Строение и функции органов дыхания. Этапы дыхания. Легочные объемы.

Строение и функции органов дыхания. Этапы дыхания. Легочные объемы.

Эпиграф урока: “Пока дышу, надеюсь”
(Dum spiro, spero)
Овидий – римский поэт

Цель урока: Создание условий для осознания и осмысления блока новой учебной информации (органы дыхательной системы человека) средствами критического мышления.

Задачи урока:

• Образовательные:
• дать понятие значения дыхания как процесса, необходимого для жизни
• изучить особенности строения органов дыхания в связи с их функциями;
• раскрыть сущность процесса дыхания, его значение в обмене веществ;
• выяснить механизмы голосообразования;
• Развивающие:
• продолжить формирование основ гигиены (правила гигиены дыхания);
• развивать у учащихся умение применять полученные знания в жизни;
• решать проблемные и интеллектуальные задачи.
• Воспитательные:
• воспитывать бережное отношение к своему организму, к своему здоровью, к здоровью окружающих;

Тип урока: изучение нового материала.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

II. Актуализация знаний

Ещё в древности дыхание считали первопричиной жизни. Поговорка “Это нам нужно как воздух” доказывает это. Люди заметили, что без воздуха человек гибнет через несколько минут, самое большее через 6 минут А сколько времени вы сможете не делать вдоха. На счёт 3 я засекаю время. Не прошло и минуты, а мы многое дали бы, чтобы сделать вдох.

Вопрос: Но для чего мы дышим? Какое значение для нас, как, впрочем, для любого живого организма, имеет дыхание? Дыхание – самая драгоценная и оберегаемая «ниточка», от которой зависит наше земное существование. Ребята, о чем пойдет речь сегодня на уроке? Верно о дыхании.

Через нос проходит в грудь

И обратно держит путь,

Он не видимый, и все же

Без него мы жить не можем.

(воздух, кислород)

Фронтальный опрос:

1) Для чего организму необходим кислород? (Кислород участвует в химических процессах расщепления сложных органических веществ, в результате которых выделяется энергия, необходимая для поддержания жизнедеятельности организма, его роста, движения, питания, размножения и т.д. 6 кл.)

2) Что называется дыханием? (Дыхание - это поступление в организм кислорода и выделение углекислого газа. 6 кл.)

3) Где образуется и накапливается энергия в клетке? (Митохондрии - органоиды, основной функцией которых является окисление органических соединений, сопровождающиеся высвобождением энергии. Эта энергия идет на синтез молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которая служит как бы универсальным клеточным аккумулятором.)

4) Как связаны обмен веществ и дыхание? (Дыхание - это часть обмена веществ, при которой происходит газообмен между организмом и внешней средой: кислород поступает в организм из внешней среды, а углекислый газ удаляется из организма. 8кл.)

5) Каково назначение органов дыхания? (Органы дыхания насыщают кровь кислородом и удаляют из крови углекислый газ. 6 кл)

6) Какие органы дыхания у животных вам известны? (Жабры, трахеи, легкие)

7) Зависят ли строение дыхательной системы от среды обитания животных?

8) Можно ли предположить, что дыхательная система человека и млекопитающих животных имеет схожее строение? Ответ обоснуйте.

9) Какое участие в дыхании принимает кровеносная система? (Кровь выполняет транспортную функцию.)

Еще древнеримский ученый Анаксимен, наблюдая за дыханием животных и человека, считал воздух условием и первопричиной жизни. Великий врач Древней Греции Гиппократ называл воздух «пастбищем жизни». Люди долго не знали, что для дыхания одного человека в герметически закрытом помещении требуется не менее 2 кубических метров воздуха на 1 час. Люди не раз гибли, находясь в наглухо закрытых помещениях. Так, в 1846 году на судне «Мери Сомс» погиб батальон солдат, укрывшихся в трюме во время шторма, хотя судно осталось абсолютно невредимым.

Учитель: А чтобы не попасть в такие ситуации, нам помогут знания, которые мы получим, изучив материал этого урока. Как много в жизни и состоянии человека связано с дыханием – и состав крови, и движение, и чувство, и ум!
– что вы понимаете под термином дыхание?

Основные термины:

Дыхание – это совокупность физиологических процесс, включающих газообмен между организмом и окружающей средой и сложную цепь биохимических реакций.

Органы дыхания – специализированные органы для газообмена между организмом и окружающей средой.

Значение дыхания:

1. Обеспечение организма кислородом и использование его в окислительно-восстановительных реакциях.

2. Образование и удаление из организма углекислого газа и некоторых конечных продуктов обмена веществ: паров воды, аммиака и др.

3. Окисление (распад) органических соединений с высвобождением энергии, необходимой для физиологических функций организма.

Сверь данные определения со слайдами, если допустил ошибки – исправь их, если совпали – засчитай себе балл в таблицу результатов.

Формула окисления: Органические вещества + кислород = углекислый газ + вода + энергия.

Вывод: Мы дышим ради получения энергии. Таким образом, кислород – основа жизнедеятельности организма.

Внимание! Энергия необходима для жизнедеятельности организма: вы слушаете, смотрите, пишите. Я говорю, двигаюсь – на всё затрачивается энергия.

 У водных животных (рыбы) имеется жаберный аппарат, являющийся производным карманов глотки. Жаберные щели развиваются у всех позвоночных, у наземных они существуют лишь в эмбриональном периоде. Многие рыбы дополнительно к жаберному дыханию имеют кишечное дыхание. При заглатывании воздуха кровеносные сосуды кишки всасывают кислород. К добавочным органам относится и плавательный пузырь, который сообщается с пищеводом. Легкие происходят от парных многокамерных плавательных пузырей, подобно таким, которые встречаются у двоякодышащих рыб. Эти пузыри, так же как легкие, снабжаются кровью 4 жаберными артериями. Таким образом, плавательный пузырь первоначально из дополнительного органа дыхания у водных животных превратился в основной орган дыхания у наземных.
Эволюция легких и заключается в том, что в простом пузыре возникают многочисленные перегородки и полости для увеличения сосудистой и эпителиальной поверхности, которая и контактирует с воздухом. Легкие обнаружены в 1974 г. у самой крупной рыбы Амазонки Арапаймы, являющейся строго легочнодышащей. Жаберное дыхание у нее только первые 9 дней жизни. У амфибий, пресмыкающихся легкие развиты еще плохо, так как имеют малое число альвеол. У амфибий кроме лёгких, кожа выполняет функцию добавочного органа дыхания.
У птиц легкие малорастяжимы и лежат на спинной части грудной полости, не покрытые плеврой. Бронхи сообщаются с воздушными мешками, находящимися под кожей. Во время полета птицы за счет сжатия воздушных мешков крыльями происходит автоматическая вентиляция легких и воздушных мешков. Существенным отличием легких птиц от легких млекопитающих является то, что воздухоносные пути птиц заканчиваются не слепо, как у млекопитающих, альвеолами, а анастомозирующими воздушными капиллярами.

У всех млекопитающих в легких дополнительно развиваются ветвления бронхов, сообщающихся с альвеолами. Только альвеолярные ходы представляют остаток легочной полости амфибий и пресмыкающихся. У млекопитающих, помимо образования долей и сегментов, в легких произошло обособление центрального дыхательного пути и альвеолярной части .Особенно значительно развиваются альвеолы. Например, площадь альвеол у кошки — 7 м, а у лошади — 500 м².

II. Строение органов дыхания

Учитель: Ребята, какие органы дыхания характерны для человека?

Вопрос: А зачем человеку нос? Украшение лица. Представить человека с двумя дырочками на ровном месте просто невозможно. «Без носа человек- чёрт знает что - птица не птица, гражданин не гражданин,- просто возьми да и вышвырни в окошко!..»-так писал о носе Николай Васильевич Гоголь. А если серьёзно? Для чего появился нос у человека разумного? Ведь у его предков - человекообразных обезьян- его не было.(Учащиеся просматривают видеофрагмент о значение носовой полости. – слайд 12)

Сообщение 3. Сказанное подтверждается опытом. Кролику ввели в носовую полость трубочку, воздух не соприкасался со слизью. Через несколько суток кролик погиб из-за обильного проникновения бактерий в легкие. Другой кролик, который дышал нормально, остался здоровым благодаря действию защитных сил носовой полости. В дыхательных путях воздух подвергается основательной обработке. Он очищается от пыли, обеззараживается носовой слизью, «омывается в паровой бане носовых раковин, обнюхивается ищейками обонятельной станции, поливается душем в области миндалин, обследуется рефлексными чиновниками» – так образно писал немецкий ученый Ф. Кан о тех процессах, которые происходят в начале дыхательных путей. Знаете ли вы, что: – к моменту рождения носовая полость ребенка недоразвита, имеет узкие носовые отверстия; объем носовой полости с возрастом увеличивается в 2,5 раза;
– ротовое дыхание вызывает деформацию грудной клетки, ухудшение слуха, нарушение нормального положения носовой перегородки и формы нижней челюсти;
– в течение жизни носовая полость задерживает до 5 кг пыли.

Вывод: в носовой полости воздух обеззараживается, обогревается (с помощью кровеносных сосудов) + очищается от пыли и увлажняется (слайд 11).

2. Строение гортани Куда же поступает воздух дальше? Из носовой полости согретый, увлажненный, очищенный воздух поступает через носоглотку в гортань. Она имеет вид воронки, стенки которой образованы несколькими хрящами. Самый крупный из них - щитовидный хрящ, он защищает гортань спереди. Хрящевой надгортанник при глотании пищи закрывает вход в гортань.

Задание. Попробуйте нащупать щитовидный хрящ и сделать глотательное движение. Что происходит с щитовидным хрящом? Что вы чувствуете? (хрящ уходит вверх, а затем снова возвращается на прежнее место, при этом движении надгортанник закрывает вход в гортань, и по нему как по мосту, движется слюна или пищевой комок в пищевод

Что еще есть в гортани? Почему гортань называют «самым прекрасным музыкальным инструментом»?

В узкой части гортани находятся 2 пары голосовых связок. Нижняя пара участвует в голосообразовании. Спереди связки прикрепляются к щитовидному хрящу, а сзади – к правому и левому черпаловидным хрящам. При движении черпаловидных хрящей связки могут сближаться и натягиваться.(учащиеся работают с рисунками учебника и информационной карты, формулируют выводы). При спокойном дыхании связки разведены. При усиленном они разводятся ещё шире, чтобы не мешать движению воздуха. При разговоре связки смыкаются, оставляя лишь узкую щель. При прохождении воздуха через щель края связок вибрируют и издают звук. Крик вредит голосовым связкам. Они напрягаются, трутся друг о друга. У мужчин длина голосовых связок 20–24 мм, у женщин – 18-20 мм. Чем длиннее и толще голосовые связки, тем голос ниже. Голоса девочек и мальчиков практически не различаются, только у мальчиков в подростковом возрасте начинают меняться – ломаться (из-за неравномерного роста хрящей и связок). Чем сильнее колеблются голосовые связки, тем голос громче. Но, оказывается, колебаний голосовых связок недостаточно. Для возникновения членораздельной речи необходимы определённые позиции языка, зубов, губ. Рот и носовая полость усиливают звук, обогащают его различными оттенками. В мозге существуют специальные центры речи. Они согласовывают работу мышц речевого аппарата и связаны с процессами сознания и мышления. Процесс образования речи называется артикуляцией и формируется у маленьких детей до 5-и лет.

Вопрос: Звуки речи возникают при вдохе или при выдохе? Ответ: При выдохе. Учитель: Проверяем таблицу). Особенности строения и функции гортани.

Вывод. Функции гортани: Обеспечивает прохождение воздуха, образование звуков речи.

Из гортани воздух попадает в трахею

Трахея, что в переводе с греческого буквально означает «шероховатое дыхательное горло» или «большая артерия». Древние анатомы, таким образом, приписывали этим органам одинаковые функции. Она покрыта маленькими ресничками, которые быстро – быстро, пятьсот раз в минуту, трепещут и постепенно выталкивают прорвавшуюся сюда, через все барьеры пыль. Без этих мерцательных ресничек в наших легких за всю жизнь скопилось бы полведра пыли! Длина трахеи 15см. Трахея – широкая трубка, которая состоит из 16-20 хрящевых полуколец и поэтому всегда открыта для поступления воздуха. Трахея расположена спереди от пищевода. Её мягкая сторона обращена к пищеводу. При прохождении пищи пищевод расширяется, и мягкая стенка трахеи не мешает этому. Внутренняя стенка трахеи покрыта мерцательным эпителием, который выводит пылевые частицы из лёгких. В нижней части трахея делится на 2 бронха: бронхи имеют хрящевые кольца. Они входят в правое и левое лёгкое.

 Переходим к следующему органу – легкие).

Легкие – парные органы, расположенные в грудной полости. Снаружи они покрыты плотной серозной оболочкой – плеврой, покрывающей внутреннюю поверхность грудной полости (пристеночная плевра), а затем переходит на легкое (легочная плевра). Между пристеночной и легочной плеврой имеется щель – плевральная полость, которая заполнена плевральной жидкостью, снижающей трение легких о стенки грудной полости при дыхании. Каждое легкое разделяется глубокими бороздами на доли: правое - на три (верхнюю, среднюю и нижнюю), левое – на две (верхнюю и нижнюю). Каждая доля состоит из сегментов – это участок легочной ткани, имеющий сосуды и нервные волокна. В каждом легком насчитывается 10 сегментов. Функциональной единицей легкого является ацинус – это система разветвлений одной концевой бронхиолы, которая делится на 14-16 дыхательных бронхиол, образующих до 1500 альвеолярных ходов, несущих на себе до 20000 альвеол. В обоих легких содержится до 700 миллионов альвеол. Общая их поверхность 120 кв.м. Снаружи альвеолы оплетены густой сетью кровеносных капилляров. Снижение сил поверхностного натяжения альвеол и повышение эластичности легочной ткани способствует вещество сурфактант, который предотвращает спадение альвеол. Значение сурфактанта неограничивается только снижением сил поверхностного натяжения в альвеолах. Он также играет существенную роль в системе легочной защиты. Клеточный компонент сурфактантной системы лег­ких представлен двумя типами клеток: первый — пневмоциты II типа, которые синтезируют и секретируют на поверхность альвеол липиды и белки, входящие в со­став сурфактанта, а также участвуют в обновлении по­верхностно-активной выстилки путем ее обратного за­хвата, ресинтеза и ресекреции; второй — альвеолярные макрофаги, которые участвуют в удалении и утилиза­ции «отработанного» сурфактанта

Этапы дыхания и легочные объемы.

Мы почти никогда не задумываемся над тем, как мы дышим, хотя за сутки делаем не менее 20 тысяч вдохов и выдохов.

Газообмен в легких:

По артериям малого круга кровообращения в лёгкие поступает венозная кровь, которая обогащается здесь кислородом и становится артериальной.

Одновременно венозная кровь освобождается от углекислого газа, который проникает в лёгочные пузырьки и во время выдоха выводится из организма. Этот процесс осуществляется с помощью диффузии. Её сущность состоит в том, что молекулы любого газа, если их концентрация велика, стремятся через оболочку проникнуть туда, где их мало. Диффузия продолжается до тех пор, пока концентрация молекул по обе стороны оболочки не станет одинаковой.

Газообмен в тканях:

Далее уже артериальная кровь по сосудам большого круга кровообращения движется по направлению к органам тела и обогащает их ткани кислородом.

Кислород необходим для процессов жизнедеятельности клетки. При этом образуется углекислый газ, поступающий из клеток тканей в кровь, в результате чего кровь из артериальной становится венозной.

Механизм вдоха и выдоха

Лёгкие находятся в герметически замкнутой плевральной полости, в которой поддерживается пониженное давление. В спокойном состоянии человек совершает 16 – 20 дыхательных движений в 1 минуту. При таком темпе дыхания вдох осуществляется за счет сокращения межрёберных мышц и мышц диафрагмы. Сокращаясь, диафрагма оттесняет органы брюшной полости вниз, межрёберные мышцы поднимают рёбра, объём грудной и плевральной полости увеличивается. Давление в плевральной полости понижается. Это вызывает расширение лёгкого, лёгочных пузырьков и бронхов. Давление в них становится ниже атмосферного. Воздух засасывается в лёгкие через воздухоносные пути. Таким образом плевральные полости работают как насосы, обеспечивая поступление в лёгкие необходимого количества воздуха.

Выдох в спокойном состоянии осуществляется пассивно. Под действием собственной тяжести рёбра опускаются, мышцы диафрагмы расслабляются, она принимает первоначальное положение, грудная полость уменьшается до обычных размеров. Лёгочные пузырьки и бронхи уменьшаются в объёме за счет сокращения эластичных стенок и выталкивают наружу находящийся в них воздух. Усиленный выдох обеспечивается сокращением мышц брюшной стенки и туловища. Это позволяет удалить из лёгких воздух, поступивший в них во время глубокого вдоха.

Легочные объемы.

Глубина дыхания определяется объемом вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. В спокойном состоянии к легким во время вдоха поступает около 0,5 л воздуха и столько же выходит наружу при выдохе – это дыхательный объем воздуха. После спокойного вдоха при максимальном усилии можно вдохнуть еще около 1,5 л воздуха – это дополнительный объем воздуха, а при наиболее глубоком выдохе можно выдохнуть еще 1,5 л - это резервный объем воздуха. Дыхательный, дополнительный и резервный объемы воздуха составляют ЖЕЛ.

Таким образом, ЖЕЛ – наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после наиболее глубокого вдоха. Она зависит от возраста, пола, развития дыхательных мышц, которые особенно развиты у людей, занимающихся разными видами спорта. ЖЕЛ – один из основных показателей физического развития человека.

Ее показатели колеблются от 3,5 л – 4,8 л у мужчин и 3,0 – 3,5 л у женщин. У физически тренированных людей она может достигать 6,0 – 7,0 л. ЖЕЛ определяют с помощью спирометра.

Минутный объем дыхания – это количество воздуха, который человек вдыхает и выдыхает за одну минуту. МОД= ЧД*ДО=16*0,5 л= 8л/мин

ЧД – частота дыхания (в покое 16-20 в 1 мин.)

ДО – дыхательный объем (0,5 л)

Даже при самом глубоком выдохе человек не может выдохнуть весь воздух из легких. Объем воздуха, который остается в легких после максимального выхода – это остаточный объем, его величина – 1 – 1,5 л. ЖЕЛ вместе с остаточным объмом составляют общую емкость легких.

Закрепление

1. В информационной карте найди ошибки в тексте и исправь их (слайд 25).

1. Жизнедеятельность организма возможна лишь при поступлении в его клетки кислорода и удалении углекислого газа.
2. В носовой полости воздух очищается, нагревается и увлажняется.
3. В гортани находятся голосовые связки, участвующие в голосообразовании. Звуки речи формируются в ротовой и носовой полости.
4. Газообмен происходит в альвеолах лёгких.

Домашнее задание

Параграф 28-29