体内气体的交换

教学目标

知识目标
　　1、说明气体交换的原理。

　　2、掌握肺泡内和组织内的气体交换过程及各结构中含氧量的变化。

　　3、知道煤气中毒原理及其预防、急救常识。

　　4、知道呼吸的意义。

能力目标
　　1、通过做向澄清的石灰水装置中吹气和吸气的对比实验，培养学生的观察能力，动手能力，训练学生应用科学方法做对比实验，进而培养学生的思维能力。

　　2、通过归纳呼吸的全过程，培养学生的概括能力。

情感目标
　　1、通过分析煤气中毒的原理和学习预防煤气中毒的措施，对学生进行关爱生命、关心他人的教育，渗透爱惜生命、预防为主的生物学观点的教育。

　　2、在分组实验及讨论活动中，使学生学会相互协作。

 

教学建议

知识体系图解

教材分析

　　1、本课的重点是体内气体交换的原理和呼吸的全过程。因为：

　　（1） 学生通过上节课学习呼吸运动，已经解决了人体外环境与肺泡进行气体交换的问题。接着要解决的是，肺泡与血液之间如何进行气体交换和血液与组织细胞之间如何进行气体交换的问题，要理解呼吸的全过程，体内气体交换的原理是关键，因而气体交换的过程和原理是本课的重点。

　　（2）通过本章的学习，学生对人体的呼吸应该有整体的认识。学生在前面一章已经学习了血液循环系统，具备了气体在血液中运输的基础知识。在本章第一节中又学习了呼吸运动，了解了肺的通气。在此基础上学习了体内气体交换，就可以自己概括出呼吸的全过程。

　　因此，无论是从知识的完整性的角度来看，还是从能力培养的角度分析，呼吸的全过程应作为本课的重点。

　　2、本课的难点是气体交换的原理。由于学生在物理课上还没有学习扩散作用，这个物理概念要从生物学的角度给学生是有一定的困难的。加上肺泡里的气体、血液中的气体、组织细胞里的气体都是学生看不见、摸不着的，让学生理解体内气体交换的原理也是有一定困难的。

教法建议

　　人体呼出的气体中二氧化碳的含量比吸入的气体中的含量多，建议用探索实验：先提出问题，根据生活经验进行假设，设计实验设置对照实验，向装有澄清石灰水的装置中分别吸气和吹气。观察石灰水的浑浊现象。根据实验现象，验证假设，得出结论。

　　讲述体内的气体交换，先引导学生思考一个问题：肺泡内气体中的氧是怎样进入人体细胞的？人体细胞内的二氧化碳又是怎样排出体外的？引出体内气体交换的内容。讲述气体交换的原理——扩散作用时，除了结合课本图，教师可以准备一些香水，上课撒到教室讲台前，问教室后排的同学有什么感觉，使学生获得气体可以从高浓度向低浓度扩散的知识。

　　肺泡与血液之间的气体交换，组织细胞与血液之间的气体交换，教师可以利用板图、剪贴图来表示，有条件的学校做成电脑软件来讲述，并把这部分内容与血液循环联系起来，给学生交代所交换的气体都是由血液运输的。

　　关于呼吸全过程所包括的四个环节及各环节和它们之间的联系，利用书本上的插图，并联系学习的血液循环知识：血红蛋白的特点、动脉血和静脉血的知识进行总结，也可以用录像或做成电脑软件讲述。

　　联系生活实际，讲述呼吸全过程中四个环节其中的任何一个环节，发生阻碍，都会造成呼吸障碍，而影响人体的正常生理活动。严重的会危及生命。在这基础上，教师阐述呼吸的意义。

　　关于煤气中毒，一定要从生理角度讲清楚煤气中毒的原因。这样才能更好地预防煤气中毒。

　　课时安排：本节课建议为2课时

　　第一课时：探索人体呼出的气体含有较多的二氧化碳的实验和气体交换的原理。

　　第二课时：气体交换的过程、呼吸的全过程、呼吸的意义、煤气中毒及预防。

 

探究活动

[提出问题]为什么提倡课间十分钟，教室要通风换气？

[提出假设]

　　如果是同学们上课呼吸产生较多的二氧化碳，那么将刚下课的教室里的空气导入到澄清的石灰水中会变浑浊。

[设计并完成实验]

　　实验设计：对比实验法

　　对照组：刚通风换气的教室或室外

　　实验组：刚上课结束的紧闭窗户的教室

材料用品：

　　玻璃瓶两个、橡皮塞两个、打孔器、弯成直角的玻璃管四段（两长两短）、药棉、石灰水、70%酒精、凡士林。

实验的具体操作：

　　实验准备

　　1、在玻璃瓶里注入半瓶澄清的石灰水，另取橡皮塞，在塞上钻两个孔，插入两根弯成直角的玻璃管，其中较长的一根浸没在石灰水里，较短的一根不跟石灰水接触，瓶口和孔口涂上凡士林防止漏气。照这样，做甲乙两套。如图：

　　2、上课前打开所有的窗户，让教室通风。

　　方法步骤

　　（1）上课开始时，紧闭窗户，取装置甲，把较短的玻璃管的一头用70%的酒精消毒后含在嘴里作8—10次最深的吸气，观察石灰水有什么变化？

　　（2）上课结束时，取装置乙，仍由这个学生重复实验，此时，石灰水又发生了什么变化？

　　或者在上课刚结束时，把装置甲和装置乙分别放到室外和教室内按（1）的操作

　　实验结果：

　　上课开始时，学生作8—10次深吸气，甲瓶的石灰水仍然保持澄清不发生任何变化。

　　上课结束时，这个学生重复上述实验，乙瓶石灰水浑浊。

　　同样上课刚结束时，放到室外的装置甲仍然保持澄清，放在教室内的装置乙发生了浑浊现象。

　　实验结果的分析：

　　人多而不通风的教室里，空气中的二氧化碳成分大大增加，而室内二氧化碳过多就要影响呼吸。

[得出结论]  每逢课间休息时，就必须使教室充分地换换空气。

教学设计示例

第一课时

　　复习提问：

　　1、什么是肺通气？

　　2、肺通气由哪个运动来完成？

　　3、氧气最终到身体什么地方去干什么？

　　（到身体细胞去，将有机物分解成二氧化碳和水，释放能量，供人体生理活动需要。）

　　4、二氧化碳到哪去？（由呼气排出体外）

　　一、探索：人体呼出的气体中二氧化碳的含量比吸入的气体中的含量多（板书）

　　[提出问题] 人体呼出的气体中，二氧化碳的含量是否比吸入的气体（空气）中的含量多？

　　[提出假设] 人体呼气中的二氧化碳含量比空气中的二氧化碳含量多。

　　[设计并完成实验]

　　实验类型：对照实验法

          　　对比条件：吸入空气与呼出气体  。

　　实验组：吹出的气体，对照组：吸入的空气。

　　如何检验二氧化碳？

　　实验原理：二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊（用注射器把C0₂注射到澄清的石灰水里，结果石灰水变浑浊）

　　实验用具：三角瓶2个，瓶塞2个，异形玻璃管1组，橡皮套管2个，石灰水一瓶。

　　方法步骤：

　　1、将等量的石灰水倒入容积相同的两个三角烧瓶内，按图所示连接好实验装置。

　　甲：检查吸入空气；乙：检查呼出空气。

　　2、实验时用口含住A处，反复进行呼吸，吸气时用手紧捏C处的橡皮管，呼气时用手紧捏B处的橡皮管。

　　3、观察两个烧瓶中石灰水的变化。

　　（注意：一定仔细辨别实验装置。一人操作，其他人监督、观察。操作前一定用酒精棉将吸、吹部位消毒。）

　　实验结果：甲烧瓶无乳白色沉淀，乙烧瓶有较多的乳白色沉淀。

　　实验结果的分析：

 　　甲：吸入空气中二氧化碳少，与石灰水反应产生的沉淀少。

 　　乙：呼出气体中二氧化碳多，与石灰水反应产生的沉淀多。

　　提供资料：科学家的实验测定：人的吸入气和呼出气中成分的比较：

成分

吸入气（%）

呼出气（%）

O₂

20、96

16、4

CO₂

0、04

4、1

N₂

79、00

79、5

　　数值说明：吸入空气中的O₂浓度大于呼出的气体中的O₂浓度，呼出的气体中的CO₂浓度大于吸入的空气中的CO₂浓度。（计算一下，人体呼出气体含的二氧化碳大约是吸入气体的100多倍）

　　[得出结论] 人体呼气中的二氧化碳含量比空气中的二氧化碳含量多。

         

《体内气体的交换》