Гипермаркет знаний>>Биология>>Биология 8 класс. Полные уроки>>Биология: Механизмы вдоха и выдоха. Регуляция дыхания. Охрана воздушной среды. Полные уроки

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

Цели урока:

• углубить и обобщить знания по дыхательной системе, изучить механизмы вдоха и выдоха, научиться охранять воздушную среду.

Задачи урока:

• обучающие: повторить материал о тканевом и легочном дыхании, рассмотреть механизм вдоха и выдоха, определить роль защитных рефлексов, разъяснить вред курения и необходимость охраны окружающей среды;

• развивающие:  продолжить формирование у учащихся интеллектуальных умений, творческого мышления и речи;

• воспитательные: приобретение опыта следования правил гигиены дыхания, изучение положительной роли физического труда.

Основные термины:

Вдох – начальная фаза дыхания, в процессе которой в легкие поступает воздух.

Выдох – отдельное выталкивание из легких воздуха при дыхании.

Воздушная среда - сложный комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих факторов, оказывающих постоянное влияние на организм животного и человека.

Ход урока:

Проверка домашнего задания.

Дайте короткий ответ на вопросы:

1. Какую роль в организме человека играет кислород?

2. Что такое дыхание и для чего оно нам нужно?

3. В чем заключается основная функция дыхательной системы?

4. Какими органами она образована?

5. В каком органе дыхательной системы происходит газообмен? Каковы особенности строения этого органа?

6. Как изменяется воздух в дыхательных путях? Почему надо дышать носом, а не ртом?

7. Какие существуют виды дыхания?

8. Что относится к верхним дыхательным путям?

9. Что относится к нижним дыхательным путям?

10. Как происходит голосообразование?

11. Какой орган называют органом голосообразования?

Механизмы вдоха и выдоха.

Легкие находятся в грудной полости. Движения мышц, которые изменяют объем этой полости, вызывают движение воздуха в легкие и из легких, попеременно увеличивая или уменьшая объем грудной клетки. Это обусловливается ритмическими сокращениями дыхательных мышц, вследствие чего и осуществляются вдох и выдох — поступление и удаление из легких воздуха, их вентиляция. На рисунке 1 вы можете увидеть легкие.

Рис. 1. Легкие и дыхание.

При вдохе межреберные мышцы приподнимают ребра, а диафрагма, сокращаясь, становится менее выпуклой, в результате объем грудной клетки увеличивается, легкие расширяются, давление воздуха в них становится ниже атмосферного и воздух устремляется в легкие — происходит спокойный вдох. При глубоком вдохе, кроме наружных межреберных мышц и диафрагмы, одновременно сокращаются мышцы груди и плечевого пояса. На рисунке 2 представлен механизм вдоха.

Рис. 2. Механизм вдоха

При выдохе межреберные мышцы и диафрагма расслабляются, ребра опускаются, выпуклость диафрагмы увеличивается, в результате объем грудной клетки уменьшается, легкие сжимаются, давление в них становится выше атмосферного и воздух устремляется из легких — происходит спокойный выдох. Глубокий выдох обусловлен сокращением внутренних межреберных и брюшных мышц. На рисунке 3 представлен механизм выдоха.

Рис. 3. Механизм выдоха

На рисунке 4 вы можете посмотреть, какие мышцы задействованы при вдохе и при выдохе.

Рис. 4. Мышцы вдоха и выдоха

Таким образом, ритмичное увеличение или уменьшение объема грудной полости действует как механический насос, нагнетающий воздух в легкие и выталкивающий его из них. Механизм вдоха и выдоха можно проследить с помощью модели Дондерса, которая представлена на рисунке 5 и 6.

Рис. 5. Механизм вдоха и выдоха на модели Дондерса.

Рис.6. Модель Дондерса

Давайте посмотрим видео о том, почему нам так важно дыхание:

Регуляция дыхания.

Обычно человек не замечает, как он дышит, потому что процесс этот регулируется независимо от его воли. В какой-то мере, однако, дыхание можно регулировать сознательно, о чем мы и поговорим ниже. 

Непроизвольную регуляцию дыхания осуществляет дыхательный центр, находящийся в продолговатом мозге (одном из отделов заднего мозга). Вентральная (нижняя) часть дыхательного центра ответственна за стимуляцию вдоха; ее называют центром вдоха (инспнра-торным центром). Стимуляция этого центра увеличивает частоту и глубину вдоха. Дорсальная (верхняя) часть и обе латеральные (боковые) тормозят вдох и стимулируют выдох; они носят собирательное название центра выдоха (экспираторного центра). 

Дыхательный центр связан с межреберными мышцами межреберными нервами, а с диафрагмой — диафрагмальными. Бронхиальное дерево (совокупность бронхов и бронхиол) иннервируется блуждающим нервом. Ритмично повторяющиеся нервные импульсы, направляющиеся к диафрагме и межреберным мышцам обеспечивают осуществление вентиляционных движений. 

Расширение легких при вдохе стимулирует находящиеся в бронхиальном дереве рецепторы растяжения (проприоцепторы) и они посылают через блуждающий нерв все больше и больше импульсов в экспираторный центр. Это на время подавляет инспираторный центр и вдох. Наружные межреберные мышцы теперь расслабляются, эластично сокращается растянутая легочная ткань — происходит выдох. После выдоха рецепторы растяжения в бронхиальном дереве более уже не подвергаются стимуляции. Поэтому экспираторный центр отключается и вдох может начаться снова. На рисунке 7 представлен механизм регуляции дыхания.

Рис. 7. Механизм регуляции дыхания

Нервные механизмы саморегуляции дыхания проявляются в том, что вдох рефлекторно вызывает выдох, а выдох — вдох. Это происходит потому, что во время вдоха при растяжении легочной ткани в нервных рецепторах, находящихся в ней, возникает возбуждение, которое передается продолговатому мозгу и вызывает активацию центра выдоха и торможение центра вдоха, образующих дыхательный центр.

На видео представлен процесс регуляции дыхания:

Гуморальная регуляция дыхания состоит в том, что повышение концентрации углекислого газа в крови возбуждает дыхательный центр — частота и глубина дыхания увеличиваются. Уменьшение содержания углекислого газа в крови понижает возбудимость дыхательного центра — частота и глубина дыхания уменьшаются.

На видео рассказывается о переносе газов в крови:

Формой дыхательной деятельности являются чихание и кашель. Они регулируются защитными дыхательными рефлексами.

Кашель — резкий рефлекторный выдох через рот, возникающий в результате раздражения рецепторов гортани (рисунок 8).

Рис.8. Кашель

Чихание — это сильный и очень быстрый рефлекторный выдох через ноздри, возникающий в результате раздражения рецепторов слизистой оболочки носовой полости. Во время чихания удаляются вещества, которые раздражают (пыль, вещества с резким запахом и т. д.). На рисунке 9 представлен механизм чихания.

Рис. 9. Чихание

Охрана воздушной среды.

Атмосферный воздух содержит кислорода 21 %, азота 78%, углекислого газа 0,03%, прочих газов около 1% . В выдыхаемом воздухе содержание кислорода снижается до 16,3%, содержание углекислого газа возрастает (примерно до 3—4% ).

Даже в очень душной комнате содержание кислорода снижается незначительно, но концентрация углекислого газа растет быстро. При этом неблагоприятно действует на организм не только он, но и водочный перегар, и табачный дым, и другие вредные вещества. Поэтому пребывание в душном помещении ведет к головной боли, вялости, снижению работоспособности.

Там, где используют печное отопление, в воздухе может оказаться примесь окиси углерода — угарного газа, который чрезвычайно ядовит. Захватившие угарный газ молекулы гемоглобина надолго лишаются возможности переносить кислород из легких в ткани. Возникает недостаток кислорода в крови и тканях, что отражается на работе головного мозга и других органов.

Отравление угарным газом проявляется головной болью и тошнотой. Могут возникнуть рвота, судороги, потеря сознания, а при сильном отравлении — смерть от прекращения тканевого дыхания.

При оказании первой помощи пострадавшего надо поскорее вынести на свежий воздух и заставить дышать глубже. В случае потери сознания и прекращения дыхания необходимо применить искусственное дыхание.

Во многих населенных пунктах для приготовления пищи применяют газовые плиты. Отравление бытовым газом во многом сходно с отравлением угарным газом. Меры первой помощи такие же. Н рисунке 10 показано, чем опасны гарь и дым.

Рис. 10. Влияние дыма и гари на дыхание и организм человека

В быту стоит отдавать предпочтение влажным способам уборки. Содержащаяся в воздухе пыль опасна тем, что может механически травмировать стенки легочных пузырьков и воздухоносных путей, затруднять газообмен, вызывать аллергию. Кроме того, на пылинках оседают микробы и вирусы, которые могут стать причиной инфекционных заболеваний. Пыль, содержащая частички свинца, хрома, может вызвать химические отравления.

Вредна пыль не только фабрично-заводская, но и сельскохозяйственная, и бытовая. Для защиты от пыли во время работы можно применять респираторы. По мере загрязнения респиратор надо менять.

Основные источники загрязнения воздуха — выхлопы автотранспорта, промышленные выбросы вредных газов, золы, дыма, а также использование ядохимикатов и минеральных удобрений в сельском хозяйстве, деятельность животноводческих ферм.

В городах, где мало растений, но много промышленных предприятий, нередко образуется смог — это смесь дыма, тумана и пыли, продуктов сухой перегонки топлива и сажи. В сухие дни смог имеет вид плотного желтого тумана, в пасмурные дни он содержит еще и капельки жидкости.

Выводы.

1. Механизм вдоха: сокращение дыхательных мышц (межреберных и диафрагмы); увеличение объема грудной полости; уменьшение давления в грудной полости и в полости легких; засасывание атмосферного воздуха через воздухоносные пути 

2. Механизм выдоха: опускание ребер и расслабление диафрагмы; уменьшение объема грудной полости и полости легких; увеличение давления в легких; выталкивание части воздуха наружу.

3. 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.

4. 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.

Контролирующий блок.

1. Какую функцию при вдохе выполняет диафрагма?

2. Почему при вдохе объём лёгких увеличивается?

3. С чего начинается механизм выдоха?

4. Что происходит при выдохе с диафрагмой и почему?

5. Из чего состоит дыхательный центр, и что делают эти составные части?

6. Что происходит с мышцами вдоха и выдоха при задержке дыхания?

7. Что происходит при усилении процессов окисления?

Домашнее задание.

Решите задачи:

1. Зная, что во вдыхаемом воздухе содержится около 20 % кислорода, опреде¬лите, сколько О2 человек пропускает чрез легкие в сутки при спокойном дыхании. 

2. Зная, что выдыхаемый воздух содержит 4 % углекислого газа, определите, сколько ученик выделяет СО2 в 1 минуту, в 1 ч, сколько — все учащиеся класса в 1 ч. Индивидуальное задание: подготовить сообщения к следующему занятию. Сообщение 1. «Дыхание на Эльбрусе». Сообщение 2. «Влияние курения на дыхание».

Интересно знать, что.

Искусственное дыхание применяется при оказании первой помощи утопленникам, при поражении электрическим током, молнией, отравлении угарным газом и других несчастных случаях. Искусственное дыхание позволяет возобновить деятельность дыхательного центра и спасти человека от смерти. Для этого необходимо обеспечить проходимость дыхательных путем, очистив рот и глотку от инородных тел. На рисунке 11 показан пример искусственного дыхания во время помощи утопающему.

Рис. 11. Искусственное дыхание. Помощь утопающему

Давайте посмотрим видео, как делать искусственное дыхание:

Список литературы:

1. Урок на тему «Значение дыхания.Органы дыхательной систем» Васильева И.Н., учитель биологии, МОУ СОШ №19.

2. Никишов А.И., Рохлов В.С., Человек и его здоровье. Дидактический материал. М., 2011.

Отредактировано и выслано Борисенко И.Н.

Над уроком работали:

Васильева И.Н.

Борисенко И.Н.

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, а и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов  высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.