- Учителю
- 'Газообмен в лёгких и тканях. Дыхательные движения. '
'Газообмен в лёгких и тканях. Дыхательные движения. '
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.