科目 生物
年級 初二
文件 ce1020.doc
標題 第六章呼吸第二節體內氣體的交換和運輸
章節 第六章第二節
關鍵詞 呼吸/氣體交換/運輸
內容
第二節 體內氣體的交換和運輸
教學目標
1．了解肺泡內的和組織里的氣體交換的過程，理解氣體交換的原理；理解呼吸的全過程；
了解煤氣中毒的原因及預防煤氣中毒的常識。
2．通過做向澄清的石灰水中吹氣實驗，與用吸耳球向澄清的石灰水中打氣作對比，培養學生的動手能力，訓練學生應用科學方法做對比實驗，進而培養學生的思維能力。
3．通過分析煤氣中毒的原因和學習預防煤氣中毒的措施，對學生進行關愛生命。關心他人的教育，滲透愛惜生命、預防為主的生物學觀點的教育。
重點、難點分析
1．本課的重點是體內氣體交換的原理和呼吸的全過程。因為：
（1）學生通過上節課學習的呼吸運動，已經解決了人體外環境與肺泡進行氣體交換的問題。接著要解決的是，肺泡與血液之間如何進行氣體交換和血液與組織細胞之間如何進行氣體交換的問題。要理解呼吸的全過程，體內氣體交換的原理是關鍵，因而氣體交換的過程和原理是本課的重點。
（2）通過本章的學習，學生對人體的呼吸應該有整體的認識。學生在前面一章已經學習了血液循環系統，具備了氣體在血液中運輸的基礎知識。在第一節中又學習了呼吸運動，理解了肺的通氣。在此基礎上學習了體內氣體交換，就可以自己概括出呼吸的全過程。因此，無論是從知識的完整性角度來看，還是從能力培養的角度分析，呼吸的全過程均應作為本課的重點。
2．本課的難點是氣體交換原理。由于學生在物理課上還沒有學習過擴散作用，這個物理概念要從生物學的角度給學生是有一定的困難的。加上肺泡里的氣體。血液中的氣體、組織細胞里的氣體都是學生看不見，摸不著的，讓學生理解體內氣體交換的原理也是有一定困難的。
建議教師從學生熟悉的實際生活出發，感性地體驗氣體的擴散作用。如，在教室中噴灑帶有茉莉香味的空氣清新劑，體會氣味傳過來的過程，從而理解帶香味的氣體是從噴灑處擴散過來的。也可以請學生舉一些生活中的例子，幫助學生理解擴散作用。在此基礎上，參考教材P. 65的插圖制作教具，可以用剪貼圖，也可以制作活動的投影復合片，有條件的學校還可以設計計算機軟件，力爭將體內氣體交換過程呈現在學生眼前，使學生有感性認識，從而有助于突破難點。
教學過程設計
一、本節課的參考課時為2課時。
二、第一課時：
1.復習：討論P.61“動動腦”中的兩個問題，既能復習上節課的主要知識內容，又促進學生的合作學習。
2．從實驗導入，驗證人體呼出的氣體含有較多的二氧化碳。
建議教師重視教材P.64【實驗九】。按書上的要求，由學生完成甲。乙試管的對比實驗，學生自己吹氣并看到呼出的氣體使澄清石灰水變渾濁，從而引出新課：為什么呼出的氣體二氧化碳增多了？我們的身體內怎樣進行著氣體交換？
為了使學生受到科學方法的訓練，建議采用教參P.94“教學建議”中的舊足球膽“吹”的方法，使學生看到球膽中的氣“吹”入澄清的石灰水，石灰水不變渾濁（此實驗可以教師做演示），再與人體呼出的氣體含有較多的二氧化碳而使澄清的石灰水變渾濁作對比，學生加深理解使澄清的石灰水變渾濁的氣體是從人體呼出的，不經人體呼吸的氣體（球膽的氣體）不能使澄清的石灰水變渾濁。學生能進一步理解氣體在人體內進行了交換。
這個對比實驗也可以用吸耳球來做。將吸耳球中的氣體擠人澄清的石灰水中，再從石灰中拿出擠癟了的吸耳球，在空氣中充氣，就這樣反復多次向石灰水中。“吹氣”并與人呼出氣體作對照，實驗的效果也很好。
增加這兩個實驗可以解決一個問題：經人體呼吸的氣體含有較多的二氧化碳，可以使澄清的石灰水變渾濁；不經人體呼吸的氣體，如球膽或吸耳球中的氣體則不含較多的二氧化碳，不能使澄清的石灰水變渾濁。經過對比實驗，學生對知識的認識深刻了，還受到了科學方法訓練，促進思維能力的提高。
通過實驗，驗證了人體呼出的氣體含有較多的二氧化碳，由此引出：為什么人體呼出的體中二氧化碳增多了？過渡到本課的重點知識：體內的氣體交換。
3．安排學生活動通過小組討論，理解氣體交換的原理。
教材中以學生熟悉的嗅到炒菜的香味為例，說明氣體的擴散作用。建議教師安排活動，讓主體驗氣味的擴散，進而理解氣體交換的原理。
活動（1），教師準備兩種不同氣味的空氣清新劑，如，一瓶茉莉香型的空氣清新劑，一瓶青花香型的空氣清新劑。請一位同學到前面來，用布條蒙上眼睛。請另一位同學選一瓶空清新劑，在距前者2～3米處噴灑少量這種空氣清新劑，請被蒙上眼睛的同學猜一猜，剛才西的是哪種空氣清新劑。
活動（2），以小組為單位討論以上活動所揭示的道理。教師可以在投影片上寫出一系列考題，供小組討論作參考。如，被蒙上眼睛的同學是怎樣猜到空氣清新劑的類型的？若到教室最后面去噴灑少量空氣清新劑，他還能不能猜對？香味向怎樣的方向擴散？香味到什么時候就不再擴散了？受此啟發，你能不能猜猜人體內氣體交換的原理是什么等。
活動（3），小組代表向全班匯報討論結果，由學生概括出氣體的擴散作用和人體內氣體換的原理。
4．小結：
（1）請學生小結【實驗九】，分析該實驗說明了什么。提醒學生不但要總結知識內容，還要學生總結對比的方法。
（2）請學生小結聞香味的活動，分析氣體的擴散作用并推測人體內氣體交換的原理。
5．為下一節設疑：人體內的氣體交換究竟是怎樣進行的？人體呼吸的全過程包括哪些環節？我們下一節繼續討論。
【板書設計】
第二節 體內氣體的交換和運輸
一、人體呼出的氣體含有較多的二氧化碳，
人體吸入的氣體含有較多的氧。
二、體內的氣體交換：
1. 原理：氣體的擴散作用，從“濃度高”到“濃度低”直到平衡為止。
三、第二課時：
1．復習提問：舉生活中的實例說明氣體的擴散作用。
2.引人新課：外界空氣與肺泡之間的氣體交換是通過呼吸運動實現的。體內是怎樣進行氣體交換的？這是本堂課要解決的問題。
3．加強直觀教學，學習體內氣體交換的過程。
科學教育電影制片廠曾拍過一個科普片“生命河”，其中有關于氣體交換的原理及呼吸全過程的內容。中央電視臺電影頻道曾多次播放過該片。如果學校有條件，可以先放映該片中有關呼吸部分的錄像，在學生看過錄像后，組織學生討論，達到學習體內氣體交換的過程的目的。
人民教育出版社與本教材配套發行的投影片，設計了肺泡內的氣體交換活動示意圖。教師可以邊演示該投影片邊講解。另外，本套投影片中的“淋巴的形成過程示意圖”也是活動片，借用該片中毛細血管與組織細胞之間的關系介紹組織里的氣體交換，有利于學生理解組織里氣體交換的過程。
此外，血液循環電動和手動的演示儀也有助于內容的教學。在學習“體循環”時，學生已經知道從左心室射出的動脈血，流經身體各部分組織細胞周圍的毛細血管時，與組織細胞進行物質交換，包括氣體交換。并且，學生已經知道由于血液中的氧供給細胞利用，細胞產生的二氧化碳進入血液，使動脈血變成了靜脈血。在學習“肺循環”時，學生也已經知道肺泡中的氧與血液中的二氧化碳進行了氣體交換，使靜脈血變成了動脈血。利用血液循環電動和手動的演示儀可以幫助學生回憶已知的血液循環知識，并將這部分知識遷移到體內氣體交換的過程中來，從而溫故知新，降低了理解體內氣體交換過程的難度。將體內氣體交換的知識集中于解決氣體交換的原理上，可以突出本堂課的重點，集中解決氣體交換的原理這一難點。
以上三種方法，可以綜合考慮。根據自己學校的條件和學生的情況，設計教學程序。由于這部分知識比較抽象，在進行教學設計時應力爭直觀教學，以降低理解的難度。如果能設計一些學生的討論活動，讓學生自己總結出肺泡內和組織里的氣體交換則更好，可以培養學生的遷移能力和概括能力。
在學習了體內的氣體交換后，指出：呼吸是指人體與外界進行氣體交換的過程，由此過渡到呼吸的全過程。
4．安排小組討論，總結呼吸的全過程。
活動（1)，小組討論，總結呼吸的全過程。教師可以提出一些討論題，引導學生進行歸納總結。討論題：
①呼吸的全過程包括哪些相互聯系的環節？
②每個環節的原理是什么？
③呼吸的意義是什么？呼吸全過程所包含的各個環節的生理意義是什么？
④呼吸系統與血液循環系統的生理功能有什么關系？
⑤呼吸系統與消化系統的生理功能有什么關系？
⑥為什么人體呼出的氣體中二氧化碳比吸入的氣體中二氧化碳多？為什么人體呼出的氣體中氧比吸人的氣體中氧少？
⑦請各小組在討論的基礎上用文字簡要概括呼吸的全過程，比一比哪個小組的文字總結最準確、最簡練。請將本題的討論結果寫在投影膠片上。
活動（2），在小組討論的基礎上，開展班級討論。
請各組的代表匯報討論結果，展示學生寫的投影膠片。還可以請學生對各組的文字總結進行評論。教師應以賞識。贊美的態度對待學生的“作品”，給學生以自信。若學生的總結較好，教師可以不再重復。若學生的總結有欠缺，教師在總結時，務必盡可能引用學生的語言進行概括總結。若學生的文字總結較好，教師可以不再寫板書，就用學生認為好的，或就用各組各自的總結。在討論時重點把一下關，即若有科學性錯誤，也要引導學生自我糾正。
通過討論呼吸全過程的任何一個環節發生異常均會導致呼吸障礙，過渡到煤氣中毒及其預防。
5. 安排閱讀和討論，學習煤氣中毒原因及其預防的知識。
請學生先用2分鐘時間看書P. 66煤氣中毒及其預防，然后在小組中議論，是否看到過或聽說過煤氣中毒的事件；自己或自己認識的人中是否曾有過煤氣中毒的經歷；是否注意過報刊雜志、廣播電視等大眾傳播媒體對有關煤氣中毒的事件的報道；煤氣中毒的根本原因是什么；怎樣預防煤氣中毒等等。
6．本課小結：
請從呼吸全過程的各個環節分析煤氣中毒的原因。
（1）由于冬季用煤火取暖時，爐子不裝煙筒或煙筒排氣不良，室內一氧化碳濃度過高。人體通過呼吸運動實現肺的通氣，將含有大量一氧化碳的空氣吸入肺泡內。
（2）進入肺泡的一氧化碳通過肺泡內的氣體交換擴散到毛細血管的血液中。由于一氧化碳與血紅蛋白的結合能力比氧與血紅蛋白的結合能力大200多倍，并且結合以后再分離的速度極慢，于是，人體血液中會缺氧。
（3）含有大量一氧化碳的血液通過血液循環系統運輸到全身各處，造成全身缺氧。
（4）人體血液中缺氧，組織里的氣體交換受阻，全身各處組織細胞得不到氧，發生呼吸障礙，嚴重的會危及生命。
這個小結應由教師引導學生完成。
【板書設計】
2．過程：
①肺泡內的氣體交換（肺泡與血液之間）：
靜脈血變動脈血 氣體的擴散作用
②組織里的氣體交換（組織細胞與血液之間）：
動脈血變靜脈血
三、呼吸的全過程：
(1）肺的通氣（呼吸運動） （2）肺泡內的氣體交換 （擴散作用）
(3）氣體在血液中的運輸（血液循環系統） （4）組織內的氣體交換 （擴散作用）
四、煤氣中毒及其預防：
小資料
1.肺內氣體交換的原理：
肺中的氣體交換只是單純的擴散，沒有主動運輸。吸入肺泡的空氣和由肺動脈運來的血液相比，前者含氧量（氧分壓13. 32kPa）高于后者（氧分壓5.53kPa），而后者含二氧化碳量（二氧化碳分壓6．115kPa）高于前者（二氧化碳分壓5.53kPa）。兩者的氣體交換完全是按擴散原理進行的。由于肺的氣體交換只是按遞減的濃度梯度進行，因此，在空氣中缺氧的情況下，如登上高山時，會出現缺氧的癥狀。
2．潛水哺乳動物適應缺氧生活的特點：
海生的哺乳動物，如海豹、海豚，鯨等有很強的潛水能力。灰海豹可以潛入水下100m達20分鐘，抹香鯨可以潛入900m達75分鐘。它們的肺很小。海豹肺含氧量只有全身的5％。人肺含氧量約為36％；海豹血液含氧量高達全身的70％，人血液含氧量約為51％。潛水哺乳動物的脾臟均較大，可貯存大量血液，它們的血液量比非潛水動物多2～3倍。它們肌肉中的肌紅蛋白含量也較高。海豹每千克體重含氧量比同重量的人多2倍。
海生的哺乳動物潛水時，血液大部分被調集到腦。脊髓和心臟等對缺氧敏感的器官，皮膚。消化系統等血流量則相對減少，對肌肉也很少供血。它們的肌肉本身貯氧多，缺氧時還可以通過糖酵解獲得ATP，固此，可以在其長時間潛水時，血液不入肌肉。
海生的哺乳動物潛水時總是先呼氣，使肺縮小，然后潛水。這樣，既可以降低血液中氖的含量，叉能減少其上升時因壓力降低而產生氣泡。
潛水哺乳動物的結構特點與生理機制，與其潛水缺氧生活相適應。
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