Учителю
Урок по биологии на тему 'Механизм дыхания' (8 класс)

Урок по биологии на тему 'Механизм дыхания' (8 класс)

Автор публикации: Ковалёва Е.С.

Дата публикации: 20.11.2015

Краткое описание:

предварительный просмотр материала

Механизм дыхания. Жизненная ёмкость лёгких.

Дыхательные движения: вдох и выдох. Газообмен.

Пока дышу - живу!

Задачи урока:

-образовательные:

- рассмотреть процессы газообмена в легких и тканях, показать роль диффузии в этих процессах,

- познакомить с механизмами вдоха и выдоха;

-сформировать знания о лёгочных объёмах;

- сформировать умения вычислять минутный объём дыхания, жизненную ёмкость лёгких - основных функциональных показателей дыхательной системы.

- исследовать влияние дозированной нагрузки на задержку дыхания у обучающихся;

- продолжить формирование умений анализировать и делать выводы о степени тренированности и выносливости своего организма;

-воспитательные:

- раскрыть проблемы, связанные с отрицательным воздействием курения на организм человека,

-развивающие:

- развивать навыки критического мышления, умения отстаивать свою позицию, корректно общаться.

Оборудование и материалы: таблица «Органы дыхания», « Схема кровообращения», презентация «Дыхательные движения. Жизненная ёмкость лёгких», модель Дондерса - механизм вдоха и выдоха (модель конструируется из стеклянной воронки и двух воздушных шаров), инструктивные карточки, раздаточный материал к уроку.

Интернет-ресурсы: ››Биология

Базовые понятия и термины: легкие, ткани, состав воздуха, диффузия, парциальное давление, гемоглобин, оксигемоглобин, артериальная кровь, венозная кровь.

Ожидаемый результат: Ключевые компетенции, которые будут развиты на уроке:

1. Умение выделять главное из содержания текста, изучаемого материала.

2. Умение переводить информацию в другую форму (таблицы, графики, схемы).

3. Умение анализировать, сравнивать, делать выводы и прогнозы, систематизировать.

4. Умение пользоваться алгоритмами и самому определять алгоритмы своих действий.

5. Критическое отношение к получаемой информации.

6. Умение применять учебные знания в повседневной жизни и нестандартных ситуациях.

7. Самостоятельность и ответственность за принимаемые решения.

Тип урока: комбинированный.

Метапредметные связи: биология, химия, физика, экология.

Методы: метод эвристической беседы, метод проблемного изложения, частично- поисковый метод, практический метод.

Формы: беседа, рассказ, демонстрация, самостоятельная работа, работа в группах, работа в парах.

Структура урока

I. Организационный этап...........................................................................................:..........1-2 мин

II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности.................................3 мин.

III. Изучение нового материала...........................................................................................15 мин

1. Газообмен.

2. Механизм дыхательных движений.

3. Жизненная ёмкость лёгких.

IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений обучающихся......................10 мин.

V. Самостоятельная работа учащихся......................................................................................10 мин.

Выполнение лабораторной работы №9 «Измерение обхвата грудной клетки в состоянии вдоха и выдоха. Определение жизненной ёмкости лёгких».

VI. Домашнее задание..........................................................................................................1-2 мин.

VII. Подведение итогов урока...................................................................................................3 мин.

Оформление доски.

Таблица

« Схема

кровообращения»

Главный Тема урока. Главный

вопрос Газообмен в лёгких и тканях. вопрос

урок Дыхательные движения. урока

№1 № 2 таблица

« Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха»

Содержание газов(в%)

Вдыхаемый воздух

Выдыхаемый воздух

Кислород

Углекислый газ

Азот

20,94

0,03

79,03

16,3

79,7

или рис. учебника, с.95- таблица

Таблица

« Органы дыхания»

Главные вопросы урока. 1. Какая существует связь между легочным и тканевым газообменом?

2. Каков механизм вдоха и выдоха?

( вопросы на отдельных листах прикреплены к доске так, чтобы их легко можно было снять)

Ход урока

I. Организационный этап.

II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности

« Пока дышу, надеюсь» - сказал римский поэт Овидий. «Пока дышу - живу» -такой эпиграф нашего урока сегодня.

Для жизнедеятельности клеток и тканей необходим кислород. Благодаря биологическому окислению органических веществ в клетках освобождается энергия. Органы дыхания обеспечивают приток кислорода в лёгкие и удаление углекислого газа, из лёгких кровь транспортирует кислород к тканям, а углекислый газ - к лёгким.

Давайте вспомним, ребята, по какому кругу кровообращения происходит транспортировка кислорода к тканям? (Ученик выходит к доске и по « Схеме кровообращения» показывает и рассказывает о большом круге кровообращения). А по какому кругу происходит транспортировка углекислого газа к лёгким? ( Ученик выходит к доске и по « Схеме кровообращения» показывает и рассказывает о малом круге кровообращения).

Создание проблемной ситуации к теме урока

Как у всех млекопитающих, органы дыхания человека построены по альвеолярному типу: дыхательные пути заканчиваются мельчайшими пузырьками - альвеолами. В них и происходит газообмен. А как?

Вот это вам сегодня и предстоит узнать!

Открываем тетрадочки и записываем тему урока « Газообмен в лёгких и тканях. Дыхательные движения».

Сегодня в течение урока мы должны ответить на два главных вопроса. Первый -какая существует связь между легочным и тканевым газообменом? Второй - каков механизм вдоха и выдоха?

III. Изучение нового материала.

-Какие изменения происходят в составе воздуха при дыхании?

Найти ответ нам поможет таблица « Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха».

Задание. Ребята, проанализируйте эту таблицу. Найдите признаки отличия в составе вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Ответ. В выдыхаемом воздухе количество кислорода снижается до 16%, зато углекислого газа становится больше - 4%.

Что же произошло с воздухом в лёгких? Почему произошло увеличение в выдыхаемом воздухе углекислого газа и уменьшение кислорода?

Давайте вспомним строение лёгких. Это поможет лучше понять газообмен.

Диалоговая беседа, работа со схемой.

( Ученик выходит к доске и по таблице « Органы дыхания» рассказывает о том, что лёгкие состоят из ветвящихся бронхов, концы которых заканчиваются альвеолами. Их насчитывается более 300 мил. Каждый пузырёк оплетён сетью капилляров. Стенки альвеол и капилляров очень тонкие, через них легко проходят газы.)

Действительно, ребята, если расправить все альвеолы, то их общая поверхность составит ≈ 90-100 м²- это площадь волейбольной площадки.

Итак, в лёгких кровь освобождается от углекислого газа и насыщается кислородом.

Движение газов происходит по законам диффузии.

Напомните его, пожалуйста? ( Газ распространяется из среды с высоким давлением в среду с меньшим давлением).

Итак, артериальная кровь по большому кругу направляется к тканям. В тканях кровь отдаёт кислород и насыщается углекислым газом.

Содержание кислорода в артериальной крови больше, чем в клетках ткани и, следовательно, кислород (согласно закону диффузии) свободно проходит через тонкие стенки капилляров в клетки. В клетке в результате окислительных процессов накапливается углекислый газ. Его давление больше чем в крови и, следовательно, углекислый газ переходит в кровь. Кровь из артериальной превращается в венозную.

Она возвращается к лёгким и здесь снова становится артериальной.

Итак, мы ответили на первый вопрос урока - какая существует связь между легочным и тканевым газообменом? ( Лист с вопросом снимается с доски).

Однако газообмен в организме возможен только при условии постоянной смены воздуха в лёгких. Поэтому дыхание происходит постоянно. Вдохнув первый раз во время рождения, человек дышит всю жизнь.

2. Механизм дыхательных движений.

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.

Поступление воздуха в лёгкие и вытеснение его из лёгких можно наблюдать на модели Дондерса, названной по имени изобретателя- физиолога. Воронка выполняет роль грудной полости, шарик внутри воронки - лёгкие, резиновое дно - диафрагму. Я « диафрагму» оттягиваю вниз. Шарик- «лёгкое» раздувается. Отпускаю « диафрагму» - шарик внутри уменьшается в объёме. Происходит так называемый «вдох и выдох».

( Раздаточный материал - два текста на листочках).

1. При вдохе………….. межрёберные мышцы. Рёбра ………. Диафрагма………. и становится более …………….. Это приводит к …………

объёма грудной клетки. Лёгкие при этом……………., давление в них ………… и становиться ниже атмосферного. Воздух………….. в лёгкие. Происходит вдох.

2. При выдохе………….. межрёберные мышцы. Рёбра ………. Диафрагма………. и становится более …………….. Это приводит к …………

объёма грудной клетки. Лёгкие при этом……………. в объеме, давление в них ………….., становится чуть выше атмосферного. Воздух………….. из лёгких . Происходит выдох.

Класс объединяется в 3 группы(по рядам). Каждой группе выдается конверт с набором карточек - ответов( сокращаются, расслабляются, поднимаются, опускаются, сокращается, плоской, расслабляется, выпуклой, увеличению, уменьшению, расширяются, уменьшаются, устремляется, выходит, уменьшается, увеличивается).

Задание. Ребята, вы видите два текста. В них записан механизм вдоха и выдоха. Чтобы его прочитать, вам надо составить краткое последовательное описание того, как происходит вдох и выдох, вставив пропущенные слова. В этом вам поможет текст учебника на стр.94. Затем спикер от группы прочтёт его вслух.

Текст 1. При вдохе сокращаются межрёберные мышцы. Рёбра поднимаются. Диафрагма сокращается и становится более плоской. Это приводит к увеличению объёма грудной клетки. Лёгкие при этом расширяются, давление в них уменьшается и становится ниже атмосферного. Воздух устремляется в лёгкие. Происходит вдох.

Текст 2. При выдохе расслабляются межрёберные мышцы. Рёбра опускаются. Диафрагма расслабляется и становится более выпуклой. Это приводит к уменьшению

объёма грудной клетки. Лёгкие при этом уменьшаются в объеме, давление в них увеличивается, становиться чуть выше атмосферного. Воздух выходит из лёгких . Происходит выдох.

Вывод. Дыхательные движения (вдох и выдох) обеспечивают смену воздуха в лёгких. Воздух попадает в лёгкие благодаря расширению грудной полости и выходит при её сжатии. Это происходит по физическим законам, но потребность организма в кислороде воздуха определяется действием биологических законов - интенсивностью энергетических процессов, происходящих в тканях. Благодаря дыхательным движениям в лёгких поддерживается постоянство газового состава.

Итак, ребята, мы с вами ответили и на второй вопрос урока - каков механизм вдоха и выдоха?

(снимаю с доски и второй вопрос).

3. Жизненная ёмкость лёгких.

Основные функциональные показатели дыхательной системы:

Жизненная ёмкость лёгких - наибольшее количество воздуха, которое может поступить в лёгкие.

Дыхательный объём - объем воздуха, поступающий в лёгкие (или удаляющийся из них) при каждом вдохе (выдохе).

Резервный объём - объём воздуха, который может дополнительно поступить из лёгких при самом глубоком выдохе.

Дополнительный объём - объём воздуха, который может дополнительно поступить в лёгкие при самом глубоком вдохе.

Остаточный объём - объём воздуха, остающийся в лёгких после максимального выдоха.

Мёртвое пространство - объём воздуха, содержащийся в воздухоносных путях.

ЖЁЛ = V_дых + V_доп + V_резерв

Ребята, какие у вас будут ко мне вопросы по теме урока (если вопросы есть - они разбираются, если нет - начинается самостоятельная работа).

IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений обучающихся

(Самостоятельная работа на развитие логического мышления). В малых руппах (парах).

А сейчас, ребята, для закрепления темы, вы выполните задание (задание на обороте листочков с текстами про вдох-выдох).

Расположите перечисленные ниже процессы в логической последовательности.

а) поступление кислорода к клеткам тела;

б) поступление кислорода в тканевую жидкость;

в) поступление воздуха в лёгкие;

г) удаление воздуха из лёгких;

д) поступление углекислого газа из клеток в тканевую жидкость;

е) поступление углекислого газа в капилляры тканей;

ж) перенос углекислого газа от тканей к лёгким, осуществляемый кровью;

з) диффузия кислорода в капиллярах, расположенные в лёгких;

и) перенос кислорода от лёгких к тканям, осуществляемый кровью.

Для выполнения задания вы можете пользоваться текстом учебника. На выполнение задания даётся 10 минут.

(Ответ зачитывает ученик первым правильно выполнивший это задание. Правильный ответ: в, з, и, б, а, д, е, ж, г). Взаимопроверка в парах.

Оценивание работы учащихся.

V. Самостоятельная работа учащихся

VI. Домашнее задание.

§ 21, вопросы с.97 (устно); повт. Виды регуляции функций в организме.

VII. Подведение итогов урока.

Приложение 1.

Глоссарий:

Артериальная кровь - насыщенная кислородом кровь ярко-алого цвета.

Венозная кровь - насыщенная углекислым газом, тёмно-красного цвета.

Газообмен - изменение состава воздуха во время вдоха и выдоха.

Гемоглобин - белок крови, способный транспортировать кислород и углекислый газ, образуя с ними нестойкие химические соединения.

Диффузия - газ распространяется из среды с высоким давлением в среду с меньшим давлением

Дыхательный объём - объем воздуха, поступающий в лёгкие (или удаляющийся из них) при каждом вдохе (выдохе).

Дыхательные движения: вдох и выдох - обеспечивают попеременные увеличения и уменьшения объёма лёгких.

Жизненная ёмкость лёгких - наибольшее количество воздуха, которое может поступить в лёгкие.

Мёртвое пространство - объём воздуха, всегда содержащийся в воздухоносных путях.

Оксигемоглобин - нестойкое химическое соединение гемоглобина с кислородом.

Остаточный объём - объём воздуха, остающийся в лёгких после максимального выдоха.

Парциальное давление - давление, которое имел бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же температуре.

Резервный объём - объём воздуха, который может дополнительно поступить из лёгких при самом глубоком выдохе.

Приложение 2.

Инструктивная карточка к выполнению лабораторной работы №9.

Лабораторная работа №9.

Измерение обхвата грудной клетки в состоянии вдоха и выдоха.

Определение жизненной ёмкости лёгких.

Цель: сформировать умения вычислять минутный объём дыхания, жизненную ёмкость лёгких - основных функциональных показателей дыхательной системы.

Оборудование и материалы: сантиметровая лента, инструктивная карточка.

Ход работы:

С помощью сантиметровой ленты измерьте окружность грудной клетки.

(работа в парах). Для этого испытуемый поднимает руки, экспериментатор накладывает ленту так, чтобы она проходила по нижним углам лопаток сзади и по среднегрудинной точке спереди и плотно прилегала к телу. Затем испытуемый опускает руки. Окружность груди измеряется в трёх фазах: во время обычного спокойного дыхания (в паузе), при максимальном вдохе и максимальном выдохе.

Определите разность между величинами окружности груди на вдохе и выдохе. Это и есть экскурсия грудной клетки. Полученный результат запишите. В норме величина экскурсии грудной клетки у молодых здоровых людей обычно лежит в интервале 6-9 см
Расчёт жизненной ёмкости лёгких.

Жизненная емкость легких - один из основных функциональных показателей дыхательной системы. Это наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха.

Для подростков она рассчитывается по следующим формулам:

Мальчики 13-16 лет

ЖЕЛ = {(рост (см)·0,052)}-{(возраст (лет)· 0,022)}- 4,2.

Девочки 8-16 лет

ЖЕЛ = {(рост (см)·0,041)}- {(возраст (лет)·0,018)}- 3,7.

Показатели

Во время спокойного дыхания (в паузе)

При максимальном вдохе

При максимальном выдохе

Окружность груди

Экскурсия грудной клетки

Жизненная ёмкость лёгких

Мальчики 13-16 лет

ЖЕЛ = {(рост (см)·0,052)}-{(возраст (лет)· 0,022)}- 4,2.

Девочки 8-16 лет

ЖЕЛ = {(рост (см)·0,041)}- {(возраст (лет)·0,018)}- 3,7.

Обхват грудной клетки должен соответствовать половине роста. Показатели считаются хорошими, если фактический обхват грудной клетки превышает эту величину.

В норме величина экскурсии грудной клетки у молодых здоровых людей обычно в интервале 6-9 см

При тренировке (бег, плавание, игра на духовых инструментах) экскурсия грудной клетки возрастает. Так что по этому показателю можно следить за своими успехами.

Выводы: у меня _________________________________________________________________

Лабораторная работа №9.

Измерение обхвата грудной клетки в состоянии вдоха и выдоха.

Определение жизненной ёмкости лёгких.

Оборудование и материалы: сантиметровая лента, инструктивная карточка.

Ход работы:

Показатели

Во время спокойного дыхания (в паузе)

При максимальном вдохе

При максимальном выдохе

Окружность груди

Экскурсия грудной клетки

Жизненная ёмкость лёгких

Мальчики 13-16 лет ЖЕЛ = {(рост (см)·0,052)}-{(возраст (лет)· 0,022)}- 4,2.

Девочки 8-16 лет ЖЕЛ = {(рост (см)·0,041)}- {(возраст (лет)·0,018)}- 3,7.

Выводы: у меня _________________________________________________________________

Лабораторная работа №9.

Измерение обхвата грудной клетки в состоянии вдоха и выдоха.

Определение жизненной ёмкости лёгких.

Оборудование и материалы: сантиметровая лента, инструктивная карточка.

Ход работы:

Показатели

Во время спокойного дыхания (в паузе)

При максимальном вдохе

При максимальном выдохе

Окружность груди

Экскурсия грудной клетки

Жизненная ёмкость лёгких

Мальчики 13-16 лет ЖЕЛ = {(рост (см)·0,052)}-{(возраст (лет)· 0,022)}- 4,2.

Девочки 8-16 лет ЖЕЛ = {(рост (см)·0,041)}- {(возраст (лет)·0,018)}- 3,7.

Выводы: у меня _________________________________________________________________

Лабораторная работа №9.

Измерение обхвата грудной клетки в состоянии вдоха и выдоха.

Определение жизненной ёмкости лёгких.

Оборудование и материалы: сантиметровая лента, инструктивная карточка.

Ход работы:

Показатели

Во время спокойного дыхания (в паузе)

При максимальном вдохе

При максимальном выдохе

Окружность груди

Экскурсия грудной клетки

Жизненная ёмкость лёгких

Мальчики 13-16 лет ЖЕЛ = {(рост (см)·0,052)}-{(возраст (лет)· 0,022)}- 4,2.

Девочки 8-16 лет ЖЕЛ = {(рост (см)·0,041)}- {(возраст (лет)·0,018)}- 3,7.

Выводы: у меня _________________________________________________________________

Приложение 3. Раздаточный материал - лист разрезается на 5 частей

Расположите перечисленные ниже процессы в логической последовательности.

а) поступление кислорода к клеткам тела;

б) поступление кислорода в тканевую жидкость;

в) поступление воздуха в лёгкие;

г) удаление воздуха из лёгких;

д) поступление углекислого газа из клеток в тканевую жидкость;

е) поступление углекислого газа в капилляры тканей;

ж) перенос углекислого газа от тканей к лёгким, осуществляемый кровью;

з) диффузия кислорода в капиллярах, расположенных в лёгких;

и) перенос кислорода от лёгких к тканям, осуществляемый кровью.

Расположите перечисленные ниже процессы в логической последовательности.

а) поступление кислорода к клеткам тела;

б) поступление кислорода в тканевую жидкость;

в) поступление воздуха в лёгкие;

г) удаление воздуха из лёгких;

д) поступление углекислого газа из клеток в тканевую жидкость;

е) поступление углекислого газа в капилляры тканей;

ж) перенос углекислого газа от тканей к лёгким, осуществляемый кровью;

з) диффузия кислорода в капиллярах, расположенных в лёгких;

и) перенос кислорода от лёгких к тканям, осуществляемый кровью.

Расположите перечисленные ниже процессы в логической последовательности.

а) поступление кислорода к клеткам тела;

б) поступление кислорода в тканевую жидкость;

в) поступление воздуха в лёгкие;

г) удаление воздуха из лёгких;

д) поступление углекислого газа из клеток в тканевую жидкость;

е) поступление углекислого газа в капилляры тканей;

ж) перенос углекислого газа от тканей к лёгким, осуществляемый кровью;

з) диффузия кислорода в капиллярах, расположенных в лёгких;

и) перенос кислорода от лёгких к тканям, осуществляемый кровью.

Расположите перечисленные ниже процессы в логической последовательности.

а) поступление кислорода к клеткам тела;

б) поступление кислорода в тканевую жидкость;

в) поступление воздуха в лёгкие;

г) удаление воздуха из лёгких;

д) поступление углекислого газа из клеток в тканевую жидкость;

е) поступление углекислого газа в капилляры тканей;

ж) перенос углекислого газа от тканей к лёгким, осуществляемый кровью;

з) диффузия кислорода в капиллярах, расположенных в лёгких;

и) перенос кислорода от лёгких к тканям, осуществляемый кровью.

Расположите перечисленные ниже процессы в логической последовательности.

а) поступление кислорода к клеткам тела;

б) поступление кислорода в тканевую жидкость;

в) поступление воздуха в лёгкие;

г) удаление воздуха из лёгких;

д) поступление углекислого газа из клеток в тканевую жидкость;

е) поступление углекислого газа в капилляры тканей;

ж) перенос углекислого газа от тканей к лёгким, осуществляемый кровью;

з) диффузия кислорода в капиллярах, расположенных в лёгких;

и) перенос кислорода от лёгких к тканям, осуществляемый кровью.

Приложение 4.

Модель, предложенная изобретателем-физиологом Дондерсом. На ней можно пронаблюдать поступление воздуха в лёгкие и его изгнание.

Для модели требуется стеклянная воронка, 2 воздушных шарика, нитка и липкая лента. Один из шариков поместим внутрь воронки, а его клапан выведем наружу, натянем на край воронки и с наружной стороны крепко обвяжем ниткой. Второй шарик разрежем пополам и одну часть натянем на широкий раструб воронки так, чтобы образовалось резиновое дно. Чтобы дно лучше держалось, прикрепим его снаружи липкой лентой. Трубка воронки моделирует верхние дыхательные пути, шарик внутри - лёгкие, резиновое дно - диафрагму. Стеклянный корпус воронки - стенки грудной полости. При оттягивании резинового дна атмосферное давление в модели грудной полости и в шарике падает, и наружный воздух входит внутрь шарика - и он раздувается, как лёгкое во время вдоха. Когда мы отпускаем модель диафрагмы, воздух из шарика выходит - происходит выдох.

⇧

⇩