Газообмен в легких и тканях. Дыхательные движения

Эпиграф

« Без сомнения, всё наше знание начинается с опыта».
Иммануил Кант (1724-1804гг.) 

ХОД УРОКА

I. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ.

II. АКТУАЛИЗАЦИЯ

Сегодня на уроке мы проверим ваши знания о строении и функциях дыхательной системы, познакомимся с особенностями процесса газообмена в легких и тканях, узнаем, как в нашем организме осуществляются механизмы вдоха и выдоха.

Дыхание – жизненно необходимый процесс. За всю жизнь человек вдыхает 380 тысяч м ³ воздуха. За 1 час сна – 15 - 20 литров воздуха, при физической работе – 45 - 60 литров воздуха, при тяжелой работе – до 120 литров воздуха. Сегодня на уроке мы должны выяснить, как строение легких обеспечивает данный процесс, как организм освобождается от накопления СО₂ и обогащается О₂, почему человечество должно заботиться о чистоте воздуха.

У каждого из Вас на столе лежит оценочный лист, давайте разберем, как его заполнять (приложение №1). Подпишите класс, фамилию, имя. В оценочных листах указаны этапы урока. Результаты своих ответов Вы будете заносить в имеющиеся в листе таблицы. Выводы по каждой работе оформляйте тоже в оценочных листах. Если вывод соответствует правильному, то, напротив, в квадрате ставите знак «+». Посмотрите внимательно, у Вас есть графа – работа на уроке, в которой Вы также ставите знак «+», за каждый правильный ответ. Не забывайте об этом. Есть вопросы по заполнению листов?

И сегодня нам с вами предстоит решить одну интересную проблему.

III. ПРОВЕРКА ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ.

Но прежде вспомним и проверим ваши знания дыхательной системы с помощью интеллектуальной разминки:

«Закончи предложение»

1. В узкой части гортани находятся _______________ связки. (голосовые)

2. Когда человек спокойно дышит, связки ___________________ . (расходятся)

3. В дыхательных путях между носоглоткой и трахеей располагается… (гортань)

4. Большое значение для голоса имеет _________ связок. (длина)

5. Строение гортани у мальчиков и девочек ясельного возраста примерно одинаково, поэтому их голоса _________________. (звонкие высокие)

«Верю – не верю»

6. Слизистая оболочка носа покрыта мерцательным эпителием (да)

7. Голосовые связки прикреплены к надгортаннику и черпаловидным хрящам (нет)

8. Во время пения и речи голосовые связки расходятся (нет)

9. Чем голосовые связки толще и длиннее, тем ниже голос.(да)

10. Над входом в гортань находится надгортанник  (да)

 «Четвертый лишний».

11. Трахея, бронхи, ротовая полость, носоглотка (ротовая полость)

12. Щитовидный хрящ, голосовые связки, трахея, черпаловидные хрящи (трахея)

 IV. МОТИВАЦИЯ

Поговорка: “Это нам надо как воздух!”, выражает особую потребность организма в воздухе.

Великий врач Древней Греции Гиппократ называл воздух “Пастбищем жизни”.

С дыханием связаны  состав крови,  движение,  чувство,  ум! Дыхание – в основе речи и пения. Даже простой вздох бессознательно выражает душевное состояние человека.

В древности и в средние века врачи полагали, что воздух, который разносится в теле по воздушным трубочкам, как бы облегчает наше тело, и мы становимся близкими Богу.

Теперь мы знаем, что из воздуха нашему организму нужен только кислород, что в нашем теле нет никаких воздушных трубочек, и что воздух попадает только в легкие. В организме человека нет запасов кислорода, и поэтому непрерывное поступление его в организм является жизненной необходимостью.

Уважаемые коллеги! Нет, нет, я не оговорилась. Сегодня Вы не учащиеся 9 класса, а мои коллеги – биологи – экспериментаторы, исследователи. И наши исследования будут по теме: «Дыхание». Откройте тетради и запишите урок – практикум по теме: "Газообмен в легких и тканях. Дыхательные движения". (Слайд №1)

Цель нашего исследования особенности работы дыхательного аппарата. Не секрет, что наши исследования для науки не новы. Нам с Вами предстоит «приоткрыть» открытое.

Человек без пищи может прожить несколько недель, без воды – несколько дней, а без чего человек не может прожить и несколько минут? Действительно, одно из чудес природы возможность дышать.

Дышат люди, дышат звери.
Дышат все, кто хочет жить.
Кто под солнцем иль луною,
Может жизнью дорожить.
Разберемся, кто как может.
Будем знать, а кто какой.
Мы же дышим, дышим тоже,
Если дышишь – ты живой. 

V. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА. (Слайд № 2)

Дыхание – это жизненно важная функция. Давайте попробуем в этом разобраться. Но прежде чем мы приступим, прислушаемся к совету Аристотеля: «Сперва собирай факты и только после этого связывай их мыслью». А теперь сделайте глубокий выдох и задержите своё дыхание.

Что Вы ощущаете? Ответы детей (учащийся отвечает правильно, то ставит «+»). Почему когда нам что-то очень важно или что-то дорого мы говорим «Это нужно нам как воздух». (любая деятельность клетки, ткани, органа требует возвращения энергии, в организме в различных превращениях энергии участвует кислород).

А что такое газообмен? (обмен газов между организмом и внешней средой, т. е. дыхание.) Молодец. Не забудь поставить «+».

Почему легкие являются и органами выделения? Как это доказать из жизненного опыта? ( Зимой на улице изо рта идет пар – это капли воды). Правильно. Сейчас мы это можем увидеть? Давайте попробуем. У каждого на столе лежит зеркальце, вдохните небольшую порцию воздуха в себя и задержите дыхание на 2-3 секунды, а затем выдохните воздух на зеркальце.

Что Вы видите на зеркальце? А почему они появились? Умница. В каких случаях используют тоже зеркальце? Правильно.

Как вы думаете, а как происходит вдох и выдох? (Ученики высказывают свои гипотезы). Давайте вместе разберемся, как протекают эти процессы. (Слайд № 3)

Давайте посмотрим с помощью исследования, что происходит с объемом грудной клетки при вдохе и выдохе. (Слайд № 4) В этом задании Вы должны правильно сделать измерения, посмотрите, как это делается. Мне нужен помощник. Измерительная лента накладывается так, чтобы она касалась углов лопаток. Руки должны быть опущены. Испытуемый делает спокойный вдох, Вы измеряете, выдох снова измеряете, результаты заносите в тетрадь. Затем испытуемый делает глубокий вдох (это вдох с шумом). Вы измеряете, он делает глубокий выдох, снова измеряете, результаты записываете в тетрадь. По результатам работы делаете вывод и записываете в лист самостоятельно. Приступаем. Кто все выполнил, положите ручки. Какая разница окружности грудной клетки получилась при спокойном дыхании (2-3 учащихся спросить), а при глубоком дыхании (2-3 уч). Какой вывод Вы сделали (1-2 уч.). Почему? Итак, при вдохе и выдохе изменяется окружность грудной клетки, и это изменение больше при глубоком дыхании, так как включаются дополнительные мышцы; при вдохе объем грудной клетки увеличивается. В норме разница обхвата грудной клетки при спокойном вдохе и выдохе = 1-3 см.

Как осуществляется нервная регуляция? В головном мозге, а именно в продолговатом, находится дыхательный цент. Он состоит из центров вдох и выдоха, которые регулируют работу дыхательных мышц. В центре вдоха периодически возникают импульсы, межреберные мышцы сокращаются, ребра поднимаются, диафрагма становится плоской, легкие следуют за ней. А значит, объем грудной полости увеличился, давление в легких уменьшилось по с равнению с атмосферным. И воздух засасывается в легкие. Так происходит вдох.

А при выдохе: в центр выдоха поступает сигнал, мышцы диафрагмы и межреберные расслабились, ребра под действием силы тяжести опустились, диафрагма стала куполообразной. Объем грудной полости уменьшился, давление в легких увеличилось, а значит, воздух выталкивается.

Спадание легочных альвеол, которое происходит при выдохе, рефлекторно вызывает вдох, а расширение альвеол рефлекторно вызывает выдох. Это непроизвольная регуляция частоты и глубины дыхания.

Произвольная регуляция частоты и глубины дыхания осуществляется корой больших полушарий. Мы можем произвольно задержать или ускорить дыхание. (Слайд № 5)

При расширении грудной клетки – легкие также расширяются.

Но в легких нет мышц, которые могли бы их попеременно сжимать и расширять. Почему не имеющие мышц легкие следуют за движениями грудной клетки? ( Плевральная щель – образована между двумя листками плевры и герметически закрыта.) Давление в ней ниже атмосферного. За счет отрицательного давления в плевральной полости легкие следуют за расширившейся грудной клеткой – растягиваются). (видеофрагмент Слайд № 6)

Теперь давайте все это только в виде схемы запишем в тетрадь. Итак, по цепочке вы описываете этап вдоха в нужном порядке. (Слайд № 7, 8)

Возвращаемся к проблеме. В чем причина  вдоха и выдоха? Вывод: причина вдоха и выдоха – изменение объема грудной клетки и изменение давления в грудной полости. Если Ваш вывод соответствует, поставьте в квадрате, где вывод знак «+».

Умеете ли вы правильно дышать? Оказывается, это очень важно, особенно зимой и в переходный зимне-весенний период, во время эпидемии гриппа. По утверждению специалистов, при неправильном дыхании заметно увеличивается вероятность попадания в организм возбудителей респираторных инфекций, что повышает риск заболевания гриппом или простудой.

ФИЗКУЛЬТМИНУТКА Упражнение Надувной мяч (глубокий вдох на счет 1 2 3 пауза  выдох на счет 1 2 3 4)

Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

А как вы думаете, меняется ли состав воздуха, когда мы дышим? А в чем состоит отличие вдыхаемого воздуха от выдыхаемого? (проблемный вопрос)

Чтобы проверить изменяется ли состав вдыхаемого от выдыхаемого воздуха проведем небольшой опыт с данным прибором. В каждой из пробирок налита одинаковой концентрации известковая вода. Пробирки плотно закрыты пробками, так что в них не проходит воздух. В каждую пробирку вставлены стеклянные трубочки разной длины: одна короткая, другая более длинная. Для демонстрации данного опыта мне нужен один помощник.

Итак, как же изменилась вода в пробирках? (в одной из пробирок она стала мутной).

А в какой именно пробирке вода помутнела? (в которую попадал выдыхаемый воздух).

Значит, в выдыхаемом воздухе содержится вещество, которое вступило в реакцию с известковой водой. Как вы думаете, какое это вещество? (углекислый газ). Вы правы!

Затем ученик записывает формулу реакции на доске, а ученики – в тетрадь. (Слайд № 9)

Вывод: известковая вода под действием углекислого газа выдыхаемого воздуха мутнеет и образуется осадок; в выдыхаемом воздухе содержится гораздо большее количество углекислого газа, чем во вдыхаемом воздухе. Если Ваш вывод соответствует, поставьте в квадрате, где вывод знак «+».

Изменение состава вдыхаемого и выдыхаемого воздуха (Слайд № 10)

Газообмен в легких.

Почему в выдыхаемом воздухе увеличивается количество углекислого газа и уменьшается количество кислорода? (проблемный вопрос)

Для того чтобы разобраться, как же это происходит, давайте вспомним, какое строение имеют легкие? (состоят из мелких легочных пузырьков - альвеол). (Слайд № 11)

Вы знаете, альвеолы легких образуют огромную поверхность равную площади волейбольной площадки. Посмотрите, все альвеолы окутаны сетью мельчайших кровеносных сосудов – капилляров. Их стенки так же тонки, как и стенки альвеол, они очень плотно прилегают друг к другу.

Какая кровь по капиллярам поступает к альвеолам? (венозная, насыщенная углекислым газом).

Воздух в легких наоборот богат кислородом, а углекислого газа в нем практически нет. И в этот момент срабатывает закон диффузии, когда молекулы газов с большей концентрацией устремляются туда, где их концентрация меньше. Таким образом, кислород из легочных альвеол устремляется в кровь.

А что же происходит с кислородом в крови? (соединяется с гемоглобином эритроцитов).

В результате данного процесса происходят изменения и с кровью. Какой она становится? (артериальной). А как вы думаете, что же произошло с углекислым газом? (углекислый газ из кровеносных сосудов устремляется в легочные альвеолы и через воздухоносные пути удаляется в окружающую среду)

Итак, почему же в выдыхаемом воздухе увеличивается количество углекислого газа и уменьшается количество кислорода?

Вывод: результатом газообмена в легких стало превращение венозной крови в артериальную, насыщение ее кислородом.

А для чего нужен кислород нашему организму? (для обменных процессов).

Чтобы в нашем организме проходили реакции обмена веществ, кислород с током крови должен попасть в каждую клеточку нашего тела. Этому способствует процесс газообмена в тканях.

Газообмен в тканях. (Слайд № 12)

Чтобы в нашем организме проходили реакции обмена веществ, кислород с током крови должен попасть в каждую клеточку нашего тела. Этому способствует процесс газообмена в тканях.

Артериальная кровь направляется к органам тела. Содержание кислорода в артериальной крови больше, чем в клетках тканей. Поэтому кислород благодаря диффузии свободно проходит через тонкие стенки капилляров в клетки. Кислород используется для биологического окисления, а выделившаяся энергия идет на процессы жизнедеятельности клетки. При этом образуется углекислый газ, который поступает из клеток тканей в кровь. Кровь из артериальной превращается в венозную. Она возвращается к легким и здесь снова становится артериальной. Эти процессы происходят при движении крови по большому кругу кровообращения. (Слайд № 13)

Вывод: В тканях кислород поступает из крови в тканевую жидкость, затем в клетки, а углекислый газ из тканей переходит в кровь. Кровь становится венозной (большой круг кровообращения).

Ритм дыхания, сила вдоха и выдоха изменяются или нет и почему? Молодец! Не забудь о плюсе. Давайте это установим. Для этого задания нам нужны часы с секундной стрелкой. Положите руку на грудную клетку и по моему сигналу с помощью часов подсчитайте число дыхательных движений за 1 минуту. Не забывайте, что вдох и выдох – это одно дыхательное движение. Результаты занесите в тетрадь. Хлопок. 

А теперь встаньте и по моему сигналу сделайте 10 энергичных рывков руками (5 одной, 5 другой), 5 прыжков на одной и 5 на другой ноге. Хлопок.

Присядьте и снова сосчитаем число дыхательных движений за 1 минуту. Результаты запишите и сделайте вывод. Какие результаты получились (2-3уч.). Какой вывод сделали (1-2 уч.)? Почему? Вывод: после физической нагрузки число дыхательных движений увеличилось, так как энергия расходуется, ее восполнить можно при окислении органических веществ. В результате процессов окисления, интенсивно происходящих при работе мышц, образуется углекислый газ. Избыток его возбуждает дыхательный центр, и частота дыхания увеличивается. Восполняется недостаток кислорода в организме. Недостаток углекислого газа тормозит дыхательный центр, происходит непроизвольная задержка дыхания. (Слайд № 14)

У кого вывод совпадает, ставим плюс. А как должно быть в норме? При спокойном дыхании 17-22 раза. При физической нагрузке 24-28 раз.

Продолжаем работу, по моему сигналу Вы задерживаете дыхание и засекаете время в течение, которого Вы можете не дышать, результаты в тетрадь. Затем Вы делаете несколько глубоких вдохов и выдохов. Снова задерживаете дыхание после выдоха, засекаете время. Результаты в тетрадь, а на основе результатов делаем выводы. Хлопок.

Какие результаты получились(2-3 уч.). А какой вывод получился(1-2 уч.). Вывод: после глубоких вдохов и выдохов, время задержки дыхания уменьшилось.

Небольшая справка: содержание кислорода и углекислого газа в крови поддерживается на определенном уровне. Слишком большое содержание кислорода в крови вызывает спазмы сосудов головного мозга, что приводит его к кислородному голоданию, поэтому горожане, выезжающие в лес в первое время ощущают головокружение, головную боль, но по мере привыкания к новой обстановке это проходит.

Жизненная емкость легких.

Одним из важных показателей состояния дыхательной системы является жизненная емкость легких. Что такое жизненная емкость легких? (это максимальное количество воздуха, которое можно выдохнуть после глубокого вдоха) (Слайд № 15) Правильно, поставь плюс.

(Слайд № 16,17)

ЖЕЛ (3.5) =  ДО (0.5) + РОВдоха (1.5) + РОВыдоха (1.5)

+ Остаточный объем ( 1,0 ) = Общая емкость легких

У каждого на столе лежит шарик, возьмите его в руки, сделайте один глубокий вдох и максимально выдохните воздух в шарик, зафиксируйте шарик, чтобы он не сдулся. Начали. Давайте посмотрим, у кого получился наибольший объем шарика. Ребята, кто из Вас занимается спортом? Молодцы! Поэтому и объем шарика у Вас большой. ЖЕЛ можно рассчитать с помощью формул:

ЖЕЛ (л) мужчин = 2,5*рост (м).
ЖЕЛ (л) женщин = 1,9* рост(м)
Давайте подсчитаем у кого какая? (3-4 уч. спросить). Как Вы думаете от чего зависит ЖЕЛ (зависит от пола, возраста, роста, от степени тренированности человека).

- Как вы думаете, почему у пловцов наибольшая жизненная емкость легких?

- А к чему может привести тучность и малоподвижный образ жизни?

Вы правы. Действительно у людей тучных и ведущих малоподвижный образ жизни жизненная емкость меньше, чем у спортсменов, так как у них наступает атрофия мышц, как следствие мышечная масса уменьшается, а подкожно-жировой слой увеличивается. Все это ведет к уменьшению объема грудной полости.

Ребята, я знаю кое-какие секреты сохранения здоровья. Хотите, чтобы я с Вами поделилась?
Значительная часть людей неправильно делают вдох и выдох – у большинства грудной или смешанный тип дыхания. А правильным является диафрагмальный тип или дыхание животом, когда грудная клетка находится в меньшем движении, мышцы живота сокращаются. Вот в этом и заключается маленький секрет здоровья. При вдохе сердце бьется чаще, а на выдохе замедленно. С помощью дыхания животом мы можем успокоить сердце и тем самым предотвратить многие заболевания. Кроме этого при неправильном дыхании работает часть легких, поэтому мы часто болеем. Хотите, чтобы я научила Вас правильно дышать?
Положите одну руку на грудную клетку, а другую на живот. На счет 1-2 Вы должны сделать вдох носом, губы сомкнуты. А на счет 1-2-3-4 плавный выдох, при этом грудная клетка должна находиться в меньшем движении, а мышцы живота, наоборот, в движении. Всем понятно? Тогда примите удобное положение на стуле, опустите плечи, ноги поставьте на полную стопу, расслабьте мышцы лица, шеи, рук, ног. Полностью расслабьтесь. В это время мы сохраняем энергию, освобождаемся от отрицательных эмоций. На счет 1-2 вдох, мышцы живота находятся в движении. 1-2-3-4 плавный выдох. Повторить 2-3 раза. Закончим. Понравилось дышать?

VI. ЗАКРЕПЛЕНИЕ.

 1)  Чем отличается легочный обмен от тканевого? (При легочном газообмене кровь насыщается кислородом, а при тканевом – углекислым газом. При легочном газообмене кровь отдает углекислый газ, а при тканевом – кислород). (Слайд № 18 )

2) Что выгоднее для ныряльщика: сделать перед погружением несколько вдохов и выдохов или набрать в легкие как можно больше воздуха? (Для ныряльщика выгоднее набрать в легкие как можно больше воздуха. При частом дыхании кислород воздуха почти не проникает в глубь альвеол. При глубоком же дыхании воздух успевает проникнуть глубоко в альвеолы, а благодаря этому кровь лучше насыщается кислородом). (Слайд № 19 )

3) В романах Ф. Купера индейцы иногда спасались от врагов, погружаясь в воду и дыша при этом через полую камышинку. Однако дышать таким способом можно на глубине, не превышающей 1,5 м. (На большей глубине давление настолько возрастает, что вдох сделать невозможно.) (Слайд № 20)

В конце оценочного листа у Вас есть предложение: весь урок охарактеризуйте одним словом, напишите, каким был для Вас этот урок.

VII. Домашнее задание.

Дежурные соберите, пожалуйста, оценочные листы, чтобы я могла выставить оценки в журнал. В тетрадях запишите домашнее задание – сегодня это практическое задание (Слайд № 21): §

1. придумать автомобиль, который не будет загрязнять окружающую среду

2. подготовить сообщение о болезнях дыхатедьной системы.

3. Научить правильно дышать свою семью.

Большое спасибо, уважаемые коллеги за совместную работу. Очень надеюсь, что это не последнее Ваше исследование, и Вы еще не раз прокричите подобно Архимеду «Эврика!». Этот урок я хочу завершить словами поэта: (Слайд № 22)

Нам в этом мире многое дано,
Расти, искать и ошибаться,
Но, главное дано дышать.
Любить, найти и не сдаваться!
Спасибо за урок. До новых встреч.