高中生物 11细胞生活的环境教案 新人教版必修3文档格式.docx
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内环境的组成、为什么要维持内环境稳态等。
在教材第2章还要继续阐释内环境为什么能维持稳态。
组织教学时先从简单的体液的概念入手,再通过多媒体动态演示组织液、血浆、淋巴液之间的关系揭示细胞外液是一个有机的整体,从而逐步深入使学生理解内环境的概念。
最后通过“内环境与外界环境有哪些差别?
”这样的问题,过渡到细胞外液的组成和理化特性的内容。
“细胞外液的成分”是学习细胞外液的渗透压和酸碱度等内容的基础。
这部分的教学过程以血浆的化学成分为例进行探讨。
多媒体显示血浆的化学组成,围绕这一演示提出3个逐步深入的问题让学生进行讨论,教师适当引导,让学生在讨论问题的过程中逐步理解知识要点。
这部分内容最后总结“细胞外液是一种盐溶液,类似于海水。
这在一定程度上反映了生命起源于海洋”。
这样,就在“内环境”和“生物进化”这两个核心概念之间建立了联系。
“细胞外液的渗透压、酸碱度和温度”是内环境理化性质的三个主要方面。
渗透压的概念比较难理解,用多媒体演示红细胞在清水中吸水胀破,在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡,通过在必修模块1中学习过的植物细胞对水分的吸收的原理,联系到渗透作用,并且用旁栏思考题的形式,引导学生与日常生活经验相联系,再引出渗透压的概念。
pH的概念,在化学必修中学生已经学过,这里简要提示一下计算公式就可以了,然后明确一个知识要点,正常人体血浆的pH为7.35~7.45,血浆的pH之所以能够保持稳定,与它含有
、
等离子有关,具体机制021将在第二节中进一步学习。
内环境的温度特点在这里只简单提到,在第二章进一步学习。
“内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介”,要理解细胞与内环境、内环境与外界环境的物质交换,也就是内环境在物质交换中的作用,这一部分的知识要求学生要有一定的综合分析能力。
细胞与内环境之间进行物质交换的内容比较好理解,内环境如何与外界环境进行物质交换的内容,则比较复杂。
教学过程在此处安排了一个思考与讨论活动,引导学生联系初中所学过的知识,任选一细胞外液中的成分(通常是二氧化碳、氧气或水等),分析它的来源和去路,并说明这与人体的哪些系统有关。
最后安排内环境如何与外界环境进行物质交换的相关技能训练,让学生通过这个活动,既练习、领悟构建模型的方法,又进一步理解有关知识内容。
本节内容比较抽象,因此,教学时力求联系学生的生活经验。
例如,问题探讨、调查、思考与讨论等栏目安排的内容都与生活实际联系紧密。
六、教学准备
课件制作、资料收集
七、教学环节
导入新课
同学们好!
请大家认真观看图片,并思考下面问题:
课件展示:
他们的生活环境有什么特点?
(学生观看并思考)
师谁来回答这个问题?
生1过雪山的战士生活环境寒冷,炼钢工人生活环境炎热,抗洪战士生活环境——也炎热。
师很好。
大家应注意的是抗洪战士生活环境并不单纯是炎热,还有呢?
生2缺干净水。
生3蚊虫多。
生4细菌等微生物大量繁殖。
……
师很好!
前面所看到的恶劣环境对人体健康有何影响?
在寒冷或炎热环境中人体是如何维持体温的?
大量出汗时,应该及时补充淡盐水,这又是为什么呢?
——人体必须维持内环境的稳态。
什么是内环境?
什么是稳态?
如何来维持内环境的稳态?
这就是我们在本章学习的主要内容。
本章分为两节,分别阐述内环境和稳态的知识。
推进新课
板书:
第1节细胞生活的环境
师我们再看两个资料,思考并讨论。
讨论1:
我们看到的都是什么细胞?
讨论2:
它们分别生活在什么样的环境中?
两者的生活环境有何异同?
(学生观看、思考、讨论)
生第一段展示的是草履虫。
第二段展示的是血液中的血细胞。
生草履虫是单细胞生物,生活在水中。
血细胞生活在血浆中。
师草履虫和血细胞的生活环境,有相似的地方吗?
生有,都是液体环境。
师二者又有什么不同呢?
生草履虫直接生活在外界环境中,可直接与外界进行物质交换。
而血细胞生活在体内的血浆中,并不直接与外界环境进行物质交换。
哪种细胞生活的液体环境的理化性质更为稳定?
生血浆。
师单细胞生物(如草履虫)直接生活在外界环境中,可直接与外界进行物质交换。
多细胞生物的细胞(如血细胞)生活在体内的液体环境中。
师下面我们一起来探讨人体内的细胞。
人体内的细胞,绝大多数没有直接与外界环境接触,不能直接与外界进行物质交换。
这些细胞直接生活的环境是什么呢?
师细胞内液指什么?
生细胞内的液体环境。
主要是细胞质基质、叶绿体基质、线粒体基质、细胞液等。
师对。
细胞内液和细胞外液相比,谁多谁少呢?
生细胞内液多,占2/3。
师细胞直接生活的环境又是什么呢?
生细胞外液。
师细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴液等。
我们观看下面一段动画,阅读教材P3,思考并讨论:
组织液、血浆和淋巴液有什么异同?
组织液、血浆和淋巴液有什么内在联系?
能不能说全身细胞外液是一个有机的整体?
讨论3:
内环境主要包括哪些?
(学生观看、阅读、思考、讨论)
师组织液、血浆和淋巴液有什么异同?
生1相同点:
它们都属于细胞外液,共同构成人体内环境,基本化学组成相同。
生2不同点:
在人体内存在的部位不同:
血浆位于血管内,组织液分布于组织细胞之间,淋巴分布于淋巴管中。
生3不同点:
生活于其中的细胞种类不同:
存在于组织液中的是体内各组织细胞,存在于血浆中的是各种血细胞,存在于淋巴中的是淋巴细胞等。
师不同点:
三者所含的化学成分有差异,如血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中蛋白质很少。
师组织液、血浆和淋巴之间有什么内在联系?
生血浆可以透过毛细血管壁进入组织间隙形成组织液。
组织液可渗入毛细血管形成血浆。
组织液也可渗入毛细淋巴管内形成淋巴液。
淋巴液经淋巴循环汇入血浆。
组织液和血浆之间可以相互渗透,组织液又可以渗透到毛细淋巴管内形成淋巴,淋巴通过淋巴循环进入血液循环,形成血浆。
这三种成分之间的关系可用下图表示:
师由此可见,全身的细胞外液是一个有机的整体。
师注意三者相互转化的位点:
1.血浆→组织液:
毛细血管动脉端。
2.组织液→血浆:
毛细血管静脉端。
3.组织液→淋巴:
毛细淋巴管
4.淋巴→血浆:
左右锁骨下静脉。
师我们概括地说,人体的细胞生活在细胞外液中。
具体到某一个细胞,它的直接生活环境是什么呢?
1.绝大多数细胞——组织液。
2.血细胞——血浆。
3.淋巴细胞——淋巴。
4.毛细血管壁细胞——组织液和血浆。
5.毛细淋巴管壁细胞——组织液和淋巴。
师血浆、组织液和淋巴通过动态的有机联系,共同构成机体内细胞生活的直接环境。
为了区别于个体生活的外界环境,人们把由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。
师内环境是一个非常重要的概念。
我们应从以下几个方面理解这个概念:
1.内环境的“内”是相对于个体外环境的“外”而言的。
细胞外液的“外”是相对于细胞的“内”而言的。
两个“内”“外”,着眼点不同。
2.注意从内环境的内涵和外延上把握内环境的概念。
师那么内环境与外界环境有哪些差别呢?
细胞外液有哪些化学成分呢?
讨论:
1.如何将表中物质按化学性质进行归类?
2.除表中所列成分外,血浆中还可能含有哪些物质?
3.在组成血浆的离子中,哪些离子的含量较多?
它们可能起什么作用?
4.
可能起什么作用?
5.任选其中一种成分,分析它的来源和去路,并说明它与人体的哪些系统有关。
(学生阅读讨论)
生1表中的化学物质可分为无机物和有机物。
无机物包括水和无机盐离子(如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl—、
)等,有机物包括糖类(如葡萄糖)、蛋白质(如血清白蛋白、血清球蛋白、纤维蛋白原等)、脂质(如各种脂肪酸、脂肪、卵磷脂、胆固醇)、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。
生2还含有气体分子(主要是氧气和二氧化碳)、调节生命活动的各种激素、其他有机物(如维生素)等。
生3Na+、C1—含量较多。
它们的作用主要是维持血浆渗透压。
二、细胞外液的成分(图1-1-1)
图1-1-1血浆的主要成分
1.细胞外液中含量最多的是水,约占90%。
其次是蛋白质,约占7~9%。
2.组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近,但又不完全相同。
最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。
3.细胞外液本质上是一种盐溶液,类似于海水。
这在一定程度上反映了生命起源于海洋。
师
能起到什么作用呢?
红细胞在清水中吸水胀破,在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡。
思考:
1.为什么红细胞在清水中吸水胀破、在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡?
2.生理盐水的浓度是多少?
为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水?
师我们在必修1中学习过植物细胞对水分吸收的原理。
谁来说一下?
生1渗透作用。
生2当外界溶液浓度小于植物细胞液浓度时,植物细胞通过渗透作用吸水;
当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,植物细胞通过渗透作用失水。
师为什么红细胞在清水中吸水胀破,在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡?
生1在清水中,外界溶液浓度小于细胞内液浓度,红细胞通过渗透作用吸水。
生2在较高浓度的食盐水中,外界溶液浓度高于细胞内液,红细胞通过渗透失水出现皱缩。
师生理盐水的浓度是多少?
生生理盐水是浓度为0.9%的氯化钠溶液。
因为其浓度与细胞外液相当,所以医院里给病人输液时使用生理盐水。
师是的。
所谓渗透作用,是指通过半透膜,水分子从低浓度向高浓度的扩散。
也就是说,水分的净渗透方向与浓度有关。
这时我们学习一个新的概念——溶液渗透压。
1.概念:
指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
2.大小:
取决于溶液中溶质微粒的数目。
溶质微粒越多,即溶液浓度越高,对水的吸引力越大,即溶液渗透压越高。
反之亦然。
3.血浆渗透压:
大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。
人的血浆渗透压约为770kPa,相当于细胞内液的渗透压。
前面的资料分析(讨论题3),提示了细胞外液中的各种无机盐离子,含量上占优势的是Na+和Cl—。
细胞外液的渗透压的90%以上来自Na+和Cl-。
师(讨论题4)HCO-3、HPO-4可能起什么作用?
生维持血浆的酸碱平衡。
师化学上学过,什么是pH?
生pH即溶液酸碱度,是指溶液中自由氢离子浓度的负对数,即pH=-lg[H+]。
师(总结)血浆的pH为7.35~7.45。
血浆的pH之所以能够保持稳定,与它含有HCO-3、HPO-4等离子有关。
师人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右。
板书:
三、细胞外液的渗透压和酸碱度
师(讨论题5)任选其中一种成分,分析它的来源和去路,并说明它与人体的哪些系统有关。
生如血浆中的葡萄糖主要来源于食物中的糖类。
食物中的淀粉经消化系统消化后,分解为葡萄糖,经小肠绒毛吸收后进入血液,通过血液循环运输到全身各处。
进入组织细胞后,葡萄糖主要用于氧化分解放能,最终生成二氧化碳和水,并排入内环境中。
二氧化碳通过血液循环被运输到肺,通过呼吸系统排出体外,而多余的水主要在肾脏通过形成尿液排出体外。
生…
课堂小结
结合初中学过的人体消化、呼吸、循环、排泄等知识,和同学讨论以下问题:
1.维持渗透压的Na+和Cl-以及葡萄糖、氨基酸等物质是经过哪些途径进入内环境的?
2.参与维持pH的
是怎样形成的?
这与体内哪些系统的活动有关?
3.细胞外液的温度能够保持稳定的根本原因是什么?
试推测哪些器官和系统参与了体温的维持。
4.体内细胞产生的代谢废物,如尿素和CO2是怎样从内环境排到体外的?
5.通过以上讨论,是否增进了你对本章首页题诗的理解?
生1Na+和Cl-等直接来自于食物,不需要经过消化可以直接被吸收。
葡萄糖、氨基酸等物质主要来自于食物中的糖类和蛋白质。
糖类和蛋白质是两类大分子物质,必须经过消化系统的消化,分解为葡萄糖和氨基酸才能被吸收。
上述物质在小肠内经主动运输进入小肠绒毛内的毛细血管中,经血液循环运输到全身各处的毛细血管中,再通过物质交换过程进入组织液和淋巴。
生2细胞代谢产生的CO2与H2O结合,在碳酸酐酶作用下,发生下列反应:
HCO-3通过与细胞外的阴离子交换到达细胞外液,即组织液、血浆或淋巴中,主要与呼吸系统有关。
生3人体具有体温调节机制以保持细胞外液温度的恒定。
详细内容可参考教材第2章关于人体体温调节的内容。
参与体温调节的器官和系统有皮肤、肝脏、骨骼肌、神经系统、内分泌系统、呼吸系统等。
生4体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液,泌尿系统形成、排出尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出,其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主。
例如,血浆中的尿素主要通过肾脏形成的尿液排出体外。
血浆中的CO2通过肺动脉进入肺泡周围的毛细血管,由于血液中的CO2分压大于肺泡中CO2的分压,CO2就从血液中向肺泡扩散,再通过呼气运动将其排出体外。
四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
细胞与外界环境进行物质交换,必须通过内环境才能完成,并且要依赖消化、呼吸、循环、泌尿等系统直接参与。
具体过程可用图1-1-2表示:
图1-1-2
习题详解
一、基础题(课本P6)
1.解析:
本题考查体液的概念及其外延。
人体内含有大量以水为基础的液体,这些液体统称为体液。
体液包括细胞内液和细胞外液。
答案:
C
2.解析:
本题考查内环境概念的内涵和外延。
由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。
内环境(细胞外液)主要包括组织液、血浆和淋巴等。
故A、C、D的含义相当。
故本题选B。
B
3.解析:
本题考查人体内环境的组成成分。
判断的依据是这种成分是否存在于血浆中(因为组织液、淋巴与血浆成分相似)。
显然A、C、D存在于血浆中,而呼吸酶存在于细胞质基质、线粒体,属于细胞内液。
4.解析:
一般来说,细胞赖以生存的直接环境是细胞外液,包括组织液、血浆和淋巴等。
绝大多数细胞——组织液,血细胞——血浆,淋巴细胞——淋巴,毛细血管壁细胞——组织液和血浆,毛细淋巴管壁细胞——组织液和淋巴。
记住一些特例,在思维方法上,明确这些细胞的生活环境。
如毛细血管壁是由单层细胞构成的,这些管壁细胞在管腔内面是血浆,上面浸于组织液中。
毛细血管壁细胞的直接生活环境是血浆和组织液,毛细淋巴管壁细胞的直接生活环境是淋巴和组织液。
二、拓展题(课本P6)[]
解析:
(1)A表示的器官是肺,从结构上看,肺泡壁由单层扁平细胞构成,外面缠绕毛细血管,毛细血管壁也是单层上皮细胞。
这样的结构有利于气体交换。
所以与内环境之间间隔了一层肺泡壁和一层毛细血管壁。
(2)B表示消化器官,食物中的营养物质经过消化和吸收进入血液或淋巴。
(3)C与内环境的双向箭头,经C排出体外,说明C是肾脏。
血浆中的主要成分通过肾小球的滤过作用进入肾小囊形成原尿,原尿流经肾小管和集合管时,一些有用的成分经重吸收返回血浆。
(4)D是单向排出的,代表器官是皮肤。
答案:
(1)肺泡壁、毛细血管壁
(2)食物的消化和营养物质的吸收(3)肾小管的重吸收
(4)皮肤
板书设计
第1章人体的内环境与稳态
第1节细胞生活的环境
一、体内细胞生活在细胞外液中
二、细胞外液的成分(图1-1-3)
图1-1-3血浆的主要成分
细胞与外界环境进行物质交换,必须通过内环境才能完成,并且要依赖消化、呼吸、循环、泌尿等系统直接参与。
具体过程可用图1-1-4表示:
图1-1-4
九、教学反思
本课教学内容的教学设计,是在“问题驱动”的教学模式下设计的。
(1)问题使用反思
设计的大部分问题,学生都能通过结合旧知识及已有的日常生活经验独立思考,小组讨论,最后师生小结、总结的方式完成教学内容。
部分问题能通过小组内部或者全班范围内的讨论解答,能充分让学生体验成功的感觉,增强学习信心。
(2)课堂质量反思
在这种问题驱动教学模式下,每个学生都能参与到学习检测,教师能及时监控到学生的学习情况,对教学进度进行实时调整。
课堂教学效果良好。
(3)其他反思
在教学过程中过分依赖多媒体,影响了最基本的板书书写,而板书最能体现一节课的知识框架,以后上课应注意,多媒体仅仅为辅助手段,课件越简单越好。
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