資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
課題名稱 1.2 內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)（2課時） 課堂類型： 新課 □復習課 □習題課 □實驗課 □試卷講評課 □其他：
學習者 分析 學生在上一節(jié)課中已經(jīng)對內(nèi)環(huán)境及其含義有了一定的認識，知道內(nèi)環(huán)境可以維持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，但是對于其如何穩(wěn)定的不理解。高二的學生已初步具備一定的探究能力，通過實驗探索并對實驗結(jié)果進行分析進而理解人體吃酸性或堿性的物質(zhì)并不會破壞內(nèi)環(huán)境的酸堿度。學生的生活經(jīng)驗比較豐富，對于熱射病、尿毒癥等疾病有所了解，有助于用所學知識解釋生活中的常見病例。
教學目標 進行生物體維持pH穩(wěn)定的模擬探究活動，闡明穩(wěn)態(tài)的含義； 舉例說明機體不同器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一地完成各項生命活動，是維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)；闡明穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機制； 通過思考、討論穩(wěn)態(tài)失調(diào)的實例，舉例說明人體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是有一定限度的以及內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)對正常生命活動的重要意義； 簡述穩(wěn)態(tài)概念的發(fā)展，認同生命系統(tǒng)的不同層次普遍存在穩(wěn)態(tài)。
教學重點 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)機制 落實教學重點的方法： 通過實驗探究得出內(nèi)環(huán)境是可以調(diào)節(jié)pH在相對穩(wěn)定狀態(tài)內(nèi)的，結(jié)合生活中的實例得出內(nèi)環(huán)境一般是處于相對穩(wěn)定狀態(tài)中； 通過科學史了解內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機制。
教學難點 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機制 突破教學難點的方法： 通過科學史了解內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機制。
教學資源 選擇 教師用書、教材、題單、天天練 技術(shù)手段的使用： 電子白板、板書、多媒體
課時： 2
核心問題 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是如何調(diào)節(jié)的？
教學過程設(shè)計
問題情境 教學活動設(shè)計 （學習活動設(shè)計） 設(shè)計意圖
回顧舊知，導入新課 通過上節(jié)課的學習我們已經(jīng)知道內(nèi)環(huán)境指的就是細胞外液，包括哪三部分？這三種細胞外液之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，示意圖？內(nèi)環(huán)境的化學成分有哪些？理化性質(zhì)指的是什么？如何與外界進行物質(zhì)交換？這些都是上節(jié)課的核心內(nèi)容。 隨著外界環(huán)境的變化和細胞代謝活動的進行，內(nèi)環(huán)境中的各種化學成分和理化性質(zhì)都是在不斷波動的，這個波動是否會導致內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)呢？我們以內(nèi)環(huán)境中酸堿度的變化來看看機體是如何變化調(diào)節(jié)的？ 通過回顧上節(jié)課內(nèi)容引入本節(jié)核心問題：內(nèi)環(huán)境是如何維持相對穩(wěn)定的？
問題情境 教學活動設(shè)計 （學習活動設(shè)計） 設(shè)計意圖
細胞代謝會產(chǎn)生許多酸性物質(zhì)，如碳酸等；人和動物吃的食物代謝后也會產(chǎn)生一些酸性或堿性物質(zhì)。這些物質(zhì)進入內(nèi)環(huán)境，會使機體的pH發(fā)生怎樣的變化呢？ 展示圖片：長津湖紅軍行軍過程、山西人愛喝醋。在行軍過程中紅軍會產(chǎn)生肌肉酸痛的感覺，以及山西人吃東西都比較喜歡放較多的醋，那么紅軍和山西人體內(nèi)的pH是否偏酸性呢？我們需要通過實驗進行證明。 實驗原理： 在溶液中加入酸或堿，緩沖對（如：HPO42-/H2PO4-）能使溶液pH的變化減弱；與自來水相比，生物組織勻漿更類似于緩沖液。 實驗目的： 通過比較自來水、緩沖液和肝勻漿在加入酸或堿后pH的變化，推測生物體是如何維持pH穩(wěn)定的。 實驗設(shè)計 實驗材料：自來水、緩沖液和生物組織材料（動物血漿、肝勻漿、蛋清等） 變量分析： 自變量：加入的HCl或NaOH滴數(shù) 因變量：pH的變化 無關(guān)變量：溫度等 列表 必修一學習酶的時候我們知道科學實驗需要有實驗組和對照組，對照分為空白對照和標準對照等好幾種，這里的自來水應該屬于空白對照，而緩沖液由于是已知的具有減緩pH變化的能力的溶液，因此屬于標準對照。 實驗步驟 ①在記錄本中，畫一個如下的表格。 ②將25mL自來水倒入50mL燒杯中。 ③用pH計或pH試紙測起始的pH,并作記錄。 ④一次加一滴0. 1mol/L的HCI,然后輕輕搖動，加入5滴后再測pH。重復這一歩驟直到加入了30滴為止。將pH測定結(jié)果記入表中。 ⑤用同樣的方法把0.1mol/L的NaOH加入自來水中并測定結(jié)果。 ⑥充分沖洗燒杯，用緩沖液代替自來水，重復步驟2至步驟5,記錄結(jié)果。 ⑦充分沖洗燒杯，用肝為漿代替自來水，重復步驟2至步驟5,記錄結(jié)果。 ⑧作圖，分析結(jié)果并得出結(jié)論。 這一堆數(shù)據(jù)看上去并不直觀，我們可以怎么做讓實驗結(jié)果更加直觀呢？將所得實驗結(jié)果用曲線圖進行表示。橫坐標以酸或堿的滴數(shù)，縱坐標為pH。畫出的曲線圖。實驗數(shù)據(jù)的整理就是今天的課后作業(yè)，同時完善實驗報告的相關(guān)內(nèi)容。 展示圖片激發(fā)學生的學習興趣。 通過對實驗變量的分析加深學生對生物學中科學實驗的理解和設(shè)計原理掌握，培養(yǎng)學生實驗探究能力。 通過實驗落實課程標準中的內(nèi)容要求，學生從實踐中得出真知，在實踐中發(fā)現(xiàn)問題。
問題情境 教學活動設(shè)計 （學習活動設(shè)計） 設(shè)計意圖
探究實驗的實驗結(jié)果和實驗結(jié)論分別是什么？ 【課前五分鐘】展示本組的實驗結(jié)果和實驗結(jié)論并解讀。 五、實驗結(jié)果 由此我們可以看出，肝勻漿中滴加酸和堿所產(chǎn)生的變化與緩沖液類似。 六、實驗結(jié)論 生物材料的性質(zhì)類似于緩沖液而不同于自來水，說明生物材料內(nèi)含有緩沖物質(zhì)，能夠維持pH的相對穩(wěn)定。 通過實驗我們知道，人體內(nèi)環(huán)境是可以調(diào)節(jié)酸堿平衡的，參與調(diào)節(jié)的物質(zhì)是緩沖對，緩沖對指的是具有緩沖作用的酸堿組合，由弱酸和該種弱酸的強堿鹽組成，最重要的緩沖對是：HCO3-/H2CO3，除此以外還有HPO42-/H2PO4-等。具體的調(diào)節(jié)機制我們以HCO3-/H2CO3為例來看一下： 通過課前五分鐘分享的形式將實驗課的實驗結(jié)果的數(shù)據(jù)進行分享總結(jié)，并對其進行解讀，加深學生對機體調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境pH相對穩(wěn)定的機制的理解 。
體檢中血常規(guī)報告單的內(nèi)容解讀 我們?nèi)メt(yī)院體檢的時候，都會有一項抽血化驗，用于了解肝功能、腎功能、血糖、血脂等是否正常，課本第7頁給出的這份報告單，你會看到向上指和向下指的箭頭，這表示什么含義？每一項指標后面都有一個參考值，這個參考值是一個范圍，這說明什么？——內(nèi)環(huán)境成分的含量不是恒定不變的，而是在一定范圍內(nèi)波動，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)表現(xiàn)為動態(tài)平衡；不同個體存在一定差異。 【PS：糖化血清白蛋白反映的是測定前1~3周平均血糖濃度】 隨著外界變化以及我們自身代謝活動的進行，內(nèi)環(huán)境的各種化學成分和理化性質(zhì)在不斷發(fā)生變化，但是這種變化并不劇烈。 通過創(chuàng)設(shè)情境，引導學生初步 認識內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的特征和意義，同時也培養(yǎng)學生用所學知識解決分析具體問題的能力。
內(nèi)環(huán)境的其他化學成分和理化性質(zhì)也維持在一定范圍內(nèi)嗎？ 比如通過上節(jié)課的實驗我們知道，機體內(nèi)的pH可以在緩沖對的調(diào)節(jié)下維持在相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)，進而維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。那么內(nèi)環(huán)境的其他化學成分和理化性質(zhì)也維持在一定范圍內(nèi)嗎？比如說體溫，你的體溫波動正常情況下大不大？不大，但是也有小波動，這也就說明，我們體內(nèi)的溫度也是在相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)波動的，但基本都是接近37℃的。關(guān)于體溫是如何調(diào)節(jié)維持在37℃左右的，我們在第三章會進一步學習。除了體溫和pH以外，健康人內(nèi)環(huán)境中的每一種化學成分比如血糖、血脂，以及滲透壓等理化性質(zhì)都是不斷變化的，但都處于一定的范圍內(nèi)。如果高于或低于參考范圍，則預示機體可能處于不健康狀態(tài)。而這種平衡是通過機體的調(diào)節(jié)作用實現(xiàn)的。 生理學家把正常機體通過調(diào)節(jié)作用，使各個器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動，共同維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定狀態(tài)叫作穩(wěn)態(tài)。內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)包括兩個方面的含義：化學成分、理化性質(zhì)均處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。在做題過程中注意審題，如果僅僅是理化性質(zhì)處于穩(wěn)定狀態(tài)而化學成分發(fā)生變化就說明不在穩(wěn)態(tài)內(nèi)。 在pH維持相對穩(wěn)定的基礎(chǔ)上拋出問題，結(jié)合生活中對體溫的測量得出體溫穩(wěn)定，進而總結(jié)出穩(wěn)態(tài)的概念。
問題情境 教學活動設(shè)計 （學習活動設(shè)計） 設(shè)計意圖
穩(wěn)態(tài)是如何實現(xiàn)的呢？ 首先，如果你的機體是處于穩(wěn)態(tài)內(nèi)的，那么你體內(nèi)的各個器官和系統(tǒng)一定是正常運行并且相互調(diào)節(jié)的。課本第九頁的圖1-4可以看出，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)與消化、呼吸、循環(huán)、泌尿系統(tǒng)是相互聯(lián)系的，食物、水和無機鹽通過消化系統(tǒng)進入并且在小腸上皮被吸收，未被吸收的物質(zhì)通過糞便的形式排出體外，被吸收的物質(zhì)進入到血液循環(huán)到全身的毛細血管，然后出到組織液中進入組織細胞，組織細胞產(chǎn)生的代謝廢物會進入組織液又回流到循環(huán)系統(tǒng)中，代謝廢物二氧化碳通過呼吸系統(tǒng)排出，水、無機鹽、尿素等廢物從泌尿系統(tǒng)排出，還有部分通過皮膚排出，在泌尿系統(tǒng)排出的這個過程存在重吸收營養(yǎng)成分的過程。我們可以將該圖形換成另一種模式圖： 結(jié)合教材圖示解讀該圖。 涉及到的系統(tǒng)有：呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)等； 關(guān)于內(nèi)環(huán)境為什么可以維持相對穩(wěn)定從19世紀五十年代就已經(jīng)開始研究，請大家閱讀教材進行填空： 1857年，貝爾納推測：內(nèi)環(huán)境保持穩(wěn)定主要依賴神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。 1926年，坎農(nóng)提出穩(wěn)態(tài)的概念。穩(wěn)態(tài)不是恒定不變，而是一種動態(tài)平衡。提出：內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是在神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)的共同作用下，通過機體各種器官、系統(tǒng)分工合作、協(xié)調(diào)統(tǒng)一而實現(xiàn)的。 目前普遍認為：神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機制。 對教材給出的示意圖進行引導解讀，培養(yǎng)學生的讀圖能力，同時通過圖解之后的遷移應用進行提升該能力。 通過科學史了解內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的發(fā)展過程，認同科學結(jié)論的得出需要許多科學家的汗水。
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內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)會不會出現(xiàn)失調(diào)的情形呢？ 內(nèi)環(huán)境會不會出現(xiàn)失調(diào)的情形呢？比如，圖1-4中，如果泌尿系統(tǒng)出現(xiàn)問題會怎樣？或者說如果腎功能衰竭會怎樣？機體的含氮代謝產(chǎn)物和其他毒性物質(zhì)不能排出，在體內(nèi)堆積除造成水、電解質(zhì)和酸堿平衡紊亂外，還可引起多個器官和系統(tǒng)的病變，可能引發(fā)尿毒癥。目前治療尿毒癥的方法主要有：血液透析、腹膜透析和腎移植。這種內(nèi)環(huán)境失調(diào)屬于機體自身的調(diào)節(jié)功能出了障礙，屬于是內(nèi)因。那有沒有外因引起的內(nèi)環(huán)境失調(diào)呢？ 展示最近熱射病致死的新聞。生活中你可能會有發(fā)高燒或者中暑的經(jīng)歷，為什么這個時候要采取物理降溫或者藥物降溫的措施？體溫較高會破壞酶活性，導致體內(nèi)細胞代謝紊亂，機體功能異常，所以應該盡快降溫。 展示高反現(xiàn)象的圖片。高原空氣稀薄，大氣壓和氧分壓低，造成體內(nèi)缺氧就會出現(xiàn)頭痛、乏力、心跳加快、血壓升高的現(xiàn)象。 由此可以說明如果外界環(huán)境變化過于劇烈也會影響內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。 生活中還有很多內(nèi)環(huán)境失調(diào)的現(xiàn)象，比如腹瀉，當你嚴重腹瀉后，如果只喝水不補充鹽會怎么樣？——內(nèi)環(huán)境的滲透壓下降，細胞可能會吸水腫脹，進一步導致細胞代謝和功能紊亂。 人體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是有一定限度的，當外界環(huán)境的變化過于劇烈，或者人體自身的調(diào)節(jié)功能出現(xiàn)障礙時，內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就會遭到破壞危及肌體健康。 因此內(nèi)環(huán)境維持相對穩(wěn)定對于機體有著重要的意義。細胞代謝是由細胞內(nèi)眾多復雜的化學反應組成的，完成這些反應需要各種物質(zhì)和條件：葡萄糖作為原料提供能量，因此需要血糖正常；所有的代謝需要酶催化，酶的活性受到溫度、pH等因素影響。由此可見，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件。 結(jié)合生活中常見的內(nèi)環(huán)境失調(diào)引起的疾病引導學生分析內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的意義，同時將這些疾病進行分類，更為全面地了解內(nèi)環(huán)境失調(diào)的原因。
問題情境 教學活動設(shè)計 （學習活動設(shè)計） 設(shè)計意圖
穩(wěn)態(tài)概念的發(fā)展 關(guān)于穩(wěn)態(tài)這一概念的發(fā)展，大家可閱讀教材楷體字部分進行了解。 分子水平：基因表達的穩(wěn)態(tài)、激素分泌的穩(wěn)態(tài)、醵活性的稽態(tài)等。例如在正常生長和分裂的細胞中，原癌基因和抑癌基因的表達存在著穩(wěn)態(tài)；正常人體內(nèi)調(diào)節(jié)血糖的胰島素和胰高血糖素等激素是處于動態(tài)平衡的。 細胞水平：細胞的分裂和分化的穩(wěn)態(tài)等。 器官水平：心臟活動如血壓、心率的穩(wěn)態(tài)、消化原分泌消化液的穩(wěn)態(tài)等。 群體水平：種群數(shù)量的變化存在穩(wěn)態(tài)、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能也存在穩(wěn)態(tài)等。 由此可看到：不同層次的生命系統(tǒng)都存在著類似內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的特性。其實這和中國一句老話有點類似：凡事都有個度。 該內(nèi)容不要求學生掌握，學生通過閱讀材料總結(jié)，能夠理解并認同不同層次的生命系統(tǒng)都存在著類似內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的特性。
復習與提高部分拓展題答案 2.（1）“酸堿體質(zhì)理論”缺乏充足的科學依據(jù)，理由如下。 ①該理論中的“酸堿體質(zhì)”概念模糊，在現(xiàn)代醫(yī)學和中醫(yī)學中都沒有酸性體質(zhì)和堿性體質(zhì)的分法。 ②該理論認為身體偏堿就是健康的，其實是偷換概念的錯誤命題。內(nèi)環(huán)境相關(guān)知識顯示，體內(nèi)細胞的生活環(huán)境————內(nèi)環(huán)境（即細胞外液，包括血漿、組織液和淋巴液等）的正常pH穩(wěn)定在7.35~7.45，呈弱堿狀態(tài)，但這并不意味著健康身體的每部分都偏堿性。例如，胃液呈強酸性，尿液呈弱酸性，陰道分泌物也呈弱酸性。 ③該理論認為，酸性體質(zhì)是“萬病之源”，這是顛倒因果關(guān)系。在臨床中，的確有很多酸中毒（pH低于7.35）的情況發(fā)生，但這不是酸中毒致病，而是因為服用了某些藥物（如利尿劑）或患有某些疾病（如糖尿病、腎功能衰竭、腹瀉）而出現(xiàn)酸中毒。 ④該理論認為，若要健康，應多攝入堿性食物。這也沒有科學根據(jù)。食物雖有酸性、堿性的區(qū)分，但內(nèi)環(huán)境相關(guān)知識表明，普通食物不可能引起內(nèi)環(huán)境的酸堿度變化，因為人體內(nèi)存在緩沖系統(tǒng)可以自動調(diào)節(jié)pH，使之保持一種動態(tài)的平衡。若日常飲食受該理論影響，將可能導致人體營養(yǎng)失衡，由此會引發(fā)更多疾病。 （2）積極向親朋好友宣傳相關(guān)科學知識，勸阻他們不要受生產(chǎn)廠家的廣告誤導。 3.提示 航天器和航天服中的生命保障系統(tǒng)，主要由氧源（氣瓶）和供氣調(diào)壓組件、水升華器和水冷卻循環(huán)裝置、空氣凈化組件、通風組件、通信設(shè)備、應急供氧分系統(tǒng)、控制組件和電源、報警分系統(tǒng)、遙測分系統(tǒng)等組成。它能夠為航天員提供呼吸用氧，并控制服裝內(nèi)的壓力和溫度，清除航天服內(nèi)CO；、臭味、濕氣和微量污染等。這套生命系統(tǒng)與壓力服（給宇航員提供正常大氣壓）一起，在人體周圍創(chuàng)造適宜人生存和工作的微小氣候環(huán)境，有利于宇航員維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。

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