Тема. Газообмен
в лёгких и тканях. Дыхательные движения.
Цель. Изучить
процесс газообмена, механизмы его протекания.
Задачи:
- Образовательные: - изучить
особенности строения лёгких в связи с их функциями; -
раскрыть особенности газообмена в лёгких и тканях; -
показать взаимосвязь знания законов физики, химии и биологии.
- Развивающие:
- продолжить формирование основ гигиены (правила гигиены дыхания);
-продолжить формирование навыка самонаблюдения.
- Воспитательные:
-
воспитывать бережное отношение к своему организму.
Тип урока:
комбинированный.
Методы: беседа, рассказ, демонстрация,
эксперимент, самостоятельная работа, работа в группах, решение проблемных
вопросов.
Ход урока:
I. Организационный
момент.
- Здравствуйте,
ребята.
- Давайте вспомним,
какую тему вы изучали на предыдущем уроке, с какими понятиями познакомились?
(Ответы учащихся)
Сегодня на уроке
мы закрепим ваши знания о строении и функциях дыхательной системы, о
взаимосвязи строения органов дыхания и их функций и продолжим изучение темы:
«Дыхание».
II. Проверка
знаний.
Перед
тем, как мы начнем изучать новый материал, проверим ваши знания дыхательной
системы с помощью биологического диктанта.
Часть
А.
Вставьте
пропущенные слова.
1.
Дыхательные пути состоят:____________________.
2. Наиболее
крупный хрящ гортани_______________.
3.
У человека имеется ___________ голосовых связок.
3. Продолжением
трахеи являются________________.
4. Не
пропускает пищу в гортань_________________.
5. Основной
орган дыхательной системы__________.
6. Самая
длинная часть воздухоносного пути_______.
7. Каждое
легкое снаружи покрыто тонкой оболочкой__________.
8. Тонкостенные
легочные пузырьки_________________________.
9.
Не дают трахее сужаться______________________.
10.
Начальная часть воздухоносного пути_______________.
Часть
Б.
Подпишите
названия органов дыхательной системы
III. Изучение
нового материала.
Учитель:
Для жизнедеятельности клеток и тканей необходим кислород. Благодаря
биологическому окислению органических веществ в клетках освобождается энергия.
Дыхание
– жизненно необходимый процесс. За всю жизнь человек вдыхает 380 тысяч м3
воздуха. За 1 час сна – 15 - 20 литров воздуха, при физической работе – 45 - 60
литров воздуха, при тяжелой работе – до 120 литров воздуха. Сегодня на уроке мы
должны выяснить, как строение легких обеспечивает данный процесс, как организм
освобождается от накопления СО2 и обогащается О2, почему
человечество должно заботиться о чистоте воздуха.
Сообщение
темы: «Газообмен в легких и тканях. Дыхательные движения»
Создание
проблемной ситуации:
Проведем
небольшой эксперимент. Сожмите губы и пальцами зажмите нос. Несколько мгновений
посидите спокойно. Через несколько мин обсуждаем впечатления детей о своих
ощущениях.
1.
Как вы себя чувствуете?
2.
Почему вы почувствовали головокружение, слабость, сухость во рту, потемнение в
глазах?
3.
Сколько времени мы можем не дышать?
Обычный
человек может находиться без воздуха максимум 5 минут, тренированный
(фридайвер) — до 9 минут. Потом у человека начинаются конвульсии, наступает
смерть. Нерпа может находиться под водой 20-25 мин, в искусственных условиях
самое большое время пребывания нерпы под водой – 65 мин.
4.
Зачем же мы дышим?
На
все эти вопросы вы сможете ответить в конце урока.
Учитель:
Сколько этапов можно выделить при дыхании человека? (ответы учащихся)
Внешнее
дыхание
|
1.
«Легочная вентиляция»- обмен газов между организмом и внешней средой.
|
2. «Легочное
дыхание» - обмен газов между альвеолами легких и кровью
|
Перенос
газов
|
Транспорт
О2 и СО2 в организме кровью.
|
Внутреннее
(тканевое) дыхание
|
Использование
О2 клетками для окислительных процессов с выделением энергии.
|
Газообмен
в легких.
Учитель:
В легких кровь освобождается от углекислого газа и насыщается кислородом.
По
артериям малого круга кровообращения в легкие поступает венозная кровь.
В воздухе, который вдыхает человек, кислорода содержится значительно больше,
чем в венозной крови. Поэтому он в результате диффузии свободно
проходит через стенки альвеол и капилляров в кровь. Здесь кислород соединяется
с гемоглобином — красным пигментом эритроцитов. Кровь насыщается
кислородом и становится артериальной. Одновременно углекислый газ
проникает в альвеолы. Благодаря легочному дыханию соотношение кислорода и
углекислого газа в воздухе альвеол поддерживается на постоянном уровне, и
газообмен между кровью и альвеолярным воздухом идет непрерывно,
независимо от того, вдыхаем мы воздух в данный момент или на некоторое время
задерживаем дыхание.
-
Давайте вспомним из курса физики, что такое диффузия?
Ответы
учащихся.
|
О2
|
N2
|
CО2
|
Инертные
газы
|
Водяной
пар
|
Вдыхаемый воздух
Выдыхаемый воздух
|
21%
16%
|
79%
79%
|
0,04%
4%
|
Небольшое
кол-во
Небольшое
кол-во
|
Небольшое кол-во
Увеличенное кол-во
|
- Каково процентное содержание кислорода и углекислого газа во
вдыхаемом и выдыхаемом воздухе?
– Как количественно изменяется состав выдыхаемого и вдыхаемого
воздуха?
Проблемный вопрос. Почему в выдыхаемом воздухе
увеличивается количество углекислого газа и уменьшается количество кислорода? (Ответы
учащихся)
Вывод: (формулируется учителем
совместно с учениками). Кислород останется в организме – капиллярах малого
круга кровообращения; количество углекислого газа в выдыхаемом воздухе
увеличивается, он удаляется из организма; содержание азота, почти, не меняется,
он организмом не используется.
Механизм
газообмена (физический смысл).
1. В
легких создаётся своеобразный вакуум, который легко заполняется вдыхаемым
воздухом.
2. Процесс
диффузии: CO2 из венозной крови в альвеолы лёгких; O2
– из альвеол – в кровь (она становится артериальной).
Перенос
газов кровью.
-
Кровь переносит кислород и углекислый газ. В крови, как и во всякой жидкости,
газы могут находиться в двух состояниях: в физически растворенном и химически
связанном. И кислород и углекислый газ в очень небольшом количестве
растворяются в плазме крови. Большая часть кислорода и углекислого газа
переносится в химически связанном виде.
Основной
переносчик кислорода - гемоглобин крови. 1 г гемоглобина связывает 1,34
мл кислорода. Гемоглобин обладает способностью вступать в соединение с
кислородом, образуя оксигемоглобин. Чем выше парциальное давление кислорода,
тем больше образуется оксигемоглобина. В альвеолярном воздухе парциальное
давление кислорода 100-110 мм рт. ст. При таких условиях 97% гемоглобина крови
связывается с кислородом. Кровь приносит к тканям кислород в виде оксигемоглобина.
Здесь парциальное давление кислорода низкое, и оксигемоглобин - соединение
непрочное - высвобождает кислород, который используется тканями. На связывание
кислорода гемоглобином оказывает влияние и напряжение углекислого газа.
Углекислый газ уменьшает способность гемоглобина связывать кислород и
способствует диссоциации оксигемоглобина. Повышение температуры также уменьшает
возможности связывания гемоглобином кислорода. Известно, что температура в
тканях выше, чем в легких. Все эти условия помогают диссоциации
оксигемоглобина, в результате чего кровь отдает высвободившийся из химического
соединения кислород в тканевую жидкость.
Перенос
углекислого газа также связан с гемоглобином. Примерно 10% газа соединяется с
этим белком и образует непрочное химическое соединение карбогемоглобин.
Остальная часть соединяется с водой и превращается в угольную кислоту. Далее
кислота реагирует с ионами натрия и калия в плазме крови.
Обмен
газов в тканях.
В
тканях кровь отдает кислород и насыщается углекислым газом.
Артериальная
кровь по сосудам большого круга кровообращения направляется к органам тела.
Содержание кислорода в артериальной крови больше, чем в клетках тканей. Поэтому
кислород благодаря диффузии свободно проходит через тонкие стенки капилляров в
клетки. Кислород используется для биологического окисления, а выделившаяся
энергия идет на процессы жизнедеятельности клетки. При этом образуется
углекислый газ, который поступает из клеток тканей в кровь. Кровь из
артериальной превращается в венозную. Она возвращается к легким и здесь снова
становится артериальной.
Известно,
что газы плохо растворяются в теплой воде, еще хуже в теплой и соленой воде.
Чем же объяснить, что кислород проникает в кровь, несмотря на то, что кровь —
теплая и соленая жидкость? Ответ на этот вопрос кроется в свойствах гемоглобина
эритроцитов, которые переносят кислород от органов дыхания к тканям, а от них —
углекислый газ к дыхательным органам. Его молекула химически взаимодействует с
кислородом: она захватывает 8 атомов кислорода и доставляет их тканям.
Дыхательные
движения.
Учитель:
Дыхательный цикл складывается из вдоха и выдоха. Они ритмично следуют друг за
другом. Объём лёгких то увеличивается, то уменьшается. В лёгких нет мышечной
ткани. Лёгкие растягиваются пассивно, следуя за движением стенок грудной
полости.
Эти
дыхательные движения совершаются с помощью дыхательных мышц – это наружные и
внутренние межрёберные мышцы и диафрагмы.
А
теперь ребята, пользуясь текстом учебника заполняете таблицу 2.
Учащиеся
выполняют задание по учебнику.
При
вдохе………….. межрёберные мышцы.
|
При
выдохе………….. межрёберные мышцы.
|
Рёбра
……….
|
Рёбра
……….
|
Диафрагма……….
и становится более ……………..
|
Диафрагма……….
и становится более ……………..
|
Это приводит к ……………………….объёма
грудной клетки.
|
Это приводит к ……………………….объёма
грудной клетки.
|
Лёгкие
при этом……………. ……..в объеме,
|
Лёгкие
при этом……………. ………в объеме,
|
давление
в них ………… и становиться ниже атмосферного.
|
давление
в них ………….., становиться чуть выше атмосферного.
|
Воздух…………..
в лёгкие. Происходит вдох.
|
Воздух…………..
из лёгких . Происходит выдох.
|
Вывод
(формируется совместно с учащимися): дыхательные движения (вдох и выдох)
обеспечивают смену воздуха в лёгких. Воздух попадает в лёгкие благодаря
расширению грудной полости и выходит при её сжатии.
Практическая
работа № 6
Состав
вдыхаемого и выдыхаемого воздуха
Возьмите
два стакана с известковой водой. Рассмотрите эту воду. Какого она цвета,
прозрачна ли она?
В
один из стаканов опустите стеклянную трубочку и через нее сделайте несколько
выдохов. Что происходит с известковой водой? Сделайте вывод из опыта. Опыт надо
прекратить при появлении хорошо заметного помутнения раствора. Если продувание
известковой воды проводится слишком долго, осадок исчезает из-за образования
гидрокарбоната кальция:
Са(ОН)2
+ С02 = СаС03 + Н20
СаС03
+ С02 + Н20 = Са(НС03)2
Фазы газообмена
Лёгочная
Транспортная Тканевая
О2------------------------Hb-------------------------HbO2---------------------Hb-------------------O2
оксигемоглобин
CO2
------------------------------ Hb ----------------------- HbCO2-------------------------- Hb------------------
CO2
карбоксигемоглобин
Вывод. Движение
газов осуществляется за счет разности между парциальным давлением газов в
альвеолах и давлением напряжения в крови. Движение газов идет из области
высокого давления в область низкого давления. Кислорода много в альвеолах и
мало в капиллярах, углекислого газа мало в альвеолах и много в капиллярах.
-
А теперь ребята, ответьте, почему без кислорода вы смогли продержаться всего
несколько минут, а затем почувствовали головокружение, слабость, сухость во
рту, потемнение в глазах?
IV. Закрепление
материала.
Работа
в группах. Метод мозгового штурма.
1. Газообмен
в организме идет всегда при одном условии, каком? (постоянная смена вдоха и
выдоха).
2. Где
человек реже дышит: на свежем воздухе или в душном помещении?
3. Что
лучше, перед тем как нырнуть набрать как можно больше воздуха в легкие или
сделать ряд быстрых глубоких вдохов?
4. Почему
у человека единственным органом газообмена служат легкие?
5. Какое
условие необходимо для газообмена в легких, кроме протекания крови через легкие?
6. Почему,
несмотря на постоянное сжигание большого количества топлива и использования
кислорода для дыхания, его количество в атмосфере Земли не уменьшается?
7. Почему
люди гибнут от недостатка О2 в организме, окруженные самым чистым воздухом.
8. Как
организм может приспособиться к пониженному содержанию О2 в атмосферном
воздухе?
(углубленное
дыхание, увеличение эритроцитов в крови, усиление сердечных сокращений
(приведет к увеличению минутного объема крови).
9.
У здорового жителя высокогорья обнаружено повышенное содержание эритроцитов в
крови. Можете ли вы объяснить причину и предположить, на какой примерно высоте
живет данный человек.
10.
Чемпионы по нырянию погружаются на глубину до 100 м без акваланга и
возвращаются на поверхность за 4-5 минут. Почему у них не возникает кессонная
болезнь?
11.
Для глубоководных погружений водолазам составляют газовые смеси, которыми они
дышат. В этой смеси азот заменяется гелием. Объясните с чем связана такая
замена?
V. Домашнее задание. Изучить § 24,
стр. 103-105,ответить на вопросы в конце параграфа устно, найти дополнительный
материал по данной теме.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.