课题
内环境稳态的重要性
设计教师
时间
课型
新授课
课时
2课时
教学
目标
说明内环境稳态及其生理意义;简述稳态的调节机制。
关注内环境稳态与健康的关系。
尝试解释生物体维持PH稳定的机制。
重点
难点
重点与难点:内环境稳态及其生理意义
教法
讲授法及演示归纳法
教具
多媒体
教学过程设计
教材处理
师生活动
第一章 第2节:内环境稳态的重要性
引言:随着外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行,内环境的各种化学成分和理化性质在不断发生变化。内环境会因此而剧烈变动吗?
一、自主学习:
一、内环境的动态变化
1、内环境中的成分如 水 、 无机盐 、 血糖 等都处于不断变化之中; 内环境的理化性质如 PH 、 温度 、渗透压 也不断变化,处于动态平衡中。
2、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来实现的。
①问题:举例说明内环境的动态变化?
答案:温度:健康人的体温始终接近37 ℃,处于动态平衡中。
渗透压:输液必须输生理盐水、多饮多尿、吃太咸就喝多水等。
②问题:什么是稳态?包括维持哪些成分的稳定?
答案:生理学家把正常机体通过 调节作用,使各个器官和系统 协调活动,共同维持内环境相对稳定的状态叫做稳态.
包括水、无机盐、各种营养物质、代谢产物、pH值、渗透压、温度等多个方面的相对稳定。
二 对稳态调节机制的认识
书上的图:
内环境稳态与消化、呼吸、循环、排泄系统的功能联系图
③问题:稳态是怎样实现的?
人体各器官、系统协调一致地正常运行,是维持内环境稳态的基础。
稳态调节机制:
④问题:机体内各个器官、系统、为什么能保持一致呢?
答案:法国贝尔纳:神经系统
美国坎农:神经调节和体液调节
目前普遍认为:神经——体液——免疫
⑤问题:内环境的稳态会不会出现失调的情形呢?
答案:内环境稳态失调的病例有:尿毒症、糖尿病、高山缺氧反应、发高烧、严重腹泻、酸碱中毒等。
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。当外界环境的变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏。
三、内环境稳态的重要意义
⑥问题:问什么说内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件?
答案:(1)渗透压是维持组织细胞结构与功能的重要因素
(2)适宜的体温和pH是酶正常发挥催化作用的基本条件
(3)正常的血糖水平和血含氧量是供给机体所需能量的重要保障
(4)内环境中过多的代谢产物如尿素、CO2等会使机体中毒。
(5)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。内环境稳态失调时,必将引起细胞代谢紊乱。
第二课时:实验:生物体维持PH值稳定的机制
细胞代谢会产生许多酸性物质,如碳酸等,人和动物吃的食物消化吸收后经代谢会产生一些酸性或碱性物质,这些酸性或碱性物质进入内环境,常使pH发生偏移,但一般情况下,机体能使pH稳定在一定范围内,这是为什么呢?
⑦问题:实验原理?实验方法?实验结果?
答案:实验原理:生物材料中含有缓冲物质,在加入酸或碱时,能调节溶液的pH
方法步骤:
1、以4人为一组。在记录本中,画一个如下表所示的记录表。
2、将25ml自来水倒入50ml烧杯中。
3、用pH计或pH试纸测试起始的pH,并作记录。
4、一次加入一滴0.1mol/L HCl,然后轻轻摇动。加入5滴后再测pH。重复这一步骤直到加入了30滴为止。将pH测定结果记入表中。
5、充分冲洗烧杯并向其中倒入25ml自来水.测定并记录起始的pH。再如步骤4,一滴一滴地加入0.1mol/L NaoH,测定并记录pH。
6、充分冲洗烧杯,用缓冲液代替自来水,重复步骤2至步骤5,记录结果。
7、充分冲洗烧杯,选两种生物材料分别代替自来水,重复步骤2至步骤5,记录结果。
8、根据所得数据,以酸或碱的滴数为横轴,以pH为纵轴,画出自来水pH变化的曲线。以实线表示加入酸后的变化,虚线表示加入碱后的变化。再用其它颜色的线条分别表示生物材料、缓冲液pH的变化情况,也同样以实线和虚线分别表示加入酸和碱的变化。
实验结果:不同实验材料pH变化记录表(略)
二、合作探究、解惑答疑:
思考与讨论
1.你有过发高烧的经历吗?谈谈高烧最严重时的感觉。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施?
答案:正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度。
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。
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?
答案: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。
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?
答案: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。
4、就加入HCl或NaOH后的pH的变化来说,生物材料是更像自来水还是更像缓冲液?
答案:更像缓冲液
5、尝试对生物材料维持pH稳定的机制进行解释。
答案:生物材料中含有缓冲物质,在加入酸或碱时,能使pH的变化减弱.
三、变式训练:
1、水对人类的生活起着十分重要的作用。
(1)人体内的水约占人体总重的____,统称为_____,除一部分存在人体细胞内液外,其余的分别存在于_____、_____、______等细胞外液内。
(2)水在体内的主要生理作用?
(3)人体血液的pH浓度变化范围很小,显然人体的血液具有______作用。
(4)在医院里注射所用的生理盐水的浓度是_____,为什么?
(5)肺气肿病人,由于呼吸不畅会使体液pH有什么变化?______。
答案:(1)65% 体液 组织液 血浆 淋巴
(2)水是生命不可缺的物质,是生命的组成成分,也是生物体内一种良好的溶剂,营养物质的输送和代谢废物的排出都离不开水。生物体内大部分的化学反应都要在水的参与下才能进行,水不仅是媒介物,还是反应物。总之离开了水生物就不能生存。?
(3)使血液的pH能维持在一定范围内的
(4)0.9% 因为人体体液的无机盐含量为0.9%,0.9%的盐水与体液是等渗溶液 。(5)变小
四、总结升华:
(1)各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。
直接相关的系统:消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统起调节作用的系统:神经系统、内分泌系统、免疫系统
(2)神经-体液-免疫调节网络是内环境稳态的主要调节机制
(3)人体维持稳态的调节能力是有一定限度的
五、当堂测试:
1.内环境的稳态是:( )
A 由于血液中缓冲物质的调节作用,使内环境维持在相对稳定的状态
B 内环境的温度、渗透压、各种化学物质的含量维持在一个相对稳定的状态
C 正常机体在神经系统、激素的作用下,通过各组织器官的协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态D 正常机体通过调节作用,使各器官、系统协调活动,功能维持内环境的相对稳定状态
2.对于高烧不退的病人,可采用一些辅助治疗措施降低体温。下列措施中不正确的是 ( )
A 加盖棉被,增加排汗量
B 在额头上敷用冷水浸泡过的毛巾
C 用酒精棉球擦拭四肢等部位
D 适当撤减衣被
3.下列关于内环境稳态的叙述错误的是( )
A 内环境的理化性质是相对稳定的
B 内环境稳态是由体内各种调节机制所维持的
C 内环境的理化性质是恒定不变的
D 内环境稳态不能维持,机体的生命活动就会受到威胁
4.下列有关稳态生理意义的叙述,错误的是( )
A 稳态有利于酶促反应的正常运行
B 稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
C 当稳态遭到破坏时,可导致疾病发生
D 当血液的成分稳定时,人一定不会发生疾病
5.剧烈运动时,血浆中乳酸含量大增而pH基本不变,对此现象的不正确解释是( )A.血浆是一种缓冲溶液体系B.乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3C. H2CO3分解成的CO2可经呼吸排出D.大量乳酸进入血液后马上被稀释或被彻底分解
6.稳态的生理意义是 ( )
A.使体温维持相对恒定
B.使体液的PH保持相对稳定
C.使内环境的渗透压处于相对平衡
D.是机体进行正常生命活动的必要条件
答案:D A C D D D
六、推荐作业:相关书后习题
学生仔细阅读教材然后进行填写
小组讨论相关问题,然后由学生给出答案
分析图学生讲解,教师引导并纠正错误
问题较简单,可由学生看教材的资料,得出结论
教师引导,举例让学生自己进行总结(通过小组讨论的形式)
给学生时间让学生带着问题阅读实验资料,然后给学生看视频,再进行重点知识的讲解
要求学生自己阅读思考以下问题,由小组讨论,然后学生展示给出答案。
(5分钟)
该环节是对本节内容的全面考察。考察学生对所学内容掌握的灵活程度。
学生分组思考讨论,而后分组展示。
学生自己总结和归纳所学的内容
该环节是对本节内容的全面考察。检验本节课的内容学生是否掌握。
要求学生认真练习,学生展示给出答案。
(7分钟)
1.2 内环境稳态的重要性
一、教材分析
本节第1课时包括了“内环境的动态变化”、“对稳态机制的认识”和“内环境稳态的重要意义”三个内容。本节内容是在第一节细胞生活的内环境的基础上,进一步阐明内环境稳态的重要性。学好这一课时,有利于学生对细胞内环境、细胞外液的化学成分等知识的理解和巩固,同时又是学生理解和学习第二章所阐述的通过神经、体液和免疫调节来维持稳态的基础。21cnjy.com
本节第2课时内容是生物体维持pH稳定的机制,是在第一课时的基础上,以实验的形式让学生进一步感受内环境的稳态,是对上一节课内容的巩固。在实验过程中进一步阐明内环境维持稳态的机制。本课内容同时也是学生理解和学习第二章所阐述的通过神经、体液和免疫调节来维持稳态的基础。
二、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、尝试解释生物体维护PH稳定的机制。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点]
内环境稳态及其生理意义。
[解决方法]
⑴利用“化验单分析”、“体温的日变化规律”、“血浆PH稳定的实验”、“输生理盐水”等感性认识,促进学生稳态概念的建构。21·cn·jy·com
⑵通过稳态失调导致健康问题的实例,启发学生认识内环境,稳态的重要意义。
2、教学难点及解决方法
[教学难点] 同教学重点。
[解决方法] 同教学重点。
四、课时安排
2课时。
五、教学方法
实验法、讲解法。 教具准备: 实验材料,图片或课件。
六、学生活动
1、学生汇报调查结果,观察实验现象,回答问题。
2、学生举例、思考、讨论。
3、完成实验。
七、教学程序
(一)明确目标
(二)重点、难点的学习与目标完成过程
第1课时
上次课结束前布置作业:按照课本上的要求完成“体温日变化规律”的调查。
请同学汇报体温调查的结果,并根据调查结果回答下面的问题:
1、同一个人在一日内的体温变化有何特点?
2、不同的人(年龄、性别不同)体温变化有何异同?
3、人体温的日变化与当地气温的日变化有何差异?
总结:健康人的体温始终接近37℃,处于动态平衡中。
讲述: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”。
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。那么有哪些事实可以证明内环境的PH和渗透压也处于动态平衡中呢?
下面我们首先来观察一个演示实验。教师演示实验过程,引导学生观察实验现象。
取甲乙两个洁净试管,向甲内加入血浆,乙内加入等量蒸馏水,用PH试纸检测。然后,向甲、乙内各滴入等量的几滴HCl或NaOH,摇匀后,再用PH试纸检测。21世纪教育网版权所有
教师展示实验结果,提问:
甲、乙两支试管在加入酸或碱后的PH变化有何不同?由此可以得出什么结论?
内环境的理化性质除温度、酸碱度外,还有渗透压,内环境的渗透压是否也处于动态平衡中呢?请同学们举例说明。21教育网
内环境中的化学成分是如何变化的呢?
出示课本“问题探讨”中的血液生化六项检查化验单。先说明各检查项目与健康状况的关系,然后提问:
1、每种成分的参考值(正常值)都有一个变化范围,这说明了什么?
2、从化验单上看,每种成分的指标是否正常?
根据以上内容,引导学生总结稳态概念。
教师强调:⑴稳态不是恒定不变,而是相对恒定的一种动态变化;⑵这种动态变化保持在一定范围内。
简要介绍稳态概念的提出和发展,并说明稳态概念已成为生命科学的一大基本概念(详细内容可参考教材中的“科学史话”)www.21-cn-jy.com
内环境稳态是怎样实现的呢?
下面以内环境中的营养物质、代谢废物、O2、CO2等化学成分为例来分析。
请学生利用自己制作的课件或图解,回顾内环境中的营养物质、代谢废物、O2、CO2等化学成分的来源与去路。【来源:21·世纪·教育·网】
说明这些成分要保持相对稳定,首先与消化、呼吸、循环、泌尿等系统的功能及细胞代谢功能的实现有直接关系。其次与各器官、系统的协调有关。
机体内各个器官、系统,为什么能保持一致?
简要介绍人类对机体维持稳态机制的认识过程,指出目前普遍认为,神经一体液一免疫调节网络是维持稳态的主要调节机制。21·世纪*教育网
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。内环境稳态遭破坏后会出现什么现象呢?www-2-1-cnjy-com
请同学们列举几个稳态失调的病例,说明症状和危害。在同学充分列举的基础上,教师给予适度的补充和修正。
为什么内环境稳态失调后,会对机体造成危害?引导学生从细胞代谢需要的物质和条件进行分析,最后总结出:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。2-1-c-n-j-y
如何预防内环境稳态失调、保持机体健康?引导学生从外界环境和机体自身调节能力两方面去思考。即通过加强自我保健,减少外界环境变化对机体的不良影响, 同时增强机体的调节能力以适应多变的外环境。
具体如何做?学生讨论,总结。
1、保护我们的生存环境,防治环境污染。
2、加强自我保健,为机体保持健康创造有利条件。尤其是处于比较恶劣的工作环境中的人,更应注意自身保健,如边防战士注意保暖、炼钢工人降温、抗洪战士注意补充水盐等。了解这些知识后才能懂得如何关爱自身和他人。
3、加强体育锻炼,增强本质,提高机体适应外界环境的能力。
(三)总结
内环境稳态是生命系统的特征,也是机体存活的条件。它让每一个细胞分享,又靠所有细胞共建。
(四)作业布置
教材P11练习。
(五)板书设计
第2节 内环境稳态的重要性
一、内环境的动态变化
体温
1、内环境动态变化的实例 血浆PH
血浆渗透压
概念
2、稳态 内环境稳态不是绝对稳定而是动态的相对稳定
说明
内环境实质指内环境理化性质保持动态的稳定
二、对稳态调节机制的认识
呼吸系统
1、直接与物质交换有关的系统 消化系统
泌尿系统
循环系统
神经系统
2、参与调节稳态的系统 内分泌系统
免疫系统
三、内环境稳态的重要意义
1、是机体进行正常活动的必要条件
血液中Ca、P含量低→骨软化(成人)、佝偻病(少儿)、抽搐
2、稳态破坏后的危害 血液中Ca过高→肌无力
血浆蛋白低→组织水肿
温度、PH偏高、偏低→代谢紊乱
第2课时
导入:前面我们已经学习了人体维持内环境PH稳定的知识,这节课我们将通过具体实验来验证一下。
一、原理解读
生物材料中含有缓冲对如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。2·1·c·n·j·y
二、实验目的
通过比较自来水、缓冲液和生物材料在加入酸或碱后PH的变化,推测生物是如何维持PH稳定的。
三、实验材料的准备
实验试剂的配制方法
①0.1mol/L NaOH:将4gNaOH放在1L的烧杯内,缓缓加入500mL蒸馏水,不停地搅拌直至溶解。然后定容至1000mL。21*cnjy*com
②0.1mol/L HCL:将8mL浓盐酸加于500mL蒸馏水中,再定容至1000mL。
③PH=7的磷酸缓冲溶液:先配制0.1mol/L Na2HPO4和0.1mol/L NaH2PO4两种溶液。具体配制方法如下:将26.8g NaHPO4·7H2O在容量瓶中溶解再定容至1000mL;将13.8gNaH2PO4·H2O在容量瓶内溶解再定容至1000mL。然后将这两种溶液混合,可通过调整两种溶液的比例将混合液调至所需的PH。
④肝匀浆:将10g新鲜的或冷冻的肝放入100mL蒸馏水中,用匀浆机或研钵捣碎(肝的用量会影响匀浆的缓冲能力)。【来源:21cnj*y.co*m】
⑤马铃薯匀浆:将10g马铃薯块茎放入100mL蒸馏水中,用匀浆机或研钵捣碎(材料的用量会影响匀浆的缓冲能力)。【出处:21教育名师】
⑥黄瓜匀浆:配制方法同上。
⑦鸡蛋清:用水5:1稀释鸡蛋清,搅拌均匀。
四、教学策略
1、重视组织教学,提高实验效率。本实验的组织形式以小组活动为主,教师应对小组活动给予指导。进行实验操作时,小组成员应进行合理分工,以确保在规定的时间内完成实验。绘制PH变化曲线图适宜以个人为单位进行,这样能使每个同学都得到锻炼的机会。进行讨论时,应以小组为单位,以利相互启发、集思广益。实验结束后的总结,则应当面向全体学生。
2、加强讨论和总结,落实教学目标。由于时间紧张,实验课草草收场是常有的事情。这样做的结果是,课上做得热热闹闹,课下忘得干干净净,不利于全面提高学生的实验能力和落实教学目标。因此,教师在课前要精心安排好实验课的各个环节,在课堂上要有效地进行调控,保证最后有足够的时间进行讨论和总结。为便于开展实验后的讨论,应倡导学生带着问题做实验,在动手操作的同时,积极动脑思考,这样才能使讨论深入而有效。本实验中的讨论题2和3涉及缓冲作用的机理,需要利用化学知识才能解释清楚,教师在课前应查阅相关的化学教材或请教化学老师,既给自己补充相关知识,也可了解学生的化学基础。【版权所有:21教育】
五、实验步骤
按教材P10相关内容指导学生完成实验。
六、实验结论
七、讨论
指导学生完成教材P10讨论题。
(三)总结
生物体是如何维持PH稳定的。
(四)作业布置
1、完成实验报告。
2、教材P13自我检测。
(五)板书设计
生物体维持PH稳定的机制
实验目的
↓
实验材料
↓
实验步骤
↓
实验结论
↓
讨论
第2节 内环境稳态的重要性
【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:21教育网
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。21cnjy.com
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”。www.21-cn-jy.com
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。21世纪教育网版权所有
【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。甘油三酯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酯。无论胆固醇含量增高,还是甘油三酯的含量增高,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酯皆增高的,患冠心病的危险性更大。21·世纪*教育网
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,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。【来源:21·世纪·教育·网】
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。www-2-1-cnjy-com
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。【来源:21cnj*y.co*m】
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:甘油三酯超标,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。【版权所有:21教育】
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CAI—1
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。21教育名师原创作品
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。【出处:21教育名师】
师:(总结)
多媒体显示:
机体内各个机体内各个器官、系统,为什么能保持协调一致?
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?
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。21·cn·jy·com
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。21*cnjy*com
演示多媒体CAI—2:《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。
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。2·1·c·n·j·y
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。
【课堂小结】
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。 2-1-c-n-j-y
答案:B
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。21*cnjy*com
答案:C
【作业】
完成P11课后练习
【板书设计】
第2节 内环境稳态的重要性
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
1.2内环境的重要性
流程
教师活动
学生活动
媒体方法设计
新课导入
一、内环境的动态变化
二、对稳态调节机制的认识
三、内环境稳态的重要意义
回顾旧知识
细胞通过细胞膜与外界进行物质和能量的交换。这里所说的“外界”是什么?
“内环境”。细胞就是通过细胞膜与内环境进行物质交换,满足代谢的需要。
内环境的成分和作用是什么?
上次课结束前布置作业:按照课本上的要求完成“体温的日变化规律”的调查。
请同学汇报体温调查的结果,并根据调查结果回答下面的问题:1.同一个人在一日内的体温变化有何特点?2.不同的人(年龄、性别不同)体温变化有何异同?3.人体温的日变化与当地气温的日变化有何差异?
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。那么有哪些事实可以证明内环境的pH和渗透压也处于动态平衡中呢?
下面我们首先来观察一个演示实验。教师演示实验过程,引导学生观察实验现象。
取甲乙两个洁净试管,向甲内加入血浆,乙内加入等量蒸馏水,用pH试纸检测。然后,向甲、乙内各滴入等量的几滴HCl或NaOH,摇匀后,再用pH试纸检测。
教师展示实验结果,提问:
甲、乙两支试管在加入酸或碱后pH变化有何不同?由此可得出什么结论?
内环境的理化性质除温度、酸碱度外,还有渗透压,内环境的渗透压是否也处于动态平衡中呢?请同学举例说明。
内环境中的化学成分是如何变化的呢?
出示课本“问题探讨”中的血液生化六项检查化验单。先说明各检查项目与健康状况的关系,然后提问:
1.每种成分的参考值(正常值)都有一个变化范围,这说明什么?
根据以上内容,引导学生总结稳态概念。
教师强调:(1)稳态不是恒定不变,而是相对恒定的一种动态变化;(2)这种动态变化保持在一定范围内。
简要介绍稳态概念的提出和发展,并说明稳态概念已成为生命科学的一大基本概念。
内环境稳态是怎样实现的呢?
下面以内环境中的营养物质、代谢废物、02、C02等化学成分为例来分析。
利用课件,回顾内环境中的营养物质、代谢废物、02、C02等化学成分的来源与去路。
说明这些成分要保持相对稳定,首先与消化、呼吸、循环、泌尿等系统的功能及细胞代谢功能的实现有直接关系。其次与各器官、系统的协调有关。
机体内各个器官、系统,为什么能保持协调一致?
简要介绍人类对机体维持稳态机制的认识过程,指出目前普遍认为,神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
内环境稳态遭破坏后会出现什么现象呢?
请同学列举几个稳态失调的病例,说明症状和危害。在同学充分列举的基础上,教师给予适度的补充和修正。
为什么内环境稳态失调后,会对机体造成危害?引导学生从细胞代谢需要的物质和条件进行分析,最后总结出:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
如何预防内环境稳态失调、保持机体健康?引导学生从外界环境和机体自身调节能力两个方面去思考。即通过加强自我保健,减少外界环境变化对机体的不良影响,同时增强机体的调节能力以适应多变的外界环境。
具体如何做?学生讨论,总结。
1.保护我们的生存环境,防治环境污染。
2.加强自我保健,为机体保持健康创造有利条件。尤其是处于比较恶劣的工作环境中的人,更应注意自身保健,如边防战士注意保暖、炼钢工人注意降温、抗洪战士注意补充水盐等。了解这些知识后才能懂得如何关爱自身和他人。
3.加强体育锻炼,增强体质,提高机体适应外界环境的能力。
学生课前完成“调查家庭成员体温日变化”的调查任务。
学生汇报调查结果,回答问题。
总结:健康人的体温始终接近37 ℃,处于动态平衡中。
讲述: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,内环境的稳态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”
学生尝试列举事实。
学生观察,回答问题:甲试管中血浆pH变化不明显;乙试管中水的pH变化明显。可见血浆pH处于动态平衡中。
学生举例说明:多饮多尿、输液必须输生理盐水等。
学生回答(答案略),可能回答不够准确,教师要及时补充。
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。
学生总结稳态概念。
由学生边展示、边讲解。
学生倾听。
学生举例,如尿毒症、糖尿病、高山缺氧反应、发高烧、严重腹泻造成的脱水、酸碱中毒等。
学生讨论。
学生体验体温的相对稳定情况。
学生形成获取素材、分析数据以及表达和交流的能力。
引出本节课的课题
启发学生思考回忆已有知识。
说明人体内环境的pH处于动态平衡中,培养学生的观察能力、分析实验现象得出实验结果的能力。
启发学生联系生活经验,理解渗透压的稳定。
让学生学会阅读化验单;说明内环境化学成分处于动态平衡中。
学生利用课件讲解,锻炼表达能力,创造一种生生交流、师生交流的氛围。
启发学生思考,与生活经验建立联系。
通过讨论,促进学生关注健康问题,强化自我保健和关爱他人的意识和能力。
板书设计:第2节 内环境稳态的重要性
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
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
课后作业:预习第二章学案
本节课时训练
第2节 内环境稳态的重要性
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课时。这2课时如何安排?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。 【版权所有:21教育】
第1课时进行“生物体维持pH稳定的机制”的实验。实验课的引入以对第1节内容的复习巩固开始。以第1节中“细胞外液的渗透压和酸碱度”的知识基础出发,进行“生物体维持pH稳定的机制”的实验。通过实验,使学生了解内环境稳态的现象,并通过教师引导、学生探讨,逐步对生物体维持pH稳定的机制进行解释,探讨的同时又进一步巩固了第1节“细胞外液的成分”中的相关知识。上课结束前布置作业:按照课本上的要求完成“体温日变化规律”的调查,在第2课时中作新课的导入。21教育名师原创作品
第2课时授课,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。21*cnjy*com
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。
“内环境的动态变化”中稳态概念是本节的重点和难点内容,涉及到的内环境的化学成分、理化性质等很抽象,而内环境的化学成分和理化性质的动态变化更令学生难以捉摸。因此通过上一学时的实验可以让学生了解内环境pH的稳定,调查“体温的日变化规律”可以让学生体验体温的相对稳定,问题探讨“化验单分析”侧重于内环境中化学成分的稳定(如血糖稳定、血脂稳定等),让学生讨论“为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水”“为什么多喝多尿、少喝少尿”等问题可以初步认识渗透压的稳定,最后总结得出内环境的各项理化性质都能够维持在一个相对稳定的状态。生理学家把正常机体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,共同维持内环境的相对稳定状态,叫做内环境的稳态。然后让学生阅读课后的科学史话——稳态概念的提出和发展,让学生了解微观方向的分子、器官存在稳态,宏观方向的种群、生物圈也存在稳态。
“对内环境稳态机制的认识”有两方面的内容,一方面是稳态能够维持,另一方面是稳态的维持能力是有限的。首先,让学生探讨内环境中的营养物质、代谢废物、O2、CO2等化学成分的来源与去路,说明这些成分要保持相对稳定,与消化、呼吸、循环、泌尿等系统的功能及细胞代谢功能的实现有直接关系,又与各器官、系统的协调有关。简要介绍人类对机体维持稳态机制的认识过程,指出目前普遍认为,神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。其次,通过教材上的“思考与讨论”,分析“空调病”的原因等,让学生了解机体稳态的维持能力是有限的。
“内环境稳态的重要意义”中的内容先让学生阅读关于内环境失去稳态而致病的一些资料,了解当内环境的稳态遭到破坏时,就会引起细胞新陈代谢紊乱,并导致疾病,然后,从酶的活性的角度阐述内环境的温度、渗透压、pH等维持稳态的必要性。最后说明内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
本节内容也比较抽象,因此,教学过程中力求联系学生的生活经验。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。
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CAI—1:动态显示内环境稳态与消化、呼吸、循环、排泄系统的功能联系。
2.多媒体CAI—2:阅读资料:缺钙会引起哪些疾病?
课时安排 2课时。
第1课时:进行“生物体维持pH稳定的机制”实验。
第2课时:讲解“内环境稳态及其重要性”。
三维目标
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。
4.进行实验,了解生物体具有维持内环境稳定的机制。
5.尝试解释生物体维持pH稳定的机制。
6.关注维持内环境稳态与健康的关系。
7.养成自我保健的意识和习惯。
8.运用这方面的知识关爱家人和亲友。
9.建立敢于质疑、尊重事实,严谨、仔细的科学精神和科学态度。
教学过程
第1课时
导入新课
师 同学们好!
上节课同学们学习了“第1节 细胞生活的环境”,大家一起通过几个问题来回忆一下这一节的知识要点。www-2-1-cnjy-com
课件展示:
1.什么是体液?体液包括哪些部分?
2.什么是内环境?内环境各成分之间的关系如何?
3.内环境中含有哪些物质?内环境具有哪些理化特性?
4.内环境有什么作用?
生1 人体内含有大量以水为基础的液体,这些液体统称为体液。体液包括细胞内液和细胞外液。
生2 细胞生活的由血浆、组织液和淋巴等细胞外液共同构成的液体环境叫做内环境。它们之间的关系是:
生3 内环境中含有水、无机盐、各种营养物质和代谢废物等。内环境的理化特性包括渗透压、酸碱度和pH三个方面。21cnjy.com
生4 内环境不仅是细胞生存的直接环境,而且是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
师 总而言之,内环境是沟通细胞与外界环境的纽带,它的理化性质受到来自细胞和外界环境两方面的影响。以pH为例,细胞代谢会产生许多酸性物质,如碳酸等,人和动物的组织细胞在无氧呼吸时产生乳酸,人和动物吃的食物中也常常会含有酸性或碱性物质,这些酸性或碱性物质进入内环境,会使pH发生偏移,但内环境pH的改变会影响酶的活性,从而影响机体正常的新陈代谢。但是,生物材料和自来水在加入酸或碱后pH的变化会相同吗?要了解这个问题,我们需要通过实验来比较一下。 21·cn·jy·com
推进新课
师 下面请同学们阅读教材第9页到第10页上的实验:生物体维持pH稳定的机制。要求大家通过阅读了解此次实验的目的要求、材料用具和方法步骤,尤其要关注实验过程中的注意事项。【来源:21·世纪·教育·网】
(学生阅读教材)
师 此次实验的目的有几个?分别是什么?
生 实验的目的有两个:一个是比较自来水、缓冲液和生物材料在加入酸或碱后pH的变化;另一个是根据实验结果推测生物体是如何维持pH稳定的。2-1-c-n-j-y
师 此次实验要用哪几种实验材料,哪几种实验试剂?
生 4种实验材料:自来水、缓冲液和两种生物材料;2种实验试剂:NaOH溶液和HCl溶液。
师 谁能用最简练的语言叙述实验步骤?
生 分别在4种实验材料中以每5滴为单位加入HCl溶液直到加入30滴,用pH试纸测实验材料在加酸前和每次滴加后的pH并记录,再以NaOH溶液重复实验,最后根据所得数据画出各实验材料的pH变化曲线。【来源:21cnj*y.co*m】
师 很好。这个实验中我们在安全方面有什么必须注意的呢?
生 盐酸和氢氧化钠有腐蚀性。应避免它与皮肤和眼睛接触,也不要入口。若有酸或碱洒落或溅出,要立即用水冲洗,并告诉老师。21教育网
师 这一点请大家在操作的时候务必注意!
师 为了提高实验效率,我们以小组为单位来进行实验。每张实验桌前坐有两位同学,前后两张桌子的4位同学为一个实验小组,一桌的同学做加酸的实验,另一桌的同学做加碱的实验。同桌的两位再分工,每位做两种实验材料。实验操作完成后把实验桌整理干净,每个实验小组把数据汇总后加以分析,以个人为单位,各自绘制pH变化曲线图。最后对教材上提出的3个问题进行分组讨论。实验操作15分钟,数据汇总、绘图、讨论10分钟。下面开始实验。21·世纪*教育网
(多媒体显示实验步骤和注意要点)
(学生实验,教师予以指导)
师 同学们在实验的过程中都积极动手,认真操作。大部分同学完成了pH变化曲线图的绘制。下面请同学根据实验结果,说一说不同实验材料pH变化的特点。21世纪教育网版权所有
生 自来水在加入酸或碱后pH变化幅度较大,缓冲液和生物材料加入酸或碱后pH变化幅度较小。
师 总结得很好。下面我们来就以下几个问题展开讨论。
课件展示:
1.就加入HCl或NaOH后pH的变化来说,生物材料是更像自来水还是更像缓冲液?
2.分析缓冲液的pH变化情况为什么与自来水的不同。
3.尝试对生物材料维持pH稳定的机制进行解释。
生1 生物材料加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。
生2 缓冲液加入少量酸碱后,pH变化不明显是因为磷酸缓冲液中含有缓冲物质。
师 是的。磷酸缓冲液中含有弱酸性的NaH2PO4和弱碱性的Na2HPO4,它们构成了一对缓冲物质。当向其中加入少量NaOH时,可以和酸性的NaH2PO4生成Na2HPO4和水,强碱成为弱碱;当加入少量HCl时,可以中和碱性的Na2HPO4,生成中性的NaCl和弱酸性的H3PO4。水溶液则不同,因而加入酸碱后,pH变化明显。www.21-cn-jy.com
生3 我们用的生物材料主要包含了生物的细胞外液和细胞内液,在这些体液中含有水、无机盐、营养物质等,其中的很多种无机盐类组成了溶液中的缓冲物质。2·1·c·n·j·y
师 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CO2和水。血液中的CO2增多会刺激呼吸中枢,使呼吸运动增强,增加通气量,从而将CO2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。21*cnjy*com
课堂小结
通过这节课的实验探究,我们了解了当少量的酸性或碱性物质进入内环境时,内环境中的缓冲物质会使pH在一个相对较小的范围内发生偏移,这就为内环境的pH的稳定提供了保障。那么内环境的其他理化性质是否也是相对稳定的呢?我们可以通过教材第7页上体温日变化规律的测定活动来了解。下面布置一个作业:用今明两天时间,按照课本上的要求完成“体温日变化规律”的调查。【出处:21教育名师】
第2课时
导入新课
师 同学们好!
在上一节课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:21世纪教育网版权所有
课件展示:
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 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”。www.21-cn-jy.com
推进新课
板 书:
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。2·1·c·n·j·y
那么,内环境的渗透压又如何呢?我们知道内环境中的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。
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。甘油三酯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酯。无论胆固醇含量增高,还是甘油三酯的含量增高,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酯皆增高的,患冠心病的危险性更大。【来源:21·世纪·教育·网】
课件展示:
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,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。www-2-1-cnjy-com
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。21*cnjy*com
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 说得很好。由此我们可以得出结论:正常机体的内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 甘油三酯超标,可引起高脂血症,易并发冠心病、动脉粥样硬化等。
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的,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。
那么,稳态是怎样实现的呢?
板 书:
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、O2、CO2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、O2和CO2、水的来源与去路。21*cnjy*com
(演示多媒体CAI—1)
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。 【出处:21教育名师】
生2 O2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CO2;CO2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。
课件展示:
图1-2-1
师 机体内各个器官、系统,为什么能保持协调一致?
同学们把教材翻到第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。
(学生自行阅读)
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。
师 坎农的解释对贝尔纳的推测作出了补充,但是他的解释还不全面。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、外来病原微生物等是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。
师 内环境稳态会不会出现失调的情形呢?
课件展示:
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?2-1-c-n-j-y
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?【版权所有:21教育】
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。【来源:21cnj*y.co*m】
(演示多媒体CAI—2: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。
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,当稳态失衡,就会对机体造成危害。
板 书:
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。
课堂小结
师 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。
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。
板书设计
第2节 内环境稳态的重要性
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。
注意:稳态不是恒定不变,而是相对恒定的一种动态变化;这种动态变化保持在一定范围内。
二、对稳态调节机制的认识
图1-2-2
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。
活动与探究
内环境结构和功能是一个复杂的生理过程,要掌握好此问题,需同学们通过实验和生理现象不断探究学习。21教育网
习题详解
一、基础题(课本P11)
1.解析:本题考查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。
答案:D
2.解析:本题考查内环境稳态的意义。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。21·cn·jy·com
答案:C
3.解析:本题考查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。21·世纪*教育网
答案:D
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。21cnjy.com
二、拓展题(课本P11)
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。21教育名师原创作品
答案:
图1-2-3