高中生物第1章人体的内环境与稳态教案新人教版必修3.doc

_第1章 人体的内环境与稳态第1节 细胞生活的环境【教学目标】1.知识与技能（1）描述不同细胞生活的环境。（2）描述内环境的组成和理化性质。（3）理解内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。2. 过程与方法 利用图及图解，明确各种细胞生活的内环境。结合图像总结组成内环境的三种重要成分之间存在的关系。3. 情感态度与价值观 尝试构建人体细胞与外界环境进行物质交换的模型。【教学重点】 1内环境的组成及其理化性质。2内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。【教学难点】1.内环境的组成及其理化性质。2内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。【新知预知】1体内细胞生活在细胞外液中（1）体液体液的定义：_体液的组成： _ (存在于细胞内，约占_)体液 _ _ （存在于细胞内，约占_) _（2）内环境 内环境的定义：_内环境的组成：_各种细胞所生活的内环境：血细胞直接生活的内环境是_，体内绝大多数细胞直接生活的内环境是_，淋巴管内的淋巴细胞和吞噬细胞直接生活的内环境是_，毛细淋巴管壁细胞直接生活的内环境是_，毛细血管壁细胞直接生活的内环境是_，肾小管壁细胞直接生活的内环境是_。2细胞外液的成分（1）血浆的组成： _（约90%） _ 血浆 _ （约10%） _ （2）组织液、淋巴和血浆的成分有哪些异同点？_3细胞外液的理化性质细胞外液的理化性质主要表现在_、_和_三个方面。（1）渗透压定义：溶液渗透压是指：_溶液渗透压的大小取决于：_溶液中溶质微粒的数目与渗透压的关系：_ _ （2）酸碱度正常人的血浆近_，PH为_。血浆的PH之所以能够保持稳定，与它含有_等离子有关。（3）体温人体细胞外液的温度一般维持在_左右。4内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介细胞进行生命活动所必需的_由外环境提供，同时产生的_又必须排出体外，但细胞并没有和外界直接接触，必须通过内环境的中介作用。【重点问题探究】一、细胞生活在细胞外液中思考 ：“问题探讨” 血细胞 草履虫直接生活的环境及两环境的稳定性有何异同？1体液的概念：人体内的 ，统称为体液。 （存在于细胞内，约占2/3） 体液 （存在于细胞外，约占1/3） 等2内环境的概念：由 构成的液体环境。包括: 、 、 。用箭头连接三者之间的关系(1)血细胞的内环境： 。(2)毛细血管壁的内环境： 和 。(3)毛细淋巴管壁的内环境： 和 。（4）组织细胞： （5）淋巴细胞和吞噬细胞： 【点睛】(1)内环境属于多细胞动物的一个概念，单细胞生物无所谓内环境。(2)正常内环境中必定有活细胞存在。(3)内环境与细胞外液是同一概念。内环境是相对于外界环境提出，细胞外液是相对于动物和人的细胞内液提出的。(4)内环境主要包括组织液、血浆和淋巴，但不是说就只有这三种。例如，脑脊液也属于内环境组成成分(5)当血浆流经毛细血管时，水和一切能够透过毛细血管壁的物质可以在毛细血管动脉端渗出，进入组织细胞间隙而成为组织液，绝大多数的组织液在毛细血管静脉端又可以重新渗入血浆中。少量的组织液还可以渗入毛细淋巴管，形成淋巴，淋巴经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆中。它们之间的关系如上图所示。由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。二、细胞外液的成分水：含量最多，如血浆中含有约90%的水。气体：以 和 为重要。各种无机盐离子：以Na CL- K Ca HCO3- HPO42- 的量最多。有机化合物：如蛋白质、脂肪、氨基酸、葡萄糖、核苷酸、维生素等。细胞代谢的废物：除二氧化碳外。还有蛋白质代谢产物的含氮废物，如氨、尿素等。调节生命活动的各种激素思考：血红蛋白、胃蛋白酶是内环境的成分吗？为什么？ 在组成血浆的离子中，哪些离子含量较多？他们可能起什么作用？三、细胞外液的渗透压和酸碱度细胞外液的理化性质包括渗透压、酸碱度和温度 渗透压：渗透压是指溶液中 对水的吸引力，其大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目：溶质微粒 ，溶液渗透压越高，反之则越低。 血浆渗透压的大小主要与 和 的含量有关。细胞外液的渗透压的90%以上来源于 和 。渗透压的大小取决于溶液中单位体积的 数，具体如下表：溶质微粒数目对水的吸引力渗透压高低越多越大越 越少越小越 酸碱度：(1)正常值： 。(2)维持因素：血液中存在许多对对酸碱度起缓冲作用的缓冲物质。如 、NaH2PO4/Na2HPO4等。【思考】1.由人体内环境成分明显变化引起的病症有浮肿 、手足抽搐 、毒症，说出理由？2.贫血由人体内环境成分明显变化引起的病症吗？为什么？人体剧烈运动后会产生乳酸，但是乳酸对人体pH影响不大，其调节过程如下： 温度：人体细胞外液的温度一般维持在 左右。人体内酶的最适温度也是37左右。温度过高或过低都会影响酶的活性，从而影响人体的新陈代谢。 体温：幼年 成年 老年；女性 男性。【点睛】造成组织水肿(浮肿)的原因(1)过敏反应中释放的组织胺引起毛细血管壁通透性增强，血浆蛋白进入组织液中使其浓度升高，造成组织水肿。(2)毛细淋巴管受阻，组织液中的蛋白质不能进入毛细淋巴管而使组织液浓度升高。(3)组织细胞代谢旺盛，代谢产物增加，引起组织液浓度升高。(4)营养不良时，血浆蛋白或细胞内蛋白质减少，使血浆浓度降低或细胞内液浓度下降，造成组织水肿。四、内环境是细胞与外环境进行物质交换的媒介 利用下图深刻理解内环境的功能，并完成分析填空：由图示可知：细胞通过 不断从外界环境中获取所需要的物质，同时又不断排出代谢产生的废物，从而维持正常的生命活动，因此 是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。【思考】与人体新陈代谢有直接关系的四大系统是：消化系统 呼吸系统排泄系统生殖系统运动系统循环系统神经系统 【点睛】(1)单细胞生物的细胞可以与外界环境直接发生物质交换，没有细胞外液组成的内环境。(2)CO2、O2浓度最高部位分别是组织细胞、肺泡；最低部位则相反。沿运输途径方向浓度依次降低，如O2浓度，血浆组织液，CO2则相反，因为气体通过自由扩散顺浓度差运输。(3)人的呼吸道、消化道、膀胱等由孔道与外界相连。储存的液体也直接与外界接触，所以这些液体不属于体液【锁定核心名词】血浆、组织液、淋巴、渗透压、内环境、体液、细胞外液构建知识网络规律方法1某种物质出入细胞时经过生物膜层数的计算计算某物质运输过程通过的生物膜层数时，首先要掌握具体的运输途径，然后要知道毛细血管壁、小肠绒毛壁、毛细淋巴管壁和肺泡壁都是由单层细胞组成的，物质经过单层细胞要经过2次细胞膜。例如营养物质和氧气的运输具体途径是：(1)营养物质(水、葡萄糖、氨基酸等) 血浆组织处的毛细血管组织液细胞膜细胞内(2)氧气肺泡 血浆组织处的毛细血管组织液细胞内线粒体内说明营养物质由消化道进入细胞至少经过7层生物膜，氧气由呼吸道进入细胞内的线粒体至少经过11层生物膜。2巧辨“内环境的成分”(1)先确认该成分是否存在于血浆、组织液与淋巴(细胞外液)中，凡是存在于细胞外液中的一切物质(包括水、气体分子、代谢产物、营养物质、酶、激素、递质、抗体等)均可看做内环境成分。(2)以下成分不属于内环境成分只能存在于细胞内或细胞膜上的成分：血红蛋白、糖蛋白、细胞膜上的载体、胞内酶(如呼吸氧化酶)及核酸(DNA、RNA)等。血浆血液，血浆属于内环境，但“血液”不能全看做内环境，因为血液中含各种血细胞(如红细胞、白细胞等)，即内环境不包括“细胞”及细胞内物质，如血红蛋白为红细胞内的物质，不属于内环境成分。一切与外界相通的管腔(如消化道、呼吸道、尿道等)及与外界相通的液体(如泪液、汗液、尿液、消化液等)均不可看做内环境，因而其所含物质也不可看做是内环境的成分【牛刀小试】1在高等多细胞动物体内，细胞与内环境之间的物质交换的关系，正确的是2下列哪项不是由人体内环境成分明显变化引起的病症A浮肿 B手足抽搐 C贫血 D尿毒症3将人的白细胞置于下列哪种液体中能够正常生活A蒸馏水 B0.5%的NaCl溶液 C0.9%的NaCl溶液 D1.5%的NaCl溶液4下列各组腺体产生的分泌物，均可直接排放到内环境的是A唾液腺、垂体、肠胰 B睾丸、汗腺、皮脂腺C肾上腺、甲状腺、胰岛 D卵巢、胃腺、肝脏5下列说法正确的是 A血浆是血细胞直接生活的环境 B在人体的体液中，细胞内液约占13，细胞外液约占23C组织液是体内所有细胞直接生活的环境 D淋巴和组织液中含有较多的蛋白质，而血浆中蛋白质较少6红细胞、肌细胞和淋巴细胞所处的内环境依次是A血浆、体液和体液 B血液、体液和淋巴C血浆、组织液和淋巴 D血液、细胞外液和体液7组织水肿是由于组织液增多大量积累在组织细胞间隙造成的。下列各项中不会引起组织水肿的是A营养不良导致血浆蛋白含量减少 B花粉过敏使毛细血管通透性增大C饮食过咸导致血浆渗透压过高 D淋巴回流受阻组织液中滞留大分子物质8用某种药物饲养动物一段时间后测得实验组比对照组动物血浆中血红蛋白含量明显增高。该药物的作用可能是A增强血红蛋白的合成能力 B提高血浆蛋白的含量C增加红细胞的合成数量 D对红细胞有破坏作用9下图为高等动物的体内细胞与外界环境的物质交换示意图，下列叙述正确的是A都必须通过消化系统才能完成 B人体的体液包括内环境和细胞外液C细胞与内环境交换的为养料和氧气D可表述为：体内细胞可与外界环境直接地进行物质交换10如图是胰腺组织局部结构模式图，据图回答：(1)A液为_，B液为_，C液为_，三者共同 构成了胰腺组织细胞生活的液体环境，这个液体环境称为 _。(2)CO2不从毛细血管进入胰腺组织细胞的原因是_。(3)胰腺组织细胞可分泌胰液和胰岛素，其中_可进入血液，参与物质代谢的调节，如果该物质分泌不足，可使血液中_浓度升高，导致_病的发生。答案表：123456789我的困惑： 我的反思： 班级 姓名第2节 内环境稳态的重要性【教学目标】1.知识与技能（1）说明内环境稳态及其生理意义（2）尝试解释生物体维持PH稳定的机制。2. 过程与方法（1）通过对体温的日变化规律的调查，建立稳态动态平衡的观点。（2）通过人体四大系统与稳态的关系的认识，初步掌握稳态的内海及其调节机制。3. 情感态度与价值观 关注内环境稳态与健康的关系，特别是对社会上流行的有关美容健身方面的问题，要有正确理解。【教学重点】内环境稳态及其生理意义。【教学难点】内环境稳态及其生理意义。【温故知新】外部环境消化系统呼吸系统直接参与物质交换的四大系统：呼吸、循环、泌尿、消化起调节作用的系统：神经系统、内分泌系统和免疫系统循环系统细胞外液营养物质血液循环系统的功能：输送水、无机盐、激素等物质 提供O2、有机物 带走CO2 、含氮废物 粪便泌尿系统液体废物（尿素尿酸）【新知预知】一、内环境的动态变化1.体温（1）健康人的体温始终接近 ，在一日内的变化不超过 。（2）不同人的体温，会因 、 等的不同而存在的差异。2.稳态正常机体通过 作用，使各个器官系统协调活动，共同维持内环境的 状态叫稳态。二、对稳态调节机制的认识（1）维持内环境稳态的基础：_（2）机体内各个器官、系统，为什么能保持协调一致呢？法国生理学家贝尔纳推测，内环境的恒定主要依赖于：_ _ 美国生理学家坎农提出了稳态的维持机制的经典解释：_ 免疫系统的调节作用主要表现在：_ 目前普遍认为，机体维持稳态的主要调节机制是：_ _ （3）内环境的稳态会不会出现失调的情形呢？人体维持稳态的调节能力是_，若外界环境变化太剧烈，或自身调节出现障碍，稳态就会被_。三、内环境稳态的重要意义 是机体进行生命活动的必要条件。1. 浓度和血液中的 保持在正常范围内，保证为细胞代谢提供能量。2.适宜的 和 等条件保证酶正常发挥作用。【重点问题探究】一、内环境稳态的概念及其实质1内环境稳态的三个要素：“ 作用”、“器官、系统 活动”、“内环境相对 ”。2内环境稳态的实质：内环境 和 性质处于一种 状态。【思考】稳态就是稳定不变的状态吗？为什么？3理解内环境稳态需注意(1)内环境稳态在内容上包括组成内环境每种成分的稳定，也包括内环境每一理化性质的稳定。前者如血糖的含量、无机盐的含量、激素的含量等的相对平衡；后者如内环境温度、内环境酸碱度、内环境渗透压等的相对稳定。(2)内环境稳态实质上是一种动态的平衡，始终处于不断的变化之中，而且不同个体存在一定的差异。如正常人血糖含量维持在0.81.2 g/L，pH在7.357.45之间变化，人的体温始终在37C左右等。(3)内环境稳态的实现需要机体的调节作用，以及各器官、系统的协调活动。【思考】不同家庭成员的体温完全一致吗？这说明了什么？和其他同学交流调查结果，比较班级中同一年龄同一性别同学的体温数据，可以得出什么结论？将体温变化情况与当地实际气温日变化大致情况进行对比，结果如何？4根据调查结果可知人的体温具有如下变化特点(1)同一个人在一日内的体温不是恒定不变的，昼夜有差别，但变化量一般不超过1C。(2)不同年龄的人体温有差异，年龄小者 于年龄长者。(3)不同性别的人体温有差异，女性 于男性。(4)体温也受情绪、劳作、饮食等多种因素的影响。由此可以看出，健康人的体温在37C左右，不是固定不变的，而是处于动态平衡之中，这就是稳态的一种体现。二、内环境稳态的调节机制最初推测：法国生理学家 曾推测，内环境的恒定主要依赖于 系统的调节。经典解释：内环境稳态是在 和 调节的共同作用下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。现代观点：内环境稳态的调节是一种反馈调节，神经一体液一免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。1. 各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础直接参与的器官与系统：（ 、 、 、 ）（1）消化系统：消化道 营养物质 消化道毛细血管。 氧气（2）呼吸系统：肺泡 肺毛细血管。 CO2（3）泌尿系统：血管 大部分 肾脏形成尿液。（4）循环系统：血液是所有生命活动的中转站，它的成分能充分反映机体的健康状况。【点睛】氧气从外界进入组织细胞需要多种器官、系统的参与。首先氧气借助呼吸系统进入肺泡，然后扩散进入肺泡周围的毛细血管，借助血液循环到达组织细胞处，接着从组织细胞周围的毛细血管扩散出来，经组织液进入组织细胞，参与物质的氧化分解。二氧化碳的排出过程与氧气的进入过程刚好相反。 各种营养物质必须经消化系统的消化、吸收才能进入循环系统，然后经循环系统的运输才能到达组织细胞周围的组织液，接着被吸收进入组织细胞。组织细胞代谢产生的废物，也必须先进入组织液，才能通过循环系统的运输后，借助呼吸系统或泌尿系统、皮肤排出体外。2. 调节网络是内环境稳态的主要调节机制。（1）神经调节：调节的主要方式，如体温调节中枢在下丘脑。（2）体液调节：某些化学物质如 、 、 等通过体液传送对吉他进行调节，其中主要是激素调节。（3）免疫调节：免疫系统通过清除 、外来 微生物等对内环境的稳态起调节作用。3调节失衡实例（稳态失调与相关疾病）【思考】（1）你有过发高烧的经历吗？谈谈高烧最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温呢的措施？（2）大量出汗或严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境的渗透压会出现什么变化？这会带来怎样的结果？（3）有人到青藏高原后会出现头疼、乏力，心跳加快甚至血压升高等症状，为什么？这说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系？病状名称内环境理性化性质变化引起疾病的症状尿毒症尿毒等代谢废物在体内 自身中毒和综合病症糖尿病血糖含量过 多食、多饮、多尿、口渴、饥饿感强烈，身体消瘦高原反应体内缺氧，血氧过 头痛、乏力、心跳加快感冒发热体温过高，影响 的活性食欲不振、四肢无力严重腹泻丢失大量的 和 疲倦、周身不适、恶心【联系实际】1.夏季，在有空调的房间里工作、学习、聊天，是十分惬意的事情，但在使用空调的背后，却隐藏着“杀机”，稍不注意，就能惹病上身。有空调的房间与室外的温差较大，如果人们经常进出有空调的房间，就会引起咳嗽、头痛、流涕等感冒症状。如果在空调温度调得较低的地方呆的时间过长，又衣着单薄，就会引起关节酸痛，或颈僵背硬，或腰沉臀重，或肢痛足麻，或关节僵痛，或头昏脑涨，或肩颈麻木。而且在有空调的房间呆得太久，由于空气不好，容易使人头晕目眩。这些症状就是空调综合征，俗称空调病。2低温环境会使血管急剧收缩，血流不畅，使关节受损，导致关节痛。由于室内与室外温差大，人经常进出会感觉到忽冷忽热，这会造成人体内平衡调节系统功能紊乱，平衡失调就会引起头痛，易患感冒。“冷”的感觉还可使交感神经兴奋，导致腹腔内血管收缩、胃肠运动减弱，从而出现诸多相应症状。对女性而言，寒冷刺激可影响卵巢功能，排卵发生障碍，表现为月经失调。三、内环境稳态的重要意义1意义内环境稳态是机体进行正常生命活动的 条件。(1)物质：内环境成分的相对稳定为细胞代谢提供了源源不断的物质保证。(2)能量：而能量代谢的能源物质和参与能量代谢的氧气都是由内环境供给的。正常的血糖浓度和血氧含量是供给机体所需能量的重要保障(3)酶：酶的活性受温度、酸碱度、某些离子浓度等因素的影响。渗透压：维持组织细胞结构与功能的重要因素。2稳态破坏的危害（见前表）四 、探究生物体维持pH稳定的机制1生物体维持pH稳定的机制(1)pH稳定机制的组成和作用组成：每一对缓冲物质都由一种 和相应的一种 盐组成，如： / ，NaH2PO4/Na2HPO4等。作用：使溶液的 度不会发生很大的变化，从而维持 的相对稳定。(2)调节机制酸性物质(如剧烈运动时产生的乳酸)增加：乳酸+NaHCO3H2CO3乳酸钠碱性物质(如Na2CO3)增加：Na2CO3H2CO32NaHCO3(过多的NaHCO3可以由肾脏排出)记住： 来 挡， 来 迎。2探究实验(1)实验原理本实验采用对比实验的方法，通过向自来水、缓冲液、生物材料中加入酸或碱溶液引起pH的不同变化，定性说明生物体内液体环境与缓冲液相似，从而说明生物体pH相对稳定的机制。(2)实验结果与结论对自来水的处理结果：滴加盐酸后，自来水pH逐渐减小；滴加NaOH溶液后，自来水pH逐渐增大。对缓冲液的处理结果：无论滴加盐酸还是NaOH溶液，缓冲液的pH均保持相对稳定。对生物材料的处理结果：无论滴加盐酸还是NaOH溶液，生物材料的pH均保持相对稳定。 实验结论：比较以上三曲线的变化规律可知：生物材料的性质类似于缓冲液而不同于自来水，说明生物材料内含有缓冲物质，从而能维持pH相对稳定。(3)问题讨论就加入HCl或NaOH后pH的变化来说，生物材料是更像自来水还是更像缓冲液？分析缓冲液的pH变化情况为什么与自来水的不同。尝试对生物材料维持pH稳定的机制进行解释。生物材料中含量有缓冲对NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用。此外，机体还可以通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。例如，当机体剧烈运动时，肌肉中会产生大量的乳酸和碳酸。乳酸进入血液后，可与血液中的碳酸氢钠发生作用，生成乳酸钠和碳酸。碳酸是一种弱酸，可以分解成CO2和水。血液中的CO2增多会刺激呼吸中枢，使呼吸运动增强，增加通气量，从而将CO2排出体外，所以对血液的pH影响不大；当乳酸钠进入血液后，与血液中的碳酸发生作用，形成碳酸氢盐，过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。这样由于血液中缓冲物质的调节 作用，以及机体的调节作用，可以使血液的酸碱度维持相对稳定。【小结】1.内环境稳态的实质：（1）稳态不是绝对稳定而是相对稳定。（2）稳态的实质是内环境的组成成分和理化性质保持动态的稳定。2.内环境稳态的调节是一种反馈调节。神经-体液-免疫调节网络是维持稳态的主要调节机制。3.人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。4.内环境稳态的重要意义： 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。【牛刀小试】1.关于美国生理学家坎农对内环境稳态维持机制的解释，以下哪一项正确A.内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节B.内环境稳态的维持依赖于神经调节的体液调节的共同作用C.内环境稳态的维持主要依赖于体液调节D.内环境稳态的维持依赖与神经体液免疫调节2.下列关于内环境及其稳态的说法不正确的是A内环境的存在一定程度上说明了生命诞生的历史，内环境稳态是生物进化的结果B.内环境的稳态是机体代谢的正常结果，也是细胞正常代谢的前提条件。C.内环境是由高等动物体内所有液态物质组成的，其稳态是动态的、相对的D.内环境稳态也是生物圈稳态的一部分3.正常情况下，转氨酶主要分布在各种细胞内，以心脏和肝脏活性最高，在血浆中活性很低。当某种原因使细胞膜通透增高或因组织坏死细胞破裂后，可有大量转氨酶进入血浆。这项事实可作为下列哪项结论的证据A.内环境是不稳定的，其稳态是不存在的B.内环境的生化指标能反应机体的健康状况，可作为诊断