气体
【知识体系】
[答案填写]①标志②t＋273.15 K③碰撞④密集程度⑤温度⑥原点⑦体积⑧直线⑨压强⑩理想气体
【知识点一】封闭气体压强的计算方法
封闭气体压强的计算是应用气体实验定律的基础，大致可分为液体封闭气体压强的计算和固体封闭气体压强的计算．
1．平衡时液体封闭气体压强的计算：液体封闭气体压强的计算的典型问题是水银柱封闭气体压强的计算，采用的方法主要有：
(1)取等压面法：即根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等列方程求解压强．
例如，在图8-1中，C、D在同一液面处，两点压强相等，所以封闭气体的压强p＝p0＋ρgh(其中h为液面间的竖直高度差，不一定是液柱的长度)．
图8-1
(2)参考液片法：通常是在液体的最低点选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，进而求得封闭气体的压强．
如图所示，设U形管的横截面积为S，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知：
pS＋ρgh0S＝p0S＋ρgh0S＋ρghS
即得p＝p0＋ρgh
2．平衡时固体封闭气体压强的计算：固体封闭气体压强计算的典型问题是汽缸和活塞封闭气体压强的计算，通常选活塞或汽缸为研究对象，对其进行受力分析，列平衡方程求封闭气体的压强．
3．容器加速运动时，封闭气体压强的计算：当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液体柱、固体等做研究对象，分析研究对象的受力情况，再根据运动情况，根据牛顿第二定律列方程，可求得封闭气体的压强．
【知识点二】气体的实验定律
1.玻意耳定律．
(1)条件：质量不变，温度不变．
(2)公式：pV＝C或p1V1＝p2V2或p
1
p
2
＝
V
2
V
1
.
2．查理定律．
(1)条件：质量不变，体积不变．
(2)公式：p
T
＝C或
p
1
T
1
＝
p
2
T
2
.
3．盖—吕萨克定律．
(1)条件：质量不变，压强不变．
(2)公式：V
T
＝C或
V
1
T
1
＝
V
2
T
2
.
4．使用步骤：
(1)确定研究对象，并判断是否满足某个实验定律条件；
(2)确定初末状态及状态参量；
(3)根据实验定律列方程求解(注意单位统一)；
(4)注意分析隐含条件，做出必要的判断和说明．
【知识点三】理想气体状态方程
1．条件：理想气体．
2．公式：pV
T
＝C或
p
1
V
1
T
1
＝
p
2
V
2
T
2
.
3．步骤：
(1)确定研究对象，是否质量不变；
(2)确定初末状态及状态参量；
(3)根据理想气体方程求解(注意单位统一)；
(4)注意分析隐含条件(变质量问题转化为定质量问题)，做出必要的判断和说明．
【例1】如图8-2所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l1＝25.0 cm的空气柱，中间有一段长l2＝25.0 cm 的水银柱，上部空气柱的长度l3＝40.0 cm.已知大气压强为p0＝75.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l′1＝20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．
图8-2
【解析】研究玻璃管上、下两端封闭气体的初态和末态的状态参量，根据大气压强和水银柱长可求出封闭气体的压强，结合玻意耳定律求解．以cmHg为压强单位．在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为p1＝p0
＋l2①
设活塞下推后，下部空气柱的压强为p′1，由玻意耳定律得p1l1＝p′1l′1②
如图，设活塞下推距离为Δl，则此时玻璃管上部空气柱的长度为l′3＝l3＋l1－l′1－Δl③
设此时玻璃管上部空气柱的压强为p′2，则p′2＝p′1－l2④
由玻意耳定律得p0l3＝p′2l′3⑤
由①至⑤式及题给数据解得Δl＝15.0 cm.
【答案】15.0 cm
【例2】（2016·全国Ⅱ卷）一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压.某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气.若氧气的温度保持不变，则这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天.
解析：设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2（两个大气压）时，体积为V2，
根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2①
重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3＝V2－V1②
设用去的氧气在p0（1个大气压）压强下的体积为V0，则有p2V3＝p0V0③
设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV，则氧气可用的天数为N＝
V
0ΔV
④
联立①②③④式，并代入数据得
N＝4（天）.⑤
答案：4天
【例3】.如图所示为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡
内充满体积为V0，压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩．若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力．
解析：设压力为F，压缩后气体压强为p，
由p0V0＝pV和F＝pS，
解得F＝V
V
p
S.
答案：V
V
p
S
【例4】(2014·上海卷)如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，用水银将一段气体封闭在管中．当温度为280 K时，被封闭的气柱长L＝22 cm，两边水银柱高度差h＝16 cm，大气压强p0＝76 cmHg.
(1)为使左端水银面下降3 cm，封闭气体温度应变为多少？
(2)封闭气体的温度重新回到280 K后，为使封闭气柱长度变为20 cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？
解析：(1)初态压强
p
1
＝(76－16)cmHg＝60 cmHg.
末态时左右水银面高度差为
(16－2×3)cm＝10 cm，
压强p2＝(76－10)cmHg＝66 cmHg.
由理想气体状态方程：p
1
V
1
T
1
＝
p
2
V
2
T
2
，
解得T2＝p
2
V
2
T
1
p
1
V
1
＝
66×25
60×22
×280 K＝350 K.
(2)设加入的水银高度为l，末态时左右水银面高度差
h′＝(16＋2×2)－l.
由玻意耳定律：p1V1＝p3V3.
式中p3＝76－(20－l)，
解得：l＝10 cm.
答案：(1)350 K (2)10 cm
【例5】.如图，气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开，活塞与气缸光滑接触．初始时两侧气体均处于平衡态，体积之比V1∶V2＝1∶2，温度之比T1∶T2＝2∶5.先保持右侧气体温度不变，升高左侧气体温度，使两侧气体体积相同；然后使活
塞导热，两侧气体最后达到平衡，求：
(1)两侧气体体积相同时，左侧气体的温度与初始温度之比；
(2)最后两侧气体的体积之比．
解析：(1)设初始时压强为p.
左侧气体满足：pV
1
T
1
＝
p′V
kT
1
，
右侧气体满足：pV2＝p′V.
解得k＝V
2
V
＝2.
(2)活塞导热达到平衡．
左侧气体满足：p′V
1
kT
1
＝
p″V
1
′
T
1
′
，
右侧气体满足：p′V
T
2
＝
p″V
2
′
T
2
′
，
平衡时T1′＝T2′，
解得V
1
′
V
2
′
＝
T
2
kT
1
＝
5
4
.
答案：(1)2 (2)5 4
【例6】（2016·全国Ⅰ卷）在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水
的压强，两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp＝2σ
r
，其中σ＝0.070 N/m.
现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升.已知大气压强p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2.
（1）求在水下10 m处气泡内外的压强差；
（2）忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值.
解析：（1）由公式Δp＝2σ
r
，得
Δp＝2×0.070
5×10－3
Pa＝28 Pa，
水下10 m处气泡的压强差是28 Pa.
（2）忽略水温随水深的变化，所以在水深10 m处和在接近水面时气泡内温度相同.
由玻意耳定律得p1V1＝p2V2①
其中，V1＝4
3
πr31②
V 2＝
4
3
πr32③
由于气泡内外的压强差远小于水压，气泡内压强可近似等于对应位置处的水压，所以有
p
1
＝p0＋ρgh1＝2×105Pa＝2p0④
p
2
＝p0⑤
将②③④⑤带入①得，
2p0×4
3
πr31＝p0×
4
3
πr32，
气泡的半径与其原来半径之比的近似值r
2
r
1
＝
3
2≈1.3.
答案：（1）28 Pa （2）1.3
【例7】（2015·全国Ⅰ卷）如图所示，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg，横截面积为S1＝80.0 cm2，小活塞的质量为m2＝1.50 kg，横截面积为S2＝40.0 cm2；
两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0 cm，气缸外大气压强为p＝1.00
×105Pa，温度为T＝303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距l
2
，两活塞间封闭气
体的温度为T1＝495 K，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g取10 m/s2，求：
（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；
（2）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.
解析：（1）大小活塞缓慢下降过程，活塞外表受力情况不变，气缸内压强不变，气缸内气体为等压变化.
初始状态：V1＝L
2
（S1＋S2），T1＝495 K；
末状态：V2＝LS2.
由盖－吕萨克定律：V
1
T
1
＝
V
2
T
2
代入数值可得：T2＝330 K.
（2）对大小活塞受力分析则有
m 1g＋m
2
g＋pS
1
＋p1S2＝pS2＋p1S1，
可得p1＝1.1×105 Pa，
缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，气体体积不变，为等容变化. 初状态：p1＝1.1×105 Pa，T2＝330 K，
末状态：T＝303 K，
由查理定律p
1
T
2
＝
p
2
T
，得p2＝1.01×105 Pa.
答案：（1）330 K （2）1.01×105 Pa
【巩固提升】
一、选择题
1．(多选)关于理想气体的认识，下列说法正确的是()
A．它是一种能够在任何条件下都能严格遵守气体实验定律的气体B．它是一种从实际气体中忽略次要因素，简化抽象出来的理想化模型C．在温度不太高、压强不太低的情况下，气体可视为理想气体D．被压缩的气体，不能作为理想气体
答案AB
2．对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能实现的是() A．使气体体积增加而同时温度降低
B．使气体温度升高，体积不变、压强减小
C．使气体温度不变，而压强、体积同时增大
D．使气体温度升高，压强减小，体积减小
答案A
解析由理想气体状态方程pV
T＝C得A项中只要压强减小就有可能，故A项正
确；而B项中体积不变，温度与压强应同时变大或同时变小，故B项错误；C 项中温度不变，压强与体积成反比，故不能同时增大，故C项错误；D项中温
度升高，压强减小，体积减小，导致pV
T减小，故D项错误．
3．关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是()
A．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100℃上升到200℃时，其体积增大为原来的2倍
B．气体由状态1变化到状态2时，一定满足方程p1V1
T1＝
p2V2
T2
C．一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，则气体可能压强减半，热力学温度加倍
D．一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍，则气体可能体积加倍，热力学温度减半
答案C
解析一定质量的理想气体压强不变，体积与热力学温度成正比，温度由100℃上升到200℃时，体积增大为原来的1.27倍，故A错误；理想气体状态方程成
立的条件为气体可看做理想气体且质量不变，故B 错误；由理想气体状态方程pV
T ＝C 可知，C 正确，D 错误．
4．一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 2、V 2、T 2，下列关系中正确的是( )
A ．p 1＝p 2，V 1＝2V 2，T 1＝12T 2
B ．p 1＝p 2，V 1＝1
2V 2，T 1＝2T 2 C ．p 1＝2p 2，V 1＝2V 2，T 1＝2T 2 D ．p 1＝2p 2，V 1＝V 2，T 1＝2T 2 答案 D
5．(多选)一定质量的理想气体，初始状态为p 、V 、T .经过一系列状态变化后，压强仍为p ，则这一系列状态变化可能为( ) A ．先等温膨胀，再等容降温 B ．先等温压缩，再等容降温 C ．先等容升温，再等温压缩 D ．先等容降温，再等温压缩 答案 BD
解析 质量一定的理想气体状态无论怎样变化，其pV
T 的值都不改变．T 不变，V 增大，则压强p 减小，之后V 不变，T 降低，则压强p 减小，压强降了再降，不可能回到初始状态，A 项不可能；T 不变，V 减小，则压强p 增大，之后V 不变，T 降低，则压强p 减小，压强先增后减，可能会回到初始状态，即B 项可能；V 不变，T 升高，则压强p 增大，之后T 不变，V 减小，则压强p 增大，压强增了再增，末态压强必大于初始状态，C 项不可能；V 不变，T 降低，则p 减小，之后T 不变，V 减小，则压强p 增大，压强先减后增，末状态压强可能等于初始状态，D 项可能．
6．光滑绝热的活塞把密封的圆筒容器分成A 、B 两部分，这两部分充有温度相同的理想气体，平衡时V A ∶V B ＝1∶2，现将A 中气体加热到127℃，B 中气体降
低到27℃，待重新平衡后，这两部分气体体积的比V A ′∶V B ′为( ) A ．1∶1 B ．2∶3 C ．3∶4 D ．2∶1
答案 B
解析 对A 部分气体有：p A V A T A ＝p A ′V A ′
T A ′①
对B 部分气体有：p B V B T B
＝p B ′V B ′
T B ′②
因为p A ＝p B ，p A ′＝p B ′，T A ＝T B ，所以将①÷②式得V A V B ＝V A ′T B ′
V B ′T A ′
所以V A ′V B ′＝V A T A ′V B T B ′＝1×4002×300＝2
3.
二、非选择题
7．(理想气体状态方程的应用)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米．在某次深潜试验中，“蛟龙”号探测到990m 深处的海水温度为280K ．某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化，如图2所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度T 0＝300K ，压强p 0＝1atm ，封闭气体的体积V 0＝3m 3.如果将该汽缸下潜至990m 深处，此过程中封闭气体可视为理想气体．求990m 深处封闭气体的体积(1atm 相当于10m 深的海水产生的压强)．
图2
答案 2.8×10－2m 3
解析 当汽缸下潜至990m 时，设封闭气体的压强为p ，温度为T ，体积为V ，由题意知p ＝100atm.
由理想气体状态方程得p 0V 0T 0＝pV
T ，代入数据得
V ＝2.8×10－2m 3.
8．(理想气体状态方程的应用)如图3所示，圆柱形汽缸A 中用质量为2m 的活塞封闭了一定质量的理想气体，气体温度为27℃，汽缸中的活塞通过滑轮系统悬挂一质量为m 的重物，稳定时活塞与汽缸底部的距离为h ，现在重物m 上加挂一个质量为m 3的小物体，已知大气压强为p 0，活塞横截面积为S ，m ＝p 0S
g ，不计一切摩擦，求当气体温度升高到37℃且系统重新稳定后，重物m 下降的高度．
图3
答案 0.24h
解析 以汽缸内气体为研究对象，初状态下： p 1S ＋mg ＝p 0S ＋2mg V 1＝hS ，T 1＝300K
末状态下：p 2S ＋4
3mg ＝p 0S ＋2mg V 2＝(h ＋Δh )S ，T 2＝310K
由题意知m ＝p 0S g ，解得p 1＝2p 0，p 2＝5
3p 0
根据理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2
T 2
解得：Δh ＝0.24h .
9．(气体实验定律及理想气体状态方程的综合应用)如图4所示，一端开口的细玻璃管开口朝下竖直立于水银槽的水银中，初始状态管内外水银面的高度差为l 0＝62cm ，系统温度27℃.因猜测玻璃管内液面上方存在空气，现从初始状态分别进行两次实验如下：①保持系统温度不变，将玻璃管竖直向上提升2cm(开口仍在水银槽液面以下)，结果液面高度差增加1cm ；②将系统温度升高到77℃，结果液面高度差减小1cm.已知玻璃管内粗细均匀，空气可看成理想气体，热力学零度可认为－273℃.求：
图4
(1)实际大气压为多少cmHg?
(2)初始状态玻璃管内的空气柱有多长？ 答案 (1)75cmHg (2)12cm
解析 设大气压强为p 0，初始空气柱的长度为x ，玻璃管横截面积为S . 由题意第一次实验气体做等温变化，根据玻意耳定律：p 1V 1＝p 2V 2 即：(p 0－l 0)x ·S ＝(p 0－l 0－1cm)(x ＋2cm －1cm)·S
由题意对第二次实验根据一定质量理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2
T 2
即：(p 0－l 0)x ·S T 1
＝(p 0－l 0＋1cm )(x ＋1cm )·S
T
2
式中T1和T2分别为300K和350K，联立解得p0＝75cmHg，x＝12cm
故实际大气压为75cmHg，初始空气柱长12cm.
发生在肺内的气体交换 教学目标 知识目标 1．说出气体交换的原理。 2．通过测量胸围差，概述肺与外界的气体交换过程。 能力目标 1．通过测量胸围差，培养学生动手能力、与人合作能力、科学探究能力和归纳总结能力。2．能动手操作本节课实验，并对现象进行分析，得出结论。 情感目标 通过了解自己的胸围差，使学生能对自己的肺部呼吸功能有初步的了解，从而认识到体育锻炼对呼吸系统的好处。 教学重点 1．肺与外界的气体交换原理。 教学难点 1．肺与外界的气体交换原理。 2．通过模拟实验，找出胸廓容积的变化与呼吸的关系。 教学过程 导入：上节课我们学习了呼吸道对空气的处理，请同学们回忆一下，呼吸系统由什么和什么组成？ 生：肺和呼吸道。 师：呼吸道可以对空气进行怎样的处理呢？ 生：可以使进入肺的气体变得温暖、清洁和湿润。 师：那么这些温暖、清洁和湿润的空气进入呼吸道后最终在那里进行交换？ 生：肺。 师：那么我们吸进去和呼出来的气体是否相同呢？ 生：不相同。 师：说明气体在肺内发生了交换，那么到底气体在肺内是怎样进行交换的呢？带着这个疑问我们进入今天的学习（第二节：发生在肺内的气体交换47页PPT1） 本节内容包括两个大的内容（PPT2），肺与外界的气体交换(肺换气)和肺与血液的气体交换。我们今天先学习肺与外界的气体交换。现在我们来认识一下肺。（展示图片肺PPT3）同学们请观察一下肺的结构。肺分为左右两个，右肺分为3叶，左肺分为两叶。肺位于我们体腔的什么位置呢？ 生：胸腔中。 师：好！（PPT4）人的体腔由膈分为胸腔和腹腔。肺位于胸腔中。胸腔的支架是胸廓，胸廓由肋骨、胸骨和一段胸椎组成（PPT5）。 师：现在我们来做一个小游戏(感受呼吸PPT6)。起来，站直身体；双手轻放在胸部深吸气，深呼气（两次）。请坐下，有什么感觉？ 生：吸气时：肋骨向上向外运动胸廓扩大呼气时：肋骨向下向内运动胸廓缩小。师：这是我们的感觉，感觉是否符合事实呢？ 生：不一定。 师：在科学探究中，仅凭感官感觉到的现象不一定是科学事实。比如说同时发生的雷声和闪
第三章 第二节发生在肺内的气体交换 教学目标： 肺与外界进行气体交换的过程； 肺泡与血液进行气体交换的过程； 外界气体进入人体组织细胞的过程 教学重点： 肺与外界进行气体交换的过程； 肺泡与血液进行气体交换的过程； 外界气体进入人体组织细胞的过程； 教学难点： 外界气体进入人体组织细胞的过程； 肺与外界进行气体交换的过程； 呼吸过程中膈肌的运动； 肺泡与血液进行气体交换的过程； 教学过程： 【导入新课】 外界空气会由呼吸道会进入到肺部，再会经由肺部进入到人体的组织细胞。但是，为什么外界的气体会进入到肺部呢？外界气体进入肺部后，又发生了一些怎样的变化呢？这就是我们本堂课要学习的内容《第二节发生在肺内的气体交换》。 【教学过程】 设疑自探： 教师出示自学提纲，学生自学教材。 一．肺与外界的气体交换 1.说一说肋骨间肌肉、嗝的变化与胸廓变化的关系 2.看看书P49的演示实验，想一想气球在什么情况下胀大？在什么情况下回缩？ 3.游过泳的同学一般会有这样的体会，在刚下水的时候，如果水超过胸部，你会感觉到呼吸有些吃力。这是为什么？古代有些女子将胸部和腰部束得很紧，以保持苗条的身材，但是呼吸受到影响，体质下降。综合这几个例子，你能否得出胸廓扩张与呼吸的关系吗？ 二．肺与外界进行气体交换的过程 1.气体进入肺以后发生了什么变化呢？ 2.外界气体是怎样进入人体组织细胞的？ 解疑合探： 1.小组内交流自探成果。 2.教师出示展示和评价分工。 3.各小组按分工展示和评价。 4.教师作必要点拨。 1.吸气时，膈肌、肋肌收缩，胸廓扩大，肺部增大，肺内气压小于外界气压。 呼气时，膈肌、肋肌舒张，胸廓缩小，肺部缩小，肺内气压大于外界气压。2.肺泡的外面包绕着丰富的毛细血管。肺泡壁和毛细血管壁都是一层扁平的上皮细胞，当你吸气时，许许多多的肺泡像小气球似地鼓了起来，空气中的氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液；同时，血液中的二氧化碳也透过这毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡，然后随着呼吸的过程排出体外。 质疑再探： 1.进入血液中的氧，通过血液循环输送到全身各处的组织细胞中。想想看，氧最后是在细胞中的什么部位被利用的？
《第四节人体内的气体交换》 教学目的 1、知识方面： （1）知道肺泡内和组织里气体交换的基本知识。 （2）学会验证人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳。 （3）知道煤气中毒及其预防方法。 2、能力方面： （1）通过验证人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳的实验，培养学生动手实验能力和观察能力。 （2）通过实验现象的分析，培养学生的分析问题的能力。 3、思想情感方面： 培养学生探索的精神和学习自然科学的学习方法及实事求是的精神。 教具准备 投影片或课件、试管、玻璃管、澄清的石灰水。 安排 2 。 教学过程 1、教学过程设计思路： （1）情境导入、引出课题。 （2）分析问题、探究实验。 （3）课件演示气体交换，分析体内血液成分变化。 （4）归纳小结。 （5）讨论答疑。 2、教学过程的说明： （1）关于课题的引出。 教师可将课文中吸入和呼出的气体中，氧和二氧化碳含量的变化示意图用投影片打出，也可请学生直接看书中的示意图，启发学生分析：气体吸入与呼出的成分发生了变化，说明气体在体内进行了交换，从此引出课题。 （2）关于验证实验部分的教学。
从示意图中可发现：人体呼出的气体中含较多的二氧化碳，那么用什么方法去验证这个结论呢？ ①启发学生分析问题，设计实验，用最简单、安全、可操作、现象明显的方法。因为初一做过种子呼吸时释放二氧化碳实验，学生能借鉴这种方法，在达成共识后，采用向石灰水中吹气。 ②启发学生在吹气过程中应注意哪些问题？学生进行讨论分析，最后明确：a.石灰水要用新配制的；b.操作时应选另一试管做对照；c、吹气吹到石灰水变浑浊就要停止吹气； d、不许向口中吸。 ③注意实验室纪律，可用打气筒向气球打一定量的空气，当向一试管吹气后，可将盛空气的气球连一玻璃管一端，另一端插入另一试管的石灰水中放气，并对比两试管中的变化。 （3）关于体内气体交换部分的教学。 这部分知识大纲没有作要求，无疑是降低了教材的难度。因此这部分教学，教师可由复习动脉血和静脉血、血液循环等知识再引领到体内气体交换上，也可利用复合投影片或课件显示气体交换的过程；教师也可板画肺泡、组织里气体交换示意图，使学生通过观察、分析，最后归纳出知识点。 板书设计 第二节体内气体的交换 一、体内气体的交换 （一）验证实验： 向澄清的石灰水中吹气，证明人呼出的气体中含较多的二氧化碳。 （二）体内气体的交换 1、肺泡内：（略） 2、组织内：（略） 二、呼吸的意义 三、煤气中毒及其预防 1、煤气中毒（一氧化碳中毒）。 2、中毒原因：一氧化碳与血红蛋白结合能力强，使体内缺氧。 3、中毒预防：室内要通风，炉子、烟囱不堵、不漏。
第二节发生在肺内的气体交换教学目标 1. 概述肺与外界的气体交换过程。 2. 概述肺泡与血液的交换过程。 教学重点 肺与外界的气体交换过程。 教学难点 肺与外界的气体交换过程。 课时安排 1课时。 一、导入新课 我们每个人一来到人世间就离不开空气，需要不断呼吸，外界的空气经过呼吸道的处理后是如何进入肺部的？在肺中发生怎样的变化？气体又是如何达到全身各处的？这节课我们就一起来学习这部分内容。 二、新课教学 （一）肺与外界的气体交换 教师出示多媒体画面，让学生观看肺的位置结构图，说出肺是呼吸系统的主要器官，位于胸腔内，肺有节奏地呼气和吸气，每分钟大约呼吸16次。 请同学们用手按在胸部两侧，深深地吸气，细心地体会一下自己在吸气和呼气时胸廓的变化及肋骨如何运动，在此基础上小组进行讨论交流，得出结论：当深吸气时，肋骨向上向外运动，胸廓扩大；当深呼气时，肋骨向下向内运动，胸廓变小。 刚才同学们仅凭感官感觉到的现象得出的结论是不是准确呢？是否与科学事实相符呢？我们可以采用什么方法、借助什么工具进行准确地测量呢？ 学生实验：测量胸围差，用数据证明胸廓容积的变化。 测量方法：三人一组（男女分开）、设计表格，做好记录。为了数据准确，应测定三次，取平均值，然后计算胸围差。 学生讨论： 1.你的胸围差明显吗？同年龄同性别的同学胸围差有差别吗？如果有差别，原因是什么？ 2.胸围差能完全代表胸腔容积的变化吗？除胸廓前后径、左右径的变化外，还可能有什么变化影响胸廓的容积？ 教师指导学生对实验数据进行分析讨论后得出结论。 教师演示模拟膈肌的运动实验，学生讨论：小气球代表什么？橡皮膜代表什么？气球在什么情况下涨大？在什么情况下回缩？ 然后播放多媒体，演示肋间肌的收缩和舒张，膈肌的收缩和舒张。让学生仔细观察它们的运动，并进行讨论： 1. 呼吸运动时，主要有哪些肌肉的收缩、舒张引起了胸廓容积的变化？在呼吸肌收缩和舒张时，胸廓容积发生了怎样的变化？ 2. 随着胸廓容积的变化，肺的容积发生了怎样的变化？ 3. 是肺容积的变化导致了气体的吸入和呼出吗？ 4. 学生分析、归纳肺与外界气体交换的原理和过程：呼吸肌的收缩和舒张，使胸廓扩大和缩小，引起肺被动地扩张和回缩，形成肺内气压与大气压之间的压力差，才使气体能够进出肺泡。
《肺泡与血液的气体交换》教案案例 教案目标： 一、知识与技能目标： 1、掌握肺泡与血液进行气体交换后，血液发生了什么变化？ 2、掌握肺泡与血液间是怎样进行气体交换的？ 3、了解并掌握气体扩散的原理。 二、过程与方法目标： 1、通过讨论、思考、概括肺泡与血液间的气体交换是通过气体扩散实现的，培 养学生综合归纳的能力。 2、通过思考和总结肺泡与血液间的气体交换途径，提高学生理解和分析问题的 能力。 三、情感态度与价值观目标： 1、通过本节课的学习，使学生认识一种气体总是由多的地方向少的地方扩散； 由浓度高的地方向浓度低的地方扩散，直到平衡为止。 2、通过本节课的学习，使学生掌握气体的浓度与压力有关，浓度高，压力大； 浓度低，压力小。气体总是由压力高的地方向压力低的地方扩散的。 教案重点：肺泡与血液间是怎样进行气体交换的？ 教案难点：肺泡与血液间进行气体交换后，血液发生了什么变化？ 教具准备：多媒体、图片 教法：（1）讲述法，（2）图示法，（3）活动法。 学法：（1）自主、探究学习法，（2）合作学习法。 教案过程： 一、认定目标： 通过本节课的教案，要使学生掌握肺泡与血液间是怎样进行气体交换的和肺泡与血液间进行气体交换后，血液发生了什么变化。 二、前提测评： 课件展示：（教师用电脑投影并提问） （1）什么叫呼吸运动？肺的通气是通过什么运动来实现的？ （2）胸廓是怎样扩大和缩小的？胸廓的扩大和缩小与什么运动有关？ （3）肋骨间的肌肉或膈肌的收缩和舒张，分别能使胸廓发生怎样的变化？ 师述：今天我们在掌握了“肺与外界的气体交换”的基础上，继续学习“肺泡与血液的气体交换”。 三、导学达标： 板书：肺泡与血液的气体交换 1、电脑投影“气体的扩散”录像片，让学生观察与思考。 （一）课件展示：（电脑投影提问） （1）气体分子不论在气体状态或溶解在体液中，都在不断地（），具有（）性。（2）人体内的气体交换是通过什么作用实现的？
第四节人体内气体的交换 【教材分析】 本节内容理论性强，气体交换原理对于尚无理论化基础的七年级学生来说难以理解。本节课教学的优势是学生已经学过“血液循环”，是在对肺循环、体循环途径中的气体交换有了概念性的了解的基础上安排的，为进一步学习人体的能量奠定基础。 【教学目标】 1.概述肺泡内的气体交换过程。 2.概述组织里的气体交换过程。 【教学重点】 肺泡与其功能相适应的结构特点；呼吸运动发生的原理，概述肺泡内和组织内的气体交换过程。 【教学难点】 概述肺泡内和组织内的气体交换过程。 【教学准备】 1.教师准备： 准备探究实验所需器材：烧杯、澄清石灰水、塑料管、体积分数为75％的酒精、脱脂棉、洗耳球等；制作课件、多媒体图片等。 2.学生准备： 课前预习 【教学内容】 教学内容教师活动学生活动 导入新课[出示图表]：我们每时每刻都在进 行呼吸，呼出的气体和吸入的气体 中氧气和二氧化碳的体积分数有 什么变化呢？ 气体成分吸入气呼出气氧气21% ? 二氧化碳0.032% ? 观看图表，了解空气（吸入气）中主要气体成分的体积分数。
氮气78% ? 水蒸气0.5% ? [探究]：呼吸时二氧化碳体积分数的变化。 [提出问题]：吸入气体和呼出气体中二氧化碳的体积分数有变化吗？ 探究：呼吸过程中二氧化碳含量的变化[做出假设]：呼出气体比吸入气体 中的二氧化碳体积分数多。 设计实验：如书P63的图所示。 [讨论]：这个实验方案不足之处主 要是什么？ [讨论]：小组提出改进意见，并设 计本小组的探究计划。 [实验方案]： 1.将澄清的石灰水倒入两个烧杯， 标号1、2。 2.用塑料管向1号烧杯的石灰水里 吹气。 3.将塑料管插入2号烧杯的石灰水 中，再将洗耳球的吹嘴对准塑料管 的管口，然后用手挤压洗耳球，将 空气吹入石灰水中。 [实验装置示意图] [分组实验]：各小组按照自己的实 小组讨论认为：这个实 验能证明人体呼出的气 体含有较多的二氧化 碳，但不能说明人体呼 出的气体中二氧化碳比 空气中的多。 小组热烈讨论，认为应 设计对照实验，一个烧 杯中通入人呼出的气 体，另一个烧杯中通过 入人吸入的气体（空 气）。 认为可以用气球充满空 气通过入石灰水中。 小组同学进行实验，记 录实验现象。
《第四节人体内的气体交换》教案 教学目标 知识目标 1、阐明气体交换的原理。 2、概述肺泡内和组织内的气体交换过程。 能力目标 1、通过实验“人体呼吸产生二氧化碳”，培养学生的观察能力、动手操作能力和思维能力。 2、通过归纳呼吸的全过程，培养学生的概括能力。 情感目标 1、通过对本节课的学习，在科学态度、科学方法的熏陶中，树立生物体的结构和功能相适应的生物学观点。 2、在分组实验及讨论活动中，使学生学会相互协作。 教学过程 人体内的气体交换：（板书） 复习提问：肺与外界环境的气体交换是怎样实现的？ 导入新课：前面我们学习了呼吸系统的组成，呼吸运动和肺泡与外界的气体交换，知道了氧气从外界经过鼻腔、咽、喉、气管、支气管到达肺泡，二氧化碳经肺泡、支气管、气管、喉、咽、鼻腔到达外界。那么肺泡内的氧气是怎样进入组织细胞，组织细胞中的二氧化碳又是怎样进入肺泡进而排出体外的呢？本节课我们就解决这个问题。 （一）阅读课本P28柱形图3.2—6，让学生对比总结人体呼出和吸
入的气体成分变化，从图中很容易得出，呼出气体中氧含量少于吸入气体中的氧含量；呼出气体中的二氧化碳含量多于吸入气体中的二氧化碳含量。 如何证明人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳呢？下面做实验。 （二）学生分组实验：人体呼吸产生二氧化碳 目的要求：验证人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳。 材料用具：锥形瓶、玻璃管、橡皮管、澄清的石灰水。 方法步骤： 1、向甲、乙两个锥形瓶内注入等量的澄清石灰水，按课本图装置实验器具。 2、缓慢吸气和呼气。吸气时左手捏紧橡皮管，右手松开（切勿将石灰水吸入口中！）；呼气时右手捏紧橡皮管，左手松开。 3、观察甲、乙两锥形瓶内澄清石灰水发生的变化。
第二节《发生在肺内的气体交换》教案（人教版初 一下）(2) 第四单元生物圈中的人 第三章人体的呼吸 第二节发生在肺内的气体交换 ●教学目标 知识目标 1．讲出气体交换的原理。 2．通过测量胸围差，概述肺与外界的气体交换过程。 3．通过资料分析等概述肺泡与血液的气体交换过程。 能力目标 1．通过测量胸围差，培养学生动手能力、与人合作能力、科学探究能力和归纳总结能力。 2．能动手操作本节课实验，并对现象进行分析，得出结论。 情感目标 通过了解自己的胸围差，使学生能对自己的肺部呼吸功能有初步的了解，从而认识到体育锤炼对呼吸系统的好处。 ●教学重点 1．肺与外界的气体交换。 2．肺泡与血液的气体交换。 3．通过测定胸围差，培养学生的动手实验能力、互助合作精神。 4．通过对资料的分析和观看演示实验，培养学生归纳概括、观看、总结能力。 ●教学难点 1．正确把握测量胸围差的方法。 2．通过模拟实验，找出胸廓容积的变化与呼吸的关系。 3．分析设计对比实验的目的。 ●教学方法 实验法、综合法、讲解法。 ●课时安排2课时 ●课前预备 软尺、多媒体、模拟实验模型。 第一课时 ●教学过程［导入新课］ 教师：〔提出咨询题，明确学习目的〕外界的空气通过呼吸道的处理后是如何进入肺部的？在肺中发生如何样的变化？气体又是如何达到全身各处的？ 学生：〔推测并假设〕
〔1〕当肺变大时外界空气就到里面去了；当肺变小时，肺内气体就排出。 〔2〕当气体到达肺后，通过血液循环运输到全身各处。 教师：〔对学生的回答不发表看法，设置悬念〕同学们敢于大胆推测和设想，这种精神专门好，现在我们通过实验来验证你们的假设是否正确，我们这节课就来探讨那个咨询题。〔板书课题〕 ［讲授新课］ 教师：〔出示多媒体画面，让学生观看肺的动画片〕肺是呼吸系统的要紧器官，位于胸腔内左右各一个，左肺有两叶，右肺有三叶，肺有节奏地呼气和吸气，每分钟大约呼吸16次。 教师：〔让学生自己体会感受〕现在请同学们用手按在胸部两侧，深深地吸气，你会感受到肋骨如何运动？胸廓如何变化？ 学生：〔让学生看肺的动画:肺有节奏地呼气和吸气，同时认真体会感受，研究讨论后得出的结论〕当深深地呼气时，肋骨向上向外运动，胸廓扩大；当深深呼气时肋骨向下向内运动，胸廓变小。 教师：刚才同学们仅凭感官感受到的现象得出的结论是不是准确呢？是否与科学事实相符呢？我们能够采纳什么方法借助什么工具进行准确的测量呢？ 学生：〔动脑筋，提出实验方法及方案，对自己的感受充满自信〕用软尺测量吸气和呼气时胸围的长度。假如吸气时长度变大，呼气时长度变小，就讲明我们的感受是对的。 教师：好，同学们想的方法专门好。我们现在就能够通过测量胸围来探究呼吸运动中胸廓容积是否发生变化。现在请同学们参照课文中的实验方案，分组实验。〔提醒学生要注意实验要领〕1．测量时躯体取自然站立姿势，双手自然下垂，不挺胸，不憋气，呼吸要平均。2．软尺的位置要合适。3．软尺不要有折转。4．作好记录数据：尽力深吸气终了时的胸围长度，尽力深呼气终了时的胸围长度；5．测三次记录好数据并设计表格，算出平均值。 学生：〔实验活动:依照实验要求每3~4人一组〔男女分开〕。测三次后将胸围差数据记录在各小组设计的表格中，并算出平均值，各小组分别向老师汇报〕 教师：〔组织学生对胸围差数值进行分析，提出如下咨询题进行讨论〕 1．你的胸围差明显吗？同年龄同性不的同学胸围差有差不吗？假如有差不，缘故是什么？ 2．胸围差能完全代表胸腔容积的变化吗？除胸廓前后径、左右径的变化外，还可能有什么变化阻碍胸廓的容积？ 学生：〔在教师的指导下，对实验数据进行分析讨论后得出〕 1．我们的胸围差〔不〕明显。同学间的胸围有差异，这与年龄、性不以及是否经常锤炼有关。 2．胸围差并不能全代表胸腔容积的变化。除胸廓前后径、左右径的变化外，隔肌的收缩和舒张也会阻碍胸廓的容积。 教师：专门好。同学们刚才通过准确测量，认真运算，得出正确的结论和估量。 教师：〔播放多媒体，演示肋间肌收缩和舒张，膈肌收缩和舒张。让学生认真观看〕
第一节人体与外界的气体交换（第1课时） 教学目标： 知识目标： 1、了解人体呼吸系统的组成，掌握呼吸道和肺的结构与功能相适应的特点； 2、概述呼吸运动与胸廓变化的关系； 能力目标： 1、通过自主阅读，培养学生的分析能力； 2、通过观察和演示实验，提高学生的观察、分析、推断及科学实验能力。 情感态度价值观目标： 关注自身健康，关注人与周围环境的关系，提高环保意识。 重点：呼吸系统结构与功能；呼吸运动的过程 难点：呼吸运动的过程 课前准备：人体呼吸系统模型；肋间肌、膈肌运动引起胸廓体积变化的模型。课件。 教学过程： 课前延伸： 自主学习： 1、 阅读教材24-25页，据23页图完成以下问题 （1）、呼吸系统由_________和____组成 。 （2）、呼吸系统的主要器官是( )____,它是________的场所。 （3）、呼吸道由( )____,( )___,( )___,( )____和( )_______共同组成。 （4）、人体内发声的结构位于( )_____。 （5）、肺有哪些结构特点适于气体交换？ 2、阅读课本25-27页，完成以下问题： （1）什么是呼吸运动？ （2）是哪些结构引起了胸廓的扩大或缩小？ （3）是胸廓的变化引起了吸气和呼气，还是吸气和呼气引起了胸廓的变化？ 课内探究 【合作交流】： ④ ⑤ ② ⑥ ③
（1）、在日常生活中，我们提倡用鼻呼吸，而不用口呼吸，为什么？ （2）为什么吃饭时不要高声谈笑？ （3）痰是怎样形成的？为什么不能随地吐痰？ 【合作探究】： 1、教师进行肋间肌舒缩引起肋骨和胸骨运动的模型演示，学生思考回答： （1）说出模型各部分所代表的结构名称。 （2）测量肋间肌舒张和收缩时“脊柱”到“胸骨”的距离。 （3）描述肋间肌舒缩时肋骨和胸骨的运动方向，分析这种运动将引起胸廓容积怎样的变化？ 2、教师进行膈肌运动引起胸廓容积改变的模型演示，学生思考回答： （1）观察上推橡皮膜、松开橡皮膜时，小气球的变化。 （2）描述膈肌收缩和舒张时引起胸廓容积怎样的变化？ 【精讲点拨】：气体总是由气压高的地方流向气压低的地方。当胸腔体积增大时，肺随之扩张，这时肺内气压低于大气压，空气由外界进入肺。当胸腔体积缩小时，肺随之收缩，这时肺内气压高于大气压，空气由肺排出体外。 【归纳总结】： 呼吸运动肋间肌、 膈肌 胸廓肺肺容积 肺内气 压 气流方 向 吸气 呼气 【巩固训练】： 1、消化系统和呼吸系统的共有的结构是（）
第二节发生在肺内的气体交换教学设计 湖北襄阳第四十七中学刘国清 一、教材分析 1．教材地位 本课是人教版七年级《生物学》下册第四单元第三章的第二节。包括两部分：肺与外界的气体交换，肺泡与血液的气体交换。这两部分是有内在关联的统一的整体。本节课安排学习呼吸道对空气处理之后，仅凭学生已有知识理解本课有挑战性。另本节上承消化系统，后续循环系统，起承上启下的作用，是这本书的教学重点和难点，学好这部分内容有助于学生对“人体是一个统一的整体”的理解。 2．三维目标 2．1知识与能力 （1）概述肺与外界气体的交换过程 （2）概述肺泡与血液的交换过程 2．2过程与方法 （1）通过实验，培养学生的动手能力和交流合作能力 （2）通过演示实验，培养学生的观察能力 （3）通过资料分析，培养学生提取信息和处理信息的能力 2．3情感态度与价值观 通过测量、比较肺活量的差异，认同体育锻炼的重要性 3．教学重难点 3．1教学重点 （1）概述肺与外界气体的交换过程 （2）概述肺与血液的气体交换 3．2教学难点 肺与外界气体的交换过程 二、学情分析 中学生心理学研究指出，初中阶段是智力发展的关键年龄，也是逻辑思维从经验型向理论型发展，观察能力，记忆能力和想象能力也随之迅速发展。从年龄特点看，初中学生好奇、好动、好表现、好发表意见，希望得到老师的表扬，但注意力分散，所以在教学中，要运用直观的教学方法，引起学生的兴趣，是他们的注意力始终集中在课堂上；也要创造机会，让学生发表见解，发挥学生的学习的主动性。在知识掌握方面，学生由于先前已经学习呼吸道对空气的处理等相关知识，但是形不成逻辑体系。在教学中，教师应在课堂上多媒体教学充分调动学生的积极性完成本课的教学活动。 三、教法与学法 我们常说：教无定法，应该“以学定法”，这是新课程改革中以人为本的思想的具体体现，以此为出发点，根据教学内容的特点和学生的年龄特征，本节课教学方法：直观教学法、实验探究法、多媒体教学，各种方法相结合达到本节课的教学目标。但在课堂教学中，教师
《第一节人体与外界的气体交换》教案 一、教学目标 1、描述人体呼吸系统的组成。 2、概括呼吸道和肺的结构与功能相适应的特点。 3、理解气体交换的原理。 二、教学重难点 重点： 1、呼吸系统的结构和功能。 2、呼吸运动的过程。 难点： 呼吸运动的过程。 三、教学过程 导入新课： 空气进入人体在人体里按照一定的路线“旅游”并在每一个“景点”发生着不同的变化，空气是按照一定的路线在人体中转一圈，并发生着变化。这节，我们和空气一起到人体中进行探险旅游。 （一）呼吸系统的组成：（板书） 学生结合课本p23呼吸系统示意图，自学课本p24第一部分回答下列问题： 呼吸系统是由哪些器官组成的？ 为什么说肺是最主要的呼吸器官？ 为什么用鼻呼吸比用口呼吸好？ 小组讨论展示： 呼吸道：鼻，咽，喉，气管，支气管 1、呼吸系统 肺：呼吸系统的主要器官，是气体交换的场所 （1）呼吸道不仅是气体出入肺的通道，而且对吸入的气体有清洁、温暖和湿润的作用。 （2）肺适合气体交换的特点：A、肺泡数目多。B、外面缠绕着毛细血管和弹性纤维。C、肺泡壁和毛细血管壁都很薄，各由一层上皮细胞构成。 2、鼻腔能使外界寒冷、干燥的空气变得温暖、湿润、清洁。 拓展练习：
1、婴儿为什么是带着哭声来到世界？ 2、北欧的冬天非常寒冷，在那里生活的人和在赤道附近生活的人相比，鼻子的形状可能有什么特点？（二）肺泡与外界的气体交换（板书） 学生体验： 请每位同学把双手放在胸部的两侧，先深深吸气，再深深呼气，仔细体验自己的胸廓的变化。 思考：1、外界气体到底是怎样进入我们的肺内的呢？动力是什么？ 2、什么是呼吸运动？ 小组讨论展示： 1、吸气时，肋间肌和膈肌收缩，胸廓容积扩大，肺随着扩张，肺的体积增大，外界空气进入肺内；呼气时，肋间肌和膈肌舒张，胸廓容积缩小，肺容积缩小，肺内气体呼出体外。所以说，通过呼吸运动完成了肺通气。 2、胸廓扩大和缩小的运动就是呼吸运动。 拓展练习： 吸气与呼气结束的瞬间，肺内气压与外界大气压是什么关系？（相等）。 （三）人体内的气体交换（板书） 复习提问：肺内气体与外界气体的交换是怎样实现的？ 导课：但是在进入肺泡内的气体中，氧是怎样进入组织细胞，组织细胞中的二氧化碳又是怎样排出体外的呢？这就涉及体内气体的交换和运输的问题。 看课本P28图3.2—10，学生很容易从图中看出，呼出气体中氧含量，少于吸入气体中的氧含量；呼出气体中的二氧化碳含量，多于吸入气体中的二氧化碳含量。 如何证明呼出的气体中含二氧化碳多于吸入气体中的二氧化碳呢？下面做实验。 学生实验：人体呼吸产生二氧化碳 目的要求：验证人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳。 材料用具：锥形瓶、玻璃管、橡皮管、澄清的石灰水。 方法步骤： 1、向甲、乙两个锥形瓶内注入等量的澄清石灰水，按课本图装置实验器具。 2、缓慢吸气和呼气。吸气时左手捏紧橡皮管，右手松开（切勿将石灰水吸入口中！）；呼气时右手捏紧橡皮管，左手松开。 观察甲、乙两锥形瓶内澄清石灰水发生的变化。 甲、学生在老师指导下完成该实验，并讨论分析述问题，统一答案： （1）、实验过程中，为什么要用手捏紧或松开橡皮管？
人教版义务教育教科书◎数学一年级下册 第二节发生在肺内的气体交换 教学目标 1. 概述肺与外界的气体交换过程。 2. 概述肺泡与血液的交换过程。 教学重点 肺与外界的气体交换过程。 教学难点 肺与外界的气体交换过程。 课时安排 1课时。 一、导入新课 我们每个人一来到人世间就离不开空气，需要不断呼吸，外界的空气经过呼吸道的处理后是如何进入肺部的？在肺中发生怎样的变化？气体又是如何达到全身各处的？这节课我们就一起来学习这部分内容。 二、新课教学 （一）肺与外界的气体交换 教师出示多媒体画面，让学生观看肺的位置结构图，说出肺是呼吸系统的主要器官，位于胸腔内，肺有节奏地呼气和吸气，每分钟大约呼吸16次。 请同学们用手按在胸部两侧，深深地吸气，细心地体会一下自己在吸气和呼气时胸廓的变化及肋骨如何运动，在此基础上小组进行讨论交流，得出结论：当深吸气时，肋骨向上向外运动，胸廓扩大；当深呼气时，肋骨向下向内运动，胸廓变小。 刚才同学们仅凭感官感觉到的现象得出的结论是不是准确呢？是否与科学事实相符呢？我们可以采用什么方法、借助什么工具进行准确地测量呢？ 学生实验：测量胸围差，用数据证明胸廓容积的变化。 测量方法：三人一组（男女分开）、设计表格，做好记录。为了数据准确，应测定三次，取平均值，然后计算胸围差。 学生讨论： 1.你的胸围差明显吗？同年龄同性别的同学胸围差有差别吗？如果有差别，原因是什么？ 2.胸围差能完全代表胸腔容积的变化吗？除胸廓前后径、左右径的变化外，还可能有什么变化影响胸廓的容积？ 教师指导学生对实验数据进行分析讨论后得出结论。 教师演示模拟膈肌的运动实验，学生讨论：小气球代表什么？橡皮膜代表什么？气 1
人体内的气体交换 【教学目标】 1．说出肺泡内的气体交换过程 2．出组织内里的气体交换过程 【教学重点】 1．说出肺泡内的气体交换过程 2．出组织内里的气体交换过程 【教学难点】 气体交换的原理 【课时安排】 1课时 【教学方法】 实验探究法、引导探究法 【教学过程】 一、引入：人体吸收的空气是怎样在体内进行交换呢？ 二、学习新课： 探究实验：呼吸时二氧化碳体积分数的变化 学生4人一组，设计实验探究，最后全班交流实验结果，相互评价各小组探究计划中的创新之处 讨论：呼吸时二氧化碳的体积分数为什么会发生变化？ 生：讨论，交流 师：氧气被吸入肺泡内以后接着会发生怎样的变化呢？ 生：经气体交换进入肺泡外的毛细血管里。 师：（启发思考）氧气为什么会由肺泡交换到血液中？交换的方式怎样？（教师拿出一瓶空气清新剂喷洒了几下）大家闻到香气了吗？教室后排的同学呢？ 生：点点头。 师：这就是气体的扩散作用，一种气体总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散，或者
说由多的地方向少的地方扩散。在平时的生活中，你还知道哪些气体扩散现象？ 师：肺的换气是指肺泡与血液之间进行氧气和二氧化碳的交换，也是通过气体的扩散作用来实现的。小组讨论气体交换的方向和结果。 生：观察课本的图，分组讨论。交流：新鲜空气被吸入肺后，肺泡中的氧气含量高于血液里的氧气含量，氧气由肺泡扩散到血液里；血液里二氧化碳的含量高于肺泡中的二氧化碳的含量，二氧化碳由血液扩散到肺泡里。肺泡与血液之间气体交换的结果，使静脉血变为动脉血。 师：氧气进入血液后，是怎样被血液运输的吗？ 生：与血红蛋白相结合。 师：对，氧气以氧合血红蛋白的形式在血液中运输（板书：氧合血红蛋白）；大部分二氧化碳则在血浆中运输。这些氧气最终会被运到哪里去呢？ 组织气体交换 生：组织细胞。因为人体的每个细胞都能够利用氧气将葡萄糖等有机物分解，释放出其中的能量，为生命活动提供动力。 师：在组织细胞处，血液与组织细胞之间又要进行气体交换，我们称为组织气体交换。同肺泡气体交换一样，组织气体交换也是通过气体的扩散作用实现的。 师生交流：组织细胞分解有机物，消耗氧气产生二氧化碳，使细胞内的氧含量远远低于血液中的氧含量，而二氧化碳含量远远高于血液中二氧化碳含量。因此，氧气由血液扩散到组织细胞，二氧化碳由组织细胞扩散到血液。经过组织气体交换，动脉血变为静脉血。【板书设计】 人体内的气体交换 1．肺泡和血液间的气体交换： 肺泡氧气毛细血管 二氧化碳 2．组织细胞和血液间的气体交换： 组织细胞二氧化碳毛细血管 氧气
人体与外界的气体交换教案设计 一、教案背景 1、面向学生：初一学生 2、学科：生物 3、课时：第一课时 4、学生课前准备： 观察一段人进行呼吸的视频，了解在人进行呼吸的过程中，涉及到那些器官和组织 二、教学课题 《人体与外界的气体交换》是济南版七年级下册第二章第一节。人的生活需要空气是《生物课程标准》规定的十大主题一级主题“生物圈中的人”中的第二个二级主题。上一章中介绍了人的消化与吸收与食品安全，而本章内容则是与人体新陈代谢直接有关的另一主体知识——人的生活需要空气。本节所要向学生展示的是人呼吸系统的组成，在进行呼吸的过程中人的肋骨、胸骨、肋间肌、膈肌会发生哪些变化及气体进入身体后进行了哪些过程？ 三、教学目标 1、获得有关人体结构、功能以及卫生保健的知识:； 2、初步学会运用所学的生物学知识分析和解决某些生活、生产或社会实际问题； 3.热爱自热、珍惜生命，理解人与自然和谐发展的意义。 四、教材分析
本节内容由可观性的呼吸器官引入，再到稍难的人体与外界的气体交换，最后到抽象的人体内的气体交换，知识内容层层加深、步步推进，有利于学生抽象思维能力的加深，同时利于逻辑推理能力的构建。 教学重点：人体呼吸系统的组成； 人体内肺泡与外界的气体交换； 教学难点：呼吸运动的过程； 五、教学方法 1、理论联系实际法。由显而易见的呼吸器官开始，如；鼻毛、粘 膜、毛细血管，依次递推。 2.多媒体的运用。播放人呼吸时肋间肌、膈肌的收缩与舒张，让学生对其运动有直观可视性的了解。 3.实验法。在动手的过程中，学生能激学习兴趣与好奇心。 六、教学过程 （一）情景导入 教师“我们可以一天不吃饭，可以一天不喝水，但是我们能一天不呼吸吗？我现在给你们计时，看看你们最多能憋气几分钟？”。 （计时） （二）自主学习 阅读书，P23-P24页呼吸系统的示意图，回答一下问题： 1、呼吸系统由哪些器官组成？ 2、为什么用鼻呼吸比用嘴呼吸好？
《第四节人体内的气体交换》教案 教学目的 1、知识方面： （1）知道肺泡内和组织里气体交换的基本知识。 （2）学会验证人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳。 （3）知道煤气中毒及其预防方法。 2、能力方面： （1）通过验证人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳的实验，培养学生动手实验能力和观察能力。 （2）通过实验现象的分析，培养学生的分析问题的能力。 3、思想情感方面： 培养学生探索的精神和学习自然科学的学习方法及实事求是的精神。 教具准备 投影片或课件、试管、玻璃管、澄清的石灰水。 课时安排 2 课时。 教学过程 1、教学过程设计思路： （1）情境导入、引出课题。 （2）分析问题、探究实验。 （3）课件演示气体交换，分析体内血液成分变化。 （4）归纳小结。 （5）讨论答疑。 2、教学过程的说明： （1）关于课题的引出。 教师可将课文中吸入和呼出的气体中，氧和二氧化碳含量的变化示意图用投影片打出，也可请学生直接看书中的示意图，启发学生分析：气体吸入与呼出的成分发生了变化，说明气体在体内进行了交换，从此引出课题。
（2）关于验证实验部分的教学。 从示意图中可发现：人体呼出的气体中含较多的二氧化碳，那么用什么方法去验证这个结论呢？ ①启发学生分析问题，设计实验，用最简单、安全、可操作、现象明显的方法。因为初一做过种子呼吸时释放二氧化碳实验，学生能借鉴这种方法，在达成共识后，采用向石灰水中吹气。 ②启发学生在吹气过程中应注意哪些问题？学生进行讨论分析，最后明确：a.石灰水要用新配制的；b.操作时应选另一试管做对照；c、吹气吹到石灰水变浑浊就要停止吹气；d、不许向口中吸。 ③注意实验室纪律，可用打气筒向气球打一定量的空气，当向一试管吹气后，可将盛空气的气球连一玻璃管一端，另一端插入另一试管的石灰水中放气，并对比两试管中的变化。 （3）关于体内气体交换部分的教学。 这部分知识大纲没有作要求，无疑是降低了教材的难度。因此这部分教学，教师可由复习动脉血和静脉血、血液循环等知识再引领到体内气体交换上，也可利用复合投影片或课件显示气体交换的过程；教师也可板画肺泡、组织里气体交换示意图，使学生通过观察、分析，最后归纳出知识点。 板书设计 第二节体内气体的交换 一、体内气体的交换 （一）验证实验： 向澄清的石灰水中吹气，证明人呼出的气体中含较多的二氧化碳。 （二）体内气体的交换 1、肺泡内：（略） 2、组织内：（略） 二、呼吸的意义 三、煤气中毒及其预防 1、煤气中毒（一氧化碳中毒）。 2、中毒原因：一氧化碳与血红蛋白结合能力强，使体内缺氧。 3、中毒预防：室内要通风，炉子、烟囱不堵、不漏。
第四节人体内的气体交换 教学目标： 知识与技能目标1、概述肺泡内的气体交换过程 2、概述组织里的气体交换过程. 过程与方法目标1、尝试探究人体呼吸时二氧化碳体积分数的变化。 2、通过观察气体扩散作用实验，提高分析问题和解决问题的能力。 3、通过活动，提高自主、合作和探究学习的能力。 情感态度和价值观目标 通过组内合作和组间竞争，培养团队精神和竞争意识。 教学重点： 1、概述肺泡内的气体交换过程 2、概述组织里的气体交换过程. 教学难点： 1、说出气体交换的原理。 2、培养团队精神和竞争意识。 课时安排：1课时 教学方法：讲授法、实验探究法、引导探究法 课前准备：人体内气体交换视频 教学设计： 导入：展示图片，拥挤的公交车 设问：当你进入这样拥挤的公交车中，呼吸时有什么感觉？为什么？ 生：闷，二氧化碳浓度太高，氧气不足。 师：我们都每时每刻都在进行着呼吸，人体所需的氧气来自空气，空气中不仅有氧气，还有氮气和二氧化碳等其他气体。氮气等大部分气体不能被人体所利用。当呼出气体时，它们与代谢废物二氧化碳等气体又回到空气中。在这一吸一呼之间，气体成分的含量发生了怎样的变化呢？ 生：呼出的气体中二氧化碳增多了。 师：怎样检验呼出气体中的二氧化碳呢？ 生：二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。 师：如何证明二氧化碳含量的不同呢？ 生：可以通过比较浑浊的程度。浑浊程度越大，二氧化碳含量越多。 师：请同学们阅读课本探究实验，思考以下问题： 一、探究实验：呼吸时二氧化碳含量的变化 小组讨论： 1、这位同学的实验能够得出相应的结论吗？ 2、不足之处主要是什么？如何改进？ 3、通过实验能得出什么结论？ 小组展示：1、该同学实验不能得出相应的结论。 2、不足之处：缺乏对照，吸入的气体和呼出的气体形成对照，并保证二者量相等。 3、通过改进后的实验得出，呼出气体比吸入气体中的二氧化碳含量多。师：分析表中数据，吸入气体和呼出气体成分有什么差别？
第二节发生在肺内的气体交换 第一课时 【教材分析】 本节内容既是本章的重点也是本章的难点。是第一节《呼吸道对空气的处理》内容的延伸，同时也为以后学习血液循环系统奠定了基础，起承上启下的作用。 本节内容分两课时完成。第一课时是肺与外界的气体交换过程；第二课时是肺泡与血液的气体交换 【学情分析】 肺与外界气体交换涉及气体体积变化、压力等物理学问题，七年级学生缺少相关知识的储备。这对学生来说内容抽象，较难理解。 【教学目标】 1.概述肺与外界气体的交换过程。 2.通过实验，培养学生的动手能力和交流合作能力。 3.通过演示实验和图片观察，培养学生的观察能力。 4.通过胸廓的结构以及肺的位置学习，认同结构与功能的相适应的生物学观点 【教学重难点】 1.重点、难点：概述肺与外界气体的交换过程 2.重难点突破：实验探究、导入新课激发学生兴趣、引发学生思考。学生主动参与探究活动。 【教法方法】 1、直观演示法 2、活动探究法 3、集体讨论法 【教学过程】 第二节发生在肺内的气体交换 实验探究、导入新课： 师：提出问题;如何让瘪瓶内瘪气球鼓起来？ 活动：分组实验，探究如何让瘪瓶内瘪气球鼓起来 小组内合作交流，探究让瘪瓶内瘪气球鼓起来的方法。 生：回答，可以直接向气球里吹气，有的同学说，可以将瓶壁鼓起，里面的气球就会鼓起。过渡：鼓励学生大胆推测，气体进出瓶内的过程是不是跟人体的呼吸相似呢？同学们，想
不想知道外界气体是怎么进出人体的呢？ 二、新课内容： （一）肺的位置、结构以及胸腔、胸廓的结构 点拨方法： 1、展示人体体腔图 2、展示肺与胸廓图 结论：1、肺位于胸腔内2、胸腔由胸廓、膈围成的空腔。 探究胸廓容积的变化与呼吸的关系。 活动1、引导学生自我体验呼吸。让学生用手按在胸部两侧，深深的吸气，再深深的呼气感受呼吸时胸廓的变化。 2、小组内同学交流，总结并回答问题； 吸气时肋骨向上向外运动，胸廓扩大；呼气时，肋骨向下向内运动，胸廓缩小。 过渡：胸廓的扩大和缩小是由什么原因引起？ （三）探究与呼吸有关的肌肉。 活动：师展示胸廓图，播放膈肌运动的动画，引导学生做屈肘和伸肘动作。 生：观察图片，观看视频，跟随老师做屈肘伸肘动作 师生共同总结：肋间肌、膈肌收缩时，胸廓容积增大；肋间肌、膈肌舒张时，胸廓容积缩小。 探究胸廓扩大导致吸气还是吸气导致胸扩大 活动：分组实验、模拟膈肌运动 活动目标：知道胸廓纵向径的变化受膈肌控制 活动安排： 1、观察并思考：瓶壁、胶管、气球、橡皮膜分别模拟什么？ 2、先向上推橡皮膜，再放松橡皮膜，观察气球体积的变化橡皮膜位置的变化。小组讨论：气球在什么情况下胀大？在什么情况下回缩？ 3、以组为单位回答问题，其他小组进行评价并补充。 （四）探究：为什么肺扩大吸气，肺缩小吸气，即呼吸时肺内气压变化情况。 活动：分组探究——气压与容积的关系 活动目标：1、描述气压与容积的关系 2、理解气体进出人体与肺内气压变化有关。 活动安排:
发生在肺内的气体交换第一课时 壱、指导思想? 义务教育阶段的生物课程是国家统一规定的、以提高学生生物科学素养为目的的必修课程，是科学教育的重要领域之一。生物学不仅是众多实事和理论，也是一个不断探究的过程。在新课标的指导下倡导学生进行探究性学习，改变学生的学习方式，引导学生主动参与，乐于探究，培养学生收集和处理文字信息和图片信息的能力、获得新知识的能力、分析和解决问题的能力、以及交流与合作的能力。通过学习相关的知 识，了解这些知识在生产、生活和社会发展中的应用。 弐、前期分析 （壱）教材分析 本课是鲁教版七年级《生物学》上册第四单元第三章的第二节。包括两部分：肺与外界的气体交换，肺泡与血液的气体交换。这两部分是有内在关联的统一的整体。本节课安排学习呼吸道对空气处理之后，仅凭学生已有知识理解本课有挑战性。另本节上承消化系统，后续循环系统，起承上启下的作用，是这本书的教学重点和难点 学好这部分内容有助于学生对“人体是一个统一的整体”的理解。 (二)学情分析
中学生心理学研究指出，初中阶段是智力发展的关键年龄，也是逻辑思维从经验型向理论型发展，观察能力，记忆能力和想象能力也随之迅速发展。从年龄特点看，初中学生好奇、好动、好表现、好发表意见，希望得到老师的表扬，但注意力分散，所以在教学中，要运用直观的教学方法，引起学生的兴趣，是他们的注意力始终集中在课堂上；也要创造机会，让学生发表见解，发挥学生的学习的主动性。在知识掌握方面，学生由于先前已经学习呼吸道对空气的处理等相关知识，但是形不成逻辑体系。在教学中，教师应在课堂上多媒体教学及直观教具充分调动学生的积极性完成本课的教学活动。 （三）重、难点分析 1. 重点：肺与外界的气体交换过程。 2. 难点：肺与外界的气体交换过程。 本节内容包括两个部分：肺与外界的气体交换、肺泡与血液的气体交换。这两个部分是有内在关联的统一的整体。肺与外界的气体交换涉及气体体积变化、压力等物理学问题，学生缺少有关的知识储备，因此，这是本节课的教学重难点。 参、教学策略 本节课内容较多且较为抽象，特别是膈肌运动与胸廓变化的关系、容积与压强变