Строение и работа легких

ВВЕДЕНИЕ

Легкие занимают все свободное пространство грудной полости. Расширенная часть легких прилегает к диафрагме. Главные бронхи, легочные артерии и вены входят в легкие с внутренней стороны, граничащей с сердцем. Место их входа называют «воротами легких».

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.

ГЛАВА 1 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕМЫ «СТРОЕНИЕ ЛЕГКИХ. ГАЗООБМЕН В ЛЕГКИХ И ТКАНЯХ»

Методические рекомендации. Прежде всего, учащиеся должны усвоить, что наземные животные и человек приспособлены к потреблению кислорода, разбавленного азотом. Чистый кислород для организма ядовит. Отрицательно влияет на организм и недостаток этого газа, и избыток его. Поэтому объяснение нового материала целесообразно начать с опыта по составу воздуха, известного ребятам из курса естествознания или природоведения. Если нет специального колокола с краном, позволяющим выпускать воздух при погружении колокола в воду, можно воспользоваться любой склянкой с достаточно широким горлом и пробкой меньшего диаметра. Опыт ставится так. В кристаллизатор наливается подкрашенная вода. Зажигается свеча на пробке, которая плавает на поверхности воды, налитой в кристаллизатор. В склянку вводят тоненькую резиновую трубку, чтобы выпустить воздух, а затем склянку переворачивают вверх дном и помещают в кристаллизатор с водой так, чтобы пробка со свечой оказалась внутри склянки. Как только уровень воды в кристаллизаторе и склянке сравняется, трубку извлекают из склянки. Свеча некоторое время продолжает гореть, а затем гаснет, и уровень воды в склянке поднимается на одну пятую часть.

Учащимся поясняют, что кислород в воздушной смеси выгорел, его объем заполнил углекислый газ, который растворился в воде. Образовался вакуум, который заполнила вода. Раньше этот объем принадлежал кислороду.

Опыт наглядно показывает, что кислорода в воздухе не так уж много - около 2%. Углекислого газа в атмосферном воздухе всего 0,03% (фактически «следы»), азота - 79%. Таким образом, животные и человек дышат кислородом, разбавленным азотом. В выдыхаемом воздухе кислорода содержится примерно 16%, а углекислого газа - около 4%. Поэтому говорить, что мы вдыхаем кислород, а выдыхаем углекислый газ, неточно. Мы дышим газовой смесью, основная часть которой - азот - в дыхании не участвует.

Далее можно воспользоваться прибором для изучения вдыхаемого и выдыхаемого воздуха и доказать, что в выдыхаемом воздухе углекислого газа больше. Опыт следует прекратить при первом помутнении жидкости. Чтобы оно произошло скорее, целесообразно сделать вначале спокойный выдох, а остаток воздуха выдохнуть в пробирку. Следует учитывать и то, что при избытке углекислого газа образовавшийся CaCO_s, выпадающий в осадок, снова растворяется:

СаСО₃ + СО₂ + Н₂О = Са(НСО₃)₂.

Ход урока

I. Проверка знаний

Фронтальный опрос. Какое значение имеет дыхание для организма? Какие функции выполняют органы дыхания, а какие - органы кровообращения? Какие органы относятся к верхним дыхательным путям, а какие - к нижним? Какие функции эти органы выполняют? Как происходит голосообразование? Объяснение фактов

Щелкните себя по щеке - получается глухой тихий звук. Надуйте щеку и щелкните по надутой щеке - звук получается более громкий и звучный. Почему? (Надутая щека ведет себя как резонатор: вибрируют стенки полости, наполненной воздухом.)

Малыш случайно вдохнул сахарную пудру и через 10 минут почувствовал сладкий вкус во рту. Почему? (Ресничный эпителий вымел пудру из полости носа в носоглотку, оттуда она попала в ротовую полость.)

II. Изучение нового материала

Строение легкого. Расположение легочной и пристеночной плевры показывается на торсе человека. Подчеркивается, что каждое легкое находится в герметизированном пространстве. Далее разъясняется функция бронхиального дерева и альвеол.

Газообмен в легких. На основе известного ученикам из курса физики явления диффузии выясняется роль гемоглобина, химически связывающего кислород. Повторяется материал о разности парциального давления углекислого газа и кислорода в крови и альвеолярного воздуха.

Учащиеся прослеживают путь крови от легких до мышц йог (1-й ряд), до мышц рук (2-й ряд), до мышц лица (3-й ряд).

4. Газообмен в тканях.

5. Устанавливается путь крови от соответствующих мышц до легких.

III. Закрепление знаний

Выполнение лабораторной работы № 6 «Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха» (с. 105 учебника).

Отчеты учащихся о проделанной работе (выборочно).

Самопроверка: работа с текстом обобщения и понятиями (с. 105 учебника).

ГЛАВА 2 ЛЕГКИЕ. ЛЕГОЧНОЕ И ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ

Легкие занимают все свободное пространство грудной полости. Расширенная часть легких прилегает к диафрагме. Главные бронхи, легочные артерии и вены входят в легкие с внутренней стороны, граничащей с сердцем. Место их входа называют «воротами легких».

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.

Правое и левое легкие располагаются в грудной поле бокам от средостения. По форме они напоминают конус, правое легкое короче и толще, чем левое. Легкие делятся щелями на доли (рис. 1).

Рисунок 1 - Схема строения легкого

Правое на три доли, левое - на две. Доли подразделяются на бронхолегочные сегменты. Правое легкое имеет 10 сегментов, а левое 9. Сегменты состоят из первичных долек. Дольки легких отделены Друг от друга прослойками соединительной ткани. Легкие пронизаны бронхами, образующими бронхиальное дерево. Воздух, пройдя носовую полость, гортань, трахею попадает в два бронха: правый и левый.

На внутренней поверхности легкого находятся ворота, представляющие собой углубления, через которые проходят: бронх, кровеносные сосуды и лимфатические сосуды и нервы. Все это составляет корень легкого.

Морфологической и функциональной единицей легкого является ацинус (система разветвлений одной концевой бронхиолы). Анинус (рис. 5.36) начинается бронхиолами, переходящими в разветвления альвеолярных ходов, которые заканчиваются альвеолярными мешочками. Ацинусы отделены друг от друга тонкими соединительно-тканными прослойками; 12-18 ацинусов образуют легочную дольку.

Газообмен легких. Обмен газов в легких происходит благодаря диффузии. Кровь, поступившая от сердца в капилляры, оплетающие легочные альвеолы, содержит много углекислого газа. В воздухе легочных альвеол его мало, поэтому он покидает кровеносные сосуды и переходит в альвеолы. Кислород поступает в кровь тоже благодаря диффузии. В крови свободного кислорода мало, потому что его непрерывно связывает находящийся в эритроцитах гемоглобин, превращаясь в оксигемоглобин:

НЪ + 40₂ = НЬ0₈.

Ставшая артериальной кровь покидает альвеолы и по легочной вене направляется к сердцу. Но чтобы этот газообмен мог идти непрерывно, необходимо, чтобы состав газов в легочных альвеолах был постоянным. Это постоянство и поддерживается легочным дыханием: избыток углекислого газа выводится наружу, а поглощенный кровью кислород возмещается кислородом из свежей порции наружного воздуха.

Тканевое дыхание происходит в капиллярах большого круга кровообращения, где кровь отдает кислород и получает углекислый газ (см. рис. 2). В тканях мало кислорода, и поэтому происходит распад оксигемоглобина на гемоглобин и кислород. Кислород переходит в тканевую жидкость и там используется клетками для биологического окисления органических веществ. Выделяющаяся при этом энергия используется для процессов жизнедеятельности клеток и тканей. Углекислого газа в тканях скапливается 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 в правое предсердие, оттуда он поступает в правый желудочек, который по легочной артерии выталкивает венозную кровь в легкие - круг замыкается. В легких кровь снова делается артериальной и, вернувшись в левое предсердие, попадает в левый желудочек, а из него в большой круг кровообращения.

Чем больше расходуется кислорода в тканях, тем больше требуется кислорода из воздуха для компенсации затрат. Вот почему при физической работе одновременно усиливается и сердечная деятельность, и легочное дыхание.

Пространстве между легкими и стенками грудной полости меньше, чем давление воздуха в легких, легкие всегда прижаты к стенкам грудной полости и точно следуют за изменением ее конфигурации. При вдохе и выдохе легочная плевра скользит по пристеночной плевре, повторяя ее форму.

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 следуют за этим увеличением, поскольку содержащиеся в легких газы прижимают их к пристеночной плевре. 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 стенка опускается вниз, а диафрагма поднимается вверх, поскольку растянутая стенка живота давит на внутренние органы брюшной полости, а они - на диафрагму. Объем грудной полости уменьшается, легкие сдавливаются, давление воздуха в альвеолах становится выше атмосферного, и часть его выходит наружу.

Все это происходит при спокойном дыхании. При глубоком вдохе и выдохе включаются дополнительные мышцы.

Нервная регуляция дыхания. Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге. Он состоит из центров вдоха и выдоха, которые регулируют работу дыхательных мышц. Спадение легочных альвеол, которое происходит при выдохе, рефлекторно вызывает вдох, а расширение альвеол рефлекторно вызывает выдох.

При задержке дыхания мышцы вдоха и выдоха сокращаются одновременно, благодаря чему грудная клетка и диафрагма удерживаются в одном положении.

На работу дыхательных центров оказывают влияние и другие центры, в том числе расположенные в коре больших полушарий. Благодаря их влиянию дыхание изменяется при разговоре и пении. Возможно, также сознательно изменять ритм дыхания во время физических упражнений.

Чихание и кашель. Раздражение слизистой носа пылью или неприятно пахнущим веществом вызывает кратковременную остановку дыхания и смыкание голосовой щели. Затем начинается интенсивный (форсированный) выдох. Давление воздуха нарастает, и наступает момент, когда он с силой прорывается через сомкнутые голосовые связки. Струя воздуха направляется наружу, и возникает характерный звук чихания. Вместе с воздухом и слизью выделяются наружу и раздражители слизистой оболочки.

При кашле происходит то же самое, что и при чихании, только основной поток воздуха выходит через рот. Причиной кашля может быть раздражение слизистой оболочки легких, бронхов, трахеи, гортани, а также плевры. Таким образом, чихание и кашель имеют защитный характер.

Интенсивность дыхания меняется не только при физической нагрузке, но и при эмоциональном состоянии человека.

Гуморальная регуляция дыхания. При мышечной работе усиливаются процессы окисления. Следовательно, в кровь выделяется больше углекислого газа. Когда кровь с избытком углекислого газа доходит до дыхательного центра и начинает его раздражать, активность центра повышается. Человек начинает глубоко дышать. В итоге избыток углекислого газа удаляется, а недостаток кислорода восполняется. Если концентрация углекислого газа в крови понижается, работа дыхательного центра тормозится и наступает непроизвольная задержка дыхания. Благодаря нервной и гуморальной регуляциям в любых условиях концентрация углекислого газа и кислорода в крови поддерживается на определенном уровне.

Рисунок - Измерение обхвата грудной клетки

В норме разница обхвата грудной клетки в состоянии глубокого вдоха и в состоянии глубокого выдоха у взрослых равна 6-9 см. Жизненная емкость легких - важный показатель дыхания. Если человек сделает самый глубокий вдох, а затем максимально выдохнет, то объем выдохнутого воздуха и составит жизненную емкость легких. Но и после этого выдоха в легких останется еще какое-то количество воздуха. Это остаточный воздух, его объем примерно 1000-1200 см³. Жизненная емкость легких зависит от возраста, пола, роста, а также от степени тренированности человека. Для измерения жизненной емкости легких используют спирометр (рис. 3).

Рисунок 3 - Спирометр

Для человека важны не только жизненная емкость легких, но и выносливость дыхательной мускулатуры. Она считается хорошей, если при пяти пробах, проведенных подряд, результаты не снижаются. В чем преимущества людей, имеющих высокую жизненную емкость легких?

При тяжелой физической работе, например при беге, вентиляция легких достигается за счет большой глубины дыхания. Человеку, у которого жизненная емкость легких небольшая да еще и дыхательные мышцы слабы, приходится дышать часто и поверхностно. Это приводит к тому, что свежий воздух остается преимущественно в воздухоносных путях и лишь небольшая часть его доходит до альвеол.

Болезни дыхательной системы. Наряду с кратковременно протекающими болезнями, например гриппом, ангиной, существуют хронические заболевания дыхательной системы. Наиболее грозными являются туберкулез и рак легкого. Они начинаются незаметно, и несколько месяцев или даже лет человек о них может и не подозревать. Между тем лечение наиболее успешно в начальной стадии болезни.

Флюорография - это исследование грудной клетки путем фотографирования изображения со светящегося рентгеновского экрана, за которым находится обследуемый. Отснятые пленки исследуют специалисты. Если они обнаруживают отклонения от нормы, больного приглашают в соответствующее учреждение для более детального обследования.

ГЛАВА 3 МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ «СТРОЕНИЕ И РАБОТА ЛЕГКИХ»

3.1 Уроки

Урок №1. «Взаимосвязь дыхательной и кровеносной систем».

Девиз урока: В здоровом теле - здоровый дух!

1. Цели педагогические:

1. Обобщение и систематизация знаний учащихся о дыхательной и кровеносной системах;

2. Усвоение учащимися стандартного минимума сведений о дыхательной и кровеносной систем;

3. Развитие ряда важных психологических характеристик личности учащихся: психических свойств, таких как память, вербальная и образная, произвольное внимание, сочувствие, эмпатия, коммуникативность, воображение, ясность речи.

2. Цели воспитания: воспитание самостоятельного мышления, культуры труда, экологической культуры.

3. Цели развития образовательного процесса (диагностические, познавательные, исследовательские)

4. Основная диагностическая цель - определение зоны ближайшего развития учащихся после изучения ими темы «Кровеносная и дыхательная системы».

5. Основная познавательная цель - определение результативности и эффективности ряда дидактических и методических приемов и технологических операций.

6. Основная исследовательская цель-определение возможностей проектного, вероятностного подхода к конструированию урока как педагогического события предназначенного для проживания его совместно учащимися и учителем.

Оборудование:

· таблицы «Органы дыхания», «Схема кровообращения»,

· 3 комплекта заданий,

· ножницы,

· фломастеры,

· клейкая бумага,

· магнит,

· ватман,

· листы с тестом.

План урока:

1. Вступительное слово учителя.

2. Индивидуальная (тест) и групповая работа учащихся по заданиям.

3. Презентация работы.

4. Выводы и обобщения по уроку.

Ход урока.

Актуализация знаний о кровеносной и дыхательной системах.

А. Проведение тестирования (индивидуальная работа)

Тест.

Выберите один правильный ответ:

1. Где начинается большой круг кровообращения?

А. В правом желудочке.

Б. В левом желудочке.

В. В артериях.

Г. В правом предсердии.

2. Благодаря иммунитету организм защищает себя от:

А. потерь крови.

Б. чужеродных живых тел и веществ.

В. свертывания крови.

Г. отравления угарным газом.

3. Углекислый газ образуется в организме в:

А. легких.

Б. клетках тела.

В. легочных капиллярах.

Г. капиллярах большого круга.

4. Кровь в легких отдает:

А. кислород.

Б .углекислый газ.

В. азот.

Г. инертные газы.

5. Где начинается малый круг кровообращения?

А. В правом желудочке.

Б. В левом желудочке.

В. В правом предсердии.

Г. В левом предсердии.

6. Окисление органических веществ происходит в:

А. легочных пузырьках.

Б. лейкоцитах.

В. капиллярах.

Г. клетках тела.

7. В тканях в кровь поступает:

А. кислород

Б. азот.

В. углекислый газ.

Г. угарный газ.

8. При сокращении желудочков сердца:

А. все клапаны открыты.

Б. все клапаны закрыты.

В. полулунные клапаны закрыты, а створчатые открыты.

Г. створчатые клапаны закрыты, а полулунные открыты.

9. При сокращении предсердий:

А. все клапаны закрыты.

Б. все клапаны открыты.

В. створчатые клапаны закрыты, а полулунные открыты.

Г. створчатые клапаны открыты, а полулунные закрыты.

Ответы: 1. А. 2. Б. 3. Б. 4. Б. 5. А. 6. Г. 7. В. 8. Г. 9. Г.

Б. Групповая работа.

1. На схеме показать движение

1) никотина,

2) лекарства,

3) наркотика (см. приложение).

Каждой группе дается одно из заданий.

2. По отдельным фрагментам составить процесс вдоха и выдоха.

Задания к групповой работе. Даны отдельные фрагменты вдоха и выдоха (1-4), расположив их последовательно, прочитайте девиз урока.

1. Сокращение дыхательных мышц (межреберных и диафрагмы)	- ВЗДОР
2. Увеличение объема грудной полости	- ОВОМТЕ
3. Уменьшение давления в грудной полости и в полости легких	- ЛЕЗДОР
4. Засасывание атмосферного воздуха через воздухоносные пути	- РОВЫЙДУХ

Группа первой выполнившая задание читает девиз урока - В здоровом теле - здоровый дух! Усвоение и закрепление нового материала. Работа в группах.

1. Пользуясь рабочим материалом (информация «Человек в городе», учебник, клейкая бумага, ножницы, ватман, маркеры) составить проект «В здоровом теле - здоровый дух»

Материал для проектной работы. Человек в городе

Используя необходимые ресурсы, человек неизбежно засоряет среду. Выход - контроль и регулирование количества загрязнителей, воспитание культуры потребления.

Таблица

Городские ТЭЦ, работающие на угле или мазуте, содержащие много серы (сернистый газ, оксиды азота, угарный газ и др.)	Промышленные загрязнения и их влияние на здоровье человека. ПДК, ПДВ.	Бытовая химия (аэрозоли, стиральные порошки, лаки и др.)
Состояние зеленых насаждений	Квартира - город в миниатюре (пыль поролона, микроорганизмы, бытовая химия)	Автомобиль в жизни города (угарный газ, оксиды азота, сера, свинец, сажа.)

В 1 м³ воздуха классной комнаты содержится до 30 тыс. микробов.

В дыме папирос до 20 ядовитых веществ.

Летом деревья улавливают из воздуха до 50% пыли.

Особенности режима дня, труда и отдыха.

Особенности двигательной деятельности, питания и эмоционального состояния.

Материал из учебника «Биология Человек» Н.И. Сонина на странице 144-145.

Подведение итогов работы групп. Каждая группа выступает и защищает свой проект.

Выводы и обобщения по уроку.

Урок №2. Оксиды углерода (II) и (IV)

Интегрированный урок по химии и биологии

Задачи: изучить и систематизировать знания об оксидах углерода (II) и (IV); раскрыть взаимосвязь живой и неживой природы; закрепить знания о влиянии оксидов углерода на организм человека; закрепить навыки умения работать с лабораторным оборудованием.

Оборудование: раствор НСl, лакмус, Ca(OH)₂, CaCO₃, стеклянная палочка, самодельные таблицы, переносная доска, шаростержневая модель.

Ход урока. Учитель биологии сообщает тему и задачи урока. Учитель химии. Основываясь на учении о ковалентной связи, составьте электронную и структурную формулы оксидов углерода (II) и (IV). Химическая формула оксида углерода (II) - СО, атом углерода находится в нормальном состоянии.

За счет спаривания неспаренных электронов образуются две ковалентные полярные связи, а третья ковалентная связь образуется по донорно-акцепторному механизму. Донором является атом кислорода, т.к. он предоставляет свободную пару электронов; акцептором - атом углерода, т.к. предоставляет свободную орбиталь.

В промышленности оксид углерода (II) получают, пропуская СО₂ над раскаленным углем при высокой температуре. Он образуется также в процессе сгорания угля при недостатке кислорода. (Ученик записывает уравнение реакции на доске)

В лаборатории СО получают действием концентрированной Н₂SО₄ на муравьиную кислоту. (Уравнение реакции записывает учитель.)

Учитель биологии. Итак, вы познакомились с получением оксида углерода (II). А какими физическими свойствами обладает оксид углерода (II)?

Ученик. Это бесцветный газ, ядовитый, без запаха, легче воздуха, плохо растворяется в воде, температура кипения -191,5 °C, затвердевает при -205 °С.

Учитель химии. Угарный газ в количествах, опасных для жизни человека, содержится в выхлопных газах автомобилей. Поэтому гаражи должны хорошо проветриваться, особенно при запуске двигателя.

Учитель биологии. Какое влияние оказывает угарный газ на организм человека?

Ученик. Угарный газ крайне ядовит для человека - это объясняется тем, что он образует карбоксигемоглобин. Карбоксигемоглобин - очень прочное соединение. В результате его образования гемоглобин крови не взаимодействует с кислородом, и при сильном отравлении человек может погибнуть от кислородного голодания.

Учитель биологии. Какую первую помощь необходимо оказать человеку при отравлении угарным газом?

Ученики. Надо вызвать «скорую помощь», пострадавшего надо вынести на улицу, сделать искусственное дыхание, помещение хорошо проветрить.

Учитель химии. Напишите химическую формулу оксида углерода (IV) и, используя шаростержневую модель, постройте его структуру.



Атом углерода находится в возбужденном состоянии. Все четыре ковалентные полярные связи образовались за счет спаривания неспаренных электронов. Однако из-за линейного строения молекула его в целом неполярна.

В промышленности СО₂ получают при разложении карбоната кальция в производстве извести. (Ученик записывает уравнение реакции.)

В лаборатории СО₂ получают при взаимодействии кислот с мелом или мрамором. (Учащиеся выполняют лабораторный опыт.)

Учитель биологии. В результате каких процессов образуется углекислый газ в организме?

Ученик. Углекислый газ образуется в организме в результате реакций окисления органических веществ, входящих в состав клетки. (Учащиеся выполняют лабораторный опыт.)

Известковый раствор стал мутным, т.к. образуется карбонат кальция. Кроме процесса дыхания, СО₂ выделяется в результате брожения, гниения.

Учитель биологии. Влияет ли физическая нагрузка на процесс дыхания?

Ученик. При чрезмерной физической (мышечной) нагрузке мышцы используют кислород быстрее, чем кровь успевает его доставить, и тогда они синтезируют необходимую для их работы АТФ путем брожения. В мышцах образуется молочная кислота C₃H₆O₃, которая поступает в кровь. Накопление большого количества молочной кислоты вредно для организма. После тяжелой физической нагрузки мы еще некоторое время тяжело дышим - выплачиваем «кислородную задолженность».

Учитель химии. Большое количество оксида углерода (IV) выделяется в атмосферу при сжигании органического топлива. Дома мы в качестве топлива используем природный газ, а он почти на 90% состоит из метана (СН₄). Я предлагаю одному из вас выйти к доске, составить уравнение реакции и разобрать его с точки зрения окисления-восстановления.

Учитель биологии. Почему нельзя использовать газовые печи для отопления помещения?

Ученик. Метан - составная часть природного газа. При его горении содержание углекислого газа в воздухе повышается, а кислорода - понижается. (Работа с таблицей «Содержание СО₂ в воздухе».) При содержании в воздухе 0,3% СО₂ у человека наблюдается учащенное дыхание; при 10% - потеря сознания, при 20% - мгновенный паралич и быстрая смерть. Особенно нуждается в чистом воздухе ребенок, потому что потребление кислорода тканями растущего организма больше, чем у взрослого. Следовательно, необходимо регулярно проветривать помещение. Если в крови есть избыток СО₂, возбудимость дыхательного центра повышается и дыхание становится более частым и глубоким.

Учитель биологии. Рассмотрим роль оксида углерода (IV) в жизни растений.

Ученик. У растений образование органических веществ происходит из СО₂ и Н₂O на свету, кроме органических веществ образуется кислород.,

Фотосинтез регулирует содержание углекислого газа в атмосфере, что препятствует повышению температуры на планете. Ежегодно растения поглощают из атмосферы 300 млрд т углекислого газа. В процессе фотосинтеза в атмосферу ежегодно выделяется 200 млрд т кислорода. Из кислорода во время грозы образуется озон.

Учитель химии. Рассмотрим химические свойства оксида углерода (IV).

Учитель биологии. Какое значение имеет угольная кислота в организме человека в процессе дыхания? (Фрагмент диафильма.)
Содержащиеся в крови ферменты превращают углекислый газ в угольную кислоту, которая диссоциирует на ионы водорода и гидрокарбоната. Если в крови содержится избыток ионов Н⁺, т.е. если кислотность крови повышена, то часть ионов Н⁺ соединяется с гидрокарбонат-ионами, образуя угольную кислоту и освобождая тем самым кровь от избытка Н⁺-ионов. Если же в крови слишком мало Н⁺-ионов, то угольная кислота диссоциирует и концентрация Н⁺-ионов в крови повышается. При температуре 37 °С рН крови равен 7,36.

В организме углекислый газ переносится кровью в виде химических соединений - гидрокарбонатов натрия и калия.

Закрепление материала

Тест. Из предложенных процессов газообмена в легких и тканях выполняющие первый вариант должны выбрать шифры правильных ответов слева, а второй - справа.

(1) Переход O₂ из легких в кровь. (13)

(2) Переход O₂ из крови в ткани. (14)

(3) Переход СO₂ из тканей в кровь. (15)

(4) Переход СO₂ из крови в легкие. (16)

(5) Поглощение O₂ эритроцитами. (17)

(6) Выделение O₂ из эритроцитов. (18)

(7) Превращение артериальной крови в венозную. (19)

(8) Превращение венозной крови в артериальную. (20)

(9) Разрыв химической связи O₂ с гемоглобином. (21)

(10) Химическое связывание O₂ с гемоглобином. (22)

(11) Капилляры в тканях. (23)

(12) Легочные капилляры. (24)

Вопросы первого варианта

1. Процессы газообмена в тканях.

2. Физические процессы при газообмене.

Вопросы второго варианта

1. Процессы газообмена в легких.

2. Химические процессы при газообмене

Задача. Определите объем оксида углерода (IV), который выделяется при разложении 50 г карбоната кальция.

3.2 Лабораторная работа «Измерение жизненной емкости легких»

Взрослый человек в зависимости от возраста и роста в спокойном состоянии при каждом вдохе вдыхает 300-900 мл воздуха и примерно столько же выдыхает. При этом возможности легких используются не полностью. После любого спокойного вдоха можно вдохнуть еще дополнительную порцию воздуха, а после спокойного выдоха выдохнуть еще некоторое его количество. Максимальное количество выдыхаемого воздуха после самого глубокого вдоха называется жизненной емкостью легких. В среднем она составляет 3-5 л. В результате тренировки жизненная емкость легких может увеличиться. Большие порции воздуха, поступающего в легкие при вдохе, позволяют снабжать организм достаточным количеством кислорода, не увеличивая частоту дыхания.

Цель: научиться измерять жизненную емкость легких.

Оборудование: воздушный шар, линейка.

Техника безопасности: не участвуйте в эксперименте, если у вас проблемы с дыхательной системой.

Ход работы

I. Измерение дыхательного объема

1. После спокойного вдоха, выдохните воздух в воздушный шар.

Примечание: не выдыхайте с силой.

2. Сразу же закрутите отверстие в воздушном шаре, чтобы не выходил воздух. Положите шар на плоскую поверхность, например стол и пусть ваш партнер приложит к нему линейку и измерит диаметр шара, как это показано на рис. 8. Данные внесите в табл. 7.

Рисунок 1

3. Сдуйте воздушный шар и повторите то же самое еще два раза. Выведите среднее и данные внесите в табл. 6.

II. Измерение жизненной емкости.

1. После спокойного дыхания, вдохните так глубоко, как только можете, и затем сделайте глубокий, насколько это возможно, выдох в воздушный шар.

2. Сразу же закрутите отверстие воздушного шара. Измерьте диаметр шара, данные внесите в табл. 6.

3. Сдуйте воздушный шар и повторите то же самое еще два раза. Выведите среднее и данные внесите в табл. 6.

График 1

4. Используя график 1, переведите полученные значения диаметра воздушного шара (табл. 6) в объем легких (см³). Данные внесите в табл. 7.

III. Вычисление жизненной емкости

1. Исследования показывают, что объем легких пропорционален площади поверхности тела человека. Для того, чтобы найти площадь поверхности тела, необходимо знать свой вес в килограммах и рост в сантиметрах. Эти данные внесите в табл. 8.

2. Используя график 2, определите площадь поверхности вашего тела. Для этого найдите ваш рост в см на левой шкале, отметьте точкой. Найдите на правой шкале ваш вес и тоже отметьте точкой. Проведите, используя линейку, прямую линию между двумя точками. Место пересечения линий со средней шкалой и будет площадью поверхности вашего тела в м².. Данные внесите в табл. 8.

График 2

3. Для вычисления жизненной емкости ваших легких умножьте площадь поверхности вашего тела на коэффициент жизненной емкости, который равен 2000 мл/м² для женщин и 2500 см³/м² у мужчин. Внесите данные жизненной емкости ваших легких в табл. 8.

Выводы

1. Почему важно проводить одни и те же измерения три раза и выводить средние показатели?

2. Отличаются ли ваши показатели от показателей ваших одноклассников. Если да, то почему?

3. Как объяснить различия в результатах измерения жизненной емкости легких и полученных расчетным путем?

4. Для чего важно знать объем выдыхаемого воздуха и жизненную емкость легких?

Проблемные вопросы

1. Даже когда вы делайте глубокий выдох, какое-то количество воздуха остается в легких. Какое это имеет значение?

2. Может ли иметь значение жизненная емкость легких для некоторых музыкантов? Ответ поясните.

3. Как вы думаете, влияет ли курение на жизненную емкость легких? Как?

3.3 Кроссворд «Дыхание»

По вертикали: 2. Парный орган, в котором происходит обмен газов между вдыхаемым воздухом и кровью.

По горизонтали: 1. Легочные пузырьки. 3. Микроскопические выросты клеток, которыми покрыта поверхность дыхательных путей. 4. Грудобрюшная перегородка. 5. Микроскопические организмы, которых много в пыли. 6. Наружные отверстия, ведущие в носовую полость. 7. Процесс восстановления состава воздушной среды в помещении.

Ответы

По вертикали. 2. Легкие.

По горизонтали. 1. Альвеолы. 3. Реснички. 4. Диафрагма. 5. Микробы. 6. Ноздри. 7. Вентиляция.

3.4 Тестовые задания по теме «Строение и работа легких»

1. Прибор, с помощью которого определяют жизненную емкость легких у людей:

а) гальванометр;

б) спирометр;

в) термометр;

г) спидометр.

2. Число дыхательных движений, совершаемое в 1 мин взрослым человеком при относительном покое:

а) 46;

б) 26;

в) 16;

г) 36.

3. При концентрации углекислого газа в крови, превышающей допустимую норму, в дыхательном центре:

а) усиливается возбуждение;

б) происходит торможение.

4. Венозная кровь превращается в артериальную в:

а) тканях органов;

б) легких;

в) венах;

г) сердце.

5. Артериальная кровь превращается в венозную в:

а) тканях органов;

б) легких;

в) венах;

г) сердце.

6. Туберкулез относится к:

а) пылевой инфекции;

б) капельной инфекции;

в) капельной и пылевой инфекции.

7. Грипп относится к:

а) пылевой инфекции;

б) капельной инфекции;

в) капельной и пылевой инфекции.

8. Подписать условные обозначения на схеме

ЛИТЕРАТУРА

1. Биология. 9-й класс. Сборник рефератов. Ч. 2. - М.: Эксмо, 2003. - 544 с.

2. Пепеляева О.В., Сунцова И.В. Поурочные разработки к учебным комплектам «Биология. Человек, 8-9-й класс»; Д.В. Колесова, Р.Д. Маша, И.Н. Беляева «Биология. Человек, 8-9-й класс»; А.С. Батуева и др. «Биология. Человек, 8-9-й класс»; А.Г. Драгомилова, Р.Д. Маша «Биология. Человек, 8-9-й класс». - М.: ВАКО, 2005. - 416 с.

3. Слайд-альбом «Человек и его здоровье» / В.С. Рохлов, В.И. Сивоглазов. - М.: Центр Планетариум, 2003. (Серия слайд - альбомов «Мир биологии»).