какие физические закономерности лежат в основе газообмена в легких тканях
Какие физические закономерности лежат в основе газообмена в легких тканях
После поступления свежего воздуха в альвеолы начинается следующий этап дыхательного процесса: диффузия кислорода из альвеол в кровь и диффузия двуокиси углерода в обратном направлении — из крови в альвеолы. Процесс диффузии представляет собой беспорядочное движение молекул, прокладывающих себе дорогу через дыхательную мембрану и жидкости во всех направлениях. Однако в физиологии дыхания нас интересуют не только основные механизмы диффузии, но и ее скорость, что представляет собой намного более сложную проблему и потребует более глубоких знаний в области физики диффузии и обмена газов.
Физические основы диффузии и парциальные давления газов
Все газы, представляющие интерес для физиологии дыхания, являются простыми молекулами, которые свободно перемещаются в смеси. Этот процесс называют диффузией. Это справедливо и для газов, растворенных в жидкостях и тканях тела.
Для процесса диффузии необходимо наличие источника энергии. Энергия производится кинетическим движением самих молекул. При температуре выше абсолютного нуля молекулы находятся в постоянном движении. Это значит, что свободные молекулы, не связанные с другими молекулами, двигаются линейно на высокой скорости до встречи с другими молекулами. После столкновения их движение получит новое направление — до следующего столкновения. Таким образом, молекулы находятся в быстром и случайном движении среди себе подобных.
а) Диффузия газа одном направлении. Влияние градиента концентрации. Если в емкости или в растворе концентрация одного газа в одной зоне высокая, а в другой — низкая (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже), то суммарная диффузия газа будет направлена от зоны с высокой концентрацией в зону с низкой концентрацией: на рисунке в зоне А находится больше молекул, способных двигаться в направлении зоны Б, чем молекул, которые могут переместиться в обратном направлении, поэтому диффузия в каждом из направлений пропорциональна концентрации молекул, что на рисунке демонстрирует длина стрелок.
Диффузия кислорода из одной зоны (А) в другую (Б). Разница в длине стрелок представляет величину конечной диффузии
б) Давление газов в газовой смеси. Парциальные давления отдельных газов. Давление создается множественными ударами движущихся молекул о поверхность, поэтому давление газа на поверхности дыхательных ходов и альвеол пропорционально суммарной силе ударов о поверхность всех молекул данного газа в данный момент, т.е. давление газа прямо пропорционально концентрации молекул газа.
В физиологии дыхания мы имеем дело со смесями газов, состоящих главным образом из кислорода, азота и двуокиси углерода. Скорость диффузии каждого из них прямо пропорциональна давлению, создаваемому только этим газом, и это давление называют парциальным давлением данного газа. Далее приводим объяснение концепции парциального давления.
Воздух состоит примерно из 79% азота и 21% кислорода. Общее давление этой смеси на уровне моря равно 760 мм рт. ст. Из приведенного ранее объяснения молекулярных основ возникновения давления ясно, что доля каждого газа в давлении их смеси находится в прямой пропорции с его концентрацией, поэтому 79% из 760 мм рт. ст. давления воздуха создается азотом (600 мм рт. ст.) и 21% — кислородом (160 мм рт. ст.). Таким образом, парциальное давление азота в смеси составляет 600 мм рт. ст., парциальное давление кислорода — 160 мм рт.ст., а общее давление (760 мм рт. ст.) является суммой отдельных парциальных давлений. Парциальное давление отдельных газов обозначают PCO2, PO2, PN2, PH2O, PHe и т.д.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Легкие
Строение легких
Газообмен в легких и тканях
Соединение гемоглобина с угарным газом гораздо устойчивее, чем остальные: угарный газ легко выигрывает в конкуренции с кислородом и занимает его место. Этим объясняются тяжелые последствия отравлений угарным газом, который быстро скапливается при пожаре в замкнутом помещении.
По мере того, как кровь отдает углекислый газ и принимает кислород, из венозной крови (бедной кислородом) она превращается в кровь артериальную. В тканях происходит обратный процесс: клетки нуждаются в кислороде, необходимом для тканевого дыхания, а углекислый газ, побочный продукт обмена веществ, требует удаления из клетки в кровь.
Парциальным давлением газа называют ту часть от общего объема газа, которая приходится на долю данного газа. Не рекомендую вам заучивать таблицу, приведенную выше, но для понимания она весьма хороша.
Жизненная емкость легких
Механизм легочного дыхания
Между наружной поверхностью легкого и стенками грудной клетки имеется плевральная полость, которая играет важнейшую роль в процессе вдоха и выдоха, а также уменьшает трение легких при дыхательных движениях.
Давление в плевральной полости всегда ниже на 5-7 мм. рт. ст. атмосферного давления, поэтому легкие постоянно находятся в расправленном состоянии, скреплены через плевру со стенками грудной полости.
Вообразите: легкое подтягивается к плевре, которая скреплена с грудной клеткой. А грудная клетка постоянно совершает дыхательные движения, расширяясь и сужаясь, таким образом, легкое следует за дыхательными движениями грудной клетки.
Состав крови сильно влияет на интенсивность дыхания. В многочисленных опытах было выявлено, что увеличение концентрации CO2 возбуждает дыхательный центр. Этим можно объяснить учащение дыхания во время физической нагрузки, к примеру, бега, когда в клетках мышц ног идет активное образование CO2 и поступление его в кровь, дыхание учащается рефлекторно.
Пневмоторакс
В норме давление в плевральной полости отрицательное, оно обеспечивает растяжение легких. Однако при ранениях грудной клетки целостность плевральной полости может нарушаться: в таком случае давление в полости становится равным атмосферному.
Горная и кессонная болезни
Поначалу горная болезнь проявляется эйфорией (беспричинной радостью) и учащением пульса. Если покорение горных вершин продолжается, то к этим симптомам постепенно присоединяется апатия (состояние равнодушия), мышечная слабость, судороги и головная боль.
При резком быстром подъеме растворимость азота в крови понижается, и кровь буквально вскипает. Только представьте, в сосудах возникают настоящие пузыри газа! Они могут закупорить сосуды легких, сердца, других внутренних органов, в результате чего кровообращение остановится, и последствия могут быть самыми печальными, вплоть до летального исхода.
Как же предупредить кессонную болезнь? Можно использовать в дыхательной смеси вместо азота газ гелий, который не приводит к таким последствиям. Также необходимо придерживаться правила постепенного подъема, с остановками, избегать резкого всплытия.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Материалы к уроку «Газообмен в легких и тканях»
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Выбранный для просмотра документ газообмен в легких и тканях.ppt
Описание презентации по отдельным слайдам:
Актуализация знаний повторить строение и функции верхних и нижних дыхательных путей, Взаимосвязь строения и функций органов дыхания.
При спокойном дыхании за один вдох в легкие входит 0,3- 0,5 л воздуха (дыхательный объем). При самом глубоком дыхании дыхательный объем может достигать 3-5 л (жизненная емкость легких). Но и тогда после выдоха в легких остается более 1 л воздуха (остаточный объем). Жизненная емкость легких
Жизненная емкость легких измеряется при помощи прибора спирометра.
Взаимодействие выдыхаемого воздуха с известковой водой
Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха Газ Вдыхаемый воздух Выдыхаемый воздух Альвеолярный воздух Кислород 20,94% 16,3% 14,2% Углекислый газ 0,03% 4% 5,2% Азот 79,03% 79,07% 80,6%
2. Лёгочное дыхание (газообмен в лёгких). Газообмен между воздухом и кровью происходит путем диффузии по разности концентраций газов. В мертвом пространстве газообмен не идет. Венозная кровь превращается в артериальную.
Непроизвольная регуляция частоты и глубины дыхания. ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ Произвольная регуляция частоты и глубины дыхания. Дыхательным центром продолговатого мозга. Корой больших полушарий. Воздействие на холодовые, болевые и др. рецепторы может приостановить дыхание. Мы можем произвольно ускорить или остановить дыхание.
ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ Частоту и глубину дыхания ускоряет Избыток CO2 замедляет Недостаток CO2 В результате усиления вентиляции легких дыхание приостанавливается, т.к. концентрация CO2 в крови снижается.
1. Удовлетворены ли вы результатом своей работы на уроке? 2. Появился ли интерес к содержанию урока? 3. Возникла ли на уроке атмосфера сотрудничества? да нет не знаю
Найдите ошибки в тексте и объясните их. 1.Дыхание –жизненно необходимый процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей средой. 2.Газообмен осуществляется по законам диффузии. 3.Кислород и углекислый газ движутся из области меньшей их концентрации в область большей концентрации. 4.Газообмен в легких осуществляется в большом круге кровообращения, в тканях в малом круге кровообращения. 5.В большом круге кровообращения кровь из венозной превращается в артериальную, а в малом круге – из артериальной в венозную. 6.Перенос кислорода осуществляется при помощи гемоглобина, содержащегося в эритроцитах.
Домашнее задание Параграф 20,опорные схемы Ответить на вопросы 2,4 Темы сообщений (опережающее задание) (по желанию) 1. История открытия и борьба с туберкулезом. 2. Влияние курения на органы дыхания и весь организм. 3. Окружающая среда и здоровье человека. 4. Болезни, передающиеся через воздух, и их профилактика. 5. Влияние физических упражнений на органы дыхания.
Выбранный для просмотра документ итоговые тестовые задания.doc
1.Укажите путь кислорода при газообмене в легких.
В ответе укажите последовательность явлений
А) Превращение венозной крови в артериальную
Б) Превращение артериальной крови в венозную
В) Кислород в химической связи с гемоглобином
Г) Стенка легочного пузырька
Д) Стенка капилляра
Е) Углекислый газ в плазме крови
Ж) Воздух в легочном пузырьке (альвеоле)
2.Укажите путь углекислого газа при газообмене в легких.
В ответе укажите последовательность явлений
А) Превращение венозной крови в артериальную
Б) Превращение артериальной крови в венозную
В) Кислород в химической связи с гемоглобином
Г) Стенка легочного пузырька
Д) Стенка капилляра
Е) Углекислый газ в плазме крови
Ж) Воздух в легочном пузырьке (альвеоле)
3.Укажите путь кислорода при газообмене в тканях.
В ответе укажите последовательность явлений
А) Стенка капилляра
В) Кислород в химической связи с гемоглобином
Г) Межклеточная жидкость
Д) Расходование кислорода на окислительные процессы
Е) Превращение артериальной крови в венозную
Ж) Превращение венозной крови в артериальную
Найти ошибки в тезисах:
1.Дыхание – жизненно необходимый процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей средой.
2.Газообмен осуществляется по законам диффузии.
3.Кислород и углекислый газ движутся из области меньшей их концентрации в область большей концентрации.
4.Газообмен в легких осуществляется в большом круге кровообращения, в тканях в малом круге кровообращения.
5.В большом круге кровообращения кровь из венозной превращается в артериальную, а в малом круге – из артериальной в венозную.
6.Перенос кислорода осуществляется при помощи гемоглобина, содержащегося в эритроцитах.
Выбранный для просмотра документ карточки групповой работы.doc
Работа с терминами (вспомните определения понятий)
Как изменяется состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха?
Газообмен в легких
Прочитайте всю информацию. Ответьте на вопросы (в ваших индивидуальных опорных схемах )
Между воздухом в легких и кровью происходит газообмен. Важнейший механизм газообмена — диффузия. Рассмотрим диффузионный газообмен в альвеолах легких.
В воздухе легочных альвеол мало углекислого газа и много кислорода. Кровь в капиллярах, оплетающих легочные альвеолы, поступила из правого желудочка сердца. Это венозная кровь, содержащая много углекислого газа.
Молекулы углекислого газа покидают кровяное русло, где их концентрация велика и перемещаются в альвеолярный воздух. В венозной крови мало кислорода, поэтому его молекулы стремятся покинуть альвеолы и перейти в кровяное русло. Ставшая артериальной, кровь покидает альвеолы. В альвеолярном воздухе после этого изменилось содержание дыхательных газов – стало меньше кислорода и больше углекислого газа. Интенсивность диффузии падает.
Чтобы поддерживать уровень диффузии, необходимо поддерживать в альвеолах концентрацию кислорода достаточно высокой, а концентрацию углекислого газа достаточно низкой. Для этого необходимо часто менять отработанный воздух на свежий. Это и определяет ритм нашего дыхания.
Выберите правильные ответы.
Значение дыхания для организма человека:
а) Обеспечение питательными веществами,
б) Охлаждение организма
в) Поглощение кислорода
г) Выделение паров воды
д) Выделение углекислого газа
е) Освобождение энергии
Какой физический процесс обеспечивает газообмен? Почему?
Газообмен в тканях
Прочитайте всю информацию. Ответьте на вопросы (в ваших индивидуальных опорных схемах).
Тканевое дыхание также осуществляется благодаря диффузии.
В капиллярной сети тканей кровь отдает кислород и поглощает углекислый газ. Кислород непрерывно расходуется для получения энергии в клетках. Поэтому в тканях кислорода мало.
Из кровяного русла кислород поступает в межклеточную жидкость, а оттуда в клетки.
Углекислый газ непрерывно образуется в результате обмена веществ. Поэтому в клетках его много. Он поступает в тканевую жидкость, а из нее – в кровь.
Здесь углекислый газ частично захватывается гемоглобином, а частично растворяется или химически связывается солями плазмы крови. Венозная кровь уносит его к сердцу, а затем к легким. Чем больше работа, выполняемая каким-либо органом, тем больше ему требуется кислорода. Поэтому, например, при физической работе, когда интенсивно сокращаются мышцы, одновременно усиливаются дыхание и деятельность сердца.
Расположите последовательно органы, образующие воздухоносные пути, начиная с носовой полости.
1.Трахея
2. Носовая полость
3. Гортань
4. Бронхи
5. Носоглотка
О чем свидетельствует состав альвеолярного воздуха?
Газообмен в легких
Прочитайте всю информацию. Ответьте на вопросы (в ваших индивидуальных опорных схемах )
Между воздухом в легких и кровью происходит газообмен. Важнейший механизм газообмена — диффузия. Рассмотрим диффузионный газообмен в альвеолах легких.
В воздухе легочных альвеол мало углекислого газа и много кислорода. Кровь в капиллярах, оплетающих легочные альвеолы, поступила из правого желудочка сердца. Это венозная кровь, содержащая много углекислого газа.
Молекулы углекислого газа покидают кровяное русло, где их концентрация велика и перемещаются в альвеолярный воздух. В венозной крови мало кислорода, поэтому его молекулы стремятся покинуть альвеолы и перейти в кровяное русло. Ставшая артериальной, кровь покидает альвеолы. В альвеолярном воздухе после этого изменилось содержание дыхательных газов – стало меньше кислорода и больше углекислого газа. Интенсивность диффузии падает.
Чтобы поддерживать уровень диффузии, необходимо поддерживать в альвеолах концентрацию кислорода достаточно высокой, а концентрацию углекислого газа достаточно низкой. Для этого необходимо часто менять отработанный воздух на свежий. Это и определяет ритм нашего дыхания.
Вставьте пропущенные слова:
Дышать нужно через … (1). Носовая полость выстлана … (2), покрыта многочисленными … (3), которые задерживают … (4). Клетки носовой полости выделяют … (5), которая задерживают частички пыли и микроорганизмы.
Сколько кислорода усваивает ученик за один урок?
Газообмен в тканях
Прочитайте всю информацию. Ответьте на вопросы (в ваших индивидуальных опорных схемах).
Тканевое дыхание также осуществляется благодаря диффузии.
В капиллярной сети тканей кровь отдает кислород и поглощает углекислый газ. Кислород непрерывно расходуется для получения энергии в клетках. Поэтому в тканях кислорода мало.
Из кровяного русла кислород поступает в межклеточную жидкость, а оттуда в клетки.
Углекислый газ непрерывно образуется в результате обмена веществ. Поэтому в клетках его много. Он поступает в тканевую жидкость, а из нее – в кровь.
Здесь углекислый газ частично захватывается гемоглобином, а частично растворяется или химически связывается солями плазмы крови. Венозная кровь уносит его к сердцу, а затем к легким. Чем больше работа, выполняемая каким-либо органом, тем больше ему требуется кислорода. Поэтому, например, при физической работе, когда интенсивно сокращаются мышцы, одновременно усиливаются дыхание и деятельность сердца.
Выбранный для просмотра документ кроссворд.doc
Процесс, обеспечивающий поступление кислорода в организм и выведение из него углекислого газа.
Белок крови, выполняющий транспортную функцию
Мышца, разделяющая грудную и брюшную полости человека
Процесс, обеспечивающий образование кислорода и органических веществ. Происходит в зеленых частях растений.
Дыхание, происходящее в клетках, называют_________
Постоянство внутренней среды организма
Кровеносный сосуд, несущий кровь от сердца
Мельчайшие кровеносные сосуды в тканях
Выбранный для просмотра документ лист анализа работы участников группы.doc
Выбранный для просмотра документ опорная схема урока.doc
Опорная схема «Газообмен в легких и тканях» _____________________________________________________________________
1) Дыхательные движения 2) Показатели дыхания
— дыхательный объем ___________________________________________
— жизненная емкость легких_______________________________________
— остаточный объем _______________________________________________
3. Заполните таблицу
Газообмен в тканях
1. Какой физический процесс лежит в основе газообмена?
2. Где происходит легочной газообмен?
3. Какая кровь поступает в легочные капилляры?
4. Что происходит с кровью в легочных капиллярах?
5. Какая кровь покидает легочные капилляры?
6. Почему со временем падает интенсивность диффузии?
7. Что происходит с кровью при легочном дыхании?
При легочном дыхании кровь в капиллярах альвеол насыщается ___________________ и отдает ____________________, из __________________ превращается в _________________________.
1. Благодаря чему осуществляется тканевое дыхание?
2. Почему в тканях мало кислорода?
3. Почему в тканях много углекислого газа?
4. Что происходит с кровью при тканевом дыхании?
При тканевом дыхании кровь в капиллярах тканей большого круга кровообращения насыщается ___________________ и отдает
____________________, из __________________ превращается в _________________________.
Выбранный для просмотра документ план урока.doc
Урок «Газообмен в легких и тканях»
Цели урока : Организация продуктивной деятельности обучающихся, направленной на достижение ими результатов:
Формировать представление о строении и функциях верхних и нижних дыхательных путей, взаимосвязь строения и функций органов дыхания.
Изучить процессы газообмена в легких и тканях.
Углубить знания о физиологической связи кровеносной и дыхательной систем
2. Метапредметные: развивать инициативу, любознательность, умственную активность; вырабатывать умения мыслить, наблюдать, сравнивать, сопоставлять, делать выводы на основе эксперимента, применять теоретические знания для объяснения биологических процессов, подчеркивать взаимосвязь с другими науками: химией, физикой, математикой; продолжить формирование навыков работы с источником информации, навыков работы в группе и паре.
3. Личностные: расширение кругозора учащихся и формирование интереса к предмету, развитие коммуникативных способностей учащихся.
Учебные задачи:
Способствовать развитию навыков самостоятельного приобретения знаний учащимися, обработки информации.
Раскрывать взаимосвязь науки и практики.
Формировать навыки использовать полученные знания в быту, в повседневной жизни, в профессиональной деятельности.
Планируемые результаты обучения:
(базовый уровень) учащиеся характеризуют процессы дыхания; регуляцию дыхательных движений; строение и функции органов дыхания; механизм легочного дыхания, объясняют механизм кровообращения в легких и тканях; гуморальную регуляцию процесса дыхания;
(повышенный уровень) учащиеся сравнивают и обосновывают различие состава вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Применяют знания для профилактики заболеваний органов дыхания
Метапредметные и личностные результаты: создание условий для использования данных понятий в повседневной жизни, научится искать дополнительную информацию по теме, выдвигать гипотезы, строить логические цепочки рассуждения о влиянии физических упражнений на органы дыхания.
Тип урока: урок усвоения и первичного закрепления новых знаний с элементами проблемного обучения.
Используемые методы обучения:
— метод эвристической беседы (решение проблемных вопросов),
— частично-поисковый лабораторный метод (обсуждение результатов опыта)
— метод работы с дидактическими материалами
Изучение нового материала:
А) дыхательные движения
Б) жизненная емкость легких
В) состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха (видео-опыт, беседа)
Г) газообмен в легких (анимация)
Д) газообмен в тканях (анимация)
4. Закрепление (работа с текстом)
6. Подведение итогов урока
7. Домашнее задание
1. Организационный момент
Приветствие. Сообщение целей, хода урока.
Сегодня на уроке мы продолжим изучение темы: «Дыхание», объясним взаимосвязь строения органов дыхания и их функций, дыхательной и кровеносной систем. А конкретную тему сегодняшнего урока вы узнаете чуть позже.
2. Актуализация знаний (работа в группах, в каждой группе есть эксперт, оценивающий работу каждого члена группы)
Первая группа
Работа с терминами (будут необходимы при изучении нового материала), объяснить значение каждого:
Дыхание
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).
Вторая группа
Выберите правильные ответы.
Значение дыхания для организма человека:
а) Обеспечение питательными веществами,
б) Охлаждение организма
в) Поглощение кислорода
г) Выделение паров воды
д) Выделение углекислого газа
е) Освобождение энергии
Расположите последовательно органы, образующие воздухоносные пути, начиная с носовой полости.
1. Трахея
2. Носовая полость
3. Гортань
4. Бронхи
5. Носоглотка
Вставьте пропущенные слова:
Дышать нужно через … (1). Носовая полость выстлана … (2), покрыта многочисленными … (3), которые задерживают … (4). Клетки носовой полости выделяют … (5), которая задерживают частички пыли и микробы.
По окончании работы учащиеся озвучивают результаты своей работы, оппонентами выступает следующая группа, эксперты оценивают работы, фиксируют результаты членов группы.
3. 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. Какой именно процесс лежит в основе газообмена в организме человека, вы узнаете решив кроссворд ( на каждой парте – ребята отгадывают его)
Если вы правильно отгадаете кроссворд, то по вертикали получите ключевое слово в теме урока. (диффузия)
Сообщение темы: «Газообмен в легких и тканях»
– Как вы считаете, какова цель нашего урока? (Ответы ребят)
Учитель : (по ходу объяснения учащиеся заполняют индивидуальные опорные схемы)
1) Дыхательные движения обеспечивают вдохи и выдохи, то есть попеременные увеличения и уменьшения объема легких (механизм дыхательных движений, защитные дыхательные рефлексы, спокойное и глубокое дыхание, грудной и брюшной тип дыхания)
2) Показатели дыхания:
— дыхательный объем легких 0,5 л в спокойном состоянии
— дополнительный объем после спокойного вдоха можно еще вдохнуть 1,5 л воздуха
-резервный объем после спокойного выдоха можно еще выдохнуть 1,5 л воздуха
-жизненная емкость легких = 3,5 л
3) Ч еловек дышит атмосферным воздухом, который состоит из смеси газов. Как вы считаете – одинаков ли состав воздуха, который мы вдыхаем и состав воздуха, который мы выдыхаем. (Учащиеся отмечают, что состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха различен)
– Подтвердим это опытным путем.
Эвристическая беседа:
– Как изменилась вода в пробирках? (В одной из пробирок она стала мутной).
– В какой пробирке вода помутнела? (В которую попадал выдыхаемый воздух).
– Какой можно сделать вывод? (В выдыхаемом воздухе содержится вещество, которое вступило в реакцию с известковой водой.)
– Как вы думаете, что это за вещество? (Углекислый газ).
Обратимся к слайду «Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха» – Проанализируйте данные таблицы, сравните, сделайте вывод о составе вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
Беседа ( каждая группа получает задание по таблице )
Первая группа как изменяется состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха?
Вторая группа какой физический процесс обеспечивает газообмен? Почему?
Третья группа о чем свидетельствует состав альвеолярного воздуха?
Четвертая группа сколько кислорода усваивает ученик за 1 урок?
Учитель : Каково процентное содержание кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе?
– Как количественно изменяется состав выдыхаемого и вдыхаемого воздуха?
– Распределите цифры правильно: 16,3 %, 0,03 %, 20,9 %, 4 % (на бронхиальном дереве)
Учащиеся: Из таблицы видно, что в выдыхаемом воздухе увеличивается количество углекислого газа почти на 4%, а во вдыхаемом воздухе увеличивается количество кислорода почти на 5%.
Учитель: Как же это происходит? 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.
Показываем флешанимацию «Газообмен в легких и тканях»
Учитель: Какое физическое явление лежит в основе газообмена? Что называется диффузией? (Диффузия – физическое явление, когда молекулы любого газа, если их концентрация велика, стремятся проникнуть сквозь проницаемые для них оболочки туда, где их концентрация мала.)
Ученики могут сразу и не ответить на вопрос, тогда обсудить вопрос при работе с текстом.
Учитель: Как же протекает процесс газообмена в легких и тканях? Об этом вы узнаете, поработав с текстом.
Работа в группах с текстом:
Газообмен в легких
Прочитайте всю информацию. Ответьте на вопросы.
Между воздухом в легких и кровью происходит газообмен . Важнейший механизм газообмена — диффузия . Рассмотрим диффузионный газообмен в альвеолах легких .
В воздухе легочных альвеол мало углекислого газа и много кислорода. Кровь в капиллярах , оплетающих легочные альвеолы, поступила из правого желудочка сердца. Это венозная кровь, содержащая много углекислого газа.
Молекулы углекислого газа покидают кровяное русло, где их концентрация велика и перемещаются в альвеолярный воздух. В венозной крови мало кислорода, поэтому его молекулы стремятся покинуть альвеолы и перейти в кровяное русло. Ставшая артериальной, кровь покидает альвеолы. В альвеолярном воздухе после этого изменилось содержание дыхательных газов – стало меньше кислорода и больше углекислого газа . Интенсивность диффузии падает.
Чтобы поддерживать уровень диффузии, необходимо поддерживать в альвеолах концентрацию кислорода достаточно высокой, а концентрацию углекислого газа достаточно низкой. Для этого необходимо часто менять отработанный воздух на свежий. Это и определяет ритм нашего дыхания
1. Какой физический процесс лежит в основе газообмена?
Важнейший механизм газообмена …
2. Где происходит легочной газообмен?
Легочной газообмен происходит …
3. Какая кровь поступает в легочные капилляры?
В легочные капилляры поступает …
4. Что происходит с кровью в легочных капиллярах?
5. Какая кровь покидает легочные капилляры?
Легочные капилляры покидает …
6. Почему со временем падает интенсивность диффузии?
7. Что происходит с кровью при легочном дыхании?
При легочном дыхании кровь в капиллярах альвеол насыщается ___________________ и отдает ____________________, из __________________ превращается в _________________________.
Учитель: Результатом газообмена в легких стало превращение венозной крови в артериальную. А для чего нужен кислород нашему организму? (Для обмена веществ)
Чтобы в нашем организме проходили реакции обмена веществ, кислород с током крови должен попасть в каждую клетку нашего тела. Этому способствует газообмен в тканях
Газообмен в тканях
Прочитайте всю информацию. Ответьте на вопросы.
Тканевое дыхание также осуществляется благодаря диффузии.
В капиллярной сети тканей кровь отдает кислород и поглощает углекислый газ. Кислород непрерывно расходуется для получения энергии в клетках. Поэтому в тканях кислорода мало .
Из кровяного русла кислород поступает в межклеточную жидкость, а оттуда в клетки.
Углекислый газ непрерывно образуется в результате обмена веществ. Поэтому в клетках его много . Он поступает в тканевую жидкость, а из нее – в кровь.
Здесь углекислый газ частично захватывается гемоглобином, а частично растворяется или химически связывается солями плазмы крови. Венозная кровь уносит его к сердцу, а затем к легким. Чем больше работа, выполняемая каким-либо органом, тем больше ему требуется кислорода. Поэтому, например, при физической работе, когда интенсивно сокращаются мышцы, одновременно усиливаются дыхание и деятельность сердца.
1. Благодаря чему осуществляется тканевое дыхание?
Тканевое дыхание осуществляется благодаря …
2. Почему в тканях мало кислорода?
В тканях мало кислорода, потому что…
3. Почему в тканях много углекислого газа?
В тканях много углекислого газа потому что, потому что…
4. Что происходит с кровью при тканевом дыхании?
При тканевом дыхании кровь в капиллярах тканей большого круга кровообращения насыщается ___________________ и отдает ____________________, из __________________ превращается в _________________________.
– Выполните задание, осуществите самоконтроль. Запишите результат «+» или «–».
По ходу обсуждения ученики заполняют таблицу