Газообмен в легких. Вдыхаемый человеком воздух и выдыхаемый сильно различаются по составу. В атмосферном воздухе содержание кислорода доходит до 21%, углекислого газа — 0,03—0,04%. В выдыхаемом воздухе количество кислорода снижается до 16%, зато углекислого газа становится больше — 4—4.5%. Что же происходит с воздухом в легких?
Вы помните, что альвеолы легких образуют огромную поверхность. Все альвеолы окутаны кровеносными капиллярами, в которые по малому кругу кровообращения поступает венозная кровь из сердца. Стенки альвеол и капилляров очень тонкие. Кровь, которая попадает в легкие, бедна кислородом и насыщена углекислым газом. Воздух в легочных альвеолах, наоборот, богат кислородом, а углекислого газа в нем значительно меньше. Поэтому в соответствии с законами осмоса и диффузии кислород из легочных альвеол устремляется в кровь, где соединяется с гемоглобином эритроцитов. Кровь приобретает алую окраску. Углекислый газ из крови, где он содержится в избытке, проникает в легочные альвеолы. Из венозной крови в легочные альвеолы выделяется также вода, которая в виде пара при выдохе удаляется из легких.
Газообмен в тканях. В органах нашего тела постоянно происходят окислительные процессы, на которые расходуется кислород. Поэтому концентрация кислорода в артериальной крови, которая поступает в ткани по сосудам большого круга кровообращения, больше, чем в тканевой жидкости. В результате кислород свободно переходит из крови в тканевую жидкость и в ткани. Углекислый газ, который образуется в ходе многочисленных химических превращений, наоборот, переходит из тканей в тканевую жидкость, а из нее в кровь. Таким образом кровь насыщается углекислым газом.
Дыхательные движения. Газообмен в организме возможен только при условии постоянной смены воздуха в легких. Поэтому дыхание происходит постоянно. Вдохнув первый раз во время рождения, человек дышит всю жизнь. Дыхательный цикл складывается из вдоха и выдоха, которые ритмично следуют один за другим. В легких нет мышц, которые могли бы попеременно сжимать и расширять их. Легкие растягиваются пассивно, следуя за движениями стенок грудной полости. Дыхательные движения совершаются с помощью дыхательных мышц. В выдохе и вдохе участвуют две группы мышц. Основные дыхательные мышцы — это межреберные мышцы и диафрагма.
При сокращении наружных межреберных мышц ребра поднимаются, а диафрагма, сокращаясь, становится плоской. Поэтому обьем грудной полости увеличивается. Легкие, следуя за стенками грудной полости, расширяются, давление в них уменьшается и становится ниже атмосферного. Поэтому воздух по воздухоносным путям устремляется в легкие — происходит вдох.
При выдохе внутренние межреберные мышцы опускают ребра, диафрагма расслабляется и становится выпуклой. Ребра под действием собственного веса и сокращения внутренних межреберных мышц, а также мышц живота, которые прикрепляются к ребрам, опускаются. Грудная полость возвращается в исходное состояние, легкие уменьшаются в обьеме, давление в них увеличивается, становится чуть выше атмосферного. Поэтому избыток воздуха выходит из легких — происходит выдох.
Так осуществляются спокойный вдох и выдох. В глубоком вдохе принимают участие мышцы шеи, стенок грудной полости и живота.
Дыхательные движения совершаются с определенной частотой: у подростков — 12—18 в минуту, у взрослых — 16—20.
Жизненная емкость легких. Важным показателем развития органов дыхания является жизненная емкость легких. Это наибольший объем воздуха, который может выдохнуть человек после глубокого вдоха. Ее измеряют с помощью специального прибора — спирометра. У взрослого человека жизненная емкость в среднем составляет 3500 мл.
У спортсменов этот показатель обычно на 1000—1500 мл больше, а у пловцов может достигать 6200 мл. При большой жизненной емкости легкие лучше вентилируются, организм получает больше кислорода.
У тучных людей жизненная емкость легких на 10—11% меньше, поэтому у них обмен газов в легких понижен.
Регуляция дыхания. Деятельностью дыхательной системы управляет дыхательный центр. Он расположен в продолговатом мозге. Идущие отсюда импульсы координируют мышечные сокращения при вдохе и выдохе. От этого центра по нервным волокнам через спинной мозг поступают импульсы, которые вызывают в определенном порядке сокращение мышц, ответственных за вдох и выдох.
Возбуждение самого центра зависит от возбуждений, идущих от различных рецепторов, и от химического состава крови. Так, прыжок в холодную воду или обливание холодной водой вызывает глубокий вдох и задержку дыхания. Резко пахучие вещества также могут вызвать задержку дыхания. Это связано с тем, что запах раздражает обонятельные рецепторы в стенках носовой полости. Возбуждение передается в дыхательный центр, и его деятельность затормаживается. Все эти процессы осуществляются реф-лекторно.
Слабое раздражение слизистой оболочки полости носа вызывает чихание, а гортани, трахеи, бронхов— кашель. Это защитная реакция организма. При чихании, кашле инородные частицы, попавшие в дыхательные пути, удаляются из организма.
В дыхательном центре находятся клетки, чувствительные к малейшему изменению содержания углекислого газа в межклеточном веществе. Избыток углекислого газа возбуждает дыхательный центр, это, в свою очередь, вызывает учащение дыхания. Лишний углекислый газ быстро удаляется, и, когда его концентрация возвращается к норме, частота дыхания снижается.
Как вы видите, регуляция дыхания происходит рефлекторно, но под контролем коры полушарий большого мозга. Это легко доказать; ведь каждый из нас может по собственному желанию изменить частоту дыхательных движений.
Краткая история курения
Один из самых распространенных пороков человека — курение табака — имеет 500-летнюю историю. В Европу листья и семена табака были привезены из Америки моряками экспедиции Христофора Колумба. Сначала табак был объявлен всеисцеляющей лечебной травой. Вот как описывались его чудодейственные свойства в одной испанской книге: «Табак вызывает сон, избавляет от усталости, успокаивает боль, вылечивает головную боль. »
Читайте также: Почистить ткань компьютерного стула
Поэтому нет ничего удивительного в том, что уже в XVI в. табак прочно завладел аристократическими салонами. Особенно популярным стало курение в XVII и XVIII вв. Мужчины, женщины и молодые люди начали курить, нюхать и жевать табак.
Рекомендуемый вначале как лекарственное средство, табак, однако, очень скоро приобрел плохую славу. Борьбу с табакокурением начала испанская королева Изабелла. Ее примеру последовал французский король Людовик XIV, а русский царь Михаил Федорович Романов приказал отрезать нос каждому, кто курит. Однако уже ничто не могло остановить распространение этой «дымящейся отравы». Курение табака превратилось в новую статью дохода для многих торговцев. Приблизительно в середине XVIII в. в Бразилии начали делать папиросы, а в начале XIX в. — производить сигареты.
Так за сравнительно короткое время были созданы все условия для быстрого распространения курения табака. Этот порок постепенно охватил все слои населения. В настоящее время курение — самый распространенный вид наркомании во всем мире.
Состав табачного дыма и его действие на организм
Для тканей легких очень опасно курение. Ведь смола, образующаяся при сгорании табака и бумаги, не может выводиться из легких и в течение многих лет оседает на стенках воздухоносных путей, буквально убивая клетки их слизистой оболочки. Легкие курильщика теряют свой естественный розовый цвет, становятся черными. Такие легкие чаще подвержены различным заболеваниям, в том числе и онкологическим. В настоящее время наука располагает тысячами доказательств, подтверждающих тот факт, что табак содержит губительные для организма человека вещества. Их около 400! Вредные вещества, содержащиеся в табачном дыме, могут быть объединены в четыре группы: ядовитые алкалоиды, раздражающие вещества, ядовитые газы, канцерогенные вещества.
Одним из самых известных веществ является никотин, получивший свое название по имени французского посланника в Лиссабоне Ж. Нико, который во второй половине XVI в. преподнес Марии Медичи эту «всеисцеляющую» травку для лечения мигрени. Никотин содержится в листьях различных растений: табака, индийской конопли, польского хвоща, некоторых плаунов и др. Одной капли чистого никотина (0,05 г) достаточно, чтобы умертвить человека. Никотин из крови матери легко проникает через плаценту в кровеносную систему плода.
В табачных листьях, кроме никотина, содержится еще 11 алкалоидов, важнейшие из которых: норникотин, никотирин, никотеин, никотимин. Все они сходны с никотином по строению и свойствам и поэтому имеют похожие названия.
Печальная статистика раковых заболеваний курильщиков достаточно красноречива. Канцерогенным действием обладают различные ароматические углеводороды, которые содержатся в табачном дыму (например, бензопирен), некоторые содержащиеся в дыму фенолы, а также нитрозамин, гидразин, винилхлорид и др. Из неорганических веществ — это в первую очередь соединения мышьяка и кадмия, радиоактивный полоний, олово и висмут-210.
Из табачного дыма выделен десяток веществ, оказывающих раздражающее действие на слизистую оболочку. Наиболее важным из них является ненасыщенный альдегид пропеналь. Он обладает высокой химической и биологической активностью, вызывая у курильщиков кашель.
В газовой фракции табачного дыма содержится большое число неорганических соединений, обладающих высокой химической и биологической активностью, таких как оксид углерода, сероводород, цианид водорода и др.
- Типы дыхания у женщин и мужчин несколько различаются. У мужчин брюшной тип дыхания, т. е. они дышат главным образом за счет сокращений диафрагмы. У женщин грудной тип дыхания: они дышат благодаря сокращениям межреберных мышц. Видимо, это связано с тем, что в период беременности дышать, сдвигая диафрагмой матку вместе с плодом, затруднительно.
- Даже после самого усиленного выдоха в альвеолах остается около 1000 см 3 воздуха, необходимого для того, чтобы легочные пузырьки не слиплись.
- Зевота — это долгий вдох и следующий за ним долгий постепенный выдох. Причина зевоты заключается в том, что организм, готовясь ко сну, как следует вентилирует легкие, насыщая кровь кислородом.
- В окружающем нас воздухе обитают десятки видов бактерий и других микроорганизмов, и далеко не все они безвредны для людей. Особенно много возбудителей болезней в тех местах, где собирается много людей: на городских площадях, в магазинах, в транспорте. В последние годы в мире заметно возросла заболеваемость туберкулезом. Казалось бы, антибиотики почти уничтожили эту страшную болезнь, унесшую в XIX в. столько жизней. Но в наши дни туберкулезом заражены около двух миллиардов человек по всей Земле. Это связано с тем, что у туберкулезной палочки выработалась устойчивость ко многим лекарствам — антибиотикам, а кроме того, в трущобах гигантских городов плотность населения превысила все разумные пределы, что очень упрощает передачу бактерий и вирусов от человека человеку воздушно-капельным путем.
- Когда больной гриппом или другим недугом чихает, микроскопические капельки слюыы и слизи, содержащие бактерии и вирусы, летят на расстояние до 10 м, причем некоторое время эти капельки способны «висеть» в воздухе, заражая окружающих.
Проверьте свои знания
- Расскажите, какие процессы происходят в легочных альвеолах.
- Каков механизм газообмена в тканях?
- Каким образом совершаются дыхательные движения?
Подумайте
- Чем отличается легочный газообмен от тканевого?
- Что выгоднее для ныряльщика — сделать перед погружением несколько вдохов и выдохов или набрать в легкие как можно больше воздуха?
В альвеолах легких происходит газообмен: кровь насыщается кислородом и выделяет углекислый газ. В тканях происходит обратный процесс. Вентиляция легких происходит благодаря вдоху и выдоху, которые осуществляются при сокращении и расслаблении диафрагмы и межреберных мышц. Деятельностью дыхательной системы руководит нервная система. Изменение концентрации углекислого газа в крови влияет на частоту дыхательных движений.
Тема урока: «Газообмен в легких и тканях. Дыхательные движения». 8-й класс
Презентация к уроку
Задачи урока:
- Образовательные
- углубить знания о газообмене в легких и тканях, о физиологической связи кровеносной и дыхательных систем.
- доказать значение легких в постоянстве внутренней среды организма.
- дать понятие о механизме вдоха и выдоха.
- формировать умения учащихся в проведении эксперимента;
- развивать логические умения в нахождении причинно-следственных связей, формулировании выводов;
- Развивать умения проводить опыты по самонаблюдению;
- развивать творческое мышление и речь учащихся;
- продолжить формирование навыков самостоятельной работы с источником информации, навыков работы в группе и паре.
- расширение кругозора учащихся и формирование интереса к предмету;
- развитие коммуникативных способностей.
Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний с элементами проблемного обучения.
Методы обучения:
- метод эвристической беседы (решение проблемных вопросов),
- частично-поисковый лабораторный метод (обсуждение результатов опыта),
- метод работы с дидактическим материалом.
1. Актуализация знаний.
2. Изучение нового материала:
а) демонстрационный эксперимент: состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха (беседа)
б) газообмен в легких (анимация)
в) газообмен в тканях.
г) дыхательные движения (демонстрационный эксперимент, видеоролик, модель Дондерса) 3.Закрепление (работа с тестом на слайде, в рабочем листе)
4. Рефлексия
5. Подведение итогов урока.
6. Домашнее заданиеI. Организационный момент
Учитель: Вспомните, какую тему вы изучали на предыдущем уроке, с какими понятиями познакомились? (Ответы учащихся)
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».
1. Биологический диктант
2. Выберите правильные ответы.
3. Вставьте пропущенные слова:
4. Расположите последовательно органы, образующие воздухоносные пути, начиная с носовой полости.По окончании работы учащиеся осуществляют взаимопроверку, оценивают работы.
Проверяем работу учеников у доски (проверяет ученик, комментирует правильность выполнения задания)III. Изучение нового материала
Определение проблемы и цели урока, которая может быть поставлена на основании проведения опыта по обнаружению углекислого газа в выдыхаемом воздухе.
Задание. В пробирки налейте известковую воду и опустите в неё стеклянную трубку. В одну из пробирок сделайте несколько выдохов через эту трубку, а в другую продувайте воздух через «грушу». Пронаблюдайте, что произойдет с известковой водой. Сделайте вывод о том, какой газ содержится в выдыхаемом воздухе.
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).
– Куда исчез кислород? (Проник в кровь)Задание: изучив текст учебника, сравните состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха и заполните таблицу. Сделайте вывод, о том, что же произошло с воздухом в легких?
Учитель: Каково процентное содержание кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе?
– Как количественно изменяется состав выдыхаемого и вдыхаемого воздуха?
– Проанализируйте данные таблицы, сравните, сделайте вывод о составе вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
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 вы считаете, какова цель нашего урока? (Как происходит газообмен в организме человека и его механизмы?)
Сообщение темы: «Газообмен в легких и тканях. Дыхательные движения»
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.Видео-ролик «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.)
Учитель: Как же протекает процесс газообмена в легких и тканях? Об этом вы узнаете, поработав с текстом.
Работа в группах с текстом:
1 группа: «Газообмен в легких»
2 группа: «Газообмен в тканях»Газообмен в легких
Прочитайте статью в учебнике «Газообмен в легких» и заполните таблицу (прием «Бортовой журнал»).
1. Какой физический процесс лежит в основе газообмена?
2. Где происходит легочный 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?
Запишите вывод:
При газообмене в легких кровь в капиллярах легких малого круга кровообращения насыщается ___________________ и отдает ____________________, из __________________ превращается в _________________________ .
– Выполните задание, осуществите самоконтроль. Запишите результат «+» или «–».
Обсуждение результатов работы. Ученики, правильно ответившие на вопросы, получают бонусы.
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 тканяхГазообмен в тканях
Прочитайте статью в учебнике «Газообмен в тканях» и заполните таблицу (прием «Бортовой журнал»)
1. Благодаря чему осуществляется тканевое дыхание?
2. Почему в тканях мало кислорода?
3. Почему в тканях много углекислого газа?
В тканях много углекислого газа потому что, потому что…
4. Что происходит с кровью при тканевом дыхании?
Запишите вывод:
При тканевом дыхании кровь в капиллярах тканей большого круга кровообращения насыщается ___________________ и отдает ____________________, из __________________ превращается в _________________________ .
Осуществите самоконтроль, отметив результат «+» или «–».
Обсуждение результатов работы. По ходу обсуждения ученики заполняют таблицу
1. В чем сходство и в чем отличие процесса газообмена в легких и тканях?
Сходство заключается в том, что в обоих случаях газообмен осуществляется через стенки капилляров за счет диффузии. Отличие заключается в том, что во время газообмена в тканях гемоглобин отдает кислород клеткам, забирает углекислый газ, и кровь становится венозной, а в легких происходит обратный процесс – углекислый газ из венозной крови через стенки альвеол попадает в дыхательные пути и внешнюю среду, а кислород тем же путем поступает в кровь, которая становится артериальной и вступает в соединение с гемоглобином.2. Какие системы внутренних органов связаны между собой? (Дыхательная и кровеносная)
Обобщаем сказанное, записываем выводы в тетрадь.
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).Работа по определению изменений объема грудной клетки при вдохе и выдохе. Для выполнения работы учитель вызывает к доске двух учеников, которые выполняют задание по следующему плану:
1. Измерьте окружность груди при спокойном и глубоком вдохе и выдохе, внесите эти данные в таблицу на доске (учащиеся класса делают соответствующие записи в рабочих тетрадях).
Изменения объема грудной клетки при вдохе и выдохе.Объясните, почему изменяется объем грудной клетки при спокойном и глубоком дыхании?
2. Сделайте выводы из наблюдений.
Учащиеся легко делают выводы о том, что при вдохе меняется окружность грудной клетки и большие изменения происходят при глубоком вдохе.
3. Просмотр видеоролика о дыхательных движениях, модель Дондерса – беседа.
Задание. Заполните обобщающую таблицу.
Регуляция дыхания: работа со слайдами
IV. Закрепление
– А сейчас, ребята, для закрепления темы, вы выполните задания
1. Тест на закрепление – работа со слайдом
2. Задание в рабочем листеРасположите 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 5 минут. (Ответ зачитывает ученик первым правильно выполнивший это задание. Правильный ответ: в, з, и, б, а, д, е, ж, г).
V. Рефлексия
Оцените свою работу на уроке:
1. Удовлетворены ли вы результатом своей работы на уроке?
2. Появился ли интерес к содержанию урока?
3. Возникла ли на уроке атмосфера сотрудничества?VI. Домашнее задание
Тема «Газообмен в легких и тканях. Дыхательные движения»
Темы сообщений (опережающее задание)
1. Невидимые враги в воздухе.
2. Влияние курения на органы дыхания.
3. Окружающая среда и здоровье человека.- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом