Проект "Механизм вдоха и выдоха.Модель Дондерса".
проект по биологии (8 класс)

МБОУ Соболевская ОШ имени А.Н.Попова

Проект на тему:

Механизм вдоха и выдоха. Модель Дондерса.

                                                                                 Выполнил

обучающийся 8 класса

                                                                                  Куликов Даниил

        Проверила

                                                                                   учитель биологии

        Корнеева Т. В.

д.Соболево

2023 год

Механизм вдоха и выдоха. Модель Дондерса.

Цель работы:закрепить знания о строении и работе легких,механизме

                            вдоха и выдоха;

                            изготовить модель легких для наглядной демонстрации.

Оборудование: бутыль пластиковая 1.5 л, трубки пластиковые, тройник пластиковый, резиновые перчатки медицинские, резинки канцелярские, клей – герметик, ножницы.

Техника безопасности:

• При работе с ножницами можно порезаться
• Клей может вызвать раздражение на коже

План:

1. Актуальность, выбранной темы.

2. Значение дыхания. Этапы газообмена.

3. Особенностях строения легких.

4. Механизм вдоха и выдоха.

5. Схема вдоха и выдоха.

6. Модель Дондерса, биография ученого.

7. Описание моей модели.

8. Выводы.

1. Актуальность, выбранной темы.

        Вопрос,  почему происходит вдох и выдох, какие законы лежат в основе этих процессов, на мой взгляд, один из самых интересных в курсе биологии 8 класса. Мне захотелось подробнее разобраться в этом вопросе. Я считаю, что наглядная модель поможет мне и моим одноклассникам в изучении этой темы. Этот вопрос очень важен для нас, так как я и мои одноклассники имеем проблемы, связанные со здоровьем. Многие из нас знают такое страшное слово – «туберкулез». Мы проходим курс длительного лечения в нашей школе. Я хочу стать фтизиатром (врачом, который занимается выявлением, лечением и профилактикой туберкулеза) и победить эту болезнь.

2. Значение дыхания. Этапы газообмена.

Дыхание является одной из жизненно важных функций организма.

Дыханием называют совокупность процессов, обеспечивающих газообмен между организмом и  внешней средой (внешнее дыхание) и окислительные процессы в клетках, в результате которых выделяется и запасается энергия (внутреннее и клеточное дыхание). У человека газообмен состоит из четырех этапов:

1) обмен газов между воздушной средой и легкими;

2) обмен газов между легкими и кровью;

3) транспортировка газов кровью;

4) газообмен в тканях.

Система органов дыхания выполняет лишь первую часть газообмена. Остальное выполняет система органов кровообращения.

3. Особенности  строения легких.

Легкие занимают все свободное пространство грудной полости. Расширенная часть легких прилегает к диафрагме.

Каждое легкое одето оболочкой – легочной плеврой. Плевра также выстилает грудную полость с внутренней стороны. Это пристеночная плевра. Между легочной и пристеночной плеврой – узкая щель. Она называется плевральной полостью и заполнена тончайшим слоем жидкости, которая облегчает скольжение легочной стенки во время вдоха и выдоха.

Сами легкие не могут нагнетать или изгонять воздух из своих альвеол, так как не имеют мышечной ткани. Они лишь пассивно следуют за изменениями объема грудной полости. Поскольку давление в плевральной полости меньше, чем давление  воздуха в легких, легкие всегда прижаты к стенкам грудной полости и точно следуют за изменениями её конфигурации.

4. Механизм вдоха и выдоха.

        Вдох заключается в том, что диафрагма опускается вниз, отодвигая органы брюшной полости, а межреберные мышцы поднимают грудную клетку вверх, вперед и в стороны. Объем грудной полости увеличивается, и легкие пассивно следуют за этим увеличением. Вследствие этого давление внутри легочных альвеол падает, и наружный воздух поступает в альвеолы.

        Выдох начинается с того, что межреберные мышцы расслабляются. Под действием силы тяжести грудная клетка опускается вниз, а диафрагма понимается вверх. Объем грудной полости уменьшается, легкие сдавливаются, давление воздуха в альвеолах становится выше атмосферного, и часть его выходит наружу. ( см. схему)

5. Процессы вдоха и выдоха можно изобразить в виде схемы.

Вдох

Сокращение дыхательных мышц ( межреберных и диафрагмы)

↓

Увеличение объема грудной полости и полости легких

↓

Уменьшение давления в грудной полости и в легких

↓

Поступление атмосферного воздуха из области более высокого давления (окружающая среда) в область более низкого давления (легкие)

Выдох

Опускание ребер и расслабление диафрагмы

↓

Уменьшение объема грудной полости и полости легких

↓

Увеличение давления в грудной полости и в легких

↓

Движение воздуха из области более высокого давления (легкие) в область более низкого давления (окружающая среда)

6.Модель Дондерса.

Поступление воздуха в легкие и изгнание его из легких можно наблюдать на модели,  носящей имя своего изобретателя, голландского физиолога Дондерса.

Франциск КорнелисДондерс (нидерл. Franciscus Cornelis Donders; 27 мая 1818, Тилбург — 24 марта 1889, Утрехт) — голландский биолог, физиолог и врач-офтальмолог, основатель Нидерландского глазного госпиталя.

Франциск Дондерс был последним ребёнком в многодетной семье (у него было восемь старших сестер). Рос без отца, который умер сразу после его рождения. В возрасте 11 лет, благодаря своим способностям, он уже смог зарабатывать репетиторством. В 17 лет он начал изучать медицину в Утрехтском университете. После окончания курса и врачебной практики во Флиссингене, Дондерс стал военным хирургом в Гааге. Вскоре молодого врача пригласили читать лекции по анатомии, гистологии и физиологии в Военную медицинскую школу, образованную при Утрехтском университете.

В это время он стал много заниматься научными изысканиями и публиковаться. Одна из статей 1844 года была посвящена энергетике живых организмов, и в ней молодой учёный констатировал, что животное тепло есть тепло химических реакций, происходящих в организме. В другой статье, 1846 года, он оспорил господствующее мнение о возникновении видов в результате независимых актов создания, предположив, что современные формы жизни — результат непрерывного действия природных законов на протяжении эпох. После выхода в свет «Происхождения видов» Дондерс стал одним из самых убеждённых защитников идей Дарвина.

Физиологические исследования Франциска Дондерса охватывают широкое поле. Его производительность была огромна, и по каждому предмету, который он изучал, он оставил значимый след — будь то физиология речи, скорость нервных реакций, мышечных сокращений, химии дыхания, цветового зрения цвета и цветовой слепоты, а также множество других проблем.

Дондерс возглавлял Нидерландскую королевскую академию наук, был иностранным членом Лондонского королевского общества и иностранным членом-корреспондентом Петербургской Академии наук.        

Модель Дондерса (см.рис.) представляет собой стеклянную бутыль с резиновым дном. Верхнее отверстие бутыли закрыто пробкой, через которую пропущена стеклянная трубка. На конце трубки, помещающемся внутри бутыли, укрепляется трахея с бронхами и легкими, вырезанными у небольшого по размерам животного (крысы и кролика); через наружный конец трубки полость легких сообщается с атмосферным воздухом. В стенку бутыли впаян манометр, показывающий  изменения давления в ходе эксперимента.

7. Описание моей модели.

         В основу моей модели положен тот же принцип, что и в классической модели Дондерса.  Однако  есть отличия.

        Я взял не стеклянную, а пластиковую бутыль, трахеи и бронхи изготовлены из пластиковых трубок,  вместо настоящих легких – воздушные шарики.Также в моей модели отсутствует манометр.Резиновое дно имитирует диафрагму и позволяет изменять объём полости внутри бутыли («грудной полости»). Оттягивая или продавливая резиновое дно модели можно имитировать процесс воздухообмена в лёгких.

8. Выводы.

1. Моя модель проста в изготовлении, но эффективно работает и очень наглядно демонстрирует механизм вдоха и выдоха.
2. В процессе работы я установил, что человек и его организм – это часть природы, поэтому все, что в нем происходит, подчиняется законам природы, изучением которых занимаются такие науки, как химия и физика.
3.  Поступление воздуха в легкие во время вдоха и выталкивание его во время выдоха являются физическими процессами. Доказательством этого положения служит то, что мне удалось смоделировать этот процесс на неживом объекте.

Литература

• Учебник: Биология.Человек. 8 кл.: учебник / Д. В. Колесов, Р. Д. Маш, И. Н. Беляев. – М. : Дрофа, 2016. – 416, с. : ил.
• Биология. Пособие для поступающих в вузы.  Под ред. Ярыгина В.Н.- 7-е изд., стер.- М.:Высш. шк., 2004
• https://ru.wikipedia.org/wiki/Дондерс