《_细胞生活的环境》教学设计.doc

第1章 人体的内环境与稳态第1节 细胞生活的环境安徽省肥东第一中学 许高云 231600一、 教学目标 1.描述内环境的组成和理化性质。 2.说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 3.尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。二、教学重点和难点 1.教学重点（1） 内环境的组成和理化性质。（2） 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 2.教学难点 （1） 内环境的理化性质。 （2） 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。三、课时安排1课时四、教学过程 章引入 以教材提供的章题图来完成（图片展示章题图）。板书第1节 细胞生活的环境 节引入以“问题探讨”引入，学生思考并回答。提示1图1中是人体血液中的血细胞，包括红细胞、白细胞等；图2中是单细胞动物草履虫。 2血细胞生活在血浆中。草履虫直接生活在外界水环境中。两者生活环境的相似之处是：都是液体环境；不同之处是：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，而草履虫直接生活在外界环境中；与外界环境相比，血浆的理化性质更为稳定，如温度基本恒定等。 生命系统都存在于一定的环境中,与环境之间进行着物质和能量的交换（细胞也是如此）。生活在水中的单细胞生物（如草履虫），可以直接从水中获取所必需的养料和氧，并把废物直接排入水中。这些单细胞生物只能在水环境中生活，如果水体干涸，它们就会休眠或者死亡。组成我们躯体的绝大多数细胞没有直接与外界环境接触，不能直接与外界环境进行物质交换。 问题：人体内的细胞直接生活的环境是什么呢？（引出体液的概念）（板书）1、体液概念及组成（1）概念：不论男性还是女性，体内都含大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液。（2）组成：细胞内液（存在于细胞内，约占2/3）体液 血浆细胞外液 组织液（存在于细胞外，约占1/3） 淋巴等人体内的细胞就生活在细胞外液中。板书一、体内细胞生活在细胞外液中接着对血浆、组织液和淋巴做介绍，好让学生明白人体内的细胞确实是生活在细胞外液中，即细胞外液是体内细胞直接生活的环境。思考：毛细血管壁细胞和毛细淋巴管细胞的直接生活环境是由哪些细胞外液构成的? （提示）前者是血浆和组织液；后者是淋巴和组织液。问题：血浆组织液和淋巴都是细胞外液，那它们彼此之间有没有联系呢？（引出血浆组织液和淋巴之间的关系）（板书2.血浆组织液和淋巴之间的关系动脉中的血浆沿动脉流入毛细血管的动脉端，其中的许多物质会透过毛细血管壁进入组织液。组织液为组织细胞提供营养物质，细胞的代谢产物也透过细胞膜进入组织液，组织液中包括代谢产物在内的各种物质，大部分能被毛细血管的静脉端重新吸收，进入血浆，小部分被毛细淋巴管吸收，成为淋巴。毛细淋巴管内的淋巴汇集到淋巴管中，经过淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆中，进入心脏，参与全身的血液循环。让学生尝试用图表达细胞外液三种成分之间的关系。（注意双向箭头和单向箭头）双向渗透 O2和营养物质血浆 组织液 细胞 单向渗透 CO2和代谢废物 淋巴总结：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，人们把这个由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。（板书）3.内环境的概念由细胞外液构成的液体环境叫做内环境例题：下列物质中，不属于人体内环境组成成分的是（ A ）A. 血红蛋白 B. 葡萄糖 C. CO2和水 D. 氨基酸 思考：内环境与细胞外液这两个概念是什么关系？提示：内环境是从人体角度看，相对于外界环境提出的；细胞外液是从细胞角度看，相对于细胞内液提出的。所以内环境和细胞外液是同一概念。问题：内环境与外界环境有哪些差别呢？（引出细胞外液的成分）（板书）二、细胞外液的成分P4资料分析让学生分析并回答，老师提示。 1.提示：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-、HPO42-、SO42-、HCO3-）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。 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。 3.Na+、Cl含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。 4.维持血浆的酸碱平衡。 5.提示：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。（其他合理答案也可）。总结：血浆中约90%为水，其余10%分别是：无机盐（约1%）,蛋白质（7%9%），以及血液运送的物质各种营养物质（如葡萄糖）、各种代谢废物、气体、激素等（以P4图1-2形式展示）。组织液淋巴的成分和含量于血浆相近，但血浆中的大分子蛋白不能渗出，所以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。 概括地说，细胞外液本质上是一种盐溶液。我们已经知道，将红细胞放在清水或浓度很低的溶液中，细胞会由于吸水过多而破裂；将细胞放在浓度较高的溶液中，细胞会由于失水过多而死亡。此外，在过酸、过碱或温度过高、过低的条件下，细胞也不能正常生活。问题：那在细胞外液中，细胞会出现这种情况吗？这就要分析细胞的理化特性了。（引出细胞外液的理化性质）板书三、细胞外液的理化性质 渗透压、酸碱度（pH）和温度是细胞外液理化性质的三个方面。下面一一介绍。重点是渗透压和酸碱度。（板书）1、渗透压（1）渗透压的概念 简单地说,是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。（板书）（2）渗透压的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，溶液渗透压越高；反过来,溶质微粒越少，即溶液浓度越低，对水的吸引力越小，溶液渗透压越低。（板书）（3）影响渗透压大小的因素主要与无机盐、蛋白质的含量有关。在组成细胞外液的各种无机盐离子中，含量占明显优势的是Na+和Cl+。在37时，人的血浆渗透压约为770kPa，相当于细胞内液的渗透压。旁栏思考题生理盐水的浓度是多少？为什么医院给人输液时必须使用生理盐水？提示：哺乳动物的生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液，这样的溶液所提供的渗透压与血浆等细胞外液的渗透压相同，所以是血浆的等渗溶液。如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于0.9%，则会造成组织细胞吸水或失水。（板书）2、酸碱度正常人的血浆近中性，pH为7.357.45。血浆的pH之所以能够保持稳定，与它含有的HCO3 ，HPO4等离子有关。血浆中有对酸碱起缓冲作用的物质缓冲对。 每一缓冲对都是由一种弱酸和一种相应的强碱盐配合而成，如：H2CO3/NaHCO3（最主要）、 NaH2PO4/NaHPO4等。（板书）3、温度 人体细胞外液温度一般维持在37. 0左右 。细胞作为一个开放的系统，可以直接与内环境进行物质交换：不断获取进行生命活动所需的物质，同时又不断排出代谢产生的废物，从而维持细胞正常的生命活动。（展示P5图1-3） 那同学们有没有思考过：内环境的营养物质从哪里来？细胞产生的代谢废物进入内环境后又会到哪里呢？（引出内环境的作用）板书四、内环境的作用图片展示体内细胞与外界环境进行物质交换的过程。通过分析，最后总结，得出结论：内环境是细胞与外环境进行物质交换的媒介 。课堂小结略。 布置作业课后习题一、二题。（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1、体液概念及组成（1）概念（略）（2）组成细胞内液（存在于细胞内，约占2/3）体液 血浆细胞外液 组织液（存在于细胞外，约占1/3） 淋巴等2、血浆组织液和淋巴之间的关系双向渗透 O2和营养物质血浆 组织液 细胞 单向渗透 CO2和代谢废物 淋巴3.内环境的概念（略）二、细胞外液的成分细胞外液本质上是一种盐溶液三、细胞外液的理化性质1、 渗透压2、 酸碱度（pH）3、 温度四、内环境的作用内环境是细胞与外环境进行物质交换的媒介 “细胞生活的环境”教学设计学科生物年级高二授课教师李传海授课时间2010-3-25授课地点高二12班授课类型新授课授课题目第1节 细胞生活的环境教材分析细胞生活的环境是人民教育出版社出版的新课标生物教材“必修三”第一章人体的内环境与稳态的第1节内容，包括细胞生活在细胞外液中、细胞外液的成分、细胞外液的渗透压与酸碱度、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介等四部分内容。该节内容是学生理解稳态及其生理意义的基础，对学好动物和人体生命活动的调节、植物的激素调节等章节有重要意义。本节知识还与生物教材“必修一”分子与细胞和“必修二”遗传与进化许多知识如“组成细胞的分子、细胞的基本结构、细胞的物质输入和输出”等联系紧密。学情分析高二年级的学生认知特点鲜明，思维活跃，逻辑思维能力有了一定发展。在学习过程中，他们自主学习能力提高，学习策略和技巧更加完善，更关注与生产实践和社会生活密切相关的内容；通过前面的学习，学生已了解了组成细胞的分子、细胞的基本结构和细胞的物质输入和输出等内容，为本节课的学习打下基础。该班为文科班学生，学习时间跨度大，很多知识已经淡忘，应在教学过程中多提示多引导。很多内容比较抽象，不易理解，在学习上具有一定的难度，需适时使用多媒体课件，使抽象的内容变得直观生动，便于学生领会。教学目标 知识与能力：描述内环境的组成和理化性质；说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 过程与方法：尝试构建人体细胞与外界环境的物质交换模型。 情感态度与价值观：关注维持内环境稳态与健康的关系；关注个体生命活动与环境的关系教学难点（1）内环境的理化性质。（2）内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。教学方法本节内容涉及的概念、原理和生理过程较多，而且抽象、复杂。如体液、内环境、内环境的组成、细胞外液的渗透压、酸碱度等概念都非常抽象，难以理解。为了帮助学生学好知识，提高学习兴趣，在本节的课堂教学中，采用了“图表教学法”，充分利用教材插图、设计归纳图、多媒体图像等手段，使抽象的概念具体化便于学生理解。在教学过程中，以多媒体计算机辅助教学，充分利用各种信息技术资源来支持学生的学习，开展师生互动。教学过程教 师 活 动学 生 活 动设 计 意 图模块导入章节导入讲授新课课堂练习展示分子与细胞和遗传与进化封面照片，引导学生回顾两模块的核心，引入稳态与环境模块，分析“环境”和“稳态”的内涵，模块核心为“稳态”。稳态到底是什么？有什么特点？导入第一章人体的内环境与稳态，以人体为例了解稳态。浏览课本第一章扉页图片和文字内容。体温稳定是稳态的一个方面，人体处于稳态，构成人体的细胞处于稳态，细胞稳态的维持应该与它的生活环境密切相关。细胞生活在什么样的环境中？学习第一节细胞生活的环境。展示图片：思考：它们生活在它们生活在什么样的环境中？怎样获取营养物质？变形虫（左边）和草履虫（右边）是单细胞生物，直接生活在水环境中，直接从生活的环境中获取营养物质。营养进入细胞内的方式：自由扩散、协助扩散、主动运输和胞吞。构成人体的细胞什么样的环境中？以水为基础构成的液体环境。一、体内细胞生活在细胞外液中体液：体内都含有大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液。哪些成分是体液?（血液，唾液，胃液）展示图片：详解体液概念。体液概念的关键词：体内和液体。皮肤向内凹陷成腔道形成人体的重要结构直接与外界环境相通，如消化道。大家说的唾液和胃液都是液体，表面上看它们在人体，实际上它们没有真正的进入人体内部，所以不是体液。尿液是不是体液？展示图片：分析血液成分。血液是液态，但血液中含有细胞不是体液，而血浆不含细胞是以水为基础的液体是体液。体液的分类：分布于细胞内的称为细胞内液，约占2/3;分布于细胞外的称为细胞外液，约占1/3。哪些成分是细胞外液呢？展示人体局部放大图：分析哪些是细胞外液。两端开放的管状结构是毛细血管。一端封闭，一端开放的管状结构是毛细淋巴管，封闭的一端称为盲端。其余是组织细胞，细胞间隙中充满液体。总结：血浆 血管中血细胞间的液体，是血细胞直接生活的环境。组织液存在于组织细胞间隙的液体，又叫细胞间隙液，是组织细胞直接生活的环境。淋巴组织液被毛细淋巴管吸收，成为淋巴，是淋巴细胞直接生活的环境。血浆，组织液，淋巴是细胞外液的组成成分，它们之间有什么关系？请大家阅读课本第三页第三段。分析总结细胞外液三种成分之间的关系。展示循环系统图：讲解淋巴循环与细胞循环之间的关系。展示循环系统局部放大图片：分析细胞外液组成成分之间的关系：血浆可以通过毛细血管壁进入组织细胞间成为组织液，组织液可以回流到毛细血管壁中重新成为血浆；一部分组织液被毛细淋巴管吸收成为淋巴，淋巴通过淋巴循环汇集到总淋巴管中通过左右锁骨下的静脉进入血液循环系统成为血浆。血浆中的物质怎样通过毛心血管壁呢？（自由扩散、协助扩散和主动运输）蛋白质分子能不能自由通过呢？（不能）。组织液到淋巴之间是单向流动，这与淋巴管的结构有关系。（盲端形成负压促使淋巴单向流动，淋巴内壁有瓣膜阻止淋巴回流。）各种成分之间的转换能够维持各成分之间量的稳定。展示Flash动画：进一步归纳总结细胞外液成分之间的关系。细胞外液各成分之间构成一个有机整体，为体内各种细胞提供一个稳定的生活环境，与体外环境相比，它位于体内所以称为内环境。内环境：由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。包括：血浆、组织液、淋巴。练习：二、细胞外液的成分细胞外液是以水为基础的液体，水的含量有多少？除了水之外还有哪些成分呢？大家看课本第四页的“思考与讨论”：血浆中的化学成分。血浆中的化合物分为几类？水的含量占多少？除了水之外还有哪些无机物？这些无机物中哪些离子含量高有机物有哪些？最多的是哪一种？展示图片总结。出示图表比较淋巴和血浆化学成分的异同。组织液和淋巴：成分和含量与血浆相近，主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质。为什么组织液和淋巴中的蛋白质含量少呢?蛋白质不能自由的通过毛细血管壁。展示图片：在体外，红细胞只能在0.9的盐溶液中能保持正常的形态。红细胞在血浆中保持正常状态，说明细胞外液本质上是一种盐溶液，在一定程度上反映了生命起源于海洋。三、细胞外液的理化性质细胞要维持正常的形态结构与细胞外液的理化性质有密切相关。（一）渗透压：概念：溶液中溶质微粒对水的吸引力。血浆渗透压的大小主要与无机盐蛋白质的含量有关。细胞外液的渗透压由哪种物质贡献？约90以上来源于Na和Cl。（二）血浆的PH调整H2CO3/NaHCO3缓冲对维持血液酸碱度稳定。（三）温度人体细胞外液的温度一般维持在37左右。总结：内环境理化性质包括三个主要方面。内环境的理化性质在适宜范围内有所变动。四、内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介展示图片：引导学生思考：内环境为细胞提供稳定的生活环境。细胞生存所需物质怎么获取？细胞以内环境为媒介与外界环境进行物质交换，在这个过程中需要体内各个器官系统参与。展示图片：以水的吸水、氧气的获取、尿素排出为例介绍细胞外界环境的物质交换过程。习题检测（内容略）观看图片思考回答观看图片，思考问题观看图片，思考回答回答问题回答问题聆听理解回答问题观察图片聆听理解回答观看图片，聆听聆听观察图片，思考聆听阅读教材观看图片，聆听观看图片，聆听回答问题观看Flash聆听完成习题观看图表，思考回答问题观看图表观看图片，回答问题聆听聆听，回答观看图片，思考回答观看图片回答回顾所学模块，引出本模块的学习。培养从材料中获取信息的能力；初步了解稳态。复习旧知，已出新知复习模块一知识引出新知引起学生的注意，通过学生的回答分析学生在概念理解上的误区。通过图片观察，帮助学生正确理解概念，消除误区。深化概念理解。认识血液，消除误区培养从图片中获取信息的能力；理解各种成分的关系。引导学生学会利用教材进行自主学习帮助学生理解新知加深新知理解掌握复习旧知，为后面理解血浆与组织液、淋巴液成分差异做铺垫加深新知理解，为内环境的理解做铺垫提出新概念，升华新知巩固新知培养从图片中获取信息的能力；认识各种成分间量的关系，为渗透压、酸碱度的学习做好铺垫。培养读图能力复习旧知，引出理化性质的学习与前面知识回应，帮助理解渗透压的形成与维持帮助学生理解内环境在物质交换过程中的媒介作用巩固基础知识板书设计：第一章 人体的内环境与稳态第一节 细胞生活的环境 一、细胞外液（内环境） 二 成分 三 理化性质 四 物质交换媒介血 浆 组织液淋 巴相关背景资料和课外延伸：稳态：内环境理化性质的相对恒定，理化性质包括：温度、PH、渗透压、化学组成等。目前，稳态的概念扩大到泛指体内从细胞和分子水平、器官和系统水平到整体水平的各种生理功能活动在神经和体液等因素调节下保持相对稳定的状态.稳态是内环境恒定概念的引伸与发展。内环境恒定概念是19世纪法国生理学家贝尔纳（Claud Bernard）所提出。他认为机体生存在两个环境中，一个是不断变化的外环境，一个是比较稳定的内环境。内环境是围绕在多细胞动物的细胞周围的细胞外液。内环境的特点是其理化特性及其组成分的数量和性质，处于相对恒定状态，为细胞提供一适宜的生活环境，也是维持生命的必要条件。“内环境恒定是（机体）自由和独立生存的首要条件”，这是贝尔纳对生命现象的高度概括。稳态即相似的状态，是美国生理学家坎农（W.B.Cannon）于本世纪20年代末提出的，是内环境恒定概念的引伸和发展。在坎农时期，稳态主要指内环境是可变的又是相对稳定的状态。稳态是在不断运动中所达到的一种动态平衡；即是在遭受着许多外界干扰因素的条件下，经过体内复杂的调节机制使各器官、系统协调活动的结果，这种稳定是相对的，不是绝对的，一旦稳态遭破坏，就导致机体死亡。随着控制论和其他生命科学的发展，稳态已不仅指内环境的稳定状态，也扩展到有机体内极多的保持协调、稳定的生理过程，例如生命活动功能以及正常姿势（直立以及行路姿势）的维持等；也用于机体的不同层次或水平（细胞、组织器官、系统、整体、社会群体）的稳定状态；以及在特定时间内（由几毫秒直至若干万年）保持的特定状态。稳态不仅是生理学，也是当今生命科学的一大基本概念。它对控制论、遗传学（基因的稳态调节）、心理学（情绪稳态等）、病理学、临床医学等多种学科都有重要意义。血浆渗透压，指的是高浓度溶液所具有的吸引和保留水分子的能力，其大小与溶液中所含溶质颗粒数目成正比而与溶质的分子量半径等特性无关。血浆的渗透压主要来自溶解于其中的晶体物质，特别是电解质，另一部分来自于蛋白质。由晶体物质所形成的渗透压称为晶体渗透压，它的90来自Na和Cl，与组织液的晶体渗透压基本相等。由蛋白质所形成的渗透压称为胶体渗透压，由于组织液中蛋白质很少，所以血浆的胶体渗透压高于组织液的胶体渗透压。血浆胶体渗透压主要来自白蛋白。血浆胶体渗透压虽小，但对于维持血管内外的水平衡极为重要。在临床或生理实验使用的各种溶液中，其渗透压与血浆渗透压相等的称为等渗溶液（如0.85NaCl溶液），在渗透压递减的一系列溶液中，红细胞逐步胀大并双侧凸起，当体积增加30时成为球形，体积增加4560则胞膜破裂而发生溶血，这时血红蛋白逸出细胞外，仅留下一个双凹圆碟形细胞膜空壳，称为影细胞。能使悬浮于其中的红细胞保持正常体积和形状的盐溶液，称为等张溶液。细胞生活的环境教学设计【教学目标】一、知识目标1.描述内环境的组成和理化性质。2.说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。二、能力目标尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。三、情感态度价值观认同人体的内环境是一个互相联系的有机整体【教学重点与难点】1.内环境的组成和理化性质。2.内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒【教具准备】 多媒体课件、相关图片及资料。【教学方法】 讨论法、讲述法【课时安排】1课时【教学过程及设计】导入：通过 “问题探讨”我们可以了解到，生活在水中的单细胞生物草履虫，可以直接从水里获取生存必需的营养物质，并把代谢废物直接排入水中。而组成我们人体的绝大多数细胞没有与外界环境直接接触，不能与外界环境进行直接的物质交换。那么我们的体内细胞，直接生活得环境是什么样的呢？一、体内细胞生活在细胞外液中学生阅读教材P2-3页，讨论并回答下列问题（用多媒体展示问题）： 1.什么叫体液？它包括及部分？ 2.血液属于体液吗？ 3.手和脚有时会磨出“水泡”，“ 水泡”中的液体主要是什么？ 4.什么叫细胞内液、细胞内液？ 5.内环境是指什么？6.组织液、血浆和淋巴这三者之间有什么样的关系？7.血细胞直接生活的内环境是什么？8.组织液、血浆和淋巴之间有什么异同9.体内绝大多数组织细胞直接生活的内环境是什么？10.淋巴细胞和吞噬细胞直接生活的内环境是什么？11.毛细血管壁细胞直接生活的内环境是什么？12.人的呼吸道、肺泡腔、消化道、输卵管、输尿管和膀胱等内的液体是否属于内环境？（结合教材上的图片对学生的回答作出讲解及评价）二、细胞外液的成分学生阅读教材P4页“资料分析”，讨论并回答下列问题（用多媒体展示问题）：1.如何将表中的物质按化学性质进行归类？2.除表中所列出成分外，血浆中还可能含有那些物质？由此可见，血浆中约90%为水；其余10%分别是：无机盐（约1%），蛋白质（7%9%），以及血液运送的物质各种营养物质、各种代谢废物、气体、激素等。组织液、淋巴的成分