生物人教版（2024）发生在肺内的气体交换导学案

这是一份生物人教版（2024）发生在肺内的气体交换导学案，共5页。学案主要包含了学习目标，检测与反思，教师提示，设计说明等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】
生命观念：阐明肺与外界气体交换（呼吸运动）的原理，理解肺泡与血液之间气体交换（扩散作用）的过程和结构基础，建立气体交换依赖于压力差和结构适应性的观念。
科学思维：通过分析“模拟膈肌运动与呼吸关系”的实验，理解胸廓容积变化导致肺内气压变化，从而驱动气体进出的物理原理。能够解读呼吸曲线图，分析呼吸频率和深度的变化。
科学探究：能够描述肺活量的简易测定方法。能够根据教材数据，分析呼出气体与吸入气体成分的差异。
态度责任：认识呼吸系统健康的重要性，理解体育锻炼对提高肺功能的意义。了解现代医学技术（如体外膜氧合器ECMO）在挽救生命中的作用，感受科技的力量。
【你的学习地图：四步紧扣教材】
第一步：核心数据与模型分析 (教材P98， 104)
活动1：气体成分变化分析
分析教材P98“想一想，议一议”中的表格数据。
与吸入的空气相比，呼出的气体中，______的体积分数减少，______的体积分数增加。
含量增加的成分（二氧化碳）来自人体______作用过程中有机物的分解；含量减少的成分（氧气）被运输到全身，供细胞进行______作用所利用。
活动2：呼吸运动模型解读
观察教材P99“模拟膈肌的收缩和舒张与呼吸的关系”装置图及P99图4-26。
模型中，气球模拟______，橡皮膜模拟______，玻璃罩模拟______。
当手放松橡皮膜（模拟膈肌______）时，膈顶部______，胸廓上下径______，肺随之扩张，肺内气压______（低于/高于）外界大气压，外界气体被______（吸入/呼出），气球胀大。
第二步：过程逻辑与原理阐述 (教材P99-101)
活动1：呼吸运动（肺与外界的气体交换）过程填空
根据教材P99最后一段，完成呼吸运动过程图。
肋骨间的肌肉和膈肌______
↓
胸廓容积______
↓
肺便______，肺内气压______
↓
外界气体被______
（吸气）
肋骨间的肌肉和膈肌______
↓
胸廓容积______
↓
肺便______，肺内气压______
↓
气体被______
（呼气）
活动2：肺泡内的气体交换过程与结构基础
观察教材P100图4-27及文字。
交换结构：
肺泡数目______，外面缠绕着丰富的______。
肺泡壁和毛细血管壁都很薄，都只由______层扁平上皮细胞构成。
交换过程（填空）：
肺泡中的______，透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液；同时，血液中的______也透过这些壁进入肺泡，然后随呼气排出。进入血液的氧，通过______输送到全身各处。
第三步：教材内整合与应用 (教材P101-102， 107)
活动：呼吸相关概念与测量整合表
第四步：基于教材的推理与问题解决 (教材P101-102)
活动1：曲线图分析与推理
分析教材P101拓展应用第2题的两幅呼吸曲线图。
曲线比较：
曲线A的呼吸频率较______（快/慢），呼吸深度较______（深/浅）。
曲线B的呼吸频率较______（快/慢），呼吸深度较______（深/浅）。
状态推测：
曲线A可能代表______（安静/运动）状态。
曲线B可能代表______（安静/运动）状态。
理由：运动时，身体需要更多的______，因此呼吸会变得______、______。
活动2：现象解释与原理应用
高原训练（教材P92引言）：运动员在高原训练一段时间后，到海拔较低地区比赛成绩提高，部分原因是高原训练提高了他们的______。这是因为高原空气稀薄（氧含量低），为了获取足够氧气，呼吸系统会代偿性地增强功能。
科学运动（教材P101拓展1）：科学运动能提高人的肺活量和肺通气量。请解释原因：运动时，呼吸肌（肋间肌、膈肌）得到锻炼，收缩力量______，使胸廓活动幅度______，从而每次呼吸进出肺的气体量______，长期坚持便提高了肺功能。
测定肺活量（教材P101课外实践）：用气球和软尺粗略测量肺活量的原理是：呼出的气体体积近似等于被吹胀的圆气球的______。通过测量气球的最大______，再利用公式估算其体积（即肺活量）。
【检测与反思】
基础检测（请务必回归教材原文寻找答案）
肺与外界的气体交换是通过______运动实现的。
肺泡与血液进行气体交换时，氧气和二氧化碳的扩散方向分别是：氧气从______进入______；二氧化碳从______进入______。
（选择题）人在吸气时，膈肌和胸廓的变化是（ ）。
A. 膈肌收缩，胸廓缩小 B. 膈肌舒张，胸廓扩大
C. 膈肌收缩，胸廓扩大 D. 膈肌舒张，胸廓缩小
肺泡适于气体交换的结构特点包括：肺泡数目多、外面缠绕着______、肺泡壁和毛细血管壁都很______。
教材回顾与自我评估
原理阐述：请用“胸廓容积变化→肺内气压变化→气体进出”的逻辑链，简要解释吸气的过程。
结构与功能：为什么说“肺泡外包绕的毛细血管网”和“肺泡壁的薄”是肺泡适于气体交换的关键结构？
我的疑惑与兴趣点：
我想知道氧气和二氧化碳在血液中具体是如何被运输的。
我对______（例如：不同运动项目对呼吸功能的要求、呼吸系统常见疾病的原理）想了解更多。
【教师提示】
【设计说明】本任务单严格依据《人教版 生物学 七年级下册》（2025最新版）第四单元第三章第二节“发生在肺内的气体交换”（P98-P107）的全部正文、图表、模型、数据、练习及拓展栏目等内容进行设计。所有问题、活动、答案均源自并提供自该节教材原文，旨在引导学生理解气体交换的物理原理和生物学结构基础，并建立呼吸与健康、运动之间的联系。
第四单元 人体生理与健康（一） 第三章 人体的呼吸
第二节 发生在肺内的气体交换 学习任务单 答案
第一步：核心数据与模型分析 (教材P98， 104)
活动1：气体成分变化分析
与吸入的空气相比，呼出的气体中，氧气的体积分数减少，二氧化碳的体积分数增加。
含量增加的成分（二氧化碳）来自人体呼吸作用过程中有机物的分解；含量减少的成分（氧气）被运输到全身，供细胞进行呼吸作用所利用。
活动2：呼吸运动模型解读
模型中，气球模拟肺，橡皮膜模拟膈肌，玻璃罩模拟胸廓。
当手放松橡皮膜（模拟膈肌舒张）时，膈顶部上升，胸廓上下径缩小，肺随之回缩（缩小），肺内气压高于外界大气压，外界气体被呼出，气球缩小。（根据教材图4-26，应为“当手松开橡皮膜时，膈顶部回升，胸廓容积变小，肺内气压大于外界气压，气体被呼出”。此处题干描述与图示不完全一致，答案以教材图示为准进行调整：放松/松开橡皮膜 → 膈肌舒张 → 膈顶部回升 → 胸廓上下径缩小 → 肺回缩 → 肺内气压高于外界 → 气体呼出。）
第二步：过程逻辑与原理阐述 (教材P99-101)
活动1：呼吸运动（肺与外界的气体交换）过程填空
吸气：
肋骨间的肌肉和膈肌收缩
↓
胸廓容积增大
↓
肺便扩张，肺内气压降低
↓
外界气体被吸入
呼气：
肋骨间的肌肉和膈肌舒张
↓
胸廓容积缩小
↓
肺便回缩，肺内气压升高
↓
气体被呼出
活动2：肺泡内的气体交换过程与结构基础
交换结构：
肺泡数目很多，外面缠绕着丰富的毛细血管。
肺泡壁和毛细血管壁都很薄，都只由一层扁平上皮细胞构成。
交换过程：
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透过这些壁进入肺泡，然后随呼气排出。进入血液的氧，通过血液循环输送到全身各处。
第三步：教材内整合与应用 (教材P101-102， 107)
活动：呼吸相关概念与测量整合表
第四步：基于教材的推理与问题解决 (教材P101-102)
活动1：曲线图分析与推理
（请依据教材P101的曲线图判断，以下为通用性答案）
曲线比较：
曲线A的呼吸频率较慢，呼吸深度较浅。
曲线B的呼吸频率较快，呼吸深度较深。
状态推测：
曲线A可能代表安静状态。
曲线B可能代表运动（或剧烈运动） 状态。
理由：运动时，身体需要更多的氧气，因此呼吸会变得加快、加深。
活动2：现象解释与原理应用
高原训练：运动员在高原训练一段时间后，到海拔较低地区比赛成绩提高，部分原因是高原训练提高了他们的肺活量（或心肺功能）。
科学运动：运动时，呼吸肌（肋间肌、膈肌）得到锻炼，收缩力量增强，使胸廓活动幅度增大，从而每次呼吸进出肺的气体量增多，长期坚持便提高了肺功能。
测定肺活量：用气球和软尺粗略测量肺活量的原理是：呼出的气体体积近似等于被吹胀的圆气球的体积。通过测量气球的最大周长（或直径），再利用公式估算其体积（即肺活量）。
【检测与反思】
基础检测
肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的。
肺泡与血液进行气体交换时，氧气和二氧化碳的扩散方向分别是：氧气从肺泡进入血液；二氧化碳从血液进入肺泡。
（选择题）C。
肺泡适于气体交换的结构特点包括：肺泡数目多、外面缠绕着毛细血管、肺泡壁和毛细血管壁都很薄。
教材回顾与自我评估
原理阐述：吸气时，肋骨间的肌肉和膈肌收缩，导致胸廓容积扩大，肺随之扩张，肺内气压低于外界大气压，于是外界气体被吸入肺内。
结构与功能：
丰富的毛细血管网保证了充足的血液流过肺泡，便于气体交换的进行。
肺泡壁很薄，有利于气体快速扩散，提高交换效率。
我的疑惑与兴趣点：（请根据个人学习情况填写，示例仅供参考）
我想知道氧气和二氧化碳在血液中具体是如何被运输的。
我对呼吸系统常见疾病的原理想了解更多。
概念/测量
定义或描述（根据教材）
意义或应用
呼吸运动
______和______的收缩与舒张引起胸廓有节律地扩大和缩小，从而完成吸气和呼气。
实现肺与外界的气体交换。
肺活量
人尽力吸气后再尽力呼气所能呼出的______。
反映肺的______功能。体育锻炼可以提高肺活量。
呼吸频率
每分钟呼吸的次数。成人安静时大约______次/分。
反映呼吸的节奏。运动时会______。
体外膜氧合器（ECMO）
俗称“人工肺”，可以暂时代替______和______的功能，为患者提供血液循环与呼吸支持。
是一种急救设备，用于治疗______衰竭的急危重症患者。
概念/测量
定义或描述（根据教材）
意义或应用
呼吸运动
肋骨间的肌肉和膈肌的收缩与舒张引起胸廓有节律地扩大和缩小，从而完成吸气和呼气。
实现肺与外界的气体交换。
肺活量
人尽力吸气后再尽力呼气所能呼出的气体总量。
反映肺的通气功能。体育锻炼可以提高肺活量。
呼吸频率
每分钟呼吸的次数。成人安静时大约16~18次/分。
反映呼吸的节奏。运动时会加快。
体外膜氧合器（ECMO）
俗称“人工肺”，可以暂时代替肺和心脏的功能，为患者提供血液循环与呼吸支持。
是一种急救设备，用于治疗心肺衰竭的急危重症患者。