细胞生活的环境教学设计 高二上学期生物人教版选择性必修一

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课程基本信息学科生物年级高二年级学期秋季课题细胞生活的环境教科书书名：生物学——选择性必修一出版社：人民教育出版社出版日期：2020年5月教学目标1.说出内环境的概念，分析人体内环境物质组成，理解组织液、血浆和淋巴三者之间的关系。2.描述内环境的温度、渗透压及酸碱度三个主要理化性质。3.理论联系实际，尝试构建人体细胞与外界环境进行物质交换的模型。教学内容教学重点：1.内环境的组成及其之间的关系和内环境的理化性质。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过程【导入】2007年，俄罗斯的科研卫星携带了许多生物升入太空，并将一种生命力超强的动物—水熊虫直接暴露在太空环境中。返回装置回到地球之后，科研人员检查了水熊虫，发现大部分的水熊虫都“复活”了。思考：为什么人类不能直接生活在太空中？水熊虫是人类迄今发现的唯一一种可以在真空和太阳辐射双重严酷条件下存活的动物，为人类的太空探索给出了许多新的方向和希望。为什么人类不能直接在太空生存呢？这要从细胞生活的环境说起。内环境的组成【思考·讨论1】图2图2图1问题1.这两幅图片所示的细胞分别生活在什么环境中？尝试说明它们生活环境的异同。图一是人体的血细胞，图二是单细胞生物草履虫。血细胞生活在血浆中，草履虫直接生活在外界水环境中。这两种环境的相同之处是他们都是都是液体环境，环境中含有大量的水。不同之处在于血细胞生活在血浆中，并不直接与外界环境进行物质交换，而草履虫生活在外界环境中，直接与外界环境进行物质交换。问题2.若将图1所示的细胞置于图2所示细胞的生活环境中，会发生什么变化？根据必修一学习的知识，我们知道如果将血细胞置于草履虫生存的清水环境中，血细胞会吸水膨胀直至破裂。组成人体的绝大多数细胞都没有直接与外界环境接触，也不能直接与外界环境进行物质交换，他们需要生活在特殊的液体环境中。那么他们生活的环境是什么？【视频播放】细胞生活的环境——细胞外液人体内含有大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液。组织细胞毛细淋巴管组织细胞毛细淋巴管毛细血管【思考·讨论2】问题1.血浆、组织液、淋巴液之间有什么内在联系？请依据上图绘制出能反应三者联系的模式图（用文字和箭头表示）。【视频播放】内环境各组分之间的物质交换问题2.为什么说细胞外液是一个有机的整体？血浆和淋巴液虽然分布在人体不同部位但彼此保持紧密的动态联系，且基本化学成分相似，共同构成人体细胞生活的内环境，所以，全身的细胞外液是一个有机的整体。【思考·讨论3】（1）血浆的组成成分问题1.血浆中这么多物质，你能将它们归类吗？我们可以将血浆的化学成分按照化合物的性质分为无机物和有机物，无机物包含了水、无机盐、CO2等，有机物包含蛋白质、糖类、脂质，还有总胆红素、尿素、肌酐、尿酸等。我们也可以将血浆的化学组成更笼统的分为水、蛋白质、无机盐、和血浆运输的营养物质和代谢废物。其实，除了表格中展示的化学物质，血浆中还含有各种激素、维生素、氧气等。问题2.回忆所学知识，你能说出其中哪些物质在人体中的作用？葡萄糖是主要的能源物质，脂肪是细胞内良好的储能物质，蛋白质是生命活动的主要承担着，无机盐能调节人体生命活动，O2能参与细胞的有氧呼吸，CO2、尿素、尿酸是细胞代谢产生的废物。（2）组织液、淋巴、血浆成分的异同:与血浆相比，组织液、淋巴液的成分和各成分的含量与血浆相近，但又不完全相同，最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴液中蛋白质含量很少。（3）细胞外液的本质:总的来说，细胞外液是一种类似海水的盐溶液。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。氧气从外环境中来，通过呼吸系统进入血液循环系统，然后进入组织液中被组织细胞用于有氧呼吸。太空的环境，无法为人体细胞提供氧气，当人类进入太空，内环境中的氧气会迅速被细胞消耗掉，所以人类不能太空生存。【问题探讨】2008年9月27日，我国航天员进行首次太空行走，中国研制的舱外航天服“飞天”第一次在距地球300多公里的茫茫太空“亮相”。舱外航天服类似一个小飞行器，能提供航天员数小时充足的氧气。思考：除了为航天员提供充足的氧气，航天服还能提供哪些保障？如果忽略“暗藏”在航天服上的种种“机关”，“飞天”很像一件加厚、特大码的羽绒服。从内到外，舱外服分为6层，可耐受正负100摄氏度以上的温差变化。作为细胞直接生活的内环境，不仅要有特定的化学组成，还要具备适宜细胞生存的特殊的理化性质性质，比如适宜的渗透压、酸碱度、温度等。二、内环境的理化性质(1)渗透压概念:是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒数目的多少。溶质微粒越多，溶液浓度越高，对水的吸引力就越大，渗透压就越高。更多的水分子就会被吸引过来。血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。细胞外液渗透压90%以上来源于Na+和Cl-细胞内液渗透压来源于K+。在37℃时，人血浆渗透压约为770kPa,相当于细胞内液的渗透压。（2）酸碱度概念：是指溶液中自由氢离子浓度的负对数，正常人的血浆近中性，pH为7.35~7.45。血浆的pH保持稳定，与其含有酸碱缓冲物质有关，如HCO3-、H2CO3等。人体细胞外液的温度一般维持在37℃。体温如果偏高或者偏低，都会影响细胞的生命活动。温度：人体细胞外液的温度一般维持在37℃。三、内环境的功能【思考·讨论4】

内环境如何完成与外界环境的物质交换？问题1.Na+、葡萄糖、氨基酸和O2等物质是分别经过哪些途径进入人体的？问题2.体内细胞产生的代谢废物(如尿素和二氧化碳)，是通过哪些器官排到体外的？问题3.请用简单的示意图表示内环境与外界环境进行物质交换的关系。总结：内环境为细胞构建了一张物流网，是细胞与外界环境进行物质交换的媒介，内环境与外界环境的物质交换需要各个系统的参与。细胞和内环境之间是相互影响，相互作用的。细胞不仅依赖于内环境，也参与了内环境的形成和维持。内环境让每一个细胞共享，又靠所有细胞共建。【课后延伸】2019年2月，以色列航空工业公司制造的月球着陆器发生了故障直接坠毁在月球表面。该着陆器上携带了人类DNA样本以