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第8章 人体的能量供应
第2课时 人类细胞获得氧气的过程
精彩导入
相信同学们在生活中都尝试过屏住呼吸，但往往坚持不了多久，就得放弃这种憋气状态。结合前一节课所学知识，请问原因是什么呢？
我们身体内每个活细胞的生命活动所需的能量主要是在氧气的参与下分解有机物释放的，所以我们必须从外界空气中获取足够的氧气，同时也要把呼吸作用过程中产生的二氧化碳及时地排出体外。
人体吸入氧气和排出二氧化碳是通过呼吸系统完成的。能够承担这个功能的是人体的呼吸系统。
任务一：呼吸道的结构与功能
人体呼吸系统模式图。
任务一：呼吸道的结构与功能
哪些结构组成了呼吸系统？
人体的呼吸系统是由呼吸道和肺组成的。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管。
自主阅读教材关于呼吸道各结构的知识内容，推测呼吸道的功能。
任务一：呼吸道的结构与功能
学生实验：羊气管的观察。
要求：
1.找到气管(如下图)中的软骨。
2.捏一捏、拉一拉、折一折，感觉气管的软硬度和伸缩性如何。
3.再次观察气管软骨的形态。
4.结合消化道和呼吸道模式图，思考C形软骨的意义。
任务一：呼吸道的结构与功能
完成相应功能时需要呼吸道保持什么样的状态？是什么结构能让呼吸道保持这种状态？
呼吸道的各个结构上下相互连通，通过鼻与外界相通，是气体顺利进出肺的通道。要保持中空直立的状态才能保证经过的气流畅通无阻。气管壁由C形软骨支撑，既能使气管保持中空直立的开放状态而不会塌陷，又具有一定的弹性。
任务一：呼吸道的结构与功能
食物和气体进入人体后似乎在咽部有一个交叉的瞬间，那么在日常生活中我们的吞咽和呼吸为什么没有发生冲突呢？食物和气体为什么也没有“误入歧途”呢？据此，我们在日常生活中应该注意些什么？
任务一：呼吸道的结构与功能
吞咽时，会厌软骨会盖住喉的入口处，以防止食物入喉。生活中吃饭或喝水时，不要大声说笑。
任务一：呼吸道的结构与功能
观察下列图片。
任务一：呼吸道的结构与功能
结合图片，思考下列问题：
(1)当我们感冒鼻塞用嘴呼吸时，发现嘴很干，为什么鼻呼吸就没有这种感觉？
(2)鼻腔里为什么经常会有一些脏东西？
(3)北欧人和赤道附近生活的人的鼻子有什么不同？为什么？
(4)为什么不要随地吐痰？
(5)请推测呼吸道的功能。
任务一：呼吸道的结构与功能
鼻腔内有鼻毛，鼻毛阻挡了灰尘等一些异物，鼻腔内表面有鼻黏膜。鼻黏膜内有丰富的毛细血管和黏液腺，黏液腺可以分泌黏液，这些结构能使吸入鼻腔的空气变得温暖、湿润、清洁，减少对肺的刺激。所以呼吸道除了是气体进出肺的通道，还可以使进入肺的空气变得温暖、湿润、清洁。
演示实验：
(1)通过气管，向羊肺内吹气。
(2)将肺组织块和心脏壁组织块放入盛有清水的小烧杯中。
任务二：肺的结构与功能
(1)肺的位置在哪？肺的功能是什么？
肺位于胸腔，左、右各一个，分别与左、右气管相通。肺由细支气管的树状分支和肺泡组成。最细的支气管末端有许多囊泡，这就是肺泡。
(2)尝试解释肺组织块和心脏壁组织块在清水中漂浮状态不同的原因？
构成肺的结缔组织密度比水小，因而肺组织块会漂浮在水面上，而心脏壁主要由能够收缩和舒张的肌肉组织构成，密度比水大，所以会沉到水中。
任务二：肺的结构与功能
(3)为什么肺是气体交换的重要场所？肺有哪些与此功能相适应的特点？
人体的肺泡总数约有3亿个，肺泡总面积约有100㎡。肺泡壁很薄，仅由单层细胞构成，肺泡外表面缠绕着丰富的毛细血管和弹性纤维，所以吹气的时候可以看到肺的膨胀，这些特点有助于肺进行气体交换。
任务二：肺的结构与功能
任务三：肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的
人体从外界吸入空气，呼出肺泡内的气体。外界与肺泡之间的气体交换，就是通常所说的呼吸，也叫肺通气。
那么，肺通气是怎样完成的？请大家把双手放在胸部的两侧，做深呼吸(包括深吸气和深呼气)，仔细体会一下胸廓有什么变化？
吸气时，胸廓在往上提，体积扩大；呼气时，胸廓下降，体积缩小。吸气和呼气时胸廓会相应地扩大和缩小，胸廓扩大和缩小的运动就是呼吸运动。
呼吸运动是怎样完成的？为什么呼吸运动会实现肺通气呢？
任务三：肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的
对照示意图，说出模型中分别代表脊柱、肋骨、胸骨、肋间肌等部分的结构。
1代表脊柱；2代表肋骨；3代表肋间肌；4代表胸骨。
任务三：肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的
小组活动1：借助肋骨、胸骨运动模型，分小组合作完成下面的方法步骤。
(1)学生自行操作模型，尝试演示肋间外肌收缩和舒张时引起肋骨和胸骨的运动，并描述肋骨和胸骨的运动方向。
(2)在肋间外肌收缩和舒张时，分别测量并计算四边形的面积；根据计算结果，推测胸廓体积的变化情况。
肋间外肌收缩使肋骨上提并外展，胸骨上移，使胸廓的横径加大，胸廓体积增大；肋间外肌舒张，肋骨和胸骨恢复原状，胸廓体积减小。
任务三：肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的
小组活动2：制作膈肌运动模型。
向下拉动或向上推动瓶子底部的气球膜，观察瓶内气球和瓶内体积的变化情况。
任务三：肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的
向下拉动气球膜，瓶子纵径增大，瓶内体积和气球体积均增大；向上推动气球膜，瓶子纵径减小，瓶内体积和气球体积都减小。
任务三：肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的
小组活动3：注射器活塞实验。
将注射器的活塞拉出一部分，用手指堵住锥头孔，用力推或用力拉，然后放开推拉活塞的手，观察活塞的运动方向，归纳总结气体与压力容积的关系。
综合实验结果，填写表格。
任务三：肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的
总结：肋间外肌和膈肌的收缩、舒张→胸廓横径和纵径的加大、缩小→胸廓扩大、缩小→肺容积增大、缩小→肺内气压小于、大于外界大气压→吸气、呼气。
人体吸气：肋间外肌收缩→胸廓横径加大→胸廓扩大→肺容积增大→肺内气压小于外界大气压→新鲜空气由呼吸道进入肺。
人体呼气：肋间外肌和膈肌舒张→胸廓缩小→肺容积缩小→肺内气压大于外界大气压→肺泡内部分气体排出体外。
任务三：肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的
一些特定原因会导致人呼吸暂停，如窒息、煤气中毒、药物中毒、呼吸肌麻痹、溺水以及触电导致的呼吸骤停，此时应该采取什么急救措施呢？
需要对患者采取人工呼吸。
任务四：肺与血液之间的气体交换是通过气体扩散实现的
肺与血液之间的气体交换示意图。
人体呼出的气体与吸入的气体相比，氧气含量低，而二氧化碳含量高。推测在肺泡处发生了什么？
任务四：肺与血液之间的气体交换是通过气体扩散实现的
观察图片，结合生活实际，人体呼出的气体与吸入的气体相比，氧气含量低，而二氧化碳含量高。据此请大家推测在肺泡处发生了什么？
肺泡与血液之间进行了氧气和二氧化碳的交换。
这个过程就是肺的换气，那为什么在肺里氧气和二氧化碳会主动地进行交换呢？
任务四：肺与血液之间的气体交换是通过气体扩散实现的
视频《气体扩散》
任务四：肺与血液之间的气体交换是通过气体扩散实现的
尝试总结气体扩散的原理，并举出一些生活中的事例。
气体扩散是指气体可以由浓度高的地方向浓度低的地方运动，例如，厨房饭菜的香味可能会传到客厅、居室某处喷洒清新剂的香气会很快溢满全屋。
肺的换气是指肺泡与血液之间进行氧气和二氧化碳的交换，这个过程是通过气体扩散实现的。
任务四：肺与血液之间的气体交换是通过气体扩散实现的
请大家用气体扩散原理解释肺的换气。气体交换完成后，血液有什么变化呢？
吸入新鲜空气后，肺泡中的氧含量高于血液中的氧含量，氧气便向血液中扩散；血液中的二氧化碳含量高于肺泡中的二氧化碳含量，二氧化碳便向肺泡中扩散。肺泡与血液之间的气体交换，使静脉血转变为动脉血。
任务五：气体在血液中运输
氧气进入血液后的最终目的地是哪里？是如何运输的？
氧气最终要进入细胞内参与呼吸作用以释放能量。由血液运输。
这两种血液为什么颜色不同？请回忆有关循环系统的知识描述血液运输氧气的过程。
任务五：气体在血液中运输
鲜红色的是动脉血，氧含量高，氧气通过与红细胞中的血红蛋白结合而被运输。暗红色的是静脉血，由于氧含量低，血红蛋白与氧气分离，呈现暗红色。所以人体血液中的氧气与血红蛋白结合，以氧合血红蛋白形式运输；大部分二氧化碳在血浆中运输。
任务六：血液与细胞之间的气体交换保证细胞进行呼吸作用
什么叫组织换气？
血液与细胞之间进行氧气和二氧化碳的交换过程称为组织换气。
想一想这个交换过程是通过什么来实现的？
气体扩散。
任务六：血液与细胞之间的气体交换保证细胞进行呼吸作用
血液与细胞之间的气体交换示意图。
任务六：血液与细胞之间的气体交换保证细胞进行呼吸作用
根据气体扩散原理，结合“细胞通过呼吸作用释放能量”的知识和上页的示意图，分析推测在细胞和血液之间发生了什么？为什么？
细胞进行呼吸作用时消耗氧气并产生二氧化碳，使细胞内氧含量远远低于血液中氧含量，而细胞内二氧化碳含量远远高于血液中二氧化碳含量。因此，血液中氧气向细胞里扩散，而细胞中二氧化碳向血液里扩散。血液与细胞之间的气体交换使动脉血转变为静脉血。
核心总结
1.人体的呼吸系统是由呼吸道和肺组成的。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管和支气管，是气体进出肺的通道，肺是人体与外界进行气体交换的场所。
2.鼻是呼吸道的起点，鼻的一些结构能使吸入鼻腔的空气变得温暖、湿润、清洁，减少对肺的刺激。肺是呼吸系统的主要器官，是完成气体交换的重要场所。
核心总结
3.肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的；肺与血液之间的气体交换是通过气体扩散实现的；血液与细胞之间的气体交换保证细胞进行呼吸作用，也是通过气体扩散实现的。
4.呼吸的全过程包括：
(1)肺通气；
(2)肺与血液之间的气体交换(肺的换气)；
(3)气体在血液中运输；
(4)血液与细胞之间的气体交换(组织换气)。
课堂评价
1.下列关于人体呼吸道的叙述中，错误的是 ( )
A.呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管、肺
B.呼吸道有骨或软骨作支架
C.呼吸道的主要功能是保持气流通畅
D.呼吸道对吸入气体的处理能力是有限的
A
课堂评价
2.下图是人体胸廓变化的示意图，对于图中状态描述正确的是（ ）
A.呼出气体 B.胸廓缩小
C.吸入气体 D.呼吸肌舒张
C
课堂评价
3.肺泡外包绕着丰富的毛细血管，这一特征有利于（ ）
A.肺泡与外界进行气体交换
B.组织细胞间的气体交换
C.气体在血液中运输
D.肺泡与血液进行气体交换
D
大展身手
尝试选择合适的材料，自己动手制作肋骨、胸骨运动模型。
谢谢观看

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