Регуляция дыхания — (ответы)
Работа 88. Гуморальная регуляция дыхания.
Измерьте время максимальной задержки дыхания после глубокого вдоха 21 с, после глубокого выдоха 15 с.
Ответьте на вопросы.
1. При задержке дыхания на глубоком выдохе или выдохе легкие могли принять больше СО2 из крови?
При вдохе.
2. В каком случае накопление СО2 в крови шло быстрее?
На входе.
3. Каким будет характер дыхания после его непроизвольной задержки?
Глубина — высокой, частота — низкой.
Вывод. Накопление углекислого газа в крови вызывает усиление дыхания, что позволяет вывести углекислый газ из легких и обогатить альвеолярный воздух кислородом.
Работа 89. Заполните таблицу.
Рефлекс Место положения рецепторов Нервный центр (отдел мозга) Исполнительные органы Чихание — форсированный воздух через нос стенка носовой полости продолговатый мозг мышцы выдоха, диафрагма, голосовые связки Кашель раздражение бронхов, гортани, плевры, трахеи продолговатый мозг мышцы выдоха, диафрагма, голосовые связки Задержка дыхания при входе в холодную воду кожа продолговатый мозг легкие
Работа 90. Прочитайте статью «Рефлекторная регуляция дыхания» и подсчитатйте число дыхательных движений, совершаемых в состоянии покоя. При очередном вдохе ставьте черточки в течение одной минуты, 60 с разделите на число дыхательных движений в минуту. Так вы узнаете, через скоько секунд дыхательные центры продолговатого мозга посылают возбуждение к мышцам вдоха. Сознательная регуляция дыхания может это число изменить, поэтому старайтесь не нарушать естесственный ход событий. Результаты пробы запишите.
17 вдохов и выдохов в минуту.
Работа 88.
Гуморальная регуляция дыхания. Измерьте время максимальной задержки дыхания после глубокого вдоха 21 с, после глубокого выдоха 15 с. Ответьте на вопросы.
1. При задержке дыхания на глубоком выдохе или выдохе легкие могли принять больше СО2 из крови?
При вдохе.
2. В каком случае накопление СО2 в крови шло быстрее?
На входе.
3. Каким будет характер дыхания после его непроизвольной задержки?
Глубина — высокой, частота — низкой.
Вывод. Накопление углекислого газа в крови вызывает усиление дыхания, что позволяет вывести углекислый газ из легких и обогатить альвеолярный воздух кислородом.
Работа 89. Заполните таблицу.
Работа 90.
Прочитайте статью «Рефлекторная регуляция дыхания» и подсчитатйте число дыхательных движений, совершаемых в состоянии покоя. При очередном вдохе ставьте черточки в течение одной минуты, 60 с разделите на число дыхательных движений в минуту. Так вы узнаете, через скоько секунд дыхательные центры продолговатого мозга посылают возбуждение к мышцам вдоха. Сознательная регуляция дыхания может это число изменить, поэтому старайтесь не нарушать естесственный ход событий. Результаты пробы запишите.
17 вдохов и выдохов в минуту.
Сохраните или поделитесь с одноклассниками:
Ао «медицинский университет астана»
Факультет общей медицины, фармации и стоматологии
Кафедра нормальной физиологии
Методические рекомендации к практическим занятиям
по дисциплине Физиология-2для
специальности051301 «Общая медицина»
Раздел: Дыхательная система
Практическое занятие: № 1
Тема:Нервная и гуморальная
регуляция дыхания. Изучение параметров
внешнего дыхания при физической нагрузке.
Курс: 3
Факультет: Общая медицина
Составители:
Хамчиев К.М.
Коппель Т.А.
Астана- 2014г.
1.Тема: Нервная и гуморальная регуляция
дыхания. Изучение параметров внешнего
дыхания при физической нагрузке.
2. Цель:Формирование у студентов
знаний об основных закономерностях
процессов газообмена у здорового
человека, механизмов его регуляции для
понимания важнейших принципов и путей
компенсации функциональных расстройств
работы дыхательной системы.
3. Задачи обучения: научить понимать
физиологические процессы, регулирующие
газзобменную функцию дыхания, понимать
основные механизмы первого вдоха
новорожденного, привить навыки
исследования функций дыхания при
различных условиях.
4. Основные вопросы темы:
-
Регуляция
дыхания.
Структуры
ЦНС, обеспечивающие дыхательную
периодику. -
Механорецепторы легких, их значение
в саморегуляции частоты и глубины
дыхания. Рефлексы Геринга и Брейера. -
Гуморальная регуляция. Опыт Фредерика.
-
Значение
гипоталамуса, лимбической системы и
коры больших полушарий в
регуляции
дыхания. -
Условно-рефлекторная и произвольная
регуляция дыхания. -
Влияние
на частоту и глубину дыхания газового
состава и рН артериальной крови.
Центральные и
периферические хеморецепторы, их
значение в обеспечении
газового гомеостаза. -
Изменение
вентиляции легких при гиперкапнии
и гипоксии. -
Дыхание
при физической работе, при повышенном
и пониженном барометрическом
давлении. -
Защитные
дыхательные рефлексы. -
Функциональная
система поддерживающая
постоянство газового состава крови. -
Первый
вдох новорожденного ребенка. -
Особенности регуляции дыхания у детей
5.Методы
обучения и преподавания:Выполнение
практических работ: спирография при
физической нагрузке, повышенном и
пониженном содержании СО2. Решение
ситуационных задач и тестовых заданий
по системе дыхания. Работа в малых
группах, обсуждение результатов
исследования, оформление протоколов.
Практическая работа №1. Влияние некоторых факторов на регуляцию дыхания (наблюдение на человеке).
Цель работы:пользуясь методом
пневмографии, изучить влияние, па частоту
и глубину дыхания некоторых рефлекторных
и гуморальных факторов, а также процессов
координации в центральном нервной
системе.
Методика:
1. Защитные рефлексы на дыхание:
а)
укрепить на грудной клетке испытуемого
манжетку пневмографа, заполнить её
воздухом и соединить ёе с капсулой
Марея. Писчик капсулы установить так,
чтобы он касался поверхности кимографа.
Записать дыхательные движения при
медленном вращении барабана кимографа;
б)
испытуемому взять в рот воду и, не глотая
ее, продолжать нормально дышать. Затем
проглотить воду во время вдоха. Изменилось
ли дыхание и почему? Повторить опыт,
проглотив воду во время выдоха;
в)
Во время записи дыхательных движений
поднести неожиданно к носу испытуемого
ватку, смоченную раствором аммиака, и
подержать её 2-3 с. Происходит задержка
дыхания. Почему?
2. Влияние повышенного и пониженного
содержания СО2на дыхание:
а) во время записи дыхательных движений
после глубокого вдоха задержать дыхание
насколько возможно. Как изменится
дыхание после задержки, и почему?;
б) испытуемому произвести очень глубокое
дыхание (гипервентиляцию), дыхание
записать. Гипервентиляцию производить
в течение 1 мин., затем ее прекратить и
записать дыхание после гипервентиляции.
Как оно изменилось? Обычно, через
несколько секунд наступает остановка
дыхания;
в) отсоединить капсулу Марея от пневмографа
и произнести бег на месте в течение 1
мин. Быстро восстановить связи испытуемого
с капсулой Марея и записать дыхание.
Изменилось ли оно?
3. Влияние на характер дыхания процессов
координации двигательные актов:
а) записать дыхание испытуемого, дав
ему задание вдеть нитку в ушко иголки.
Как изменится дыхание?;
б) записать дыхание при ритмическом
разговоре (чтение стихов).
Оформить результаты работы и выводы.
При оформлении результатов работы
необходимо схематически отобразить
возможные изменения характера дыхания
(графики). В выводах следует объяснить
наблюдаемые изменения дыхания.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Страница 204
Содержание
- Практическая работа
Практическая работа
Тема: Функциональная проба с максимальной задержкой дыхания до и после нагрузки.
Цель: определить максимальное время задержки дыхания до и после нагрузки
Ход работы
1. В положении сидя задержать дыхание на максимальный срок на спокойном выдохе и включить секундомер. Выключить секундомер в момент восстановления дыхания и записать результат.
2. Отдохнуть 5 минут. Встать и сделать 20 приседаний за 30 секунд. Задержать дыхание на выдохе, включить секундомер и сесть на стул. Измерить время максимальной задержки дыхания после работы. Записать результаты. Вычислить процентное отношение результатов второго опыта к результатам первого.
3. Отдохнуть 2 минуты, после чего повторить первую пробу. Записать результаты. Сравнить полученные данные с таблицей 6.
| Проба | Время задержки дыхания, с | % от первой фазы |
|---|---|---|
| До приседаний | 39 | 100 |
| После приседаний | 20 | 51% |
| После отдыха | 33 | 85 % |
Вывод: сравнив полученные данные с представленными в таблице, мы установили, что организм относится к категории «здоровые нетренированные».
- Авторы
- Файлы
Чеснокова Н.П
1
Брилль Г.Е.
1
Моррисон В.В.
1
Понукалина Е.В.
1
Полутова Н.В.
1
1 ФГБОУ ВО «Саратовский Государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России»
3.1 Нервная регуляция дыхания
Дыхательный центр представляет собой совокупность нейронов продолговатого мозга, обладающих ритмической активностью и определяющих ритм дыхательных движений. Бульбарный дыхательный центр выполняет две основные функции:
1) регуляцию двигательной активности дыхательных мышц (двигательная функция);
2) гомеостатическую, связанную с изменением характера дыхания при сдвигах газового состава и кислотно-основного равновесия в крови и тканях.
Двигательная функция дыхательного центра заключается в генерации дыхательного ритма и его паттерна (длительности вдоха, выдоха, величины дыхательного объема).
Нейроны дыхательного центра расположены в дорсомедиальной и вентролатеральной областях продолговатого мозга, образуя так называемую дорсальную и вентральную дыхательные группы. В указанных дыхательных группах расположены следующие виды нейронов:
1) ранние инспираторные, максимальная частота разряда которых приходится на начало инспирации;
2) поздние инспираторные нейроны, максимальная частота разряда – в конце инспирации;
3) полные инспираторные нейроны, характеризующиеся постоянной активностью в течение фазы вдоха;
4) постинспираторные нейроны, максимальный разряд которых обнаруживается в течение выдоха;
5)экспираторные нейроны, активность которых возрастает во второй части выдоха;
6) преинспираторные нейроны, максимальный пик активности проявляют перед началом вдоха.
В структурах бульбарного дыхательного центра различают так называемые респираторно-связанные нейроны, активность которых совпадает с ритмом дыхания, но они не иннервируют дыхательные мышцы, а обеспечивают иннервацию верхних дыхательных путей.
В соответствии с локализацией нейронов бульбарного дыхательного центра, различают дорсальную дыхательную группу (ДДГ) и вентральную дыхательную группу (ВДГ). Нейроны дорсальной дыхательной группы получают афферентные сигналы от легочных рецепторов растяжения по волокнам n. Vagus. Только часть инспираторных нейронов дорсальной группы дыхательного центра связана аксонами с дыхательными мотонейронами спинного мозга, преимущественно с контрлатеральной стороной.
Вентральная дыхательная группа расположена латеральнее обоюдного ядра продолговатого мозга, подразделяется на ростральную и каудальную части. Причем, ростральная часть вентральной дыхательной группы представлена ранними, поздними, полными инспираторными и постинспираторными нейронами.
Дорсальная и вентральная группы нейронов в правой и левой половинах продолговотого мозга взаимосвязаны как в пределах одной половины, так и с нейронами противоположной стороны. В синхронизации деятельности контрлатеральных нейронов бульбарного дыхательного центра участвуют проприобульбарные нейроны и экспираторные нейроны комплекса Бетцингера.
Касаясь функциональных особенностей отдельных нейронов бульбарного дыхательного центра, следует отметить, что ранние инспираторные нейроны (активируются в момент вдоха) называют еще проприобульбарными, так как не направляют свои аксоны за пределы дыхательного центра продолговатого мозга и контактируют только с другими типами дыхательных нейронов. Часть полных и поздних инспираторных нейронов направляет свои аксоны к дыхательным мотонейронам спинного мозга. Все экспираторные нейроны каудальной части вентральной дыхательной группы направляют аксоны в спинной мозг. При этом 40% экспираторных нейронов иннервируют внутренние межреберные мышцы, а 60% — мышцы брюшной стенки.
Таким образом, нейроны бульбарного дыхательного центра в зависимости от их значимости в регуляции внешнего дыхания разделяют на три группы:
1) нейроны, иннервирующие мышцы верхних дыхательных путей и регулирующие поток воздуха в дыхательных путях;
2) нейроны, синаптически связанные с мотонейронами спинного мозга и регулирующие активность мышц вдоха и выдоха;
3) проприобульбарные нейроны, участвующие в генерации дыхательного ритма, аксоны которых обеспечивают связь только с нейронами продолговатого мозга.
Подобно многим физиологическим системам контроля, система управления дыханием организована как контур отрицательной обратной связи.
Афферентация с различных рецепторных зон интегрируется в бульбарном дыхательном центре. Последний, в свою очередь, генерирует импульсацию к мотонейронам спинального отдела дыхательного центра, регулирующего сократительную активность дыхательной мускулатуры.
Важная роль в регуляции внешнего дыхания отводится центрам варолиева моста, в частности, пневмотаксическому центру. Последний включает медиальное, парабрахиальное ядро и ядро Келликера. В парабрахиальном ядре находятся преимущественно инспираторные, экспираторные и фазопереходные нейроны. Ядро Келликера содержит инспираторные нейроны.
Дыхательные нейроны моста участвуют в механизмах смены фаз дыхания, регулируют величину дыхательного объема.
Непосредственными регуляторами сократительной способности дыхательных мышц являются спинальные мотонейроны, получающие информацию по нисходящим ретикулоспинальным путям от бульбарного дыхательного центра.
Как известно, нейроны диафрагмального нерва расположены узким столбом в медиальной части вентральных рогов от СIII до CV. Подавляющее количество волокон диафрагмального нерва являются аксонами α-мотонейронов, а меньшая часть представлена афферентными волокнами мышечных и сухожильных веретен диафрагмы, а также рецепторов плевры, брюшины и свободных нервных окончаний самой диафрагмы.
Мотонейроны, иннервирующие межреберные мышцы, расположены в передних рогах спинного мозга на уровне TIV-TX, из них часть нейронов регулирует сокращения межреберных мышц, а другая часть – их позно-тоническую активность.
Обращает на себя внимание тот факт, что активность спинальных мотонейронов, обеспечивающих регуляцию двигательной активности межреберных мышц и диафрагмы, в свою очередь, находится под контролем инспираторных нейронов спинного мозга, расположенных на уровне СI-CII вблизи латерального края промежуточной зоны серого вещества.
В обеспечении дыхания, особенно в условиях патологии, участвуют мышцы брюшной стенки, получающие иннервацию от мотонейронов спинного мозга на уровне TIV-LIII.
Двум фазам внешнего дыхания (вдоху и выдоху) соответствуют три фазы активности бульбарного дыхательного центра: инспирация, пассивная контролируемая экспирация и активная экспирация. Во время фазы инспирации диафрагма и наружные межреберные мышцы увеличивают силу сокращения, активируются мышцы гортани, расширяется голосовая щель, снижается сопротивление потоку воздуха. В постинспираторную фазу дыхания происходит медленное расслабление диафрагмы, сокращение мышц гортани, выход воздуха в окружающую среду.
В фазе экспирации – экспираторный поток усиливается за счет сокращения внутренних межреберных мышц и мышц брюшной стенки.
Рефлекторная регуляция дыхания обеспечивается за счет афферентной импульсации в бульбарный дыхательный центр с различных рецепторных зон. Мощной рефлексогенной зоной является слизистая оболочка полости носа, где расположены различные типы механорецепторов, в том числе ирритантные, растяжения, а также болевой чувствительности, обоняния.
Возбуждение этих рецепторов возникает в момент каждого вдоха и приводит к формированию потока афферентной импульсации в ретикулярную формацию ствола мозга с последущей активацией бульбарного дыхательного центра, сосудодвигательного центра, гипоталамических и корковых структур мозга.
Раздражение ирритантных рецепторов слизистой оболочки носа приводит к рефлекторному сужению бронхов, голосовой щели, остановке дыхания на выдохе, развитию брадикардии, а в ряде случаев прекращению сердечных сокращений и другим изменениям (тормозной тригемино-вагусный рефлекс Кречмера ).
Слизистая трахеи и бронхов является слабой рефлексогенной зоной. В стенке крупных внелегочных бронхов и трахеи имеются высокопороговые, низкочувствительные медленноадаптирующиеся, быстроадаптирующиеся и промежуточные механорецепторы, в норме их роль в регуляции дыхания минимальна.
Чувствительность этих рецепторов возрастает при развитии воспалительного процесса в бронхолегочной системе инфекционной или аллергической природы, когда освобождаются медиаторы воспаления и аллергии: гистамин, кинины, лейкотриены, простагландины и др.. Возбудимость рецепторов трахеи и бронхов возрастает и в случае застойных явлений в малом кругу кровообращения, когда прежние объемы воздуха сильно растягивают стенки воздухоносных путей. Афферентация с рецепторов трахеи и бронхов направляется в бульбарный дыхательный центр по чувствительным волокнам n. Vagus, модулируя глубину и частоту дыхательных движений.
Мощной рефлексогенной зоной является паренхима легких, обеспечивающая не только альвеолярное дыхание, но и рефлекторную регуляцию внешнего дыхания.
Основные типы легочных вагусных афферентов включают: медленноадаптирующиеся рецепторы растяжения альвеол, быстроадаптирующиеся рецепторы, С-волокна.
Многочисленные быстроадаптирующиеся рецепторы (БАР) находятся в эпителии внутрилегочных бронхов и бронхиол. Эти рецепторы наиболее чувствительны к следующим типам раздражителей: ирритантным воздействиям, повреждению паренхимы и механическому раздражению дыхательных путей. Возбуждение БАР возникает также при глубоком дыхании, легочной эмболии и капиллярной гипертензии. Афферентация с этих рецепторов распространяется по чувствительным маломиелинизированным волокнам n. Vagus в ретикулярную формацию ствола мозга и бульбарный дыхательный центр, вызывая бронхоконстрикцию, тахипноэ, развитие кашля и тахикардии. Возбуждение этих рецепторов может быть клинически значимым в патогенезе бронхиальной астмы и нарушениях реактивности дыхательных путей.
По данным ряда авторов в паренхиме легких выделяют и БАР рецепторы спадения, реагирующие на спадение альвеол под воздействием внутрилегочных и внелегочных факторов. Афферентация с этих рецепторов поступает в бульбарный дыхательный центр по маломиелинизированным волокнам n. Vagus и обеспечивает развитие тахипноэ.
Медленноадаптирующиеся рецепторы растяжения – важная группа механорецепторов c вагусной афферентацией, расположенных в гладких мышцах воздухоносных путей. Частота импульсов с этих рецепторов возрастает по мере растяжения альвеол вдыхаемым воздухом и распространяется по толстым миелинизированным α-волокнам n. Vagus в бульбарный дыхательный отдел, обеспечивая формирование рефлекса Геринга-Брейера. Последний контролирует частоту и глубину дыхания, имеет физиологическое значение при дыхательных объемах превышающих 1 л (у взрослых при физической нагрузке). Рефлекс Геринга-Брейера более важен для регуляции дыхательного акта у новорожденных, а также в условиях патологии как один из механизмов реализации инспираторной, экспираторной и смешанной одышек.
Третьей группой легочных механорецепторов являются С-волокна – тонкие миелинизированные вагусные афференты. С – волокна оканчиваются в паренхиме легких, в бронхах и кровеносных сосудах, активируются экзогенными раздражителями и медиаторами альтерации. Активация С-волокон приводит к тахипноэ, брадикардии, гиперсекреции слизи. В состав С-волокон входят J-рецепторы, расположенные в альвеолярных перегородках в контакте с капиллярами (юкстакапиллярные рецепторы), чувствительные к интерстициальному отеку, легочной венозной гипертензии, микроэмболии, раздражающим газам и ингаляционным наркотическим веществам. Активация J-рецепторов вызывает закрытие гортани и апноэ, за которыми следует частое поверхностное дыхание, гипотензия и брадикардия.
Важная роль в рефлекторной регуляции дыхания отводится проприорецепторам суставов грудной клетки, межреберных мышц, диафрагмы, сухожильным рецепторам. Недостаточное укорочение инспираторных или экспираторных мышц усиливает импульсацию от мышечных веретен, которая через α-мотонейроны повышает активность α-мотонейронов и дозирует таким образом мышечное усилие.
В регуляции активности бульбарного дыхательного центра и внешнего дыхания принимает участие и афферентация с висцеральных рецепторов и рецепторов кожи, о чем свидетельствует развитие гипервентиляции легких при болевом и термическом раздражении.
3.2. Механизмы гуморальной регуляции дыхания
Важная роль в регуляции дыхания отводится хеморецепторам.
Изменения газового состава крови (РаО2, РаСО2) влияют на активность дыхательного центра путем возбуждения хеморецепторов каротидных и аортальных телец (периферические рецепторы), а также хеморецепторов вентральной зоны продолговатого мозга и дорсального дыхательного ядра (центральные рецепторы). Периферические хеморецепторы (рис.5) обеспечивают регуляцию частоты дыхательных движений. Адекватным раздражителем для них является уменьшение РО2 артериальной крови, в меньшей степени – увеличение РСО2 и снижение рН. Периферические хеморецепторы расположены у бифуркации общих сонных артерий на внутреннюю и наружнюю. Несмотря на свой миниатюрный размер, каротидные тельца интенсивно кровоснабжаются (1,4-2 л/мин на 100 г ткани). Этот орган особенно чувствителен к колебаниям кислорода в артериальной крови. При Ра О2 в пределах 60-80 мм рт. ст. наблюдается слабое усиление вентиляции, при Ра О2 ниже 50 мм рт. ст. возникает выраженная гипервентиляция легких. Ра СО2 и рН крови потенцируют эффекты гипоксемии на артериальные хеморецепторы и не являются адекватными раздражителями для этих рецепторов. После двустороннего удаления каротидных телец гипоксический вентиляторный ответ у человека исчезает. При отсутствии хеморецепторной стимуляции, например, при глубокой гипокапнии, повреждении синокаротидной зоны (опухоли, коллагенозы, травмы) ритмогенез дыхания снижается и полностью прекращается.
Рис. 5. Каротидное тельце: 1-хеморецепторные клетки; 2-поддерживающие клетки; 3-синаптические пузырьки; 4-чувствительные нервные окончания; 5-нервное волокно
Центральные хемочувствительные клетки реагируют на отклонения РСО2 и [H+] во внеклеточной жидкости внутримозгового интерстициального пространства, регулируют глубину вдоха. Гиперкапния и ацидоз стимулируют, а гипокапния и алкалоз тормозят центральные хеморецепторы.
Одной из причин высокой скорости вентиляторного ответа на гиперкапнию является легкость диффузии СО2 через барьерную систему кровь-головной мозг. Более того, повышенное РСО2 вызывает расширение сосудов, особенно церебральных, способствуя тем самым усилению диффузии СО2 через гемато-энцефалический барьер.
Библиографическая ссылка
Чеснокова Н.П, Брилль Г.Е., Моррисон В.В., Понукалина Е.В., Полутова Н.В. ЛЕКЦИЯ 3 ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ НЕРВНОЙ И ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ // Научное обозрение. Медицинские науки. – 2017. – № 2.
– С. 36-39;
URL: https://science-medicine.ru/ru/article/view?id=972 (дата обращения: 02.03.2023).
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)
Методическая разработка урока по биологии для 8 класса в рамках ФГОС
Данная разработка урока по теме «Дыхательные движения и их регуляция. Жизненная ёмкость лёгких. Практическая работа «Определения частоты дыхательных движений» составлена для УМК Сонин Н.И.; Захаров В.Б. и соответствует всем требованиям ФГОС второго поколения. Урок разработан для учащихся 8 класса
Тема: Дыхательные движения и их регуляция. Жизненная ёмкость лёгких.
Практическая работа «Определения частоты дыхательных движений» 8класс
Цели и задачи:
Образовательные:
— сформировать у учащихся знания о дыхательных движениях;
— нервной и гуморальной регуляции работы органов дыхания.
Развивающие :
— умение воспринимать информацию на слух;
— умение наблюдать, анализировать результаты наблюдений, делать выводы на основании анализа полученных результатов;
— умение сравнивать;
— навыки самостоятельной работы ;
— навык самопроверки и взаимопроверки;
— навыки логического мышления и умение делать выводы.
Воспитательные:
— продолжить формировать активную позицию по вопросу ведения здорового образа жизни, заботы о своем здоровье;
— поддержание интереса к изучаемому материалу;
— практическая направленность изучаемого .
Планируемые результаты:
Предметные (знания, умения, представления): называть виды дыхательных движений, объяснять, как они осуществляются, объяснять понятие «жизненная ёмкость лёгких», знать о механизмах регуляции дыхательных движений.
Метапредметные (познавательные, коммуникативные, регулятивные УУД): познавательные – умение вести самостоятельный поиск, анализ, отбор и структурирование информации; регулятивные – постановка цели, самоконтроль, взаимоконтроль, работа с текстом, создание алгоритма действий, моделирование, установление причинно-следственных связей; коммуникативные – умение работать в парах, группах, устно и письменно выражать свои мысли; осуществление совместной деятельности с учителем и учащимися.
Личностные (личностные УУД): готовность и способность к самооценке, индивидуально-ответственному поведению; способность к самостоятельным поступкам и действиям, принятию ответственности за их результаты, целеустремленность и настойчивость в достижении результата; трудолюбие, способность к преодолению трудностей; осознание ценности человеческой жизни.
Оборудование: Биология. Человек. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/ Н.И. Сонин, М.Р. Сапин. – М.: Дрофа; 2012г, интерактивная доска, презентация, 3 пластиковых бутылки, 3 воздушных шарика.
Тип урока: Изучение и первичное закрепление знаний.
Вид урока: урок с использованием компьютерных технологий; постановка и решение учебной задачи.
Методы обучения и методические приемы: проблемно – поисковый, частично-поисковый, рассказ, работа с учебником и интерактивной доской, индуктивный (наблюдение, анализ результатов, формулирование вывода)
Формы работы: групповая, индивидуальная
Ход урока:
1.Организационный момент.
— Здравствуйте ребята! Я очень рада видеть вас сегодня на уроке биологии и вы думаю меня тоже, поэтому наша совместная работа будет интересной, полезной и дружелюбной. Посмотрите друг на друга, какие вы сегодня радостные и подарите друг другу улыбку. Ведь именно с улыбки начинается хорошее настроение и именно она является ключом к душе каждого человека, к пониманию друг друга. Улыбнитесь! А теперь настроимся на творческую работу и начнём урок.
Девиз нашего урока:
Нам в этом мире многое дано,
Расти, искать и ошибаться,
Но главное дано дышать.
Творить , любить и не сдаваться!
-Чтобы мы сумели использовать урок с максимальной эффективностью, предлагаю выполнить упражнение для разминки. Возьмите карандаш, зажмите его между ладонями и энергично покрутите его. Вот в таком же темпе мы и будем сегодня работать. Итак, начали. (Метод быстрого снятия сильного эмоционального или физического напряжения).
2.Актуализация (повторение) знаний.
— Скажите, пожалуйста, какую большую тему мы с вами сейчас изучаем? (Дыхательная система).
— Как вы думаете, для чего ее нужно изучать? (Чтобы знать из каких органов она состоит, как они работают, что нужно делать, чтобы дыхательная система работала без сбоев).
-На прошлом уроке мы с вами изучали строение и функции лёгких , газообмен в легких и тканях человека. Давайте проверим, как вы усвоили эту тему, готовы ли вы к тому, чтобы двигаться по пути познания этой важной для человека системы органов.
Проверка домашнего задания.
Двое учащихся будут индивидуально выполнять задание по карточкам . Ребята, Вы выполняете их в течение того же времени, пока весь класс будет писать биологический диктант.,
Работа по карточкам индивидуальные задания.(2 учащихся).
Биологический диктант
-
Орган дыхательной системы, согревающий, увлажняющий и обеззараживающий воздух.
-
Орган дыхательной системы, отвечающий за формирование звука.
-
Воздухоносный путь, состоящий из хрящевых полуколец.
-
Часть гортани, защищающая вход в трахею.
-
Легочные пузырьки.
-
Пленка, покрывающая легкие?
-
Воздухоносные пути, состоящие из хрящевых колец.
-
Орган дыхательной системы, соединяющий носовую полость с глоткой.
-
В каких органах дыхательной системы происходит активный газообмен?
-
Плоская мышца, отделяющая грудную полость от брюшной и участвующая в дыхательных движениях.
— Взаимопроверка .
Ответы:
-
Носовая полость.
-
Гортань.
-
Трахея.
-
Надгортанник.
-
Альвеолы
-
Плевра.
-
Бронхи.
-
Носоглотка.
-
Легкие.
-
Диафрагма.
на «5»- все ответы верные,
на «4»- допущено 2 ошибки,
на «3»- верные половина ответов
есть ли «2»?
-Поставьте свои оценки себе сами под вашим биологическим диктантом.
3.Формулирование темы урока, постановка цели
-Теперь, когда вы знаете о строении и функциях органов дыхания, как вы думаете
— Каких знаний вам не хватает для полноты картины?
— Чего вы не знаете?
(Мы не знаем, как происходит процесс дыхания и как он регулируется)
( — В каком процессе участвуют органы дыхания?
— Что происходит, когда мы дышим?
— О чём мы будем говорить на уроке?
Тема нашего урока: «Дыхательные движения и их регуляция. Жизненная ёмкость лёгких»
В соответствии с обозначенной темой сформулируйте цели урока согласно следующим пунктам:
1. Изучить…
2. Научиться…
3. Узнать, как можно использовать…
Учащиеся определяют задачи урока. Учитель обобщает ответы и ещё раз проговаривает цели урока.
— Что нам нужно изучить по этой теме?
— При каких физических действиях воздух попадает в лёгкие? (вдох/выдох)
— При вдохе и выдохе, что происходит с организмом? (поступает О2 и выделяется СО2)
— Как называется этот процесс? (газообмен)
— А при каком условии газообмен в организме возможен? (при условии постоянной смены воздуха в лёгких)
4. Изучение нового материала
— Положите руку себе на область грудной клетки и сделайте несколько вдохов и выдохов. Что вы чувствуете? (грудная клетка то поднимается, то опускается)
Одно дыхательное движение состоит из вдоха и выдоха. Вдох и выдох ритмически сменяют друг друга.
Дыхательный цикл: вдох выдох
— Но почему воздух то входит в лёгкие, то выходит из них? (вопрос к классу)
(дети не могут дать ответ, они хотят получить ответ на этот вопрос)
— Хотите узнать? Почему же воздух то входит в лёгкие, то выходит из них?
— Есть в легких мышцы?
— Нет!
— А что это значит?
— Они не могут самостоятельно сжиматься и расширяться!
— Отсюда следует, легкие расширяются и сжимаются пассивно, следуя за движением грудной клетки!
— В чем причина движения грудной клетки?
— Она поднимается и расширяется, опускается и сжимается. Ее поднимают и опускают мышцы.
— Какие мышцы принимают участие в дыхании?
— Дыхательные мышцы: наружные и внутренние межреберные, диафрагма.
Самостоятельная работа с текстом учебника.
Работа по группам :
-
Процесс вдоха
-
Процесс выдоха
| Дыхательные движения | Состояние дыхательных мышц | Состояние диафрагмы | Состояние лёгких |
| Вдох | Наружные межрёберные мышцы сокращаются и поднимают рёбра | Диафрагма сокращается и становится плоской | — грудная полость увеличивается — лёгкие расширяются — давление в лёгких становится ниже атмосферного — воздух устремляется в лёгкие |
| выдох | Внутренние межрёберные мышцы сокращаются и опускают рёбра | Диафрагма расслабляется и становится выпуклой | — рёбра опускаются — грудная полость возвращается в исходное положение — объём лёгких уменьшается — давление в лёгких увеличивается — воздух выталкивается из лёгких наружу |
Проверка таблицы по группам
Вывод: ( При вдохе и выдохе происходит обмен газами)
-Каков же механизм дыхательных движений? Давайте попробуем разработать алгоритм. А поможет нам в этом собственная наблюдательность и модель голландского физиолога Дондерса, изучавшего механизм дыхания.
-Я предлагаю вам тоже изготовить упрощённую модель Дондерса из подручных материалов: пластиковой бутылки и воздушных шариков.
-Давайте подумаем, с чем мы сравним детали нашей конструкции.
(Проводится сравнение, обучающиеся делают выводы:
бутылка – грудная клетка, резиновая мембрана внизу – диафрагма, шарик внутри – легкие. Мембрану тянут вниз – шарик раздувается.
-Сделаем вдох и воспроизведём движение диафрагмы на модели, что у нас получится.
-Давайте вместе разработаем алгоритм.
— Расположим на интерактивной доске действия в нужной последовательности.
1. Межрёберные мышцы, сокращаясь, поднимают рёбра; диафрагма, сокращаясь, опускается.
2. Объём грудной и плевральной полости увеличивается.
3. Легкие увеличиваются.
4. Давление в грудной полости и в альвеолах лёгких становится ниже атмосферного.
5. Воздух засасывается в легкие через воздухоносные пути.
-А теперь сделайте выдох и сымитируйте его на модели, опустив мембрану. Посмотрите, что произошло с шариком? Разработайте самостоятельно алгоритм выдоха в тетради.
-С какой системой органов связан процесс газообмена?
Вывод: прослеживается тесная взаимосвязь дыхательной и кровеносной системы, обеспечивая газообмен между организмом и окружающей средой.
-Подумайте, ребята, полностью ли мы с вами используем ресурс наших лёгких. Сделайте обычный вдох. Не выдыхая после вдоха, можете ли вы сделать дополнительный вдох. Проделайте тот же эксперимент на выдохе. Сделайте вывод.
Вывод: ресурс лёгких используется человеком не в полной мере.
Жизненная емкостью легких (ЖЕЛ)
Объем воздуха, вдыхаемый при обычном (неизменном) вдохе и вдыхаемый при обычном (неусиленном) выдохе, называется дыхательным объемом.
Объем максимального выдоха после предшествовавшего максимального вдоха называется жизненной емкостью легких (ЖЕЛ).
Воздух, который вдыхается максимальным усилием после нормального вдоха, называется резервным объемом выдоха. Функциональная остаточная емкость состоит из резервного объема выдоха и остаточного объема. Это тот находящийся в легких воздух, в котором разбавляется нормальный дыхательный воздух. Вследствие этого состав газа в легких после одного дыхательного движения обычно резко не меняется.
Интенсивность вентиляции зависит от физической нагрузки, т. к. работающая ткань быстрее поглощает кислород.
Во время сна человек за 1 час поглощает от 15 до 20 л О2; когда он бодрствует, но лежит, потребление О2увеличивается на 1/3, при ходьбе – вдвое, при легкой работе – втрое, при тяжелой в шесть и более раз.
Активность газообмена влияет на жизненную емкость легких.
Проанализируйте средние показатели ЖЕЛ спортсменов, занимающихся разными видами спорта. Почему отличаются средние показатели ЖЕЛ у спортсменов?
Сделайте выводы:
— Как влияет мышечная активность на легочную вентиляцию?
— Как спорт и физическая нагрузка способствуют развитию мышц, участвующих в дыхательных движениях?
Человек дышит ритмично. С первого и до последнего дня жизни ритм дыхания у него не нарушается, изменяется лишь его частота. Новорожденный ребенок 60 раз в мин совершает дыхательное движение, пятилетний – 25, с 15-16 лет частота дыхания устанавливается 16-18 раз в мин. и сохраняется такой до старости, а в старости вновь учащается.
| Спортсмен | Показатели ЖЕЛ, мл |
| Штангист | 4000 |
| Футболист | 4200 |
| Гимнаст | 4300 |
| Пловец | 4900 |
| Гребец | 5500 |
-ЖЕЛ можно измерить с помощью прибора, который называется СПИРОМЕТР.
-Вот как выглядят разные виды спирометров(демонстрация видов спирометров)
— Скажите мне , как вы думаете, можем ли мы регулировать процесс дыхания?
— Каким образом? (учащать или замедлять дыхание)
Задание: прочитайте тест учебника с. 166 «Регуляция дыхания»
Составьте в тетрадях схему:
Дыхательные рефлексы, их дуги проходят через ДЦ
1. При погружении в холодную воду «захватывает дух»
2. При резком запахе задерживается дыхание, смыкаются голосовые связки.
3. Кашель, зевота.
4. Чихание – резкий выдох.
5. Смех – быстрые прерывистые выдохи.
Таким образом, возбуждение дыхательного центра могут вызвать: химический состав крови, термические рецепторы кожи, обонятельные рецепторы.
ЧДД может меняться:
-
Во время бодрствования – 16 дд/мин
-
Во время сна – 12
-
Физическая нагрузка – 32 и более
« Без сомнения, всё наше знание начинается с опыта».
Иммануил Кант (1724-1804гг.)
Наблюдение
Выяснить, чем полное дыхание отличается от поверхностного.
Умеете ли вы правильно дышать? Оказывается, это очень важно, особенно зимой и в переходный зимне-весенний период, во время эпидемии гриппа. По утверждению специалистов, при неправильном дыхании заметно увеличивается вероятность попадания в организм возбудителей респираторных инфекций, что повышает риск заболевания гриппом или простудой.
Многие люди дышат слишком часто (а норма – 16 вдохов в минуту в спокойном состоянии) и неглубоко, время от времени задерживая вдох и выдох. Такой тип дыхания называется поверхностным. В результате легкие не успевают как следует проветриться – свежий воздух поступает только в наружные отделы, большая же часть объема легких остается как бы невостребованной, то есть воздух в ней не обновляется. А вирусам и бактериям только этого и надо.
Полное дыхание – это соединение нижнего, среднего и верхнего дыхания. Человек, постоянно практикующий полное дыхание, будет иметь широкую грудь – и любой узкогрудый человек может развить свою грудную клетку до нормальных размеров.
Давайте проверим, правильно ли вы дышите. Для этого положите перед собой часы с секундной стрелкой, сядьте поудобнее, расслабьтесь, расправьте плечи. Сосчитайте, сколько вдохов-выдохов вы делаете в течение минуты.Проследите за ритмом дыхания: соотношением вдоха и выдоха, расстановкой пауз в этом цикле. Определите, как именно вы дышите: активно расслабляя живот – брюшной тип дыхания, поднимая и опуская грудную клетку – грудной тип, совмещая то и другое – смешанный тип дыхания.
Если вы делаете менее 14 вдохов в минуту – замечательно. Так дышат обычно хорошо тренированные и выносливые люди. Можете по праву гордиться собой. Вбирая воздух полной грудью, вы даете легким расправиться, прекрасно вентилируете их, то есть делаете вашу дыхательную систему почти неуязвимой для возбудителей инфекции.
Неплохим результатом считается от 14 до 18 вдохов в минуту. Именно так дышит большинство практически здоровых людей, которые могут болеть гриппом или ОРВИ не более 2 раз в сезон.
Более 18 вдохов в минуту – это уже серьезный повод для беспокойства. При поверхностном и частом дыхании в легкие попадает лишь половина вдыхаемого воздуха. Для постоянного обновления легочной атмосферы этого явно недостаточно.
-Не секрет, что наши исследования для науки не новы. Нам с Вами предстоит «пере открыть» открытое.
Лабораторная работа «Определение частоты дыхательных движений»
Цель: выявление зависимости частоты дыхательных движений от физических нагрузок.
Оборудование: секундомер.
Ход работы:
-
Вспомните и запишите, какова частота дыхательных движений в норме у взрослого человека и у подростка?
-
С помощью секундомера измерьте частоту дыхательных движений у себя за 1 минуту.
-
Сделайте 10 приседаний и еще раз измерьте частоту дыхательных движений.
-
Результаты оформите в виде таблицы.
Частота дыхательных движений в 1минуту.
| В покое | После 10 приседаний | ||
| В норме у взрослого | В норме у подростка | У меня | |
Сделайте вывод об изменении частоты дыхательных движений в 1 минуту в состоянии покоя и после физической нагрузки.
— Вы согласны, что наш организме сейчас находиться в возбуждённом состоянии?
— А можем ли мы привести наше дыхание в норму?
— Как?
-Для этого существует много методик, одну из них мы рассмотрим на нашем уроке.
Физминутка.
Я прочитаю вам методику восстановления дыхания, вы прослушаете, а затем мы вместе её выполним. Самонаблюдение.
Положите ладонь на живот. Сделайте активный вдох так, чтобы ваша грудь не поднималась, а живот надулся как шарик (рука фиксирует). Затем делаем медленный выдох, который должен быть в 4 раза медленнее, чем вдох. Повторим это 2-3 раза.
— Кто знает, какие положительные результаты дает использование данной дыхательной методики?
1. Меньше число респираторных заболеваний.
2. Лучше снабжается кислородом головной мозг и все другие органы человека.
3. Улучшается внимание, память, сон.
4. Быстрее восстанавливается организм после нагрузок.
5. При правильном дыхании происходит массаж сердца, желудка, кишечника,
следовательно, улучшается их работа.)
-Теперь мы знаем, как работают органы дыхания на вдохе и выдохе и, что такое жизненная ёмкость лёгких. Осталось выяснить механизмы регуляции этих процессов
— Давайте вспомним, какие виды регуляции работают в вашем организме?
— Какие системы регулируют работу нашего организма, в том числе и дыхательную систему ?
Используя текст учебника на стр. 144 ответьте на вопрос
— Где расположен орган, который регулирует дыхательный центр? (продолговатый мозг)
— Прочитайте, как работает дыхательный центр?
(Дополнения учителя) Дыхательные движения происходят автоматически благодаря нервным импульсам, которые возникают каждые 4 секунды в дыхательном центре продолговатого мозга
— от чего зависит возбуждение дыхательного центра? (нервная и гуморальная)
— как будет работать нервная система применительно к органам дыхания?
(нервная регуляция будет контролировать работу дыхательной системы при помощи импульсов, бегущих по нервным волокнам)
Приведите примеры, когда мы наблюдаем работу нервной регуляции (увеличение числа дыхательных движений после физической нагрузки);
— Скажите сегодня на уроке мы наблюдали подобное, когда? (приседания) стр. 144
— Что происходило с нашим организмом в момент выполнения лабораторной работы?
(описание в тексте учебника прочитать)
Это интересно (для общего эмоционального расслабления): при расстройстве нервной системы, дыхательные органы тоже реагируют, например может возникнуть длительное чихание.
Донна Гриффитс из Великобритании, начала чихать 13 января 1981 г. Чихнув примерно миллион раз в течение первых 365 дней, она чихала еще 614 дней. Всего она чихала 979 дней.
(резкий запах…, шекотание в носу…)- раздражаются обонятельные рецепторы и организм стремиться избавиться от дискомфорта. Чихание один из способов.) стр. 144 прочитайте
— Как будет работать гуморальная система? (выработка гормонов в организме)
( Гуморальная – осуществляется при помощи гормонов, вырабатываемых железами внутренней секреции).)
— Приведите примеры, когда мы наблюдаем работу гуморальной регуляции (учащение дыхания после эмоционального всплеска). (Запинаясь, быстро рассказываем историю какую-либо, в возбуждении…, катаясь на лыжах, коньках….)
— Назовите гормон, способный резко увеличить число дыхательных движений (адреналин). Какими железами он вырабатывается? (надпочечниками).
5.Закрепление.
Тест по теме: Дыхательные движения и их регуляция. Жизненная ёмкость лёгких.
Задание 1.Выберите один правильный ответ из четырёх
А1. Где находится дыхательный центр?
1) в мозжечке
2) в продолговатом мозге
3) в спинном мозге
4) в среднем мозге
А2. Причиной чего может стать раздражение бронхов, трахеи и гортани?
1) головокружения
2) повышения давления
3) кашля
4) остановки дыхания
A3. Когда легкие расширяются?
при вдохе
при выдохе
3) при удушье
4) при спазме сосудов
А4. Сколько дыхательных движений совершает в минуту взрослый человек в спокойном состоянии?
1)10-15
2) 16-20
3)21-26
4) 26-30
А5. Определить последовательность вдоха:
1) При вдохе межреберные мышцы приподнимают ребра,
2) легкие расширяются,
3) диафрагма, сокращаясь, становится менее выпуклой,
4) давление воздуха в лёгких становится ниже атмосферного,
5) воздух устремляется в легкие — происходит спокойный вдох.
6) объем грудной клетки увеличивается.
-Наш урок подходит к завершению
— Скажите вы, получили ответы на вопросы, которые мы ставили в начале урока?
Что мы хотели узнать?
— Как происходит процесс дыхания и как он регулируется?
— При каких физических действиях воздух попадает в лёгкие? (вдох/выдох)
— Какой орган играет главную роль в дыхательном акте? (диафрагма)
— Что происходит с объёмом грудной клетки? ( вдох — сокращается и уплощается,
приподнимает грудную клетку вверх. выдох – расслабляется, становится выпуклой, опускает грудную клетку вниз).
— Какими системами регулируется процесс дыхания? (нервная, гуморальная)
Итак, общие выводы урока:
-
Воздух, вдыхаемый и выдыхаемый отличается по количеству содержащихся в нём кислорода и углекислого газа.
-
Дыхательные движения (вдох и выдох) обеспечивают смену воздуха в легких.
-
Воздух поступает в легкие благодаря расширению грудной полости и выходит при её сжатии.
-
В дыхательных движениях участвуют межрёберные мышцы и диафрагма.
-
Дыхательные движения происходят автоматически благодаря нервным импульсам, возникающим каждые 4 секунды в дыхательном центре продолговатого мозга. Вдох рефлекторно вызывает выдох, а выдох вызывает вдох.
-
Физическая нагрузка влияет на частоту дыхательных движений.
-
Дышать всегда нужно правильно,.
-
Через носовую полость.
Немаловажным является вопрос:
– А для чего, собственно, все это нужно изучать? Как вы думаете?
(Если мы будем знать, как работает наша дыхательная система и механизмы ее регуляции, мы сможем влиять на ее работу, а значит на свое здоровье).
— Скажите, пожалуйста, как и где в жизни, можно применить знания, полученные на уроке сегодня?
( Пригодятся в жизни. Зная о зависимости работы органов дыхания от их состояния мы можем использовать дыхательные упражнения при физических нагрузка, регулировать дыхание и вести здоровый образ жизни).
6. Рефлексия «Все в твоих руках».
На листе бумаги обводят левую руку. Каждый палец – это какая-то позиция, по которой надо высказать свое мнение.
— Большой – для меня было важным и интересным…
— Указательный – по этому вопросу я получил конкретную рекомендацию.
— Средний – мне было трудно (мне не понравилось).
— Безымянный – моя оценка психологической атмосферы.
— Мизинец – для меня было недостаточно…
В конце урока вопрос учащимся:
— За что бы вы себя могли похвалить?
7. Домашнее задание стр. 143-144.
По желанию:
1. Ответить на вопрос «Почему жителям крупных мегаполисов трудно дышать за городом?»
2. Подготовить сообщения: «Особенности дыхания в горах», «Болезни органов дыхания: грипп, туберкулез», «Действие курения на органы дыхания», «Гигиена воздуха в помещении».
3. Понаблюдайте дома за процессом дыхания мамы, папы, брата или сестры. Сравните «мужское» и «женское» дыхание. Подготовьте небольшое сообщение о результатах эксперимента.