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初中一年级生物

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    下表为人体吸入气体和呼出气体成分含量(%)比较;为了探究人体呼出气体中二氧化碳体积分数的变化,某同学做了实验,结果如图甲所示:人体内的气体可通过血液循环运输到组织细胞,血液和组织细胞间的气体交换如图乙。请分析回答:


    (1)阅读上表可知,吸入气体中_______含量比呼出气体中的高。
    (2)观察图甲推断,通入的气体为人体呼出气体的试管是________。
    (3)分析图乙得出,经过组织里的气体交换后,血液中含量明显增多的气体是_______。
    (4)肺活量是人体呼吸功能的重要指标,肺活量的大小因人而异,如成人的肺活量大于儿童,运动员的肺活量大于普通人。由此分析,正常情况下,提高肺活量的有效途径是_______                              
    本题信息:2012年湖南省同步题生物读图填空题难度较难 来源:杨瑞娟(初中生物)
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本试题 “下表为人体吸入气体和呼出气体成分含量(%)比较;为了探究人体呼出气体中二氧化碳体积分数的变化,某同学做了实验,结果如图甲所示:人体内的气体可通过血液...” 主要考查您对

肺与外界的气体交换

胸围差

肺泡与血液的气体交换

科学研究方法

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  • 肺与外界的气体交换
  • 胸围差
  • 肺泡与血液的气体交换
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肺:
肺位于胸腔内,左右各一个,共五叶,左二右二,是呼吸系统的主要器官,也是气体变换的场所。

肺的结构:
支气管入肺后反复分支,愈分愈细,形成许多树枝状的分支,这甚分支的结构与气管相似,但随其管径变小,管壁变薄,软骨环逐渐变小,平滑肌则相对地逐渐增加。分支到细支气管口(口径在1毫米以下的小管)时,管壁的软骨环消失,管壁几乎全部由平滑肌构成,它的收缩和舒张影响着细支气管口径的大小。从而控制进出肺内的气体量。细支气管再分支到呼吸性细支气管时,其管壁的某些部位向外突出,形成肺泡。因此,肺内含有大量的肺泡.

肺适于气体交换的特点:
①肺泡数量多,肺泡外包绕着许多毛细血管和弹性纤维。
③肺泡壁和毛细血管壁均只由一层上皮细胞构成,有利于肺泡和血液进行气体交换。


发生在肺里的气体交换:
肺的通气:
     肺与外界进行气体交换的过程,就是肺的通气。肺的通气是通过呼吸运动实现的。胸廓有节律地扩大和缩小叫作呼吸运动。呼吸运动包括呼气和吸气两个过程(平静呼吸),其动力来自于呼吸肌。与呼吸有关的肌肉叫呼吸肌。呼吸肌主要指的是肋骨间肌肉(肋间肌)和膈肌,肋问肌又包括肋间外肌和肋间内肌。胸廓横向地扩张和收缩,是肋间肌和膈肌收缩和舒张的结果。
    下面以人平静状态下的呼吸为例,来说明呼吸运动的过程和原理。
     吸气时,肋间外肌收缩,肋骨上提,胸骨向上、向外移动,使胸廓的前后径和左右径都增大;同时,膈肌收缩,膈顶部下降,使胸廓的上下径增大。这时,胸廓扩大,肺随着扩张,肺的容积增大,肺内气压下降,外界空气就通过呼吸道进入肺,完成吸气动作。
     呼气时,肋间外肌舒张,肋骨因重力作用而下降,胸骨向下、向内移动,使胸廓的前后径和左右径都缩小:同时,膈肌舒张,厢顶部回升,使胸廓的上下径缩小。这时,胸廓缩小,肺跟着回缩,肺的容积缩小,肺内气压升高,迫使肺泡内的部分气体通过呼吸道排到体外,完成呼气动作。

特别提醒:①无论是吸气还是呼气,在结束的一瞬间,肺内气压都等于外界气压。 ②平静呼吸时,吸气是主动的,呼气是被动的。深呼吸时,吸气和呼气都是主动的。深呼吸时除了胸部肌肉参与活动外,腹部的肌肉也参与了活动。


4. 呼吸的全过程:
   人体呼吸是指人体与外界进行气体交换的过程,它包括互相联系的4个环节,其中肺的通气是通过呼吸运动实现的,肺泡与血液之的气体交换、血液与组织细胞之间的气体交换都是通过气体扩散作用实现的,气体存血液中的运输是通过血液循环实现的。

特别提醒:外界空气中的氧气必须经过4个连续过程才能到达组织细胞,而人体排出的二氧化碳是由全身的组织细胞产生的。


呼吸运动的过程以流程图的形式可简化表示如下:

呼吸的意义:
   人体通过呼吸,外界的氧气进入组织细胞,组织细胞利用氧气分解细胞内的有机物,产生二氧化碳和水,同时释放能量,即有机物+氧→二氧化碳+水+能量。能量供给人体进行各项生理活动以及维持体温等,产生的二氧化碳则通过呼吸排到体外。
胸围差:
指尽力吸气终了时的胸围长度与尽力呼气终了时的胸围长度的差。胸围差也能反映肺的呼吸功能。一般胸围差较大的人,肺活量也较大。
与呼吸有关的几个概念:
(1)呼吸频率:指单位时间(通常用分钟为单位)内呼吸的次数。成年人在平静状态下的呼吸频率为16一18次/分。
(2)肺活量:指在尽力吸气后再尽力呼气所能呼出的气体量。它反映了肺在一次呼吸运动中最大的通气能力。肺活量的大小与年龄、性别、健康状况等因素有关。成年人肺活量大约是2500~4000毫升。
气体交换原理:
    气体总是由多的地方向少的地方扩散,即总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散,直到平衡为止。气体的浓度与压强有关,浓度高,压强就大;浓度低,压强就小。因此也可以说,气体是由压强高的地方向压强低的地方扩散的。气体在肺泡和组织内的交换,都是通过这种扩散作用实现的。

肺泡与血液之间的气体交换:
  当空气中的氧气进入肺泡时,肺泡内的氧气比血液中的多,故氧气由肺泡进入血液;而血液中的二氧化碳比肺泡中的多,故二氧化碳由血液进入肺泡。

肺泡与血液进行气体交换后,肺泡中的二氧化碳通过呼气排到体外,进入血液的氧气随着血液循环不输送到全身各处的组织细胞里被利用。

组织细胞与血液之间的气体交换:(组织里的气体交换)
     人体内的气体交换包括肺泡内的气体交换和组织里的气体交换两个过程。组织里的气体交换同样遵循气体扩散原理,也是通过扩散作用实现的,由于组织细胞里氧气的含量比血液中的少,而二氧化碳的含量比血液中的多,因此,动脉血流经各组织处的毛细血管时,血液中的氧气与血红蛋白分离,再扩散到组织细胞里,同时,组织细胞里的二氧化碳扩散到血液中。经过这样的气体交换,流经组织的动脉血就变成了含氧气较少的静脉血。




科学探究的定义:
科学探究是指为了能积极主动地获取生物科学知识,领悟科学研究方法而进行的各种活动。通俗地说,就是让我们自己去发现问题.主动去寻找答案,而不是被动地接受知识。科学探究重在探索的过程,而不是只注重答案本身。
科学探究的过程:
科学探究过程 基本要求
提出问题 ①从生活、实践,学习中发现问题;②表述这些问题;③根据已知科学知识揭示矛盾
作出假设  ①根据已知科学知识对问题提出假设;②判断假设的可检验性
制定计划 ①拟定计划;⑦根据拟定的计划,列出所需材料和用具;③选出控制变量;④设计对照组
实施计划 ①采用多种途径实施计划;②记录现象、数据;③评价现象,数据的可靠性
得出结论 ①描述现象;⑦处理数据;③分析得出结沦
表达和交流  ①撰写探究报告;②交流探究过程和结论并完善

探究实验遵循的一般原则:单一变量原则和对照原则
①单一变量原则:控制其他因素不变,只改变其中一个因素(要研究的因素),观察其对实验结果的影响。遵循单一变量原则,既便于对实验结果进行科学的分析.又能增强实验结果的可信度和说服力。
②列照原则:通常一个实验分为实验组和对照组。实验组是接受实验变量处理的对象组。对照组,也称控制组,对实验而言,是不接受实验变量处理的对照组。从理论上说,由于无关变量对实验组与对照组的影响是相等的,故实验组与对照组两者的差异。则可认定为是来自实验变量的效果,这样的实验结果是可信的。按对照实验的内容和形式上的不同.通常可分为:空白对照、自身对照、相互对照和条件对照。

探究实验设计的思路:操纵实验变量,控制实验变量,捕获反应变量
①实验变量(自变量):实验中由实验者操纵的因素或条件。例如:温度(60℃、沸水、冰块)等。
②反应变量(因变量):由实验变量而引起的变化结果。例如:淀粉遇碘后的变蓝现象。
③无关变量:实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。例如:试管的洁净程度、实验的时间长短等。
③额外变量:由无关变量引起的变化结果。

特别提醒:
①并不是所有的问题通过一次探究就能得到正确的结论。有时,由于探究的方法不够完善,也可能得出错误的结论。因此,在得出结论后,还需对整个探究过程进行反思。
②在科学探究中要坚持实事求是的科学态度,既要以一定的科学知识为基础,又不能被原有的知识所束缚。当科学探完的结论与原有的知识发生矛盾时,应大胆地修正原有的知识。

 科学探究的基本方法:
①观察法
观察法是科学探究的一种基本方法。生物科学的很多重大发现或发明都源于细致的观察。观察法就是在自然状态下,研究者按照一定的目的和计划。用自己的感观外加辅助工具,对客观事物进行系统地感知和描述,以发现和验证科学结论。
a. 观察的类型
b.科学观察的特点:
第一.要有明确的目的。
第二.要掌握正确的观察方法,即从宏观到微观、从整体到局部。
第三.观察时要全面,细致和实事求是。
第四.  及时做好观察记录。
②调查法
调查是科学探究常用的方法之一,是了解生物种类、生存环境和外部形态等常用的研究方法。调查者以正确的理论与思想作指导,通过访谈、问卷、测验等手段.有计划地,广泛了解.掌握相关资料.在此基础上进行分析、综合、得出结论。
科学调查的步骤:明确调在的目的和调查对象一制订合理有序的调查方案→实施实验调查方案。并如实做好记录→对调查情况和结果进行整理和分析→写出调查报告。
生物调查活动的注意事项:调查是一项科学工作。对于所看到的生物,你不管是否喜欢它,都要认真观察,如实记录;不要损伤植物和伤害动物,不要破坏其生活环境;注意安全,集体行动。
③实验法
生物学是在实验的基础上建立和发展起来的一门自然科学。利用实验的方法进行科学探究是现代生物学的重要方法。实验法就是利用特定的器具和材料,通过有目的、有步骤的实验操作和观察,记录、分析,发现或验证科学结论。
④测量法(略)
规律总结:
①科学探究是认知的主要途径、方法和过程,适用于自然科学和社会科学。
②认知生物的形态、行为的方法主要是观察法。
④认知生物的结构、生理的方法主要是实验法。
④认知未知且周围不存在的生物的方法主要是文献法。

细胞结构不等于严整结构:
     严整结构是指生物结构的完整性和严格有序性。有的同学认为病毒没有细胞结构,也就没有严整的结构,这是不对的.因为:①病毒也是生物,生物都具有严整的结构;(②病毒几乎都是由蛋白质和一种核酸(DNA和RNA)构成的。在病毒中蛋白质总是构成外壳,核酸位于外壳包围围的核心,因而核酸受到蛋白质的保护。研究表明,将病毒的两大成分分离开,用单纯的核酸去感染寄主,感染的能力下降,这说明病毒的结构也是完整有序的。总之,严整的结构是所有生物的结构特征。

辨析生物各种基本特征之间的关系:
除病毒外生物都是由细胞构成的。细胞是生物进行生命活动的结构基础,是生物进行新陈代谢前基本场所。新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础。应激性、生长和繁殖都是在新陈代谢的基础上表现出来的,生物通过应激性来适应周围环境,生长发育和繁殖使生物物种得以延续。

应激性,反射和适应性的区别:
     应激性是指一切生物在生长发育的过稃中,对外界各种刺激所发生的反应,它是牛物的基本特征之一,生物体对刺激发生反应是需要定的结构来完成的,单细胞动物通过原生质来完成。而多细胞动物则主要通过神经系统来完成,对后者而言,通过神经系统对各种刺激发生的反应称为反射。可见,反射是应激性的一种表现,但它所包含的范围较窄,只有高等动物和人类才具有。植物虽然没有反射活动,但仍具有应激性,如茎的向光件、根的向地性等。
    适应性也是生物的基本特征之一,它是指生物体与环境相适应的现象。例如,肉食动物有锐利的牙齿、尖锐的爪、盲肠退化等适应性特征。适应性的形成是生物体在一定环境条件下产生的有利变异经过长期的自然选择,并通过遗传逐代定向积累而来的。牛物体所表现出的适应特征,如保护色、拟态,警戒色等,都是通过遗传传递给子代,并非是生物体接受某种刺激后才产生的,这点与应激性是不同的。


对生物进行归类是生物学中常用的一种方法。归类有以下几种不同依据:
(1)根据生物的形态结构特点归类,生物可分为植物、动物和其他生物三大类。
(2)根据生物的生活环境,可分为陆生生物和水生生物。
(3)根据生物的用途,可分为家禽、家畜、宠物、作物等。
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