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/ 让教学更有效 高效备课 | 生物学科
15.1.1 人体与外界进行气体交换（导学案）
描述呼吸系统的组成及呼吸道、肺的主要功能，理解 “结构与功能相适应” 的生物学观点。
解释呼吸运动的过程（胸廓变化与肺通气的关系），说明吸气和呼气时肋骨、膈肌的状态变化。
通过模拟实验，提升观察和分析能力，能结合所学知识解释生活中与呼吸相关的现象（如 “呛咳”“用鼻呼吸更健康”）。
认识呼吸道卫生对健康的重要性，主动养成保护呼吸器官的习惯（如戴口罩、不随地吐痰），增强健康意识。
【学习重点】
呼吸系统的组成及各器官功能；呼吸运动的过程（胸廓扩大 / 缩小与气体进出肺的关系）。
【学习难点】
理解呼吸运动中肋间肌、膈肌的收缩 / 舒张与胸廓容积变化的关联；解释 “肺扩张 / 收缩” 与 “气体进出” 的因果关系。
观察教材图 15-3，尝试写出呼吸系统的组成器官：_____________________________________________________.
思考：为什么用鼻呼吸比用口呼吸更舒适？______________________。
预习后，你最想探究的问题是：______________________。
活动一：探究呼吸系统的组成与功能
自主学习：结合教材第 60-62 页，完成下表：
小组讨论： 为什么吃饭时大声说笑容易呛到？（结合教材图 15-19）______________________。
肺泡的结构如何体现 “结构与功能相适应”？______________________。
活动二：模拟呼吸运动 —— 理解气体进出肺的机制
实验观察：观察教师演示 “模拟呼吸运动” 实验（教材图 15-8），记录现象：
合作分析： 结合教材图 15-9，用文字描述吸气时肋骨和膈肌的状态：______________________。 总结呼吸运动的本质：通过_______和_______的收缩 / 舒张，改变_______容积，实现肺与外界的气体交换。
活动三：联系生活，保护呼吸器官
案例分析：PM2.5 是直径≤2.5 微米的颗粒物，可直接进入肺泡。长期吸入会引发呼吸道疾病，这说明呼吸道对空气的处理能力是_______的。
小组分享：结合所学知识，列举 3 条保护呼吸器官的做法： ① ______________________； ② ______________________； ③ ______________________。
一、选择题
1．小明在吃饭时大笑，突然剧烈咳嗽，其原因可能是（ ）
A．会厌软骨未能及时盖住食道
B．食物误入气管引发呛咳
C．声带振动异常导致呼吸困难
D．食道肌肉收缩过快
2．如图为人体呼吸系统结构示意图，下列说法错误的是（　　）
A．②是呼吸系统和消化系统共有的器官
B．①是形成痰的场所
C．⑥的肺泡壁仅由单层细胞构成
D．①②③④⑤构成呼吸道
不动纤毛综合征患者呼吸系统纤毛无法正常摆动，导致异物堆积在呼吸道内，造成呼吸道阻塞、慢性支气管炎、支气管扩张等。不动纤毛综合征是一种遗传病，正常人由于病毒感染、污染物损伤等也会患不动纤毛综合征。请完成下面小题。
3．正常情况下，呼吸道黏膜上纤毛的主要作用是（　　）
A．杀菌作用 B．清洁空气
C．湿润空气 D．温暖空气
4．不动纤毛综合征患者常呼吸困难，其吸气时（　　）
A．膈肌舒张 B．肺缩小
C．肺内气压增大 D．胸腔容积扩大
5．肺的结构特点有助于肺与血液之间进行气体交换。这些结构特点不包括（ ）
A．肺泡总数多，总面积较大
B．肺泡壁很薄，仅由单层细胞构成
C．肺位于胸腔，左右各一个
D．肺泡外表面缠绕着丰富的毛细血管
6．呼吸道作为人体呼吸系统的重要组成部分，一般结构复杂而精细。人体呼吸道的作用是（　　）
①气体进出肺的通道 ②进行气体交换 ③储存气体 ④对吸入的气体进行处理
A．③④ B．①④ C．①② D．②③
7．细菌、病毒会引起肺炎，这些致病的微生物从外界到达发病部位的“旅程”，依次要经过哪些结构（　　）
A．鼻→咽→食管→气管→支气管→肺 B．鼻→咽→喉→支气管→气管→肺
C．鼻→咽→喉→气管→支气管→肺 D．口→喉→咽→气管→支气管→肺
8．如图是模拟呼吸运动的模式图，下列描述错误的是（　　）
A．a图模拟呼气动作 B．气球模拟肺
C．b图膈肌舒张 D．橡皮膜模拟膈肌
9．同学们制作了人体膈肌运动与呼吸关系的模型，其中气球模拟的是（ ）
A．肺 B．气管 C．胸廓 D．膈肌
10．当异物阻塞呼吸道时，可用海姆立克急救法急救。若无他人在场，可采取如题图所示方法冲击上腹部，排出异物，此时体内的变化是（　　）
A．膈肌收缩 B．胸腔容积变大 C．肺内气压变小 D．膈顶位置上升
二、综合题
11．请根据图和文字资料回答下列问题。
小东同学参加了北京自然博物馆的科学实践活动，博物馆里有丰富的标本和模型，十分吸引人。同学们一起参观了(走进人体)主题展览，在“人体呼吸”的展区，小东看到了以下内容，请根据资料回答下列问题。
(1)图1中呼吸道不仅是气体的通道，而且还能使到达肺部的气体温暖、 和湿润。
(2)人体吸入的气体最终到达肺泡，肺泡的数量非常多，且根据图2所示，肺泡壁很薄，由 层扁平上皮细胞构成。这样有利于进行
(3)胸廓的变化与呼吸的关系密切，图2所示的外界气体按照c方向进入肺泡时，图1中[③] (填名称)应处于收缩状态。
(4)当我们刚下水游泳时，如果水漫过胸部，会感觉呼吸有些吃力，这是因为水的压迫使胸廓无法顺利 (选项:扩张/回缩)。导致肺内气压升高，气体不易进入。
观察家人的呼吸习惯（如是否用口呼吸、是否喜欢随地吐痰等），结合本节课知识给予健康建议。
设计一个小实验：比较跑步前后自己的呼吸频率变化，分析原因。
（提示：平静时测量 1 分钟呼吸次数，跑步后立即测量，记录数据并对比。）
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15.1.1 人体与外界进行气体交换（导学案）
描述呼吸系统的组成及呼吸道、肺的主要功能，理解 “结构与功能相适应” 的生物学观点。
解释呼吸运动的过程（胸廓变化与肺通气的关系），说明吸气和呼气时肋骨、膈肌的状态变化。
通过模拟实验，提升观察和分析能力，能结合所学知识解释生活中与呼吸相关的现象（如 “呛咳”“用鼻呼吸更健康”）。
认识呼吸道卫生对健康的重要性，主动养成保护呼吸器官的习惯（如戴口罩、不随地吐痰），增强健康意识。
【学习重点】
呼吸系统的组成及各器官功能；呼吸运动的过程（胸廓扩大 / 缩小与气体进出肺的关系）。
【学习难点】
理解呼吸运动中肋间肌、膈肌的收缩 / 舒张与胸廓容积变化的关联；解释 “肺扩张 / 收缩” 与 “气体进出” 的因果关系。
观察教材图 15-3，尝试写出呼吸系统的组成器官：鼻、咽、喉、气管、支气管、肺。
思考：为什么用鼻呼吸比用口呼吸更舒适？鼻毛能清洁空气，黏膜分泌的黏液能湿润空气，毛细血管能温暖空气。
预习后，你最想探究的问题是：呼吸时胸廓的变化是如何实现的？（合理即可）_。
活动一：探究呼吸系统的组成与功能
自主学习：结合教材第 60-62 页，完成下表：
小组讨论： 为什么吃饭时大声说笑容易呛到？（结合教材图 15-19）会厌软骨来不及盖住气管，食物误入气管。
肺泡的结构如何体现 “结构与功能相适应”？肺泡数量多、壁薄（仅一层细胞）、外绕毛细血管，利于气体交换。
活动二：模拟呼吸运动 —— 理解气体进出肺的机制
实验观察：观察教师演示 “模拟呼吸运动” 实验（教材图 15-8），记录现象：
合作分析： 结合教材图 15-9，用文字描述吸气时肋骨和膈肌的状态：肋骨上升，膈肌收缩，膈顶部下降。 总结呼吸运动的本质：通过肋间肌和膈肌的收缩 / 舒张，改变胸廓容积，实现肺与外界的气体交换。
活动三：联系生活，保护呼吸器官
案例分析：PM2.5 是直径≤2.5 微米的颗粒物，可直接进入肺泡。长期吸入会引发呼吸道疾病，这说明呼吸道对空气的处理能力是有限的。
小组分享：结合所学知识，列举 3 条保护呼吸器官的做法： ① 外出戴口罩，减少颗粒物吸入；
② 不随地吐痰，防止病菌传播；
③ 积极锻炼，增强肺功能。（合理即可）
一、选择题
1．小明在吃饭时大笑，突然剧烈咳嗽，其原因可能是（ ）
A．会厌软骨未能及时盖住食道
B．食物误入气管引发呛咳
C．声带振动异常导致呼吸困难
D．食道肌肉收缩过快
【答案】B
【分析】人在吞咽时，会厌软骨会盖住气管，防止食物进入气管。若吃饭时大笑，可能导致会厌软骨未及时盖住气管，使食物误入气管，引发咳嗽。
【详解】A．会厌软骨的作用是盖住气管而非食道，故A不符合题意。
B．食物误入气管会刺激引发咳嗽反射，故B符合题意。
C．剧烈咳嗽是因异物刺激气管而非声带振动异常，故C不符合题意。
D．食道肌肉收缩与咳嗽无直接关联，故D不符合题意。
故选B。
2．如图为人体呼吸系统结构示意图，下列说法错误的是（　　）
A．②是呼吸系统和消化系统共有的器官
B．①是形成痰的场所
C．⑥的肺泡壁仅由单层细胞构成
D．①②③④⑤构成呼吸道
【答案】B
【分析】呼吸系统由呼吸道和肺组成。
图中：①鼻，②咽，③喉，④气管，⑤支气管，⑥肺。
【详解】A．咽是食物和空气的共同通道，既属于呼吸系统，又属于消化系统，A正确。
B．④气管和⑤支气管的表面的黏膜上有腺细胞和纤毛，腺细胞分泌黏液，使气管内湿润，黏液中含有能抵抗细菌和病毒的物质。纤毛的摆动可将外来的灰尘、细菌等和黏液一起送到咽部，通过咳嗽排出体外形成痰。痰形成的主要部位是④气管和⑤支气管，B错误。
C．⑥肺是呼吸系统的主要器官，由许多肺泡构成，肺泡是进行气体交换的主要部位，肺泡壁很薄，仅由一层上皮细胞构成，这种结构特点有利于气体在肺泡和血液之间进行交换，C正确。
D．呼吸系统由呼吸道和肺组成，呼吸道包括①鼻、②咽、③喉、④气管和⑤支气管，D正确。
故选B。
不动纤毛综合征患者呼吸系统纤毛无法正常摆动，导致异物堆积在呼吸道内，造成呼吸道阻塞、慢性支气管炎、支气管扩张等。不动纤毛综合征是一种遗传病，正常人由于病毒感染、污染物损伤等也会患不动纤毛综合征。请完成下面小题。
3．正常情况下，呼吸道黏膜上纤毛的主要作用是（　　）
A．杀菌作用 B．清洁空气
C．湿润空气 D．温暖空气
4．不动纤毛综合征患者常呼吸困难，其吸气时（　　）
A．膈肌舒张 B．肺缩小
C．肺内气压增大 D．胸腔容积扩大
【答案】3．B 4．D
【分析】呼吸系统由呼吸道和肺组成。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管，呼吸道是气体的通道，并对吸入的气体进行处理，使到达肺部的气体温暖、湿润、清洁。
呼吸运动是呼吸肌（膈肌、肋间肌等）收缩舒张引起胸廓节律性扩张与缩小的过程，也是为肺与外界进行气体交换提供原动力的过程。呼吸运动的结果实现了肺与外界的气体交换（即肺的通气）。呼吸运动包括吸气和呼气两个过程。
3．A．杀菌作用主要由黏液中的溶菌酶完成，故A不符合题意。
B．纤毛摆动可清除黏液中的异物，属于清洁空气的作用，故B符合题意。
C．湿润空气是黏膜分泌黏液的作用，故C不符合题意。
D．温暖空气依赖鼻腔内的毛细血管，故D不符合题意。
故选B。
4．当肋间肌和膈肌收缩时，胸廓体积增大，肺也随之扩张，肺内气压低于外界大气压，外界气体通过呼吸道进入肺，完成吸气；当肋间肌和膈肌舒张时，胸廓体积缩小，肺也随之回缩，肺内气压高于外界大气压，肺内气体通过呼吸道排出体外，完成呼气。因此不动纤毛综合征患者常呼吸困难，其吸气时胸廓容积增大，故ABC错误，D正确。
故选D。
5．肺的结构特点有助于肺与血液之间进行气体交换。这些结构特点不包括（ ）
A．肺泡总数多，总面积较大
B．肺泡壁很薄，仅由单层细胞构成
C．肺位于胸腔，左右各一个
D．肺泡外表面缠绕着丰富的毛细血管
【答案】C
【分析】呼吸系统是由呼吸道和肺组成的，其中肺是气体交换的场所，也是呼吸系统的主要器官；肺位于胸腔内，左右各一个。肺结构和功能的基本单位是肺泡，肺有着与血液之间气体交换相适应的结构特点，如肺泡数量多、肺泡外面缠绕着丰富的毛细血管、肺泡壁和毛细血管壁都很薄等。
【详解】A．肺由大量肺泡构成，肺泡总数多，总面积较大，较大的总面积可以为气体交换提供更广阔的场所，使得更多的氧气和二氧化碳能够在肺泡和血液之间进行交换，有利于肺与血液之间进行气体交换，故A不符合题意。
B．肺泡壁很薄，仅由单层上皮细胞构成，这种薄的结构特点使得气体能够更容易地穿过肺泡壁进入血液，或者从血液中穿过肺泡壁进入肺泡，从而促进了肺与血液之间的气体交换，故B不符合题意。
C．肺位于胸腔，左右各一个，这是肺在人体中的位置和数量特征，它与肺和血液之间进行气体交换的功能并没有直接的关系，不能体现肺在结构上对气体交换的适应性，故C符合题意。
D．肺泡外表面缠绕着丰富的毛细血管，丰富的毛细血管可以增加血液与肺泡的接触面积，使更多的血液能够与肺泡进行气体交换，同时也能保证气体交换的快速进行，有利于肺与血液之间进行气体交换，故D不符合题意。
故选C。
6．呼吸道作为人体呼吸系统的重要组成部分，一般结构复杂而精细。人体呼吸道的作用是（　　）
①气体进出肺的通道 ②进行气体交换 ③储存气体 ④对吸入的气体进行处理
A．③④ B．①④ C．①② D．②③
【答案】B
【分析】呼吸系统由呼吸道和肺两部分组成。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管等，主要功能是作为气体进出肺的通道，并对吸入的空气进行温暖、湿润和清洁处理；肺是气体交换的场所。
【详解】呼吸道都有骨或软骨作支架，能保证气体顺畅通过，是气体进出肺的通道，①正确；
呼吸道是气体进出肺的通道，不储存气体也不进行气体交换，气体交换在肺内完成，②③不符合题意；
呼吸道能对进入肺的气体进行一定的处理：鼻腔黏膜内分布有丰富的毛细血管，对吸入的空气有温暖的作用；鼻腔内的黏液、气管内的黏液还能杀灭一些细菌并能湿润吸入的空气；鼻毛、气管内的纤毛、气管内的黏液、鼻腔内的黏液能阻挡和粘住吸入的灰尘和细菌，对吸入的空气起到清洁作用。因此，呼吸道对吸入的气体有温暖、湿润和清洁的作用，④符合题意。
因此B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7．细菌、病毒会引起肺炎，这些致病的微生物从外界到达发病部位的“旅程”，依次要经过哪些结构（　　）
A．鼻→咽→食管→气管→支气管→肺 B．鼻→咽→喉→支气管→气管→肺
C．鼻→咽→喉→气管→支气管→肺 D．口→喉→咽→气管→支气管→肺
【答案】C
【分析】呼吸系统包括呼吸道和肺两部分，呼吸道包括鼻腔、咽、喉、气管、支气管组成，是气体进出的通道，肺是呼吸系统的主要器官，完成气体交换的主要场所。
【详解】A．鼻→咽→食管→气管→支气管→肺，食管属于消化系统，致病微生物通过呼吸道进入，不经过食管，故A不符合题意。
B．鼻→咽→喉→支气管→气管→肺，气管应在支气管之前，顺序颠倒，故B不符合题意。
C．鼻→咽→喉→气管→支气管→肺，符合呼吸道结构顺序，故C符合题意。
D．口→喉→咽→气管→支气管→肺，路径中“喉→咽”顺序错误，咽应在喉之前，且呼吸道开始是鼻腔，不是口，故D不符合题意。
故选C。
8．如图是模拟呼吸运动的模式图，下列描述错误的是（　　）
A．a图模拟呼气动作 B．气球模拟肺
C．b图膈肌舒张 D．橡皮膜模拟膈肌
【答案】C
【分析】图a中，橡皮膜代表的膈肌顶部升高，气球代表的肺缩小，表示呼气。图b中，橡皮膜代表的膈肌顶部下降，气球代表的肺扩大，表示吸气。
【详解】A．结合分析可知，a模拟呼气动作，b模拟吸气动作，A正确。
BD．图中玻璃钟罩代表的是胸廓，玻璃管代表的是气管，小气球代表的是肺，橡皮膜代表的是膈。由于实验装置的限制，该模型能模拟胸廓上下径的变化，不能模拟胸廓前后、左右径的变化，B正确。
C．呼吸运动包括吸气和呼气两个过程。膈肌与肋间肌收缩，引起胸腔前后、左右及上下径均增大，膈肌顶部下降，胸廓的容积扩大，肺随之扩张，造成肺内气压减小，小于外界大气压，外界气体进入肺内，完成吸气；当膈肌和肋间外肌舒张时，肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位，膈肌顶部升高，结果胸廓容积缩小，肺也随之回缩，造成肺内气压大于外界气压，肺内气体排出肺，完成呼气。所以，做a动作时，肋间肌舒张，做b动作时肋间肌收缩，C错误。
故选C。
9．同学们制作了人体膈肌运动与呼吸关系的模型，其中气球模拟的是（ ）
A．肺 B．气管 C．胸廓 D．膈肌
【答案】A
【分析】图中：塑料瓶代表的是胸廓，玻璃管代表的是气管，气球代表的是肺，橡皮膜代表的是膈。由于实验装置的限制，该模型能模拟胸廓上下径的变化，不能模拟胸廓前后、左右径的变化。
【详解】A．气球在模型中所处位置以及其能随着橡皮膜（模拟膈）的运动而改变大小，与人体中肺在胸廓内随着膈肌运动进行气体交换的特点相符，所以气球模拟的是肺，A正确。
B．玻璃管在模型中是连接外界与内部“肺”的通道，其功能与人体气管相似，所以模拟气管的是玻璃管，B错误。
C．在人体膈肌运动与呼吸关系的模型中，塑料瓶的形状和位置类似于胸廓，所以模拟胸廓的是塑料瓶，C错误。
D．橡皮膜在模型中通过上下运动改变内部空间大小，就如同人体的膈肌收缩和舒张改变胸廓上下径，所以模拟膈肌的是橡皮膜，D错误。
故选A。
10．当异物阻塞呼吸道时，可用海姆立克急救法急救。若无他人在场，可采取如题图所示方法冲击上腹部，排出异物，此时体内的变化是（　　）
A．膈肌收缩 B．胸腔容积变大 C．肺内气压变小 D．膈顶位置上升
【答案】D
【分析】膈肌与肋间肌收缩，引起胸腔前后、左右及上下径均增大，膈肌顶部下降，胸廓的容积扩大，肺随之扩张，造成肺内气压减小，小于外界大气压，外界气体进入肺内，完成吸气；膈肌与肋间肌舒张，引起胸腔前后、左右及上下径均缩小，膈肌顶部上升，胸廓的容积缩小，肺随之缩小，造成肺内气压增大，大于外界大气压，肺内气体呼出肺，完成呼气。
【详解】海姆立克急救法可用于异物阻塞呼吸道时的急救，它是通过冲击腹部使膈顶上升（膈肌被动舒张），胸廓的容积缩小，肺随之缩小，造成肺内气压增大，大于外界大气压，异物在强大气压下排出呼吸道，故ABC错误，D正确。
故选D。
二、综合题
11．请根据图和文字资料回答下列问题。
小东同学参加了北京自然博物馆的科学实践活动，博物馆里有丰富的标本和模型，十分吸引人。同学们一起参观了(走进人体)主题展览，在“人体呼吸”的展区，小东看到了以下内容，请根据资料回答下列问题。
(1)图1中呼吸道不仅是气体的通道，而且还能使到达肺部的气体温暖、 和湿润。
(2)人体吸入的气体最终到达肺泡，肺泡的数量非常多，且根据图2所示，肺泡壁很薄，由 层扁平上皮细胞构成。这样有利于进行
(3)胸廓的变化与呼吸的关系密切，图2所示的外界气体按照c方向进入肺泡时，图1中[③] (填名称)应处于收缩状态。
(4)当我们刚下水游泳时，如果水漫过胸部，会感觉呼吸有些吃力，这是因为水的压迫使胸廓无法顺利 (选项:扩张/回缩)。导致肺内气压升高，气体不易进入。
【答案】(1)清洁
(2) 一/1 气体交换
(3)膈/膈肌
(4)扩张
【分析】呼吸运动是由呼吸肌的收缩和舒张引起的，呼吸肌主要包括肋间肌和膈肌。当肋间肌和膈肌收缩时，胸廓体积增大，肺随之扩张，肺内气压低于外界大气压，外界气体进入肺，完成吸气过程；当肋间肌和膈肌舒张时，胸廓体积缩小，肺随之回缩，肺内气压高于外界大气压，肺内气体排出体外，完成呼气过程。
图1中，①鼻、②是气管、③是膈肌；图2中，4是肺动脉、5是肺静脉；a表示二氧化碳、b表示氧气、c表示吸气、d表示呼气。
【详解】（1）呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管，是气体进出肺的通道。鼻腔内有鼻毛，可以阻挡灰尘，呼吸道都有骨或软骨做支架，其内表面覆盖着黏膜，黏膜内还分布有丰富的毛细血管。这些特点不仅保证了气体的畅通，还能对吸入的气体进行处理，使到达肺部的气体温暖、清洁和湿润。例如，鼻腔黏膜内的毛细血管可温暖吸入的冷空气；鼻毛和黏膜分泌的黏液可清洁和湿润吸入的空气。
（2）肺泡的数量非常多，且肺泡壁很薄，由一层扁平上皮细胞构成。这样的结构特点使得肺泡与血液之间的气体交换面积增大，同时减少了气体交换的距离。肺泡内的氧气浓度高于血液中的氧气浓度，血液中的二氧化碳浓度高于肺泡中的二氧化碳浓度，根据气体扩散原理，氧气会从肺泡扩散进入血液，二氧化碳会从血液扩散进入肺泡。所以肺泡的这种结构特点有利于进行气体交换。
（3）图2中外界气体按照c方向进入肺泡，这表明此时是吸气过程。图1中③是膈肌，在吸气过程中，膈肌应处于收缩状态。当膈肌收缩时，膈顶部下降，胸廓的上下径增大，胸廓体积增大，肺扩张，外界气体进入肺泡。
（4）当我们刚下水游泳时，如果水漫过胸部，水对胸廓会产生压迫，使得胸廓无法顺利扩张。胸廓不能充分扩张，肺也就不能很好地扩张，导致肺内气压升高，与外界大气压的差值减小，气体不易进入肺，所以会感觉呼吸有些吃力。
观察家人的呼吸习惯（如是否用口呼吸、是否喜欢随地吐痰等），结合本节课知识给予健康建议。
设计一个小实验：比较跑步前后自己的呼吸频率变化，分析原因。
（提示：平静时测量 1 分钟呼吸次数，跑步后立即测量，记录数据并对比。）
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