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《内环境稳态的重要性》高中生物的优秀教案设计范例

2023-09-27 17:41:58 21好文网 生物教案

《内环境稳态的重要性》高中生物的优秀教案

  一、教学目标

  1、说明内环境稳态及其生理意义;简述稳态的调节机制。

  2、关注内环境稳态与健康的关系。

  3、尝试解释生物体维持pH稳定的机制。

  二、教学重点和难点

  内环境稳态及其生理意义。

  三、课时安排2

  四、教学过程

  1、〔引入〕以“问题探讨”引入,学生思考讨论后回答,老师提示。

  〔生答师提示〕1、提示: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。

  2、提示:这说明(1)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,内环境的稳定是一种动态的相对稳定; (2)不同个体存在一定差异。

  3、提示:(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。 (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。 (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。

  〔问题〕以 “本节聚焦”的问题,再次提起学生的思考。

  〔板书〕

  一、内环境的动态变化

  Homeostasis: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

  神经——体液——免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制

  〔学生互动〕学生思考与讨论,师提示。

  1、提示:绝大多数人都有过发高烧的经历,可以让同学先谈谈自己发高烧时的感受。

  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。

  2、提示:内环境渗透压会变小。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。严重时会出现疲倦、周身不适、表情淡漠、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。

  3、提示: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。

  〔社会联系〕生思考,师提示。

  〔讲解〕夏天时,空调房间与室外的温差较大,如果经常进出空调房间,就会出现咳嗽、头痛、流鼻涕等感冒症状。如果在温度较低的空调房间呆的时间过长,就会引起关节酸痛或颈僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻、头晕脑胀等。如果呆得太久,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。空调病的主要表现为:感冒、过敏、风湿痛、黏膜干燥、紧张、烦躁、注意力难以集中、头痛,等等。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。

  〔板书〕三、内环境稳态的重要意义

  内环境稳态是机体进行正常生活的必要条件。

  〔实验并讨论〕生看或做实验,思考,师提示。

  1、生物材料加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。

  2、提示:缓冲液加入少量酸碱后,pH变化不明显。原因是磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4,其中NaH2PO4溶液呈酸性,当加入少量NaOH时,可以中和OH-;Na2HPO4溶液呈碱性,当加入少量HCl时,可以中和H+。水溶液则不同,因而加入酸碱后,pH变化明显。

  3、提示:生物材料中含有缓冲对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C02和水。血液中的C02增多会刺激呼吸中枢,使呼吸运动增强,增加通气量,从而将C02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。

  【关于人体血液pH值缓冲作用原理】

  人体血液不会因为进入少量酸性和碱性的物质而使其pH值超出7.35~7.45之间,原因是血液中含有缓冲物质,如H2C03/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。在此结合有关生化知识对H2C03/NaHCO3在维持血液 pH值稳态中所起的作用加以说明。

  它们的电离如下:H2C03一→H+ + HC03- (1) (双向,可逆);NaHC03一→Na++ HC03- (2);由于(2)式完全电离,有大量的HC03- 存在,对(1)式电离产生同离子效应,使HC03-和H+ 结合成H2C03 ,也就是说(2)式的结果抑制了(1)式H2C03的电离,因此血液中存在大量的H2C03和HC03- ,而H+浓度很小。

  当血液中进入少量酸(例如乳酸、磷酸等)时,由于血液中存在大量HC03-,能和进入的酸中的H+结合成电离度很小的H2C03,使血液中氢离子浓度几乎没有升高,因此血液pH值并不明显降低。

  当血液中进入少量碱时,此时血液中的H+与进入碱中的OH- 结合成难电离的H20,当血液中的H+稍有降低时,血液中存在的H2C03,就立即电离出H+来补充血液中减少的H+,使血液pH值并不明显升高。

  正是因为H2C03和HC03- 的`大量存在才会使血液的pH值不会因为少量碱、酸的进入而造成明显升降。

  〔小结〕略(黑体字部分)。

  〔作业〕练习一二题。

  1.D。 2.C。 3.D。

  4.提示: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。

  拓展题

  提示: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。

  自我检测的答案和提示

  一、概念检测

  1、判断

  (1)×;(2)√;(3)×;(4)√。

  2、选择

  (1)D;(2)D;(3)D。

  3、画概念图

  略

  二、知识迁移

  (1)水是良好的溶剂,为各种生化反应提供溶液环境;水是体内物质运输的载体;水在体温调节方面有作用;水是某些生化反应的反应物;水是细胞结构的重要组成成分等。

  (2)说明健康的人体具有维持体内水平衡的能力。

  三、技能应用

  (1)否。

  (2)血液中的糖分既可来源于食物中的糖类物质,也可来源于其他物质在体内的转化。

  四、思维拓展

  提示:航天器和航天服中的生命保障系统,主要由氧源(气瓶)和供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成。它能够为航天员提供呼吸用氧,并控制服装内的压力和温度,清除航天服内C02、臭味、湿气和微量污染等。这套生命保障系统与压力服(给宇航员提供正常大气压)一起,在人体周围创造适宜人生存和工作的微型气候环境,有利于宇航员维持机体内环境的稳态。

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