高二生物 2.31《动物生命活动的调节》素材（1）（苏教版必修3）

用心 爱心 专心 1 动物生命活动的调节动物生命活动的调节 教学设计教学设计 在 稳态与环境 模块中 动物生命活动的调节包括神经调节和激素调节 本文将从学 习目标 教学策略和建议等方面 谈谈对本单元的教学构思 一 单元知识内容及具体的学习目标一 单元知识内容及具体的学习目标 1 1 具体内容标准的细化 动物生命活动的调节 单元知识内容标准下有 5 项具体要求 其中有 4 项是知识内容 标准 涉及到的知识性目标动词为概述 说明和描述 有一项为情感性目标 陈述动词为经 历 感受 层次中的探讨 由这些具体内容标准转化为的具体学习要求大致如下 具体内容标准具体的学习要求 概述人体神经调节 的结构基础和调节 过程 说出神经元的基本结构和功能 举例说出人体神经调节的基本方式 反射的作用和意义 说明人体神经调节的基本结构 反射弧的组成和功能 举例说出反射弧结构完整性的重要意义 说明神经冲动的产 生和传导 说出检测神经冲动产生的基本方法 说出神经纤维的结构基础 说明兴奋在神经纤维上的产生 传导过程及特点 说出突触的结构基础 说明兴奋在神经元之间的传递过程及特点 比较兴奋在神经纤维上的传导和在神经元上的传递的不同点 概述人脑的高级功 能 说出人脑的基本结构和大脑皮层区基本的功能定位 举例说出 以躯体运动中枢为例 大脑皮层的功能定位特点 举例说出大脑皮层部分功能区受损事例 概述神经系统的分级调控 描述动物激素的调 节 举例说出人体中的内分泌腺体及其分泌的激素和功能 描述动物激素的分级调控和反馈调节 探讨神经调节和体液调节之间的关系 探讨动物激素在生 产中的应用 通过学生收集或教师展示动物激素类药物及其作用 讨论人 们在开发和使用这类药物时应该注意的问题 探讨科学技术的进 步给人类带来的影响 从上述具体的学习要求看出 本单元不仅十分重视学生对神经调节和激素调节等基础知 识的理解 而且强调运用习得的知识解释自身生理活动中常见的一些生命活动现象 例如 神经调节与主动学习和科学思维的关系 激素调节与青春期身心健康的关系等 在神经调节 和激素调节的教学进程中突出知识密切联系学生实际 有助于他们形成科学 技术与社会协 调发展的观点 促进他们的情感 态度和价值观的健康发展 从而增强学生的科学素养 用心 爱心 专心 2 1 2 具体内容标准的地位及教育价值 神经调节和激素调节是动物生命活动中基本的调节方式 也是实现动物个体稳态的最重 要的方式 这部分内容的学习有助于学生了解稳态必须通过调节来实现 而调节的基本特点 是分级调控和反馈调节 这种调控和调节特点有利于机体不同器官和系统表现出各自独立的 功能以及相互协作 从而保证机体作为一个整体在内外环境的作用下维持其相对稳定状态 神经调节和激素调节也是实现人体健康的重要方式 神经和激素调节的基本知识可以更好地 为人体生理健康服务 突触和大脑皮层的相关知识对高级学习活动有指导意义 神经调节和激素调节是个体调节的重要方式和过程 是实现个体稳态的重要方式 个体 是组成群体的基本单位 有了个体稳态的实现才有助于群体水平稳态的形成 从个体水平的 稳态的维持来认识生命系统内部的调节机制与环境之间的关系 对于形成各个层次的生命系 统怎样实现其稳态上的认识据有不可替代的价值 2 单元知识的教学策略和教学建议 2 1 人体神经调节的结构基础和调节过程的教学 初中阶段 学生学过的神经元结构和功能 反射和反射弧等知识已经记忆模糊 教学开 始需要唤醒学生的记忆 具体做法是 在导入新课后教师突然喊 起立 学生会疑惑地站 立 然后喊 坐下 学生就会坐下 学生对教师这个举动会感到惊讶和疑惑 这时告诉学 生 大家刚才所做的反应就是反射活动 是通过神经调节来实现的 通过这一亲身的活动 学生必然会对神经调节和反射活动产生强烈的兴趣 然后 教师简单分析实现这一活动的过 程 并进一步告诉学生反射活动不仅指人的运动 还包括说话 观察 思考 包括学生现在 的学习 写字 甚至包括膝跳反射 缩手反射等简单的活动都是反射活动 都是通过神经调 节来实现的 神经调节的重要意义是使人和动物能够更好地适应环境 神经元是神经系统的基本结构和单位 教师出示 或手画 一个神经元结构模式图 让 学生认识突起 包括轴突 树突 细胞体 神经纤维的结构和作用 反射弧是反射的基本 结构 教学时可引导学生通过观察 flash 动画或者膝跳反射和缩手反射发生过程的图解 来 认识构成反射弧各部分结构的名称 特点 功能及相互联系 以及脊髓的结构特点 最后用 表格加以概括 见下表 需要向学生明确的是 膝跳反射是人体最简单的反射活动 只需 要两个神经元参加就能完成的单突触反射 而人体中的大多数反射活动极其复杂 为多突触 反射 中间神经元越是精细复杂 反射中枢对传入信号的分析综合能力就越强 反射弧结 构 结构组成功 能结构破坏对功能的影 响 感受器感觉神经末梢感受外界刺激 产生兴奋 既无感觉 又无效应 传入 感 觉 神经 感觉神经元兴奋以神经冲动的方式传向 神经中枢 既无感觉 又无效应 神经中枢由神经元细胞体构 成 主要指脊髓和 对神经冲动进行分析 判断 并发出信息 既无感觉 又无效应 用心 爱心 专心 3 脑 传出 运 动 神经 运动神经元将来自神经中枢的神经冲动 传给效应器 只有感觉 但无效应 效应器运动神经末梢以及 所支配的肌肉和腺 体 肌肉收缩或舒张 腺体 分泌增强或减弱 只有感觉 但无效应 2 2 神经冲动的产生和传导的教学 本单元内容主要阐明感受器接受刺激并产生兴奋 以及兴奋以神经冲动形式在神经元内 部传导和神经元之间传递 2 2 1 兴奋在神经纤维上传导的教学 兴奋是以局部电流形式在神经纤维上传导 教学时 可引导学生参与下列实验探究 图 1 将一个电表与两个微电极相连结 这两个微电极与蛙的坐骨神经的外侧 b 处和 c 处相 接触 当刺激坐骨神经左侧的 a 点时 可以发现电表的偏转方式如下 图 1 探究兴奋传导的示意图 实验中指针的偏转表明 兴奋在神经纤维上是以局部电流形式传导的 如果将 b 处的微 电极插入神经纤维内部 c 处的微电极放在神经纤维表面 电表指针偏向左侧的实验现象会 引起学生极大的好奇 从而为探究膜电位的变化及原因奠定基础 为什么神经纤维受到刺激后会出现膜电位变化 教学时 先结合上述实验现象阐明 神 经元未受刺激时 其神经纤维膜内外之间的电位差称为静息电位 并向学生解说神经纤维膜 上的静息电位维持外正内负的主要原因 然后 让学生观察蛙的坐骨神经受刺激后发生膜电 位变化的实验现象 引导学生形成动作电位这个概念 引导学生形成动作电位概念是本单元 教学的重点和难点 其教学程序大致是 先说明神经元受刺激瞬间膜内外电位变化的特征 即外负内正 进而结合锋电位发生过程的图解 图 2 解说神经纤维受刺激点膜内电位的 变化特点及原因 学生已知物质进出细胞的协助扩散和主动运输 讲解膜内电位变化的分子 基础时 先结合图解 图 3 阐明神经纤维受刺激导致膜上的 Na 通道打开 由于大量钠离 子内流造成膜内电位呈倒极化 随后膜上的 K 通道打开 由于大量钾离子外流造成膜内超极 用心 爱心 专心 4 化 再通过 Na K 泵作用膜电位回复静息电位 这样 不仅有助于学生理解锋电位形成的原 因 而且有助于他们领会兴奋沿神经纤维向前传导的道理 即膜内倒极化时 邻近膜两侧的 电位还是外正内负 这就造成了局部电流回路的产生 导致膜内锋电位信号由兴奋部位传导 给两侧未兴奋部分 从而实现兴奋的传导 图 4 图 2 锋电位示意图 图 3 Na K 泵作用图解 用心 爱心 专心 5 图 4 神经纤维上局部电流回路的发生过程示意图 教学中补充一些神经纤维上动作电位传导的一般特点 有助于学生将习得的知识与生活 实践相联系 1 动作电位的传导需要神经纤维结构的生理完整性 如果受到机械压力 化学药品等作用就会影响其传导 例如 长时间下蹲引起的麻感 麻醉药可暂时抑制痛觉的 传导等等 2 双向传导性 神经元的任何一点受到刺激 都会在整个神经元上检测到电 位的变化 3 相对不疲劳性 与肌肉组织相比较 动作电位在神经元上的传导相对不容 易疲劳 这也是为什么人不能长时间进行高强度的运动 而能较长时间处于高度兴奋状态的 原因 2 2 2 兴奋在突触间传递的教学 兴奋在突触间传递的教学 首先要结合课本中的有关图解引导学生认识突触的结构 进而结合示意图重点讲解传递至神经末梢部位动作电位导致突触小泡释放神经递质的过程 以及接受神经递质作用的受体产生新的动作电位的原因 然后 借助于板图将兴奋在突触间 传递的过程和形式加以概括 如图 5 从而使学生明确兴奋在突触间传递的形式 途径和 方向 为了促使学生深入理解递质的作用 可列举镇痛药物和吗啡与受体的结合 能导致内 啡肽产生的减少 或者肌肉松懈剂 箭毒分子 与递质竞争突触后膜受体而阻断兴奋传递等 实例 并向学生阐明青少年要拒绝吸毒和吸毒容易戒毒难的道理 图 5 兴奋在突触间传递的示意图 2 3 人脑的高级功能的教学 用心 爱心 专心 6 人脑的高级功能的教学需要学习 3 个方面的内容 一是神经系统的分级调控 二是高级 功能在大脑皮层上的定位及特点 三是以具体的事例说明大脑皮层的某些区域受到损害时所 表现出来的症状 神经系统的分级调控 可以以人体排尿为例说明 可呈现如下事实供学生分析 事实 1 当尿液在膀胱中贮存量达到一定程度时 会在人的大脑皮层中产生尿意 事实 2 成年人 可以有意识地控制排尿 即可以憋尿 而婴儿经常尿床 事实 3 某些人由于交通事故等原 因导致胸椎折断 出现小便失禁的情况 即能排尿但不能根据人的意识排尿 由上述分析可 知 控制排尿的低级神经中枢在脊髓 但最终能否排尿由大脑皮层控制 由此得出神经系统 的分级调控的中心在大脑皮层 其他的低级中枢如脑干 丘脑和脊髓等都受到大脑皮层的调 控 大脑皮层的高级功能主要体现在躯体运动 躯体感觉 语言 视觉 听觉等中枢 只需 结合下图作简单介绍 然后以躯体运动中枢为例 结合图例总结功能定位的特点 按头足倒 立的式样与躯体形成一一对应的关系 根据所支配器官运动的精细复杂程度分配皮层的大小 控制对侧躯体的随意运动 等等 图 6 人类大脑皮层的高级功能区 为进一步说明大脑皮层的功能定位 可以列举大脑皮层的言语区 说明损伤会导致特有 的各种语言活动功能障碍 如右图 2 4 动物激素的调节的教学 损伤部位损伤后功 能特点 识记特点 W 区 不能写字W 为 write 的第一个字母的缩写 受到损伤为 not write 即为不能 写字 S 区 不能讲话S 为 speak 的第一个字母的缩写 受到损伤为 not speak 即为不能 讲话 V 区 不能看懂 文字 V 为 view 的第一个字母的缩写 受 到损伤为 not view 即为不能看懂 文字 言 语 区 H 不能听懂H 为 hear 的第一个字母的缩写 受 用心 爱心 专心 7 动物激素调节的教学可以从促胰液激素调节的发现开始 20 世纪以前 人们还未认识 到激素的存在和调节作用 那时人们认为人和动物体的一切生命活动都是在神经系统的调节 下进行的 可以通过向学生展示发现促胰液激素的过程 见下表 引导学生对实验现象进 行科学的分析 从中学习实验设计的基本原理和方法 尝试作出合理的假设 并设计实验来 证明自己假设的正确性 同时 从促胰液激素发现的事例中培养学生认同科学发现需要大胆 假设 合理实验 勇于创新的科学精神和品质 从而促进学生自身的科学素养的提高 科学家假设实验过程实验现象分析或推论启示 法国学 者沃泰 默 胰液的 分泌是 由神经 调节所 引起的 1 用电刺激支配胰腺的神经 2 将稀盐酸注入狗的上段小肠肠 腔内 对照组 将稀盐酸注入狗的血液 3 切除所有支配胰腺的神经 只 留下血管 向小肠内注入稀盐酸 分泌少量胰液 分泌大量胰液 不分泌胰液 分泌大量胰液 这是一个十分 顽固的神经反 射 囿于定 论 英国科 学家斯 他林和 贝利斯 胰液的 分泌是 由激素 调节所 引起的 把狗的一段小肠剪下 刮下黏膜 将黏膜与稀盐酸混合加砂子磨碎 制成提取液注射到同一条狗的静脉 中 对照组 将相同浓度同等体积 的盐酸注射到同一条狗的静脉中 分泌大量胰液 不分泌胰液 在盐酸的作用 下 小肠黏膜 产生了某种化 学物质 这种 物质通过血液 运输到胰腺 引起胰液的分 泌 大胆假 设 合 理实验 促胰液激素发现于 1902 年 比诺贝尔奖设立的时间晚 1 年 遗憾的是 促胰液激素的 发现并未获得诺贝尔奖 但却开启了动物激素的研究历程 在有关动物激素的发现和研究其 生理功能的历程中 有 6 项研究和发现获得了诺贝尔奖 见下表 教学时 教师如果将这 区话到损伤为 not hear 即为不能听懂 话 用心 爱心 专心 8 些事例作些简单介绍 可以极大地促进学生学习激素的强烈兴趣 为后续激素学习的顺利开 展打下较好的基础 时间科学家获奖理由 1909 瑞士科学家柯赫尔在甲状腺生理学 病理学和外科学方面 作出了成就 1923 加家大医生班廷和苏格兰科学家麦 克劳德 发现胰岛素 1947 奥塞 阿根廷 等 3 位科学家发现垂体前叶分泌的激素 主要指生长 激素和促肾上腺皮质激素 在糖代谢中 的作用 1950 肯德尔 美国 等 3 位科学家发现肾上腺皮质激素及其化学结构和生 理功能 1971 美国科学家萨瑟兰发现激素的作用机理 1977 吉耶曼 法国 等 3 位科学家发现下丘脑可以产生促释放激素 2 4 1 动物激素的种类及基本作用的教学 动物激素种类的教学可结合人体内分泌腺分布示意图进行 通过图示让学生识别内分泌 腺体的名称 所在的位置及分泌的激素 同时还要简介这些激素的功能 并结合初中习得的 相关激素的知识及联系生活实际 介绍部分激素如生长激素 甲状腺激素等激素分泌失调时 的异常表现 加深学生对这些激素的感性认识 从而促进学生理解激素的调节对于人体和动 物稳态的重要意义 高中阶段动物激素的教学主要涉及下丘脑 垂体 甲状素 胰岛 肾上腺 睾丸和卵巢 等内分泌腺体及其分泌的激素 在这些内分泌腺中 需要重点介绍的是下丘脑在整个内分泌 腺中的枢纽作用 下丘脑除分泌抗利尿激素直接调节水分代谢之外 还能分泌促激素释放激 素调节垂体的分泌活动 进而调节其他内分泌腺体的分泌活动 通过对下丘脑的这种独特的 功能的学习 可以为后续进一步学习动物激素的调节方式作好铺垫 需要说明的是 各种激 素的主要的生理功能可以分散在不同的地方学习 例如 抗利尿激素 醛固酮激素和肾上腺 皮质激素可以放在 水盐调节 中学习 肾上腺素 胰岛素和胰高血糖素可以放在 血糖调 节 中学习 下丘脑以及甲状腺激素的功能可以在 体温调节 中进一步得到强化 其中的 水盐调节 和 体温调节 又可以作为理解神经调节和体液调节之间关系的具体事例 在初步介绍这些激素的功能之后 教师还需要引导学生总结出动物激素的调节影响了动 物的生长 发育 生殖和行为等各种生命活动 认识到动物激素的调节是动物生命活动的重 要的调节方式 2 4 2 动物激素的分级调控和反馈调节的教学 动物激素的分级调控和反馈调节是教学中的重点 可以用甲状腺激素和性激素的分泌为 例进行分析和说明 教学中可以展示甲状腺激素和性激素的分级调控和反馈调节图示 见图 8 然后以问题的形式引导学生分析 1 甲状腺的生长和发育及其分泌的甲状腺激素 用心 爱心 专心 9 由谁调控 2 垂体的生长发育及其分泌的促甲状腺激素又受到谁的调控 3 如果甲状 腺激素分泌过多 会抑制哪些腺体的分泌活动 4 为什么甲状腺激素不能抑制甲状腺自 身的分泌活动 通过一系列的设问 使学生认识到 低一级的内分泌腺分泌相关的激素 是 由上一级的内分泌分泌的促激素作用的结果 而激素最终分泌的多少 是由下丘脑来调控的 由此 学生自然而然就会总结出以下结论 1 激素的分泌是通过分级调控来实现的 2 激素的分泌具有反馈调节的特点 3 下丘脑是内分泌腺活动的中心和枢纽 通过对 分级调控和反馈调节