樓秋林

摘 要 模擬肺部毛細血管和組織毛細血管發(fā)生的氣體交換，反復再現(xiàn)動脈血和靜脈血，強化學生對動脈血和靜脈血相互轉(zhuǎn)化的直觀理解。

關(guān)鍵詞 肺泡氣體交換 組織氣體交換 動脈血 靜脈血

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

關(guān)于動脈血和靜脈血的特征和形成的過程，教材上沒有安排它們兩者之間轉(zhuǎn)換過程的實驗。在學習這部分內(nèi)容時，有的教師會組織學生討論“什么是動脈血，什么是靜脈血”等問題，然后利用圖片從外觀顏色、氣體的成分以及變化等方面加以闡述。由于沒有安排實驗探究活動，學生獲得的動脈血和靜脈血知識很抽象，課后對該知識點正確識記的再現(xiàn)率并不高，往往容易誤解為動脈血管里的血是動脈血，靜脈血管里的血是靜脈血。也有的教師會以雞血凝塊上表面顏色鮮紅、下表面及內(nèi)部顏色暗紅的直觀對比予以說明。如果以雞血凝塊為實驗材料，無法展示血紅蛋白在氧濃度高、二氧化碳濃度低時與氧容易結(jié)合成氧合血紅蛋白，而在氧濃度低、二氧化碳濃度高時又與氧容易分離這一可逆動態(tài)過程。筆者通過制作實驗裝置（圖1），模擬肺部毛細血管和組織毛細血管發(fā)生的氣體交換，反復再現(xiàn)動脈血和靜脈血，強化了學生對動脈血和靜脈血相互轉(zhuǎn)化的直觀理解。

實驗目的：

（1） 了解人體內(nèi)的氣體交換。

（2） 知道動脈血和靜脈血的區(qū)別。

（3） 理解動脈血和靜脈血的相互轉(zhuǎn)化過程。

實驗裝置：

實驗裝置可分為三部分：中間的實驗面板是主體，上面固定了三支具支試管A、B、C。

A、B試管內(nèi)放有事先通入過二氧化碳的靜脈血，顏色暗紅色；C試管內(nèi)放有新鮮的雞血，顏色鮮紅色。上面是兩個通過軟膠管相連的三通管。左邊是二氧化碳的發(fā)生裝置，模擬組織細胞產(chǎn)生二氧化碳；右邊是氧氣的發(fā)生裝置，模擬新鮮空氣進入肺泡，之所以用兩塊面板將氣體發(fā)生裝置遮擋是為了防止在反應發(fā)生時學生的注意力被吸引而沒有注意血液顏色的緩慢變化。

實驗前雞血材料的準備：

（1） 抗凝劑溶液的配制：配制質(zhì)量分數(shù)為5%的檸檬酸鈉溶液。

（2） 采集雞血：采集時將一定量的抗凝劑倒入大燒杯，將雞血淌入燒杯并用玻璃棒不斷地攪拌，使雞血和抗凝劑充分混合，倒入試劑瓶密封。

（3） 雞血的保存和沉降：將雞血放在冰箱中保存；或取一只水槽，在其中注入適量自來水，把雞血瓶放入，使自來水浸沒雞血瓶，保持瓶體垂直，然后把水槽放在陰冷的環(huán)境中讓雞血發(fā)生沉降作用。

（4） 血漿和紅細胞的分離：用注射器吸出血漿，使血漿與紅細胞分離。

（5） 雞血紅細胞和0.75%的食鹽水的混合與分裝：用針筒取等量的雞血紅細胞液和0.75%的食鹽水混合，振蕩均勻后等分至3只具支試管中。

實驗過程：

（1） 介紹氣體擴散作用原理，肺泡氣體交換、組織氣體交換時氧氣和二氧化碳的流向。

（2） 向A試管的靜脈血中通入氧氣，以B試管中血液為對照，觀察血液顏色的變化。血液由暗紅色轉(zhuǎn)變成鮮紅色，即經(jīng)過肺泡氣體交換后血液由靜脈血轉(zhuǎn)化為動脈血。

（3） 向C試管的動脈血中通入二氧化碳，與A、B試管中血液對照，觀察血液顏色的變化。血液由鮮紅色轉(zhuǎn)變成暗紅色，即經(jīng)過組織氣體交換后血液由動脈血轉(zhuǎn)化為靜脈血。

（4） 再次向C試管的靜脈血中通入氧氣，觀察血液顏色變化。血液再次由暗紅色轉(zhuǎn)變成鮮紅色，即靜脈血轉(zhuǎn)化為動脈血。

實驗裝置優(yōu)點：

（1） 鮮明的顏色轉(zhuǎn)變，可以讓學生看清由于血液所含氣體成分發(fā)生變化導致動脈血和靜脈血的顏色不同，增強了教學的直觀性，強化了學生對動脈血和靜脈血相互轉(zhuǎn)化的直觀理解。

（2） 展示了血紅蛋白在氧濃度高、二氧化碳濃度低時與氧容易結(jié)合成氧合血紅蛋白，而在氧濃度低、二氧化碳濃度高時又與氧分離這一可逆動態(tài)過程。這是血紅蛋白的第一個特征。

（3） 該裝置還可用于煤氣中毒的教學內(nèi)容。事先收集一氧化碳于氣球內(nèi)，實驗時擠壓氣球向雞血中通入一氧化碳，雞血變?yōu)殡僦t，如果再通入二氧化碳，雞血始終不能變?yōu)榘导t色。說明一氧化碳與血紅蛋白的結(jié)合能力遠高于氧和二氧化碳與血紅蛋白的結(jié)合能力，證明了煤氣中毒的原理。這是血紅蛋白的第二個特征。

實驗注意事項：

（1） 所采集的血液不宜保存太長時間，血液越新鮮，實驗效果越好。

（2） 為了減少在通氣過程中由于血液的粘滯而產(chǎn)生的泡沫，可以將血細胞和0.75%的食鹽水混合稀釋。

（3） 制取氧氣用的雙氧水濃度不宜過高，否則反應過于劇烈，放熱多，導致血液中的血紅蛋白變性，無法使血液變成鮮紅色。

（4） 控制氣體流速，不要使產(chǎn)生的血液泡沫溢出試管口。

（5） 觀察顏色變化時，尤其注意漂浮起來的血液泡沫所呈現(xiàn)的顏色。