(yīng)讓唾液從直玻璃管中流出后清洗干凈，再用酒精嚴(yán)格消毒，才能由下一個(gè)人使用。 五、在教學(xué)中的使用意義 一臺(tái)精密的肺活量計(jì)（電子型、筒型）的價(jià)值從幾百元到幾千元不等，十分昂貴，一般學(xué)校均未能配備。這種自制的簡易肺活量計(jì)雖然沒有正規(guī)廠商生產(chǎn)的那樣標(biāo)準(zhǔn)，但是它能彌補(bǔ)教學(xué)儀器的不足。它不僅可以應(yīng)用于三年級(jí)的科學(xué)課教學(xué)中，還可以在學(xué)生成長各階段的體育課中使用（進(jìn)行體質(zhì)測(cè)量）。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生在不同年齡階段進(jìn)行測(cè)量記錄，統(tǒng)計(jì)全班同學(xué)的肺活量，從中體驗(yàn)自己的成長變化，還可以分析同班同學(xué)性別、年齡、自身健康情況及參加體育鍛煉對(duì)肺活量的影響，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。3有氧運(yùn)動(dòng)有氧運(yùn)動(dòng)有氧運(yùn)動(dòng)是指人體在氧氣充分供應(yīng)的情況下進(jìn)行的體育鍛煉。即在運(yùn)動(dòng)過程中，人體吸入的氧氣與需求相等，達(dá)到生理上的平衡狀態(tài)。簡單來說，有氧運(yùn)動(dòng)是指任何富韻律性的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)