Газообмен в легких и тканях.
Цель урока: Изучить процесс газообмена, механизмы его протекания.
Задачи урока:
Образовательные
повторить строение и функции верхних и нижних дыхательных, выявить взаимосвязь строения и функций органов дыхания.
углубить знания о газообмене в легких и тканях, о физиологической связи кровеносной и дыхательных систем.
Развивающие
формировать у учащихся умение сравнивать,
развивать творческое мышление и речь учащихся.
продолжить формирование навыков самостоятельной работы
Воспитательные
Тип урока: комбинированный урок
План урока
1. Актуализация знаний. Опрос пройденного материала
2. Изучение нового материала:
а) состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха (беседа)
б) газообмен в легких
в) газообмен в тканях
3. Закрепление
4. Подведение итогов урока.
Базовые понятия и термины: альвеолы; газообмен; диффузия; парциальное давление; кессонная болезнь; гемоглобин; оксигемоглобин; карбогемоглобин; гипоксия; легочное дыхание; тканевое дыхание.
Ход урока
Сегодня на уроке мы закрепим ваши знания о строении и функциях дыхательной системы, о взаимосвязи строения органов дыхания и их функций и продолжим изучение темы: «Дыхание». А тему сегодняшнего урока вы узнаете чуть позже.
1)Фронтальный опрос (Работа с терминами (будут необходимы при изучении нового материала)):
Дыхание (процесс обмена газами между организмом и окружающей средой)
Артерии (кровеносные сосуды, идущие от сердца)
Капилляры (мельчайшие кровеносные сосуды)
Артериальная кровь (кровь, насыщенная кислородом)
Венозная кровь (кровь, насыщенная углекислым газом.)
Альвеолы (легочные пузырьки)
Эритроциты (красные кровяные тельца, содержащие гемоглобин.)
Гемоглобин (белковое вещество, входящее в состав эритроцита).
. Изучение нового материала
Учитель: Дыхание – свойство всех живых организмов . Сегодня на уроке мы продолжим изучение этого процесса , который как и все процессы в живых организмах, подчинен законам физики . Какова же тема урока вы узнаете разгадав ребус.
Сообщение темы: «Газообмен в легких и тканях»
– Как вы считаете, какова цель нашего урока? (Ответы ребят)
Обобщение, сообщение целей и хода урока
Учитель: Сколько можно выделить этапов в дыхании человека? Эта информация уже известна вам с прошлого урока.
Учащиеся: Человек дышит атмосферным воздухом, который состоит из смеси газов. Как вы считаете – одинаков ли состав воздуха, который мы вдыхаем и состав воздуха, который выдыхаем. (Учащиеся отмечают, что состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха различен).
Учитель: Почему в выдыхаемом воздухе увеличивается количество углекислого газа и уменьшается количество кислорода? (Проблемный вопрос)
Ответить на этот вопрос вы сможете, когда познакомитесь с тем, как осуществляется газообмен в организме.
В основе газообмена лежит процесс диффузии. Вспомните из курса физики 7 класса, что такое диффузия?
Учащиеся: Диффузия – физическое явление, когда молекулы любого газа, если их концентрация велика, стремятся проникнуть сквозь проницаемые для них оболочки туда, где их концентрация мала.)
Учитель: (Объясняет понятия парциального давления газов и механизмов газообмена в легких и тканях.)
Воздух представляет собой смесь газов, в которую входят азот, кислород, углекислый газ, аргон и другие газы. Воздушная масса атмосферы оказывает на нас давление, равное примерно 760 мм рт. ст.
В смеси газов каждый газ оказывает независимое давление, которое называют парциальным давлением данного газа. Стенки легочных альвеол человека состоят из однослойного плоского эпителия, покрытого слизью. Направление и скорость процесса переноса газов через стенки альвеол определяются разностью парциальных давлений газа. Согласно законам физики, если над жидкостью находится смесь газов или две жидкости разделены проницаемой для газов мембраной, то газы будут диффундировать от места большего давления к месту меньшего до тех пор, пока не установится динамическое равновесие – равенство прямого и обратного потоков газов. Поскольку парциальное давление кислорода в альвеолах больше, чем в венозной крови, то кислород диффундирует из альвеолы в капилляры. Напротив, напряжение углекислого газа больше в венозной крови, чем в альвеолярном воздухе, поэтому углекислый газ диффундирует в альвеолы.
Учитель биологии. Второй этап дыхания человека – перенос газа кровью. В состоянии покоя за 1 мин мы в среднем потребляем 250 мл кислорода и выделяем 200 мл углекислого газа. Газы, входящие в состав воздуха, очень слабо растворяются в жидкостях. Однако в крови имеется удивительное вещество – гемоглобин, – которое способно химически связывать кислород и углекислый газ, а также поддерживать постоянную реакцию крови.
Кровь, поступив через легочную артерию в легкие, растекается по капиллярам альвеол, образующих густую сеть, что обеспечивает хороший газообмен. Кислород, переходя из альвеолярного воздуха в кровь, вступает в непрочное соединение с гемоглобином, образуя оксигемоглобин. В виде оксигемоглобина кислород от легких кровью переносится к тканям.
Перенос углекислого газа также связан с гемоглобином. Примерно 10% газа соединяется с этим белком и образует непрочное химическое соединение карбогемоглобин. Остальная часть соединяется с водой и превращается в угольную кислоту. Далее кислота реагирует с ионами натрия и калия в плазме крови.
Переходим к рассмотрению последнего этапа газообмена - газообмен в тканях. Он протекает по тем же физическим законам, что и газообмен в легких. Попытайтесь объяснить этот процесс, используя термины «гемоглобин»,
«парциальное давление кислорода»,
«парциальное давление углекислого газа»
«оксигемоглобин»
«карбоксигемоглобин»
«диффузия»
Обязательным условием нормального дыхания являются определенные концентрация кислорода в воздухе и величина атмосферного давления. Эти показатели меняются, если человек поднимается в горы или опускается под воду.
Каковы же пределы человеческих возможностей? Где та граница, которую человек не смог бы перешагнуть, поднимаясь все выше и выше в небо. В настоящее время уже десятки альпинистов поднимались без кислородного прибора на вершину Эвереста (8848 м над уровнем моря). Итальянец Р.Месснер совершил это восхождение дважды. Однако самое выдающееся достижение в покорении высоты принадлежит нашему соотечественнику Ю.Голодову. В ходе подготовки к штурму Эвереста он работал в камере низкого давления без «кислородного подкрепления» в условиях, соответствующих высоте в 11 км.
Возможности человеческого организма отнюдь не безграничны. Их можно мобилизовать путем тренировки, но их границы нельзя расширить, ибо диапазон возможных приспособительных реакций генетически запрограммирован. Критическим считается парциальное давление кислорода, приблизительно равное 1 мм рт.ст. на наружной поверхности клеточной мембраны. При этом давлении нарушается работа цепей переноса электронов в митохондриях.
«Особенности дыхания под водой»
Даже кратковременное пребывание под водой требует как специального технического оснащения, так и соответствующей подготовки человека. Наибольшие трудности в подводной работе связаны с обеспечением водолаза дыхательной смесью.
Дело в том, что газовая смесь должна поступать в легкие водолаза обязательно под тем же давлением, которое создает столб воды на данной глубине. При нарушении этого соотношения внешнее давление просто сдавит грудную клетку, не давая сделать вдох. При таком дыхании резко увеличивается работа дыхательных мышц. Поэтому опытные водолазы дышат глубоко, но медленно. Некоторые из них делают всего 3-4 вдоха в минуту, каждый раз забирая в легкие по 2–2,5 л воздуха.
Огромное значение для глубоководных погружений имеет и состав дыхательной смеси. Если для дыхания под водой применять сжатый воздух, то парциальное давление кислорода по мере погружения будет расти и на глубине 90 м превысит нормальное в 10 раз. Между тем кислород, столь необходимый для жизни человека, в больших концентрациях действует как самый настоящий яд. При длительном вдыхании как чистого кислорода, так и обычного воздуха под давлением около
3 атм., может возникнуть нарушение функций нервной системы в форме судорожного припадка. Поэтому с увеличением общего давления процентное содержание кислорода в дыхательной смеси необходимо уменьшать, чтобы парциальное давление кислорода оставалось ближе к обычному. На глубине 40 м водолаз получает смесь, содержащую 5% кислорода, а на глубине 100 метров – всего 2% (вместо обычных 20,9%).
Небезразлично для организма и парциальное давление азота в дыхательной смеси. В привычной нам атмосфере, где азот составляет почти 79%, этот газ является простым разбавителем кислорода и ни в каких процессах, протекающих в организме, не участвует. Однако при высоком давлении азот становится коварным врагом. Он вызывает наркотическое состояние, похожее на алкогольное опьянение. Поэтому, начиная с глубины 60 м, водолазам подают азот - кислородную смесь, где азот частично или полностью заменяют гелием, который физиологически не активен.
IV. Закрепление изученного материала
Выводы:
1. В основе газообмена в легких и тканях лежит процесс диффузии. (Газы перемещаются из области большей концентрации в область меньшей концентрации)
2. Кислорода много в альвеолах и мало в капиллярах, углекислого газа, наоборот, мало в альвеолах и много в капиллярах.
3. В легких кислород через тонкие стенки альвеол и капилляров поступает из воздуха в кровь, а углекислый газ из крови в воздух. Кровь становится артериальной (малый круг кровообращения).
4. 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).
VI. Подведение итогов урока, выставление отметок за урок, сообщение домашнего задания.
Домашнее задание: § 27, выучить термины. Задание* Какие особенности дыхания у альпинистов имеются при восхождении на Эверест?
19 493
1 626 
