模拟膈肌运动

模拟肋间肌，膈肌运动模型
备课的时候在⽹上看到这个模拟肋间肌运动的模型，看了好半天都没看懂，拿起寝室的菱形挂⾐架⽐划了下终于明⽩了意思，确实不错，于是就去做了这个模型。

课上演⽰，学⽣也能明⽩。

做起来也很简单，买了四根织⽑⾐的棒⼦（如果是⽊制的更好），⽤橡⽪筋固定组成四边形。

再⽤另外的⽪筋连接⼀对对边。

两个连接点要固定，并且是斜线连接，这样⼀开始⽪筋松弛的时候是⼀个平⾏四边形。

因为肋间肌要收缩，所以我在其中⼀个固定点上加了⼀个橡⽪筋，这样就可以拉动肋间肌收缩了。

⼀拉平⾏四边形就变成了长⽅形。

⾯积扩⼤，模拟胸廓变⼤。

为了⽅便学⽣对应胸廓的组成，⽤卡纸标注了脊柱和胸⾻。

这个是模拟膈肌的运动，是课本上的缩减版。

材料也很简单，⼀个吸管，两个⽓球，⼀个塑料瓶，⼀根细线，⼀根⽪筋。

把塑料瓶的底部剪掉，套上同样剪掉底部的⽓球就可以了。

拉动下⾯的⽓球嘴就可以模拟膈肌的收缩，⾥⾯的蓝⽓球会⿎起来，模拟肺的变化。

这个模型是在LY⽼师的模型上进⾏了⼀点点改造，之前她给我的是⼀个完整的塑料瓶，就可以模拟呼吸和胸廓变化之间的关系。

把塑料瓶捏扁点模型胸廓容积变⼩，⾥⾯的⽓球会⿎起来，模拟肺的变化。

所以这个模型稍微改变点就可以做两个模拟模型。

1. 通过模拟实验，了解膈肌的运动对呼吸过程的影响。

2. 掌握呼吸过程中肺内气压与外界大气压之间的关系。

3. 理解呼吸运动在人体生命活动中的重要性。

二、实验原理呼吸运动是人体生命活动的重要组成部分，主要由膈肌和肋间肌的收缩与舒张引起。

在呼吸过程中，膈肌的运动导致胸腔容积的变化，进而影响肺内气压，实现气体的进出。

三、实验材料1. 实验装置：模拟呼吸运动装置（包括可乐瓶、吸管、气球、橡皮膜等）。

2. 实验工具：刻度尺、秒表、记号笔等。

四、实验步骤1. 组装模拟呼吸运动装置，将可乐瓶底部切开，插入吸管，将吸管另一端连接到气球上，再将气球膜覆盖在瓶口处，模拟膈肌。

2. 将模拟呼吸运动装置放置在平稳的桌面上，记录初始状态下的气球体积和气压。

3. 吸气阶段：用手向下拉气球膜，模拟膈肌收缩，观察气球体积的变化，记录数据。

4. 呼气阶段：用手向上推气球膜，模拟膈肌舒张，观察气球体积的变化，记录数据。

5. 重复步骤3和4，进行多次实验，取平均值。

五、实验数据与分析1. 吸气阶段：实验数据表明，在膈肌收缩时，气球体积增大，肺内气压下降，低于外界大气压，气体进入肺内，完成吸气过程。

2. 呼气阶段：实验数据表明，在膈肌舒张时，气球体积减小，肺内气压上升，高于外界大气压，气体排出肺，完成呼气过程。

3. 实验结果表明，膈肌的运动与呼吸过程密切相关，是呼吸运动的重要动力。

1. 膈肌的收缩与舒张是呼吸运动的关键因素，直接影响肺内气压的变化。

2. 呼吸运动过程中，肺内气压与外界大气压之间存在一定的关系，即肺内气压低于外界大气压时，气体进入肺内；肺内气压高于外界大气压时，气体排出肺。

3. 呼吸运动在人体生命活动中具有重要意义，保障了人体氧气的供应和二氧化碳的排出。

七、实验注意事项1. 实验过程中，注意观察实验现象，及时记录数据。

2. 实验结束后，清理实验器材，保持实验环境的整洁。

3. 实验过程中，确保实验安全，避免发生意外。

八、实验总结本次实验通过模拟膈肌运动，直观地展示了呼吸运动的过程和原理。

在人教版《生物》教材中设计有“模拟膈肌的运动”演示实验，该实验主要是为了说明膈肌收缩和舒张时肺的体积变化，装置如图1所示。

该装置通过将橡皮膜平铺、捆紧于广口瓶（无底）的底端使瓶内密闭，存在以下不足。

1.膈肌（橡皮膜）在人体自然状态时（舒张时）应呈向胸腔突起的穹隆状，而此装置在自然状态下呈水平状。

2.用手推橡皮膜和让其自动复原的过程中，学生会将橡皮膜自动复原误认为是膈肌的收缩过程，这恰好与膈肌的运动相反。

3.在自然状态下，瓶内气压等于外界环境气压，此时气球在瓶内是瘪的，当用手推橡皮膜时，瓶内气压增大，必定会挤压气球，但由于气球本来就是瘪的，所以缩小幅度小。

相反，当橡皮膜复原时，气球膨大幅度也小，演示效果不佳。

如何解决这些问题？笔者结合实验原理，联系实际情况，设计制作了如图2的装置，在演示教学过程中起到了良好的效果。

图2图1模拟膈肌的运动置的改进“模拟膈肌的运动”制作过程广口瓶（无底），三通管，橡皮条，小气球（两个），橡皮膜，细线若干。

2.方法步骤（1）在三通管下面的两个管口上连接两个小气球，并将橡皮条捆扎在三通管的交叉处支管上，橡皮条的另一端穿过橡皮膜的孔，在橡皮条的适当位置把橡皮膜孔捆扎好。

（2）将有孔橡皮塞塞进瓶口，将三通管从瓶底插入橡皮塞内。

（3）把橡皮膜捆扎于广口瓶的底端，从而使广口瓶密闭。

二、优点1.装置形象学生看到此实验装置时，很快就能知道各器具所代表的器官，更重要的是知道膈肌在体内所处位置及形态特点。

2.操作简便在讲解呼吸运动的过程中，只需向下拉橡皮条（如图4左），的过程：膈肌收缩，胸腔增大，外部气压大于胸腔气压，气球变大，代表肺吸气增大。

松开橡皮条时（如图4右）则体现了呼气过程：膈肌舒张，胸腔缩小，内部气压升高，外部气压小于胸腔气压，气球变小，代表肺呼气缩小。

3.现象明显使用改进后的装置演示膈肌运动实验时，由于肺（气球）的膨大、缩小幅度比改进前明显增大，所以更利于学生观察。

图3图4。

济南版八年级生物上册期末试卷（完整版）(时间：60分钟分数：100分)班级：姓名：分数：一、选择题（共25个小题，每题2分，共50分）1、下图为模拟膈肌运动的示意图。

下列叙述中，正确的是（）A．甲图演示吸气，膈肌舒张 B．乙图演示吸气，膈肌收缩C．甲图演示呼气，膈肌收缩 D．乙图演示呼气，膈肌舒张2、下列图示中，能正确表示生殖细胞中染色体和基因组成的是（）A．①和②B．①和④C．②和③D．③和④3、下列有关人体生命活动调节的叙述，正确的是（）A．人醉酒后走路晃，站立不稳，说明酒精已经麻醉了脑干B．神经调节的基本方式是反射，反射的结构基础是反射弧C．侏儒症是由于幼年时甲状腺激素分泌过少造成的D．激素通过导管进入循环系统，参加调节人体的生命活动4、人溺水后易因窒息而死亡，溺水后所影响的呼吸环节是（）A．肺与外界的气体交换 B．肺泡与血液之间的气体交换C．气体在血液中的运输 D．血液与组织细胞之间的气体交换5、下列动物的结构，不能进行气体交换的是（）A．蜥蜴的肺B．蝗虫的气门C．青蛙的皮肤D．鱼的鳃6、用显微镜观察血涂片，在同一视野中所见到数目最多的细胞是（）A．白细胞B．红细胞C．血小板D．淋巴细胞7、下列有关桑蚕的叙述，正确的是（）A．在桑蚕的发育过程中，吐丝的时期是蛹B．与桑蚕的发育相同的昆虫有菜青虫、蜜蜂、苍蝇、蝉、蜻蜓C．探究“桑蚕的取食行为”时，实验前一天要定时喂食蚁蚕D．黄足桑蚕与白足桑蚕杂交，后代全是黄足桑蚕，这说明黄足是显性性状8、家兔的牙齿分化为（）A．门齿和臼齿B．门齿和犬齿C．犬齿和臼齿D．门齿、臼齿和犬齿9、图是人体血液循环示意图。

有关叙述错误的是（）A．肺循环和体循环同时进行B．a、e中流的是动脉血C．体循环的起点为d D．肺循环的终点为b10、蛔虫是常见的肠道寄生虫。

下列哪项特征与它的寄生生活无关（）A．体表有角质层 B．有口有肛门 C．生殖器官发达 D．消化管结构简单11、在人和动物体内分布最广的组织是（）A．上皮组织B．肌肉组织C．神经组织D．结缔组织12、“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生物的哪种特征（）A．生物的生活需要营养B．能对外界刺激作出反应C．能生长和繁殖D．能进行呼吸13、大雨过后，山间小路上常常见到一些蚯蚓，这是蚯蚓（）A．为了便于“饮水”B．为了便于呼吸C．为了便于取食D．喜欢生活在潮湿地面14、据调查，我国中小学生近视眼患者已高达36.7%。

膈肌运动模型实验报告
演示操作过程
１．左手捏住膈肌模拟器上端，然后用右手捏住皮质膜中间的小凸起部位，缓级向下拉，发现干瘪的两个气球开始充入气体，说明气体由外界进入肺且外界气压大于肺内气压，模拟吸气。

⒉然后将皮质膜往上推发现气球慢慢开始空瘪，说明肺内气压大于外界气压，模拟呼气。

３．通过注射器的推拉，指导学生观察胸廓容积及上下径的变化。

４．指导学生手分别放在肋骨、肋间肌上，通过吸气和呼气来多次感受肋骨位置、肋间肌的收缩与舍舒张、胸廓前后左后径的变化规律。

５．指导学生思考以下问题。

问题１∶再完成膈肌运动模拟器的操作后，你觉得膈肌的上升下降与吸气呼吸有怎样的关联？
问题２∶通过注射器模拟，你能判断出胸廓容积的变化吗？
问题３∶请同学们感受吸气和呼气两个过程，你的肋骨和肋间肌有怎样的变化呢？
问题４∶通过实验操作和自我感受，你认为在吸气和呼气时外部气压与内部气压有怎样的关系？
问题５∶是吸气呼吸引起身体结构变化，还是结构变化引起吸气和呼气呢？
实验小结
通过演示实验的指导使学生对呼吸运动的变化规律有真正和深入的理解，指导学生总结学习的有效方法。

初一生物发生在肺内的气体交换试题1.右图为模拟膈肌的运动实验（1）图甲表示代表___________状态，此时膈肌收缩膈顶部___________（下降，回升）。

（2）呼气时，肺内的气体的压力（大于、等于、小于）外界气体的压力。

【答案】（1）呼气回升（2）大于【解析】当膈肌和肋间外肌舒张时，肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位，结果胸廓容积缩小，肺也随之回缩，造成肺内气压大于外界气压，肺内气体排出肺，形成被动的呼气运动．图甲膈肌顶部升高，肺缩小，表示呼气。

故答案为：（1）呼气回升（2）大于【考点】此题考查的是呼吸运动。

2.下列肺的结构特点中，与肺泡进行气体交换的功能无关的是A．肺位于胸腔内B．肺泡壁薄，仅由单层细胞构成C．肺泡数目多，面积大D．肺泡外表面缠绕着丰富的毛细血管【答案】A【解析】肺位于胸腔内，与肺泡进行气体交换的功能无关，故A符合题意；肺泡壁薄，仅由单层细胞构成，气体容易通过，故B不符合题意；肺泡数目多，增大了气体交换的表面积，故C不符合题意；肺泡外表面缠绕着丰富的毛细血管有利于胚泡与血液进行气体交换，故D不符合题意。

【考点】本题考查肺泡适于气体交换的特点，意在考查考生对相关知识的识记能力和理解能力。

3.人吸气时胸廓扩大是由于吸气引起的。

（）【答案】错【解析】吸气时，膈肌与肋间肌收缩，引起胸腔前后、左右及上下径均增大，胸廓的容积扩大，肺随之扩张，造成肺内气压减小，小于外界大气压，外界气体进入肺内，形成主动的吸气运动．人吸气时胸廓扩大是由于膈肌与肋间肌收缩引起的．故答案为：×【考点】呼吸运动．4.呼吸过程都是在呼吸系统中完成的。

( )【答案】错【解析】肺的通气是指肺泡与外界的气体交换，是通过呼吸运动实现的；肺泡内的气体交换和组织里的气体交换分别是指肺泡与血液、血液与组织细胞的气体交换，是通过气体的扩散作用实现的，如图所示：氧气进入血液后与血红蛋白结合，随血液循环输送到全身各处，在气体的运输过程中没有发生气体交换，因此呼吸过程都是在呼吸系统中完成的说法错误．故答案为：×【考点】肺与外界气体的交换；肺泡内的气体交换；组织细胞的气体交换．5.下图为模拟膈肌运动的示意图，下列叙述正确的是A．甲图演示吸气，膈肌收缩B．乙图演示吸气，膈肌舒张C．甲图演示呼气，膈肌舒张D．乙图演示呼气，膈肌收缩【答案】C【解析】膈肌收缩时，膈顶部下降，胸廓的上下直径变大，胸廓容积变大，肺扩张，肺内气压下降，当肺内气压小于大气压时，外界气体进入肺，即完成吸气；膈肌舒张时，膈顶部回升，胸上下直径变小，胸廓容积变小，肺回缩，肺内气压变大，当肺内气压高于大气压时，肺内气体排出体外，即完成呼气，选项C符合题意。

第二节发生在肺内的气体交换知识点1肺与外界的气体交换1.肺是呼吸系统的主要器官,它位于胸腔内,左右各一个,左肺有两叶,右肺有三叶。

2.原理:呼吸运动。

3.过程:(1)吸气:膈肌收缩→膈顶部下降→胸廓的上下径增大}→胸腔容积扩大→肺扩肋间肌收缩→肋骨向上向外运动→胸廓的左右径、前后径增大张→肺内气压降低→外界气体入肺→完成吸气(2)呼气:膈肌舒张→膈顶部回升→胸廓的上下径缩小}→胸腔容积缩小→肺收肋间肌舒张→肋骨向下向内运动→胸廓的左右径、前后径缩小缩→肺内气压增大→气体出肺→完成呼气4.模拟膈肌运动的过程:(1)①模拟的是气管;②模拟的是胸廓;③模拟的是肺;④模拟的是膈。

(2)图Ⅰ模拟的是人体在呼气时膈肌所处的运动状态,图Ⅱ膈肌收缩。

知识点2肺泡与血液的气体交换5.肺泡内的气体交换:(1)发生在肺泡与血液之间。

(2)原理:气体扩散作用。

(3)过程:肺泡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通过这些毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡。

(4)结果:血液中的氧气含量增加,二氧化碳含量减少。

6.肺泡适于气体交换的特点:(1)肺泡数量多。

(2)肺泡外面包绕着丰富的毛细血管。

(3)肺泡壁和毛细血管壁都是一层扁平的上皮细胞。

7.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里;人体呼出的气体中,氧气含量减少,二氧化碳含量增加。

知识点1肺与外界的气体交换1.吸气时,下列现象不会出现的是( D )A.肋间肌和膈肌收缩B.胸廓扩大C.膈顶部下降D.肺内气压增大2.[教材图片题]如图是模拟膈肌运动的示意图,图中的D和E分别代表的结构是( C )A.气管和支气管B.支气管和膈肌C.胸廓和膈肌D.肺和胸廓3.人在呼气时,肺的容积及肺内气压的变化是( B )A.肺容积增大,气压升高B.肺容积缩小,气压升高C.肺容积缩小,气压下降D.肺容积增大,气压下降4.人体吸气和呼气时,膈肌会收缩或舒张。

当膈肌收缩时不会发生的是( A )A.膈顶部上升B.肺扩张C.肋骨向上向外运动D.胸廓上下径增大5.[教材图片题]人在呼吸时,胸廓扩大导致吸气,缩小导致呼气。

模拟膈肌的运动提出问题：肺与外界的气体交换是通过来实现的，在呼吸运动中，胸廓的变化与呼吸有什么关系呢？是由于胸廓扩大导致吸气，还是因为吸气后使胸廓扩大呢？一、实验目的1、学会制作膈肌运动模型2、通过模型理解肺与外界气体交换的过程和原理二、实验器材饮料瓶1个（500mL）、塑料管2根、大气球1个、红色小气球2个、透明胶、刀、萝卜块、玻璃棒、细线等三、实验原理当膈肌和肋间肌收缩，膈顶下降，胸廓容积变大，肺扩张，肺内气压减小，外界气体流入肺内，表示吸气；当膈肌和肋间肌舒张，膈顶上升，胸廓容积变小，肺缩小，肺内气压增大，肺内气体向外流出，表示呼气；即：由于胸廓扩大和缩小导致吸气和呼气。

四、实验步骤（制作膈肌运动模型）1. 观看视频学习模型的制作；注意事项（1）.制作Y型胶管（2）.将两个小气球固定在Y型胶管上，一起绑定；（3）用瓶口对准萝卜块，用力向下挤压，再用玻璃棒在中间穿一个孔。

（4）.将一个大气球剪掉一部分，固定在瓶子底部；2.制作好的模型如图（1）饮料瓶模拟（2）吸管模拟：气球模拟：气球膜模拟：五、实验演示及分析1.归纳2实验结论：.肺与外界气体交换的原理是呼吸肌有规律的收缩和舒张使胸廓容积和，从而实现吸气和呼气；即：由于胸廓扩大和缩小导致吸气和呼气。

六.表达与交流1.气球在什么情况下胀大，在什么情况下回缩？提示：膈肌向下运动，胸廓容积变大时，气球变大；膈肌向上运动，胸廓容积变小时，气球回缩变小；即气球的变化与胸廓内气压与外界气压差有关2.如果气球破损漏气，或者瓶口密封不严，结果会怎么样？提示：气球不会变大也不会缩小；原因是漏气后，瓶内外没有气压差3.除了饮料瓶、吸管之外你还能想出用其他的材料来制作膈肌运动模型吗？（课后思考）巩固拓展1.如图所示为人的膈肌收缩和舒张时在胸腔内的位置，下列有关叙述正确的是()A．从甲到乙时，膈肌收缩，呼气B．从乙到甲时，膈肌舒张，吸气C．呼气完成的瞬间，膈肌处于乙状态D．吸气开始的瞬间膈肌处于甲状态提示：从甲到乙时，膈肌收缩，胸廓容积变大，表示吸气，A错，从乙到甲时，膈肌舒张，胸廓容积变小表示呼气，B错，呼气完成的瞬间，膈肌应该处于上升到最高处，不是乙，C错，吸气开始的瞬间膈顶向下膈肌处于甲状态D对2.图为胸腔和肺的示意图，当肋间外肌和膈肌收缩时，图中三部位压力由小到大的顺序是()A．b＜c＜aB．a＜b＜cC．a＜c＜bD．c＜a＜b提示：当肋间外肌和膈肌收缩时，胸廓容积变大，肺内气压减小，外界大于肺内，所以选A3、下图为模拟人体膈肌运动的示意图，与图示表述相符合的是（）A、甲图演示吸气，膈肌收缩B、乙图演示吸气，膈肌舒张C、甲图演示吸气，膈肌舒张D、乙图演示吸气，膈肌收缩提示：甲图演示膈顶上升，气体外流，表示呼气，所以膈肌舒张，乙图演示膈顶下降，气体内流，表示吸气，膈肌收缩D正确。