Конспект урока. Механизмы вдоха и выдоха. Регуляция дыхания. Охрана воздушной среды.
план-конспект занятия по биологии (8 класс)

Тема: Механизмы вдоха и выдоха. Регуляция дыхания. Охрана воздушной среды.

Задачи урока:

• повторить материал о легочном и тканевом дыхании; рассмотреть механизм вдоха и выдоха; определить роль гуморального и нервного факторов в регуляции дыхательных движений, защитных рефлексов (кашель, чихание и др.); разъяснить вред курения; выявить источники загрязнения атмосферного воздуха; указать методы определения его запыленности; дать представление о воздушной среде и ее охране.

• Способствовать формированию умений выдвигать гипотезу и обосновывать доказательство своего предположения в процессе анализа учебной информации; оформлять результаты работы в виде схемы, опорного сигнала; рецензировать творческую работу одноклассника.
• Осуществлять экологическое воспитание на уроках биологии.

Оборудование: самодельная модель Дондерса, приготовленная к этому уроку, тонкостенный стакан, банка с растопленным снегом, газетный текст; таблица «Органы дыхания»; диафильм «Регуляция дыхательных движений. Приёмы искусственного дыхания»; модель торса человека.

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Проверка знаний учащихся.

1. Индивидуальный опрос:

1) Рассказать о строении и функции легких.

2) Рассмотреть процессы, происходящие при легочном и тканевом газообмене.

2. Работа по карточкам:

Карточка №1

На рисунке А-В изображены голосовые связи трех людей. Определите по голосовым связкам, кто из них молчит, кто разговаривает в полный голос, а кто - шепотом?

Объясните, почему у мужчин голос более низкий, чем у женщин? Какие особенности гортани мужчин отразились на тембре их голоса? Почему у детей голос более высокий, чем у взрослых?

Карточка №2

На представленном рисунке «Органы дыхания» обозначьте следующие органы:

1. Носовая полость.
2. Глотка.
3. Надгортанник.
4. Гортань.
5. Трахея.
6. Бронхи.
7. Легкое.
8. Легочные пузырьки (альвеолы).
9. Легочные доли

Карточка №3

1. Рассмотрите рисунок. Что обозначено на нем цифрами 1-5? Каковы функции гортани?
2. Почему нельзя громко кричать, особенно мальчикам 13-16 лет?

3. Фронтальный опрос.

1. Выполните задание. Из перечня органов дыхательной системы (1 – 10) выберите правильные полные ответы на вопросы (А-К) и зашифруйте их:

1. Слизистая оболочка
2. Лёгочные пузырьки
3. Лёгкие
4. Бронхи
5. Трахея
6. Надгортанник
7. Гортань
8. Хрящевые полукольца
9. Плевра
10. Носовая полость

А. Не пропускает пищу в гортань

Б. Не даёт трахее сужаться

В. Очищает вдыхаемый воздух от пыли и микробов и согревает.

Г. Поверхностный слой воздухоносных путей.

Д. Начальная часть воздухоносного пути

Е. Выстилает наружную поверхность лёгких

Ё. Покрывает стенку грудной полости изнутри

Ж. Внутри содержит голосовые связки

З. Самая длинная часть воздухоносного пути

И. Путь вдыхаемого воздуха после гортани до лёгочных капилляров

Й. Место газообмена между лёгкими и кровью.

К. Место диффузии газов.

2. Решение биологических задач.

Задача № 1. Человек и любое млекопитающее нормально дышат, когда пища пережёвывается во рту. Дышат ли они во время проглатывании пищи? Почему это возможно?

Задача № 2. «Жизнь- это горение». Эти слова принадлежат знаменитым французским учёным 18 века А. Лавуазье и П. Лапласу. Объясните, какое отношение имеет это к процессу дыхания?

3. Изучение нового материала.

- Дорогие, ребята. Сегодня на уроке мы с вами познакомимся с механизмами вдоха и выдоха. Рассмотрим регуляцию дыхания. Посмотрите все на доску, там записан план нашего занятия.

1.        Механизм легочной вентиляции:

1. вдох;
2. выдох.

2. Регуляция дыхания. Роль дыхательного центра в ритмическом чередовании вдоха и выдоха.

3. Охрана воздушной среды.

- После ознакомления с планом работы учитель просит сформулировать основные задачи урока.

- «Пока дышу, надеюсь»- римский поэт Овидий. Эта фраза стала эпиграфом к нашему уроку, т.к. дыхание - самая драгоценная и оберегаемая «ниточка», от которой зависит наше земное существование.

1. Выяснение причины поступления воздуха в легкие. (Беседа на основе опыта, доказывающего, что воздух поступает в легкие благодаря работе грудных мышц, изменяющих объем грудной полости.)

Опыт. Попробуйте вдохнуть (или выдохнуть) так, чтобы диафрагма и грудные мышцы не сокращались. Это оказывается невозможным, потому что не изменяется объем грудной полости. Теперь попробуйте задержать дыхание, блокируя выход из дыхательных путей, и сократить мышцы живота и груди. Положение диафрагмы тоже изменится, однако воздух в легкие не поступает и не выходит из них. Вывод: чтобы дыхательные движения были возможны, необходимо, чтобы мышцы могли изменять объем грудной полости и чтобы выход (вход) воздуха через дыхательные пути был свободен.

2. Механизм вдоха и выдоха. Разбор процессов на модели вдоха и выдоха, предложенной Дондерсом.

«Дыхание — значит жизнь». Эта фраза бесспорна.

 Обычно дыхание ассоциируется с вдохом и выдохом, т. е. дыхательными движениями, необходимыми для вентиляции легких у человека. Издавна интересовала ученых и врачей и причина вдоха и выдоха. В свое время было предложено несколько гипотез, объясняющих это явление: а) воздух самотеком входит, раздувает легкие и расширяет грудную клетку; б) легкие в грудной полости расширяются и засасывают (втягивают) атмосферный воздух внутрь (вдох), а, сжимаясь, выталкивают его (выдох).

— С какой гипотезой вы согласны? Ответ свой объясните.

Действительно, воздух поступает в легкие, потому что они способны менять свой объем благодаря высокой эластичности альвеол.

Но легкие — орган дыхания - не имеют мышц, однако при дыхании они расширяются и сжимаются. Благодаря чему легкие обладают такой способностью?

Легкие самостоятельно никогда не растягиваются и не сокращаются, они пассивно следуют за грудной клеткой.

Полость же грудной клетки расширяется благодаря сокращению дыхательных мышц, к которым в первую очередь относятся диафрагма и межреберные мышцы. Диафрагма при вдохе опускается на 3—4 см. Опускание ее на 1 см увеличивает объем грудной клетки на 250-300 мл. Таким образом, только за счет сокращения диафрагмы объем грудной клетки увеличивается на 1000-1200 мл. На прошлом занятии мы с вами говорили о плевральной щели, которая образуется 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. В растянутых легких давление становится ниже атмосферного, и в результате разности давления атмосферный воздух устремляете через дыхательные пути в легкие. Происходит вдох. Кроме того, активное участие в дыхании принимают и межреберные мышцы, которые при их сокращении приподнимают ребра за счет чего также увеличивается объем грудной полости.

За вдохом наступает выдох. При обычном выдохе диафрагма и межреберные мышцы расслабляются, грудная клетка спадается и ее объем уменьшается. При этом объем легких уменьшается, и воздух выходит наружу.

Поступление воздуха в легкие и его изгнание из легких можно пронаблюдать на модели, носящей имя своего изобретателя, физиолога Довдерса.

Учитель демонстрирует механизмы вдоха и выдоха на модели.

В сильном выдохе участвует брюшной пресс, который, напрягаясь, давит на внутрибрюшные органы. Они, в свою очередь, давят на диафрагму, которая еще более выпячивается в полость грудной клетки.

Будут ли работать легкие, если нарушится герметичность грудной клетки? Ответ отрицательный.

Учитель подтверждает ответ на модели. (Если вставить спичку между наружной стенкой воронки и шариком, изображающим диафрагму, в месте их соприкосновения так, чтобы воздух внутри воронки соединялся с наружным, то модель работать не будет.)

Поступление воздуха в плевральную щель (или в полость плевры) при нарушении целостности ее стенок называется пневмотораксом. Частичный пневмоторакс с успехом применяется при лечении туберкулеза легких. Врач специальной иглой прокалывает грудную клетку и впускает в плевральную щель определенное количество газа. Давление в ней искусственно повышается, и движение легких значительно ограничивается, а это создает покой больному органу. Клетки плевры обладают способностью поглощать воздух, поэтому чрез некоторое время они полностью удаляют газ из плевральной щели и в ней опять устанавливается пониженное давление.

3. Причины эмфиземы, болезни курильщика. (Беседа с использованием модели Дондерса.) Учащимся предлагают оттянуть «диафрагму» на модели вниз («вдох») и проследить за поведением шарика, изображающего легкое (в нашем случае альвеолу легкого). Сначала он раздувается, но затем перестает раздуваться из-за недостаточной эластичности резины. При курении стенки альвеол тоже теряют эластичность и при глубоком вдохе лопаются. Воздух попадает во вне альвеолярное пространство и выйти не может, поэтому сделать полноценный выдох больной не может. Работа легких оказывается нарушенной.)

4. Вред так называемого курения без затяжки. (Беседа, в ходе которой учитель напоминает, что многие вещества способны всасываться в ротовой полости, например валидол, нитроглицерин. Никотин обладает такой же способностью, поэтому при курении без затяжек отравление все равно происходит. Еще надо учесть, что табачный дым хорошо растворяется в слюне и заглатывается, а также может всасываться в кровь через стенки сосудов носовой полости.)

6. Регуляция дыхания. Дыхательный центр продолговатого мозга. Влияние коры больших полушарий на его работу. Речь. Гуморальное влияние углекислого газа на дыхательный центр. (Объяснение учителя.) Зависимость частоты и глубины дыхания от тканевого дыхания. Чем сильнее идет биологическое окисление, тем больше выделяется углекислого газа, который гуморально усиливает дыхание, а следовательно, и поступление кислорода. (Беседа учителя на основе анализа спортивных фактов.)
7. Взаимосвязь нервной и гуморальной регуляции. (Обобщающая беседа.)
8. Защитные рефлексы: кашель, чихание, задержка дыхания на вдохе при входе в холодную воду. (Объяснение учителя, в ходе которого поясняется, что задержка дыхания при входе в холодную воду прекращает испарение воды с поверхности альвеол, что исключает дополнительную потерю Тепла. После усиления теплообразования дыхание восстанавливается.)
9. Состав воздушной среды. Положительные и отрицательные факторы, влияющие на состав воздуха. Охрана воздушной среды. (Доклад учащегося)

10. Воздух помещений. Причина духоты. Вред пассивного курения. Воздействие угарного газа на организм. Образование карбоксигемоглобина. (Рассказ учителя, в ходе которого разъясняется, что образование карбоксигемоглобина лишает молекулу гемоглобина способности переносить кислород.) Первая помощь человеку, угоревшему или отравившемуся бытовым газом. (Рассказ учителя.)

11. Лабораторная работа «Определение запыленности атмосферы в зимнее время».

Инструкция. Берется проба снега, помещается в пол-литровую банку. Когда снег растает, воду взбалтывают и приступают к анализу. На газетный текст ставят тонкостенный стакан и льют в него талую воду до тех пор, пока становится невозможным читать печатный текст. Высота столбика воды и является показателем запыленности: чем он ниже, тем запыленность большая.

(На уроке можно ограничиться демонстрацией. Экспериментальная часть задания может быть выполнена дома.)

4. Закрепление нового материала.

1. Фронтальная письменная работа.

Выпишите номера правильных суждений.

1. во время вдоха межрёберные мышцы сокращаются

2. Выдох происходит без затрат энергии.

3. Во время вдоха рёбра грудной клетки поднимаются.

4. Во время выдоха диафрагма принимает плоскую форму.

5. Во время выдоха мышцы диафрагмы расслабляются

6. Вдох осуществляется без затрат энергии.

7. Во время вдоха давление в лёгочных пузырьках выше атмосферного.

8. Выдох осуществляется с затратами энергии.

9. Во время выдоха объём грудной увеличивается.

10. Во время выдоха объём грудной клетки уменьшается.

2. Решение задач.

1. Сколько воздуха проходит чрез легкие человека при спокойном дыхании в минуту, в 1 ч, в сутки, если дыхательный объем воздуха равен 500 мл, а частота дыхания - 18 раз в минуту?

2. Зная, что во вдыхаемом воздухе содержится около 20 % кислорода, определите, сколько О2 человек пропускает чрез легкие в сутки при спокойном дыхании.

3. Зная, что выдыхаемый воздух содержит 4 % углекислого газа, определите, сколько ученик выделяет С02 в 1 минуту, в 1 ч, сколько - все учащиеся класса в 1ч.

5. Подведение итогов урока.

«Огонёк общения»

     Дети по кругу передают символическое сердечко и говорят:

-сегодня меня порадовало…
-сегодня меня огорчило…

   Ребёнок дарит медальки (цветочки) разного цвета тем, кому посчитает нужно.  Например, зелёный самому умному, продуктивному на уроке; розовый – самому вежливому, воспитанному, приятному в общении.  У кого получился самый большой букетик? Как вы думаете, почему?

6.Задание на дом.

1. Изучить § 28. Ответить на вопросы в конце параграфа под символом «!». Приготовить марлевый респиратор.

Инструкция. К сложенной вчетверо марле к каждому углу пришить тесемки. Респиратор должен закрывать рот и нос.

2. Провести самонаблюдение: положить руку на грудь и сосчитать число дыхательных движений в 1 мин в положении лежа, сидя, после 10 резких приседаний. Записать результаты.

3.  Индивидуальное задание: подготовить сообщения к следующему занятию на тему: «Дыхание на Эльбрусе».