高中生物人教版新课程标准必修3第1章《细胞生活的环境》教学设计

《细胞生活的环境》教学设计
[教材分析]
人教版教材不直接提出内环境概念，而是通过细胞生活的环境引出内环境的概念，进一步探讨稳态的含义。本章的知识可以说是学习本册的基础，由微观的细胞生活的内环境延伸到个体生活的外环境，由内环境的稳态延伸到生态系统的稳定性。为生命活动的调节以及生态系统的稳定性的学习打好基础。
[学情分析]
学生已经完成了高中生物必修1的学习，对细胞的结构、生命历程等有了一定的掌握，细胞又是生命系统的基本单位，能自然接受到细胞生活的环境的学习。
[教学目标]
1.?描述不同细胞生活的环境、内环境的组成和理化性质。
2.?说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
3.?尝试建构概念图和人体细胞与外界环境的物质交换模型。
[教学重点]
1.?内环境的组成和理化性质。
2.?说明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.?内环境的组成和理化性质。
2.?说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
[教学方法]诱导思考、合作讨论
[教学设计]
[教学导入]
就像俗话说的“鱼儿离不开水，草木离不开太阳”，一样所有的生命系统都存在于一定的环境中，并且依赖环境而存在，细胞作为最基本的生命系统也是如此。结合“问题探讨”?并思考讨论本栏两个讨论题。（多媒体展示）知道像草履虫这样的单细胞生物直接生活在外界水环境中，而血细胞生活在体内的血浆中。那么机体的其他细胞直接的生活环境是什么呢？
过程设计
第1节?细胞生活的环境（板书）
首先让学生完成【思考1】，从学生原有的知识过渡进入新的知识领域。
【思考1】细胞本身有没有什么结构能反映细胞生活的环境？如果有，是什么，并作相应的解释。
（学生讨论交流）（有，细胞膜，因为细胞膜的磷脂双分子层的结构，磷脂是一种由亲水端和疏水端组成的，磷脂亲水端分别朝向细胞内、细胞外，疏水端相向对着。由此可知，细胞内、外应含有大量水分，也就是说细胞生活在液体环境中。）
总结：细胞外的液体叫细胞外液，细胞内的液体叫细胞内液，合称体液。
????构建概念图：
1.体内细胞生活在细胞外液中
????根据所处的部位不同细胞外液分为血浆、组织液和淋巴等。（多媒体展示）组织学生阅读教材内容。
【思考2】举例说明机体细胞生活的直接环境是否相同，血浆、组织液和淋巴三者间有没有什么联系。
（机体细胞生活的直接环境不一定相同，比如血细胞生活的直接环境是血浆，大量的淋巴细胞生活在淋巴中，绝大多数细胞生活的直接环境是组织液。三者间的联系可表示如下图）
血浆、组织液和淋巴通过有机联系，共同构成细胞生活的直接环境。人们把这个由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。
进一步完善概念图：
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1.?细胞外液的成分
【思考3】从细胞生命活动需要的物质和细胞代谢产物的角度分析细胞生活的内环境除了含水外还可能含有哪些成分？
（学生讨论交流）
需要物质：葡萄糖、氨基酸、脂质、无机盐、维生素、O2等
代谢产物：尿素、尿酸、乳酸、CO2等
引导学生把以上的结果与“资料分析”血浆的化学组成进行比较。
讨论：
1.组成血浆的离子中，哪些离子含量较多？（Na+、Cl-）
2.HCO3-、HPO42-可能起什么作用？（由老师提示）（维持血浆酸碱平衡）
3.比较组织液、淋巴、血浆的成分。
（通过阅读教材完成）（三者的成分和含量基本相同，差别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。）
总结：细胞外液本质上是一种类似于海洋的盐溶液。
2.?细胞外液的渗透压和酸碱度
首先用多媒体展示几个人类生存环境和极端环境的图片。
【思考4】结合个体生存对环境的要求，分析内环境中除了有足够的营养物质外还要什么条件才能满足细胞正常生活的需要吗？
个体对生存环境的要求有：适宜的温度、空气湿度、大气压强、光照等。如同个体对环境的要求一样，细胞对内环境也有一定的要求，比如：一定渗透压、酸碱度和温度等。因为渗透压会影响细胞的正常形态（根据渗透作用的原理来分析），而酸碱度和温度会影响酶的活性，细胞膜结构的稳定性等。
引导学生带着阅读教材。思考讨论以下问题：
1.为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水而不用蒸馏水？生理盐水的浓度是多少？（教师提示从渗透作用原理的角度来思考）（生理盐水是0.9%氯化钠溶液，这种溶液的渗透压与血浆等细胞外液渗透压相同。如果输液用蒸馏水会导致组织细胞吸水。）
2.渗透压的概念、大小。（渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力，人体血浆渗透压约为770kPa）
3.人体血浆的渗透压大小与什么有关？（人体血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。）
4.人体血浆的PH为多少？如何保持其相对稳定？（人体血浆PH为7.35—7.45）
5.人体细胞外液温度是多少？（人体细胞外液温度维持在370C左右。）
????概括：?人体内环境不但各种化学成分含量相对稳定，理化性质也相对稳定。
3.?内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
机体细胞从外界环境吸收的营养物质及细胞代谢产物的排出，都要经过内环境，而细胞可以直接与内环境进行物质交换，获取生命活动所需要的物质，同时又不断排出代谢废物，以维持细胞正常的生命活动。
【思考5】内环境是如何与外界环境进行物质交换的呢？
引导学生回顾消化、呼吸、循环、泌尿系统等相关知识，用多媒体展示消化、呼吸、循环、泌尿系统的作用过程。思考讨论：
1.维持渗透压的Na+和Cl-与葡萄糖、氨基酸等物质是通过哪些途径进入内环境的？
（Na+和Cl-来自食物由消化道直接吸收，葡萄糖、氨基酸分别是食物中的糖类和蛋白质在消化道内消化后的产物，经小肠吸收进入毛细血管，再通过物质交换进入组织液和淋巴。）
2.参与维持pH的HCO3-是怎样形成的？与体内哪些系统的活动有关？
（细胞代谢产生的CO2和H2O结合，在酶的作用产生的，HCO3-通过与细胞外阴离子交换到达细胞外液，即组织液、血浆或淋巴中。主要与呼吸系统有关。）
3.体内细胞产生的代谢废物，如尿素和CO2是怎样从内环境排到体外的？
（体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液，泌尿系统形成、排除尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出，例如，尿素主要是通过肾脏形成的尿液排出体外。血浆中的CO2通过肺动脉进入肺泡毛细血管，扩散到肺泡内，再通过呼气排出体外。）
概括：内环境与外界环境的物质交换需要各器官系统的参与，同时，细胞与内环境之间是相互影响、相互作用的。细胞不仅依赖内环境，也参与内环境的形成和维持。
（为“内环境稳态的重要性”的学习做好准备）
完善概念图：
[巩固提高]
1.汗液、尿液、消化液、泪液等液体是否属于内环境的组成。
（不是，提示学生从细胞与内环境间的关系来考虑。）
2.葡萄糖从血浆进入组织液至少经过几层膜？（2层）
3.根据血浆、组织液和淋巴三者的联系以及渗透作用的原理，尝试解释组织水肿（组织间隙液体过多而引起的全身或身体的一部分肿胀的症状）的可能原因。
[作业布置]
完成课后练习，尝试用图解或计算机制作演示文稿、flash动画等形式模拟人体细胞与内环境、内环境与外界环境进行物质交换的大致过程。
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