师:同学们好,今天我们继续学习第九章第二节血液循环。上节课我们学习了前两个主题内容,了解到血管是血液流动的管道,心脏是血液流动的动力器官,同时留下了两个疑问:心脏左心室的壁最厚,这有什么意义?心脏中左右两侧心房和心室的血液为何不同?今天我们将学习相关内容,解开这两个疑团。首先,请了解本课的学习目标:掌握血液循环的途径及血液成分变化的情况,知道脉搏和血压的形成及测量方法。同学们准备好了吗?我们的新课开始喽。
说到血液循环,我们不能忘记这位前辈——哈维。同学们还记得他吗?七年级上册,在学习有关生物学及其发展历程这部分内容时,我们认识了较早用实验法研究生命现象的英国医生哈维。这是百度百科对哈维血液循环学说的解释:很早以前,人们认为血液是由肝脏产生,经心脏泵出,到达身体末端后就消失了,像潮水一样。而哈维用结扎血管、解剖放血的实验方法研究血液的流动。他发现心脏每一个小时送出的血量大约是全身总血量的3到4倍,肝脏是不可能在短时间内造出这么多血的。
师:他提出全身的血液应该是循环流动的。但在当时的条件下,由于没有能够看到毛细血管的显微镜,他无法看到动脉与静脉是如何联系在一起的。哈维只是根据自己的观察和实验做出了正确的推断,即血液由心脏经动脉到静脉再回到心脏,如此往复循环流动。在他逝世后,显微镜得到改进。意大利解剖学家马尔皮基用显微镜发现了动脉和静脉之间的毛细血管,完善了哈维的血液循环学说。
虽然哈维没能亲眼看到完整的血液循环过程,但他凭借严谨的态度、理性的思维和科学的方法,为后人揭示真相、发现真理做了完美的铺垫。恩格斯这样评价他:哈维由于发现了血液循环而把生理学确立为科学,因此哈维本人被尊为近代生理学之父。同学们从哈维的故事中学到了什么?相信同学们一定有所收获。那么接下来,让我们学习如何用显微镜观察小鱼尾鳍的血液循环。
师:用浸湿的棉花将小鱼的鳃盖和躯干包裹起来,仅露出口和尾部。轻轻将小鱼平放在培养皿中,使尾鳍平贴在培养皿上。待小鱼安定后,将载玻片轻轻盖在尾鳍上。将整个培养皿放在载物台上,用显微镜观察小鱼尾鳍内的血管和血液流动情况,辨认不同的血管。选择管径最小的血管,观察血液的流动情况,仔细观察并认真辨认管径最小的血管是由哪种血管分支而来的,红细胞是如何通过这种血管的,并最终汇入了哪种血管。讨论在小鱼的尾鳍内能观察到几种血管,这些血管中血流速度一样吗?注意事项一,在实验过程中应时常用滴管在棉花上滴水,以保持鱼的正常呼吸,尽量减少对小鱼的伤害。实验结束后,将小鱼放归原来的生活环境。
师:实验总结,小鱼的尾鳍内存在三种血管,分别称为动脉血管、静脉血管和毛细血管。动脉血管内的血流速度快,从心脏流出的血液通过动脉血管送到身体各部分。静脉血管内的血流速度较慢,从身体各部分汇入静脉血管的血液最终被送回心脏。这两种血管的管径较大,毛细血管数量最多,分布最广,遍布全身各处组织。它是由动脉血管分支而来的,连通了最小的动脉与静脉。红细胞从动脉血管进入毛细血管,只能单行通过,最终汇入静脉血管。
事实证明,动脉、静脉之间确实有毛细血管,哈维的血液循环学说是正确的。血液就是由心脏经动脉、毛细血管到静脉,再回到心脏,这条生命的运输线,就是这样日夜不停地循环流动。那么血液如此奔流不息,究竟意义何在呢?这就要从构成生命体的一个个组织细胞说起。
人体细胞的正常生活需要能量,而这是要通过细胞内的呼吸作用实现的。同学们还记得七年级学过的细胞的呼吸作用吗?在组织细胞里,能量转换器线粒体不断利用氧气分解有机物,释放出生命所需的能量,同时产生二氧化碳和水。那么现在头脑风暴再次来袭,人体组织细胞进行呼吸作用所需的有机物从哪来?怎样运输?氧气从哪获得?怎样运输?组织细胞产生的二氧化碳怎样运走?如何排出?请同学们开动脑筋想一想。
生:联系前面所学的知识,我们不难想到食物中有机物在消化管内被分解成小分子物质,如葡萄糖,经过小肠绒毛内的毛细血管吸收进入血液,由血浆运输。氧气来自外界空气,通过肺部毛细血管进入血液,由红细胞中血红蛋白运输。组织细胞呼吸作用产生的二氧化碳大部分溶解在血浆中运输,小部分由红细胞内血红蛋白运输,最后二氧化碳被运到肺部排出体外。
师:通过这样的分析,我们认识到是血液循环将人体各器官、组织、细胞联系在了一起,从而实现人体的正常生命活动。那么血液循环的途径究竟是怎样的呢?请看图。这是血液循环示意图,同时也是容易让人眼花缭乱的图。别着急,要看懂此图,需先思考这些问题:有几种血管?辨认的依据是什么?图中不同的颜色代表什么含义?血液流动的方向是什么样的?带着这些问题,让我们跟随一个红细胞进行一场血液循环之旅。
我们学习了血液循环系统的各个组成部分,那么一个红细胞,它在血液循环过程中经历了什么呢?走了哪些路径呢?人体红细胞有数万亿个,每个红细胞的寿命大约为120天,在这120天里,它会在人体心脏和血管组成的闭合管道中循环一圈又一圈。这节课让我们跟着一个小小的红细胞,体验一下这场特殊的旅行。
师:现在红细胞从左心室出发,左心室有非常发达的心肌壁,它每次强有力的收缩都会将红细胞挤压出去。左心室有两个“大门”,房室瓣和动脉瓣,通过它们有节律的闭合,防止血液倒流,这样红细胞就不会走错路,它们会被送到粗大的主动脉管道,血流速度很快,红细胞很快来到多个分叉路口。它会被冲入其中的一条动脉管道,继续向前进,它会不断面临动脉分支的路口,进入每一根动脉管道会变得越来越狭窄,直到来到一个只能排着队依次通过的管道,这就是毛细血管。在这里,红细胞的行进速度变得最慢,这时红细胞中的血红蛋白所结合的氧气分子被释放出来,穿过毛细血管壁进入到周围的组织细胞中去。而它周围的血浆也将带来的葡萄糖、氨基酸等营养成分同样贡献给了组织细胞。
因为氧气的分离,红细胞从鲜红色变成了暗沉的颜色。于是整个血液从鲜红的颜色变成了暗红色,这时的血液从含氧丰富的动脉血变成了含氧量较少的静脉血。与此同时,组织细胞在生命活动中产生的二氧化碳分子和其他废物也将进入血浆被通通带走。除了毛细血管,红细胞还会进入到小静脉中,随着前行不断进行,很多分支静脉会逐级汇总成粗大的一些静脉,血流也会不断地汇合再汇合,最终会通过两根最大的静脉回到心脏的右心房。来自头部和上肢的血液通过上腔静脉回到心脏,下肢和躯干的就汇总进入下腔静脉,然后回到心脏。紧接着右心房的收缩和房室瓣“大门”的敞开,使红细胞又很快被送回到同侧的右心室。这个时候房室瓣“大门”会很快关闭,而右心室内和肺动脉相接处的动脉瓣“大门”打开了,随着右心室内心肌的收缩,红细胞又开始一段新的征途。
这次的目的地是与心脏相邻的肺脏。红细胞先是进入与右心室相通的肺动脉,进而很快又会通过各级动脉分支进入到包绕在肺泡周围的毛细血管网中。这里的管道又是狭窄的,只能让红细胞排着队单行通过,这时肺泡里扩散过来很多氧气分子,纷纷又和红细胞身上的血红蛋白结合到了一起。这回红细胞的颜色从暗红色又变回了鲜红色。带着大量的氧气,红细胞继续前行,狭窄的管道渐渐变宽,它们从小静脉逐级汇合,进入到一根粗大的肺静脉血管,又一次回到心脏。
这回进的是左心房,随着左心房的收缩和房室瓣“大门”的开放,红细胞又回到了刚才出发的起点——左心室,这样就完成了一次完整的血液循环旅行。下面让我们来梳理一下整个过程,血液总是从心室出发,通过血管流回到对侧的心房,左心室流出的血液会流经除肺以外的全身各处,回到右心房。这条路径比较长,我们叫它体循环,又称大循环。而右心室发出流经肺脏,又回到左心房的路径较短,我们叫它肺循环,又称小循环。在这两个循环中,血液进入毛细血管处便会放慢速度,以便完成物质交换,这就是血液循环往复流动的重要意义。在身体各处的毛细血管处,由于毛细血管管径小,管壁薄,便于进行充分的物质交换。
师:血液循环的途径,同学们弄明白了吗?人体的血液循环可以分为体循环和肺循环,那么接下来咱们尝试着回答这些问题吧。
