高二生物稳态与环境

1 / 74高二生物稳态与环境必修 3 稳态与环境 第一章内环境与稳态 【从容说课】 本节教学内容包括两部分：“内环境稳态及其重要性”和实验“生物体维持 pH 稳定的机制” 。课时安排为 2 学时。这两学时如何安排？可以有两种方式：其一，按照教材安排的顺序先授课后实验，实验安排在后可以验证课堂上学习过的人体维持内环境 pH 稳定的知识，并解释 pH 维持稳定的机制；其二，先实验后授课，实验安排在前可以让学生先观察到生物体维持 pH 稳定的现象，增加更多的感性认识，以利于学习后续的稳态、稳态失调等抽象概念。这里考虑到学生最好的学习知识的顺序以及教材第 1 节和第 2节内容的衔接，采用第二种方式：先试验后授课。 第 2 学时授课，讲解“内环境稳态及其重要性” 。 内环境稳态及其重要性包括内环境的动态变化、对稳态调节机制的认识、内环境稳态的重要意义等内容。 新课的导入，学生公布自己“体温日变化规律”的调查结果，从体温的“日变化”发现同一个人的体温在一日内的波动范围不大，从个体的平均体温差异发现健康人的体温始终接近 37。导入内环境的稳态及其重要性。 本节内容也是比较抽象，因此，教学活动的组织力求联2 / 74系学生的生活经验。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。 【三维目标】 知识与技能： 1、说明内环境稳态的概念。 2、简述稳态的调节机制。 3、了解稳态的生理意义。 过程与方法： 1、进行实验，了解生物体具有维持内环境稳定的机制。 2、尝试解释生物体维持 pH 稳定的机制。 情感态度与价值观： 1、关注维持内环境稳态与健康的关系。 2、养成自我保健的意识和习惯。 3、运用这方面的知识关爱家人和亲友。 4、建立敢于质疑尊重事实，严谨、仔细的科学精神和科学态度。 【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。 【教具准备】 1、多媒体 cAI1：动态显示内文态与消化、呼吸、循环、3 / 74排泄系统的功能联系。 2、多媒体 cAI2：阅读资料：缺钙会引起哪些疾病？ 【学时安排】 2 学时。 【教学过程】 【课前准备】 教师打开调试好多媒体设备，准备好 cAI1、cAI2。 【新课导入】 师：同学们好！ 在上一节课接近尾声的时候，老师布置了一个作业：按照课本上的要求完成“体温日变化规律”的调查。现在大家以前后 4 位同学为一个小组，汇总交流各自的体温调查的结果，并根据调查结果回答下面的问题： 多媒体显示问题： 1、不同家庭成员的体温完全一致吗？这说明了什么？ 2、和其他同学交流调查结果，比较班级中同一性别同学的体温数据，可以得到什么结论？ 3、将人体体温的日变化情况与当地气温的日变化情况进行对比，结果如何？ 4、同一个人在一日内的体温变化有什么特点？ 生 1：不同家庭成员的体温不完全一致。这说明人的体温4 / 74有个体差异。 生 2：同一性别的同学的平均体温有个体差异，但是相差幅度较小。 生 3：人体体温的变化不受当地气温的变化所影响，或者说在正常情况下影响非常小。 生 4：同一个人的体温白天比晚上高，但是变化幅度不大。师：（总结）不同年龄、不同性别、不同个体的人的体温具有差异，同一个人一天中的体温也是有差异的，但是这一差异往往不超过 1。健康人的体温始终接近 37，处于动态平衡中。 像体温的变化情况一样，健康人内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡之中，这种动态平衡称之为稳态，内环境的稳定是机体进行正常生命活动的必要条件。这节课我们一起来学习“第 2 节内环境稳态的重要性” 。 多媒体显示： 一、内环境的动态变化 师：体温是内环境理化性质的一个方面，调查结果证明体温处于动态平衡中。上一节课我们通过实验了解了生物材料在加酸或加碱后 pH 变化范围较小，这就证明了生物内环境的 pH 也处于动态平衡中。 那么，内环境的渗透压又如何呢？我们知道内环境中的5 / 74渗透压与内环境中的化学成分有着密不可分的关系。我们先了解内环境中的各种化学成分是如何变化的。 【合作探究】 多媒体显示：课本“问题探讨”中的血液生化六项检查化验单。 师：丙氨酸氨基转移酶是衡量肝功能受损情况的一项指标，转氨酶存在于肝细胞的线粒体中，只要肝脏发生炎症、坏死、中毒等损害，转氨酶就会由肝细胞释放到血液中，所以肝脏本身的疾患可引起不同程度的转氨酶升高。肌酐与尿素氮是衡量肾功能的一项指标，当肾功能发生障碍时，代谢废物不能排出体外，以致大量含氮废物和其他毒性物质在体内积累，内环境稳态被破坏。血清葡萄糖是血液中血糖浓度的一项指标，对于诊断以及指导治疗糖尿病具有重要意义。甘油三脂和总胆固醇是衡量血液中血脂水平的一项指标，血脂是血液中各种脂质的总称，其中最重要的是胆固醇和甘油三脂。无论胆固醇含量增高，还是甘油三脂的含量增高，或是两者都增高，都统称为高脂血症。高脂血症与冠心病有密切的关系，尤其是胆固醇与甘油三脂皆增高的，患冠心病的危险性更大。 多媒体显示问题： 1、为什么血浆的生化指标能反映机体的健康状况？ 2、每种成分的参考值（即正常值）都有一个变化范围，6 / 74这说明什么？ 3、从化验单上可以看出哪几种成分超出正常范围？这可能会对人体造成什么不利影响？ 生：血浆的生化指标能反映机体的健康状况，因为血浆是机体内环境的重要组成部分之一，对机体的正常生命活动起着至关重要的作用，血浆中各种化合物的含量如果发生异常变化就会导致机体出现相应的病症。 师：说得不错。血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分的含量，其中包括机体多种代谢产物的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内。当机体某项生理功能出现障碍时，势必影响其代谢产物的含量，因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况，并可以作为诊断疾病的依据。例如，正常情况下，转氨酶主要分布在各种组织的细胞内，以心脏和肝脏的活性最高，在血浆中的活性很低。当某种原因使细胞膜通透性增高时，或因组织坏死细胞破裂后，可有大量转氨酶进入血浆，引起血浆中转氨酶活性升高。 生：每种成分的正常值都有一个变化范围，这说明内环境中各种化学成分的含量不是恒定不变的，而是在一定范围内波动。 生：还能说明不同个体存在一定差异。 师：说的很好。由此我们可以得出结论，正常集体的内7 / 74环境中的化学成分是稳定的，而这种稳定是一种动态的相对稳定。既然内环境中的各项化学成分都是稳定的，那么它们综合起来就能说明内环境的渗透压也是稳定的。下面来看看问题 3。 生 1：肌酐含量超标，肌酐是有毒的代谢废物，积累过多会影响健康。这表明肾脏的排泄功能有障碍。 生 2：葡萄糖含量超标，血糖含量过高可并发酮症酸中毒、糖尿病的心血管合并症等。 生 3：甘油三脂超标，可引起高脂血症，易并发冠心病、动脉粥样硬化等。 【教师精讲】 师：我们做过的“生物体维持 pH 稳定的机制”实验能够说明内环境的 pH 是相对稳定的，大家作的“体温日变化规律”的调查说明了内环境的温度是相对稳定的，通过刚才对血液生化六项检查化验单的讨论，又说明了内环境的渗透压是相对稳定的。论证至此，我们可以下结论了：健康人的内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中。这种动态平衡是通过机体的调节作用实现的。生物学家把正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态叫做稳态。这里注意两点：一是稳态不是恒定不变，而是相对恒定的一种动态变化；二是这种动态变化保持在一定范围内。 8 / 74那么，稳态是怎样实现的呢？ 【方法引导】 多媒体显示： 二、对稳态调节机制的认识 师：下面以内环境中的营养物质、代谢废物，02、c02 和水等化学成分为例来分析。我们先来看一段动画演示，看完以后分别请 3 位同学说一说内环境中营养物质和代谢废物、02 和 c02、水的来源与去路。 演示多媒体 cAI1 生 1：营养物质通过消化系统进入内环境，后为组织细胞所用；代谢废物由细胞排放到内环境中，最后经过泌尿系统、排泄系统、皮肤等排出内环境。 生 2：02 通过呼吸系统进入内环境，后为组织细胞用来进行呼吸作用产生 c02；c02 由细胞排放到内环境中，最后经过呼吸系统排出内环境 生 3：水主要通过消化系统进入内环境，除了为组织细胞所用，也通过泌尿系统、呼吸系统、皮肤等排出内环境。 师：（总结） 多媒体显示： 消化系统营养物质呼吸系统 02、c02、水蒸汽泌尿系统、排泄系统、皮肤水、尿素、尿酸、无机盐血浆淋巴 机体内各个机体内各个器官、系统，为什么能保持协调9 / 74一致？ 师：同学们把教材翻到 11 页。我们来了解人类对机体维持稳态机制的认识是怎样逐步完善的。 生：（自行阅读） 师：科学家贝尔纳和坎农对这一机制分别是怎样解释的？生：贝尔纳推测：内环境的稳定主要依赖于神经系统的调节。坎农解释：内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下，通过机体的各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。 【教师精讲】 师：坎农的解释对贝尔纳的推测做出了补充，但是他的解释还不够全面。随着分子生物学的发展，人们发现，免疫系统也起着重要的调节作用：它能发现并清除异物、外来病原微生物等引起内环境波动的原因。因此目前普遍认为，神经体液免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。 稳态的概念源于对内环境的研究，后来逐渐发展成为适用于整个生物科学的基本概念。这从一个侧面反映出生物科学从分析走向综合、由分支走向统一的发展趋势。 【知识拓展】 内环境稳态遭会不会出现失调的情形呢？ 10 / 74多媒体显示问题： 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？这会带来怎样的后果？ 3、有人到青藏高原后会出现头痛、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？ 生 1：有过发高烧的经历。发烧会头疼发晕，全身无力体温过高时要采取物理降温或药物降温的措施是因为体温高过一定范围或体温过高持续时间过长都会给机体造成不可逆转的损伤。 师：正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度。在发高烧的状态下，由于内环境发生一系列变化，导致体内的各种反应出现紊乱，于是机体功能发生异常。发热时的主要症状大部分集中在中枢神经系统，病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡等，同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。发热时机体处于一种明显的分解代谢过旺的状态，持续高热必定引起器官的功能负荷加重，有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。孕妇发热可能导致胎儿发育障碍，是一个重要的致畸因子。对于 6 个月至 4 岁的幼儿来说，持续高热容易发生惊厥，相当数量的患儿由此11 / 74造成脑损伤，如智力落后，甚至癫痫，因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。 生 2：大量出汗或严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境的渗透压会变小。当内环境渗透压变小时，内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞内，造成细胞吸水肿胀，进一步导致细胞代谢和功能紊乱。 生 3：有人到青藏高原后会出现不适症状是因为高原空气稀薄，大气压和氧分压低，易造成体内缺氧。这说明外界环境的变化势必影响内环境的稳态。若外界环境变化不甚剧烈，并且机体代偿机制良好，内环境的波动较小，仍能维持稳态；若外界环境变化剧烈，机体代偿机制不好，内环境稳态将受到破坏，就会影响身体健康。 师：（总结）机体对稳态进行调节的能力是有限的，当外界环境变化过于剧烈，或人体自身的调节功能出现障碍，内环境稳态就会遭到破坏。内环境稳态被破坏后机体就会出现相应的病症。 演示多媒体 cAI2：缺钙会引起哪些疾病？ 师：当然，内环境稳态被破坏除了个别化学成分的改变外，原因也是多种多样的。我们知道，夏天使用空调可以帮助你摆脱酷热的煎熬，但是长时间使用容易引起“空调病” 。请同学们从内环境稳态失调的角度，分析“空调病”的原因。 12 / 74生：室内室外温差大，室内空气干燥，空调的温度打得太低，室内空气不流通等。 师：（学生分析的时候给予适当引导、补充和纠正）据分析，空调对人的影响主要在于：空调风使人体表面水分蒸发量加大，毛孔收缩，不能正常排汗，也会引起内分泌的紊乱；空调房间里，气流方向经常变换，气流速度增加，空气热量不断变动等因素干扰了人体的嗅觉，削弱了人体对空气中病菌、过敏原和异味的反应；房间内湿度太低，会对眼、鼻等处的黏膜产生不利作用，导致黏膜病；室内空气与外界几乎隔绝，干燥而又温度适宜，空气中有害细菌含量快速上升。 师：大家再来列举几个稳态失调的病例，说明症状和危害。 生：尿毒症、糖尿病、严重腹泻造成的脱水等等。 师：也就是说，机体的内环境必须处于稳态，当稳态不再，就会对机体造成危害。 多媒体显示： 三、内环境稳态的重要意义 师：同学们试着从细胞代谢需要的物质和条件角度入手，分析分析为什么内环境稳态失调后，会对机体造成危害。 生：细胞的代谢过程是由细胞内众多复杂的化学反应组成的，完成这些反应需要各种物质和条件，只有各种所需13 / 74物质和条件保持在正常范围内，才能为反应提供充足的反应物。从另一个角度讲，细胞代谢的进行离不开酶，酶的活性又受温度、pH 等因素的影响，只有它们都在适宜的范围内，酶才能正常地发挥催化作用。 师：（总结）由此可见，内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。 师：每一个人的健康都与内环境的稳态有关。学习有关内环境稳态的知识，有助于养成自我保健的意识和习惯，还可以运用这方面的知识关爱家人和亲友。 【例题剖析】 例 1 高的动物和人的内环境必须保持相对稳定。下列各项生理活动中，与内环境的稳态没有直接关系的是 A、通过汗和尿排泄废物 B、将食物残渣形成粪便排出体外 c、血液运输氧和废物 D、血液中二氧化碳增加会使呼吸加快 解析：内环境稳态的一个重要因素是将新陈代谢过程中产生的各种废物及时排出体外，但是这些物质都是由血浆等运输到相应的部位后排出体外的，而血浆就是内环境的组成之一。食物残渣没有进入内环境，不会对稳态产生直接影响。 答案：B 14 / 74例 2 从事高温作业的人，应该多喝一些淡盐水，原因是 A、维持水分代谢平衡 B、降温，维持体温恒定 c、维持体液代谢平衡 D、消毒、杀灭细菌等病原体 解析：高温作业的人有大量的汗液排出，这样会使机体的无机盐代谢受到影响，失去平衡，因此要从体外补充一定量的无机盐，来保证维持体内盐类代谢平衡。如果光喝水是不行的因为只喝水不仅不能维持体内电解质的平衡，而且会进一步引起因电解质的减少而产生的肌肉抽搐、昏迷等症状。 答案：c 【板书设计】 一、内环境的动态变化 稳态：正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态叫做稳态 二、对稳态调节机制的认识 消化系统营养物质呼吸系统 02、c02、水蒸汽泌尿系统、排泄系统、皮肤水、尿素、尿酸、无机盐血浆淋巴 15 / 74神经体液免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。 三、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 【习题详解】 基础题 1、答案：D。解析：本题考察稳态维持条件的完整性和稳态的概念的外延。内环境的稳态包括内环境中的物质组成、含量、各项理化性质pH、温度、渗透压等，虽然受到摄食、代谢等内外因素的影响而处于不断变化中，但机体可以在神经系统和体液的调节下，通过各个器官、系统的协调活动来共同维持其相对稳定的状态，使其变化保持在适宜的范围内。P9 2、答案：c。解析：本题考察内环境稳态的意义。当内环境的稳态遭到破坏时，导致细胞不能正常得到代谢所需反应物，代谢废物不能及时排出，酶的活性受到影响。P9 16 / 743、答案：D。解析：本题考察稳态调节机制的发展过程。现代观点认为：神经体液免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。P8 4、答案：因为人体各种生命活动是以细胞代谢为基础的，细胞代谢本质上是细胞内各种生化反应的总和。内环境为这些生化反应的进行提供了必要的物质和条件。当内环境稳态保持正常时，细胞的代谢活动能正常进行；当内环境稳态失调时，细胞代谢活动就会受影响。因此内环境稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。P9 拓展题 答案：306090120160180 食用糖后的时间/min 血液中葡萄糖的浓度/mg 解析：当动物进食高浓度的糖溶液后，大量的葡萄糖被吸收进入血液，导致血糖浓度暂时升高。血糖浓度的升高会刺激机体加速分泌胰岛素，同时抑制胰高血糖素的分泌。在胰岛素和胰高血糖素的共同调节下，血糖浓度逐渐恢复到正常水平，具体调节机制可参考第 2 章有关血糖平衡调节的内容。P89 【备课资料】 1、缺钙会引起哪些疾病 日常生活中，如果钙摄入不足，人体就会出现生理性钙17 / 74透支，造成血钙水平下降，由于缺钙，导致骨质疏松、骨质增生、儿童佝偻病、手足抽搐症以及高血压、肾结石、结肠癌、老年痴呆等疾病的发生。 高血压美国南加利福尼亚大学医学院的预防医学副教授杰姆斯德威尔对国家统计中心为期 13 年的调查结果进行计算，发现每天用钙量为 1300 毫克的人比每天用钙量为300 毫克的人患高血压的比例低 12。 冠心病许多研究表明，钙还能降低血中胆固醇的浓度，从而起到保护心脏的作用。专家认为，长时期严重缺钙会引发冠心病。 尿路结石美国哈佛大学的医学专家经过多年研究后提出，减少肾结石危险的方法是增加钙摄入量，补充足量的钙可扭转负钙平衡，肾脏回吸收功能正常，尿钙排出减少，结石的可能性也减少。 结（直）肠癌高脂饮食会过度刺激胆汁的分泌，过量的脂肪酸和胆汁酸是引起结（直）肠细胞癌变的触发剂。有研究证明，如果补充足量的碳酸钙，钙离子与脂肪酸和胆汁酸结合，形成不溶性脂肪酸钙和胆汁酸钙随粪便排出，从而消除癌变的触发因子，就能阻抑肠细胞癌变。 手足搐搦症这种疾病是因婴幼儿体内缺少维生素 D 而使肠道对钙、磷的吸收发生障碍。除了补钙外，还要增加户外活动，多晒太阳和补充适量维生素 D，以预防手足搐搦18 / 74症的发生。 骨质疏松人体长期缺钙而引起负钙平衡的另一个严重后果骨质疏松。很多研究表明，增加钙的摄入量对骨质损耗有着重要减缓作用，在减少由骨质疏松引起的骨折率方面也有着重要作用，特别在食用钙的同时服用维生素D，效果尤其明显。很多专家认为，补钙应在青春期就开始，这时候骨质正在形成，效果会更好。 2、乳酸的产生与排除 乳酸在激烈运动过程中的堆积，确实会形成肌肉 pH 值的下降，造成肌肉酵素活性的降低，进而形成肌肉活动的疲劳现象(急性肌肉酸痛)，但是，运动后 1 至 3 天的迟发性肌肉酸痛(简称 DomS)现象，根本就与乳酸的形成没有显著关联。 开始运动的初期，由于能量需求的时间效率提高，肌肉不得不透过糖解作用产生乳酸的方式来迅速产生能量，此时血乳酸的浓度即会显著的上升；如果，运动的强度不高，几分钟后，肌纤维中粒腺体的氧化作用即会活化，此时，糖解作用的要求降低，血乳酸即不会再上升，甚至会有下降的情形出现。通常，非最大运动时的乳酸产生和移除速率，可以达到安静休息时的 3 至 5 倍。而且，在不同运动强度下，血乳酸浓度也常能维持不同浓度的稳定状态。 对于一般社会大众而言，如果长期没有进行适当强度的19 / 74运动，不仅不会产生大量的乳酸，对于乳酸的排除能力也会降低，当人体在特殊的状况下(例如被狗追)，需要进行比较激烈的运动时，乳酸排除能力不足的缺点即会显现，体力不济的危机(被狗咬)即会浮现。 对于运动选手而言，通过激烈运动下乳酸大量产生的现象，达成提升乳酸排除能力的效果，正是中长距离跑步选手的重要课题。例如多次 1000 公尺跑步的间歇训练、70%速度跑 300 公尺后全速跑 100 公尺、60%速度跑 350 公尺后全速跑 50 公尺等训练方式，都可以达成提升乳酸排除能力的效果。 运动后的休息方式，也会显著影响乳酸的排除效率。由于，运动时产生的乳酸，在运动结束后，大约有 75会成为有氧能量代谢的来源，只有 25左右会由肝脏与肾脏再储存。因此，运动后若以慢跑或其它轻松的运动方式(强度为最大摄氧量的 35至 65左右)，进行整理运动，不但可以加速血乳酸送到肝脏储存与氧化的反应，而且还能够增加心脏与工作肌利用乳酸做为燃料的量，确实提升运动后血乳酸的排除效率。 3、血液透析 血液透析是一种能代替部分肾功能，清除血液中有害物质，纠正体内电解质与维持酸碱平衡的体外血液透析装置。20 / 74透析原理血液透析俗称“人工肾” ，即将血液与透析液分置于一人工合成的半透膜两侧，利用各自不同的浓度和渗透压互相进行扩散和渗透的治疗方法。血液透析可将患者体内多余水及代谢废物排出体外，并从透析液中吸收机体缺乏的电解质及碱基，以达到纠正水电解质及酸碱平衡的目的。 透析过程透析开始时，将患者的血液经血管通路导入动脉管道、去泡器，到达秀析器。血液和透析液借助于透析器内的半透膜进行逆流交换，交换后的透析液进入废液槽被弃去，而被“净化”的血液经过去泡器、静脉管道从静脉血管通路重新输入患者体内，以达到“清洗”的目的。 适应症急性肾功能衰竭、慢性肾功能衰竭、急性药物毒物中毒。 血管通路的建立一般建立动一静脉内瘘及动一静脉外瘘。使用时间术后 3 至 5 日即可使用，急症可马上使用。在术后 3 至 6 周后使用，否则易形成血肿，缩短使用寿命。 肝素的使用血液秀析过程中，肝素为临床常用抗凝剂，可防止血液在透析器等体外管道中凝集。肝素静脉注射后 5 分钟可产生全身抗凝作用，46 小时排尽。 21 / 74第二章神经调节与体液调节 【设计思想】 高中生物新课程全面体现“知识与性能、过程与方法以及情感态度与价值观”三位一体的课程功能，尤其是努力扭转长期以来课程过于突出知识传授，忽视“过程与方法、情感态度与价值观”的教育和培养，突出“以学生为主体”的思想。本节课神经调节与体液调节的关系，设计从课题下问题探讨开始，提出问题，帮助学生来探索二者的关系，计划运用多媒体课件、幻灯片、视频等现代教育媒体，把抽象的知识形象化、生动化，并且设计学生合作探究的项目，鼓励学生合作学习。 【教学内容分析】 本节内容包括“神经调节和体液调节的比较” 、 “神经调节和体液调节的协调” 。本节一方面是对前两节所学内容的一个总结，另一方面是要在此基础上通过分析体温调节和水盐调节，揭示两种调节方式之间的关系。 “神经调节与体液调节的比较”这部分内容包括两个要点：一是体液调节和激素调节的关系，二是神经调节和体液调节的特点的比较。先用输氧的实例引入二氧化碳等其他物质的调节作用，完善体液调节的概念。再复习神经调节和激素调节，着重引导学生回顾神经调节和激素调节的22 / 74机制。 “神经调节和体液调节的协调”是本节的重点内容，通过人体的体温调节和水盐调节两个实例的分析，总结出神经调节和体液调节的关系。其中人体的体温调节和水盐调节两个实例是个教学难点。 “人的体温调节”采用教师引导学生进行分析和推论的教学策略，侧重训练的是学生的思维能力。用一系列的问题把学生的思维引向深入。 “水盐调节”的教学是让学生阅读教材提供的资料结合准备的多媒体课件，由他们自己来分析调节机制,最后讨论教材中所提供的讨论题。 最后留几分钟时间让学生阅读课后的“拒绝毒品，慎用心理药物” ，对学生进行与禁毒有关的宣传教育。 【教学目标分析】 知识与技能： 1、简述神经调节和体液调节的特点。2、说出神经调节与体液调节间的协调关系。 过程与方法： 1、描述体温调节、水盐调节。2、举例说明神经、体液调节在维持稳态中的作用。 情感态度与价值观： 认同毒品的危害，远离毒品。 【教学重点】 神经调节与体液调节的协调。 23 / 74【教学难点】 人体的体温调节与水盐调节的分析。 【教学准备】 1、幻灯片：体液调节图解，水盐平衡调节图解。 2、视频 1：玩过山车的片断。 3、视频 2：兔子在正常环境和高二氧化碳环境中的呼吸比较实验。 4、多媒体 cIA：动态演示尿液的形成过程。 【学时安排】 1 学时。 【教学过程设计】 【课前准备】 教师调试好多媒体设备，准备好视频、幻灯和多媒体课件。 【新课导入】 师：同学们好！ 在本章的前两节中，我们分别学习了神经调节和激素调节。下面让我们先来看一段视频。 播放视频 1：玩过山车的片断 师：过山车大家都玩过吧。在游乐园乘坐过山车，头朝下疾驰时，不少人感到心怦怦直跳，有些人还会狂呼乱叫。如果此时检测血液，发现能使心跳和呼吸加快的肾上腺素24 / 74含量也明显升高。这一现象我们姑且称之为“过山车现象” 。多媒体显示问题： 1、既然知道做过山车是安全的，为什么心跳还会加速呢？2、这个例子中，人体所作出的反应，那些与神经调节有关？那些与激素调节有关？你能说出两者之间的关系吗？ 生：（回答。很有可能学生无法回答，或者回答得不科学，教师先不要对回答下对或错的结论。 ） 师：按现在同学们所掌握的知识，对“过山车现象”其中的奥妙还很难理解得很透彻。那么，这节课我们就来学习相关的知识，学完了我们再重新来审视这些问题。 【方法引导】 师：大家注意到了，板书上显示的是“体液调节” ，关于体液调节之前我们没有接触过吧，什么是体液调节呢？其实大家对它已经非常熟悉了。看到体液调节大家马上能联想到什么？ 生：激素调节。 师：为什么有这样的联想呢？这两者有什么关系？ 生：因为我们之前学过，激素调节的第 2 个特点就是：通过体液运输。 师：所以我们可以说激素调节就属于体液调节。但是，25 / 74体液调节就完全等同于激素调节吗？我们先来看个实验。 播放视频 2：兔子在正常环境和高二氧化碳环境中的呼吸比较实验 师：实验看出兔子在 co2 浓度过高的环境中呼吸会加快加强，这说明 co2 有什么功能呢？ 生：这说明 co2 也能调节生命活动，它的作用是促进呼吸运动。 师：co2 在生物体内是通过什么运输的呢？ 生：体液。 师：所以，co2 的调节应该属于哪种调节方式？ 生：体液调节。 师：除了 co2 以外，还有很多其他非激素类调节因子也在生命活动的调节中起着重要作用。请同学总结什么是体液调节。 生：激素和其他调节因子，如 co2 等，通过体液传送的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。 多媒体显示： 体液调节：激素等化学物质（处激素以外，还有其他调节因子，如 co2 等）通过体液传送的方式对生命活动进行的调节。 师：体液调节除了通过激素的调节外，还包括通过 co2等化学物质的调节。激素、co2 和其他的一些化学物质都可26 / 74以通过体液的传送来调节机体的机能，这些调节属于体液调节。其中，激素调节是体液调节的主要内容。 要解释“过山车现象” ，我们先要把神经调节和体液调节二者各自不同的特点来做个比较。 多媒体显示： 一、神经调节和体液调节的比较 师：先简单复习一下前两节的相关内容。 多媒体显示问题： 1、神经调节的基本方式是什么？其结构基础是什么？ 2、兴奋在神经纤维上和神经元之间是以什么方式传递的？它们的速度怎样？ 3、激素的分泌有着什么样的调节机制？激素从产生到起作用的大致过程是怎样的？ 生 1:神经调节是以反射为基本活动方式，其结构基础是反射弧。 生 2：兴奋在神经纤维上以神经冲动的形式传导的，在神经元之间是以神经递质的方式传递的。前者的传递速度非常快，后者要稍慢一些。 生 3：激素调节存在着下丘脑垂体内分泌腺的分级调节机制和反馈调节。激素在内分泌腺细胞中合成以后，通过外排作用分泌到体液中，通过体液的传送，作用于靶细胞、靶器官。 27 / 74师：由此，同学们通过讨论，分析神经调节和体液调节的不同点。 生：它们的作用途径不同，神经调节通过的途径是反射弧，体液调节的途径是体液的运输。 生：它们的反应速度不同，神经调节速度快，体液调节速度较慢。 生：它们的作用范围不同，神经调节范围局限，体液调节范围广泛。 生：它们的作用时间不同，神经调节延续时间短，体液调节延续时间长。 多媒体显示： 比较项目 神经调节 体液调节 作用途径 反射弧 体液运输 反应速度 迅速 较缓慢 作用范围 准确、比较局限 28 / 74较广泛 作用时间 短暂 比较长 【教师精讲】 师：神经调节是以反射为基本活动方式，其结构基础是反射弧，当然它的作用途径就是反射弧了。体液调节中的激素或其他调节因子都必须靠体液来运输，它的作用途径自然是体液的运输。 兴奋在神经纤维上的传导形式是神经冲动，产生原因是形成了局部电流，所以这种运输速度非常快。兴奋在神经元之间的传递虽然有突触延搁的现象存在，但相对来说延搁的时间还是非常短的。而体液体调节需要经过物质的分泌、体液的运输、与靶细胞的受体结合等过程，时间经过得就长了。 神经调节中，完成反射的结构基础是反射弧，所以某一刺激引起的反射作用范围就是这条反射弧的效应器，比较准确而局限。体液调节中的激素和其他调节因子广泛弥散在体液中，很多调节因子（如甲状腺激素、co2）的靶细胞是几乎包括全身所有细胞。即使它有特定的靶器官，它的功能也常常会影响到全身。如胰岛素分泌的不正常会使流遍全身的血液中的葡萄糖含量过高，产生糖尿病。 29 / 74神经调节中因为神经冲动的产生是由于局部电流回路，神经纤维上的膜电位在兴奋后马上回到静息状态，而在两个神经元之间传递信息的神经递质在突触间隙中存在的时间是非常短暂的，很快会受突触间隙中的其他物质的影响而失去功能。所以每次反射产生的时间很快，完成后又马上回到原来状态。而体液调节中激素或是其他调节因子被分泌到体液中后，它能存在较长的时间。 师：我们通过分析知道，神经调节与体液调节的作用方式和结构基础都是不同的，但两者又是相互协调地发挥作用的。那么两者间有什么关系呢？这两种调节是怎样进行协调的呢？ 多媒体显示： 二、神经调节和体液调节的协调 师：这里我们用两个例子来帮助大家理解这一问题。 多媒体显示： 实例一：体温恒定的调节 【方法引导】 师：不论是在炎热的环境中，还是在寒冷的环境中，人的体温总是保持恒定的，这种恒定有什么意义？ 生：人体内的代谢反应是酶促反应，而酶必须在一定的温度条件下才能发挥最大的催化能力。人的体温总是保持恒定，人体内的酶促反应就能稳定的进行，大大提高的人30 / 74适应变化中的环境的能力。 师：一个物体温度的高低取决于什么？人的体温高低又取决于什么？ 生：物体的温度高低取决于该物体所处的环境的温度。而人的体温高低和环境温度高低没有必然的关系，它取决于人体代谢产生的热量和人体向环境中散失的热量之间的比例。 师：人体通过什么途径产生热量？通过什么途径散失热量？ 生：人体主要通过呼吸作用产生热量，主要通过体表热辐射散失热量。 师：体温的恒定对人体正常的生命活动至关重要。人体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化放能，人体安静时以肝脏方能为主，运动时以骨骼肌为主。热量的三处主要通过汗液的蒸发，皮肤内毛细血管的散热，其次还有呼吸、排尿和排便等。 播放幻灯片：体液调节图解 师：寒冷的环境中，要维持体温的恒定，产热的结构发生什么变化？散热的结构发生什么变化？如果是在炎热的环境中呢？ 生：寒冷环境中作为产热结构的肌肉和肝脏代谢旺盛，产热多；作为散热结构的汗腺分泌减少，毛细血管收缩，31 / 74散热减少。炎热环境中，肌肉和肝脏代谢减弱，产热少，汗腺分泌增加，毛细血管舒张，散热增多。 师：在上一节课上我们曾经接触过一种激素，它能在寒冷刺激下调节机体产热增加，是什么激素？ 生：甲状腺激素。 师：人体的产热和散热是受什么调节和控制的呢？如何进行调节和控制的？ 生：人体的产热和散热是受神经和体液共同调节的。体温变化的刺激被下丘脑感受到后，神经系统通过反射弧产生相应反射，同时体液中如甲状腺激素等能调节体温的激素含量也会发生变化，神经和体液共同调节产热结构和散热结构发生相应变化。 师：在这个实例中，神经调节和体液调节的关系是怎样的？ 生：在这个实例中，首先起作用的是下丘脑的体温感受器，它属于反射弧中的感受器部分，分泌相关激素的内分泌腺就相当于效应器。所以，这个实例中体液体调节受神经调节的控制，它们共同作用完成对产热和散热的控制。 师：人体的体温在任何情况下都能保持恒定吗？哪些情况下可能导致体温失恒？如果环境温度过高或过低，应采取哪些措施才能维持体温的恒定？ 生：人体的体温并不是在任何情况下都能保持恒定的。32 / 74当环境温度持续长时间过高或过低，超出了机体所能调节的限度，就可能导致体温失恒。如果环境温度过高或过低，应采取增减衣物、转移到温度适宜的环境中、物理降温或取暖等措施才能维持体温的恒定。 师：请根据人体体温调节机制简图解释，极地和高温车间工作人员是怎样调节体温的？这种调节能力是有限的，因此还应分别采取哪些措施？ 生：极地工作人员通过神经和体液共同作用，肌肉、肝脏细胞代谢非常旺盛，汗腺分泌很少，毛细血管收缩。而在高温车间工作的人则正好相反。因为调节能力是有限的，极地工作的人员要穿很多保暖衣物，喝温水，作室内加热等措施。高温环境工作的人多喝盐开水补充汗液中流失的水分和盐分，室内要通风，准备风扇、室内降温等措施。 【合作探究】 师：人体每天都要从饮食中获得水和各种无机盐，同时又要通过多种途径排出一定的水和无机盐，以维持内环境的稳态。水盐排出的主要途径是排尿。关于尿液的形成，我们在初中时已经学过，这里大家来重温这个知识。 演示多媒体 cIA 师：尿液形成过程中直接影响尿量多少和回到内环境中水盐的量的是在哪里进行的什么过程？ 生：是在肾小管、集合管中完成的水分和盐分的重吸收33 / 74过程。 师：关于抗利尿激素的功能，我们在第 2 节练习的题目中接触过了，还记得它的作用吗？ 生：下丘脑分泌的抗利尿激素能提高肾脏集合管对水的通透性，促进水的重吸收。 师：很好。水盐调节的机制非常复杂，涉及多种激素和神经的协调作用。下面仅以抗利尿激素及相关神经调节为例，来探讨水盐平衡的维持。 多媒体显示： 实例二：人体水盐平衡的调节 播放幻灯片：水盐平衡调节图解 师：大家根据水盐平衡调节图解，展开分析讨论，然后分别请两位同学来说明当饮水不足和饮水过多的情况下，人体是怎样保持水和无机盐的平衡的。 生 1：当人饮水不足、体内失水过多或吃的食物过咸，细胞外液渗透压就会升高，这一情况刺激下丘脑渗透压感受器。使得下丘脑一方面把信息传到大脑皮层感觉中枢，使人产生渴觉而主动饮水，结果就能使细胞外液渗透压下降。这部分属于神经调节。另一方面，下丘脑还分泌抗利尿激素，并由垂体释放到血液中。血液中的抗利尿激素含量增加，就加强了肾小管、集合管对水分的重吸收，回到内环境中的水分增加了，就会使细胞渗透压下降，同时也会使34 / 74尿量增加。这属于体液调节。 生 2：当人饮水过多时，细胞外液渗透压就会降低，这一情况刺激下丘脑渗透压感受器。使得下丘脑一方面把信息传到大脑皮层感觉中枢，使人不产生渴觉。另一方面，下丘脑还减少分泌抗利尿激素，垂体释放到血液中的抗利尿激素减少，就减弱了肾小管、集合管对水分的重吸收，回到内环境中的水分减少了，就会使细胞渗透压升高，另外也会使尿量减少。 师：在这个实例中，下丘脑及参与了神经调节，又作为内分泌腺参与了体液调节。请同学比较分析实例一和实例二，进一步阐明神经调节和体液调节的关系。 生： 师：经过分析我们知道，不少内分泌腺直接或间接地接受中枢神经系统的调节，在这种情况下，体液调节可以看作神经调节的一个环节。 多媒体显示： 1、内分泌腺直接或间接地接受中枢神经系统的调节。 师：反过来，体液调节对神经系统就没有作用了吗?请举例说明。 生：有的。比如说甲状腺激素的几个功能中有一个就涉及到它能提高神经系统的兴奋性、与神经系统的发育有关。35 / 74师：是的。另一方面，内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能，如幼年时甲状腺激素缺乏，就会影响脑的发育；成年时，甲状腺激素分泌不足会使神经系统的兴奋性降低。 多媒体显示： 2、内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。 师：总之，动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节。正是由于这两种调节方式的协调，各器官、系统的活动才能协调一致，内环境的稳态才能得以维持，细胞的各项生命活动才能正常进行，机体才能适应环境的不断变化。 最后让我们回到这节课一开始我们提出的“过山车现象” ，现在再来重新审视那两个问题。 多媒体显示问题： 1、既然知道做过山车是安全的，为什么心跳还会加速呢？2、这个例子中，人体所作出的反应，那些与神经调节有关？那些与激素调节有关？你能说出两者之间的关系吗？ 生 1：在重力加速度的影响下，全身的血液要进行重新分配，这是一个方面；另一方面，虽然知道坐过山车是安全的，但不免还是有点担心，在这种状态下，内分泌系统分36 / 74泌出肾上腺素等多种激素，使心跳和呼吸加快，血压上升。生 2：人由于紧张，会紧握双拳、发出叫喊等，这些反应与神经调节有关；心跳和呼吸加快、血压上升等与激素调节有关。在这种紧张的状态下，肾上腺、垂体等一接到神经系统的信号，就分泌多种激素进行应急。 【知识拓展】 师：最后请同学们阅读课后的文章拒绝毒品、慎用心理药物。然后来谈谈大家对此的想法。 【板书设计】 体液调节：激素等化学物质（处激素以外，还有其他调节因子，如 co2 等）通过体液传送的方式对生命活动进行的调节。 一、神经调节和体液调节的比较 比较项目 神经调节 体液调节 作用途径 反射弧 体液运输 37 / 74反应速度 迅速 较缓慢 作用范围 准确、比较局限 较广泛 作用时间 短暂 比较长 二、神经调节和体液调节的协调 实例一：体温恒定的调节 实例二：人体水盐平衡的调节 1、内分泌腺直接或间接地接受中枢神经系统的调节。 2、内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。 【素材推荐】 血压的神经体液调节 （1）神经调节 心脏的神经支配心脏和四肢肌肉一样，有神经支配。支配心脏的神经叫植物神经，如交感神经的心交感神经和副交感神经的迷走神经。心交感神经兴奋时，其末梢释放一种叫去甲肾上腺素的血管活性物质。这种物质作38 / 74用于心肌细胞膜上的肾上腺素能 受体，导致心率加快，心肌收缩力增强，心输出量增加，血管收缩，血压升高；副交感神经兴奋时，其末梢释放一种叫乙酰胆碱的活性物质。这种物质作用于心肌细胞膜上的 m 受体，导致心率减慢，心肌收缩力减弱，心输出量减少，血管扩张，血压下降。在正常情况下，交感神经和副交感神经对心脏的作用是相互依存，相互对抗，相互协调的。 压力感受器机制神经系统对心血管活动的调节是通过各种反射来实现的。在颈动脉窦和主动脉弓的血管壁外膜上，有丰富的感觉神经末梢，当动脉血压由低逐渐升高时，感觉末梢受压力影响兴奋增加，而发放神经冲动，经传入神经达心血管中枢，改变心血管中枢的活动，使降低反射的活动增强，通过传出神经纤维影响心脏和血管的活动，使心脏收缩减弱，血管扩张，外周阻力下降，血压下降，而保持动脉压在一定的水平。相反，当血压突然降低时，颈动脉窦压力感受器将信息传到血管中枢，降压反射减弱，心输出量增加，血管收缩，外周阻力增加，血压升高。 （2）体液调节 体液调节是血液和组织液的一些化学物质对血管平滑肌活动的调节作用。儿茶酚胺类(肾上腺素、去甲肾上腺素等)、肾素 血管紧张素、抗利尿激素等，具有收缩血管39 / 74作用，可使血压升高。循环血液中的肾上腺素和去甲肾上腺素主要来自肾上腺髓质，对心脏的作用是使心率加快，心肌收缩力加强，心输出量增加，血压上升。肾素是肾脏分泌的一种激素，可水解血浆中的血管紧张素原，成为血管紧张素，后者在转换酶的作用下，变成血管紧张素，它可使全身细小动脉收缩，促使肾上腺皮质醛固酮释放增加，钠和水在体内潴留，血容量增加，血压升高；抗利尿激素由下丘脑视上核的神经元组成，贮存于垂体后叶，进入血液后可使血管平滑肌收缩，外周阻力增加，血压升高。而缓激肽，前列腺素 E，心房肽则具有扩张血管、降低血管外周阻力的作用。缓激肽的前身是血管舒张素，二者均有强烈的舒血管作用，使血管扩张，血压下降。前列腺素 E 能扩张血管，增加器官血流量，降低外周阻力，降低血压。心房肽是一种心脏内分泌激素，它存在于心房肌纤维内，当心房内压增高时，可分泌心房肽。它可提高肾小球滤过率，增加钠的排出，抑制肾素、醛固酮的分泌，从而调整循环血量和血管系统容量的比例，起到降低血压的作用。 第三章植物的激素调节 一、知识结构： 40 / 74二、教材分析： 本节主要讲述了植物的感性运动和向性运动，生