高中生物(人教版必修三)配套课件、教案、补习复习资料:1.1《细胞生活的环境》

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名称 高中生物(人教版必修三)配套课件、教案、补习复习资料:1.1《细胞生活的环境》
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2019-08-04 08:43:49

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课件37张PPT。第1章 人体的内环境与稳态第1节细胞生活的环境 体内细胞生活在细胞外液中
1.体液:(1)概念:人体内以______为基础的液体。水(2)组成:____________(约占 2/3)、____________(约占 1/3)。细胞内液细胞外液2.细胞外液的组成:(1)血浆——____________直接生活的环境。血细胞(2)组织液:
①概念:存在于____________间隙的液体,又叫细胞间隙液。组织细胞②作用:体内绝大多数细胞直接生活的环境。组织液组织细胞(3)淋巴:
①概念:小部分包括细胞代谢产物在内的组织液被___________吸收,成为淋巴液,也叫淋巴。毛细淋巴管②作用:淋巴细胞和吞噬细胞等直接生活的环境。(4)三者间的关系:淋巴图 1-1-1组织液3.内环境:细胞外液 (1)概念:由______________构成的液体环境。
(2)作用:机体内细胞生活的直接环境。
[探究与学习] 图 1-1-2 中的①、②、③和 A 液、B 液、C
液分别代表什么?
图 1-1-2
提示:①、②、③分别代表毛细血管、毛细淋巴管、组织
细胞;A 液、B 液、C 液分别代表血浆、淋巴、组织液。细胞外液的成分1.血浆的主要成分:无机盐气体 注:血液运送的物质包括营养物质、代谢废物、_______、
激素等。
2.组织液、淋巴、血浆成分和含量的异同点:(1)相同点:三者的__________、含量相近。成分(2)最主要差别:血浆中的__________含量较多,组织液和淋巴的则很少。蛋白质3.细胞外液的本质:一种____________,类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。盐溶液 [探究与学习] 血红蛋白、汗液、尿液等属于内环境成分
吗?为什么?
提示:不属于。血红蛋白在细胞内,汗液是由汗腺细胞分
泌到体外的,尿液存在于与外界相通的管道内,均不属于内环
境。细胞外液的主要理化性质1.渗透压:溶质微粒(1)概念:指溶液中______________对水的吸引力。
(2)血浆渗透压的大小主要与____________、无机盐(主要为Na+、Cl-)的含量有关。蛋白质Na+、Cl-(3)在 37 ℃时,人的血浆渗透压约为 770 kPa。
(4)细胞外液渗透压的 90%以上来源于______________。2.酸碱度:7.35~7.45(1)正常人的血浆近中性,pH 为__________。
3.温度:一般维持在__________左右(人体)。37 ℃ [探究与学习] 人的血浆渗透压为什么要等于细胞内液的
渗透压?
提示:细胞的直接生活环境是细胞外液,若细胞内液与细
胞外液浓度不同,会发生细胞失水或吸水,只有维持细胞内液
与细胞外液渗透压相等,才能保持细胞的正常形态。 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
1.细胞直接与____________进行物质交换:不断获取进行
生命活动所需的物质,同时又不断排出代谢产生的废物,从而维持细胞正常的生命活动。内环境2.细胞与内环境的关系:相互影响、相互作用。
3 .内环境与外界环境的物质交换:需要各个器官、_____的参与。系统[探究与学习] 与内环境物质交换关系最密切的四大系统是( )
A.消化、呼吸、神经、内分泌
B.消化、呼吸、循环、泌尿
C.循环、泌尿、消化、神经
D.呼吸、内分泌、循环、运动
[答案]B内环境中的细胞及内环境成分的比较1.不同细胞所处的内环境:2.血浆、组织液、淋巴的比较:内环境成分的判断(1)属于内环境的成分:血浆、组织液、淋巴内的一切物质。
(2)不属于内环境的成分:①与外界环境相通的管腔和管道内的液体,如消化道、尿液等。②只能存在于细胞内和细胞膜上的成分,如血红蛋白、载体等。【例 1】 毛细血管壁细胞和毛细淋巴管壁细胞生活的内环境分别是()①血液和组织液②血浆和组织液③淋巴和血浆④淋巴和组织液A.①④B.②③C.②④C.①③ 名师点拨:根据人体的组织结构特点可知,毛细血管壁细
胞内邻血浆,外邻组织液,故其内环境是②;同理可知毛细淋
巴管壁细胞的内环境是④。
答案:C【变式训练 1】下列属于人体“内环境”的是() A.肺泡腔内的气体
B.小肠腔内的消化液
C.心室腔内的血浆
D.膀胱腔内的尿液
[解析]消化道、呼吸道及泌尿系统管道跟外界环境直接相
通,都不属于内环境。
[答案]C②细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+、Cl-。内环境的理化性质1.渗透压:(1)变化的原因:(2)决定因素:①血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。(3)血浆渗透压相当于细胞内液的渗透压。维持酸碱平衡的体系。它们均具有一定的缓冲能力,可以维持
体液的酸碱平衡。3.温度:(1)人体细胞外液的温度一般维持在 37 ℃左右;人体内大多数酶的最适温度也是 37 ℃左右。(2)不同人的体温比较:幼年>成年>老年;女性>男性。内环境理化性质的特点①相对稳定性:在一定范围内波动。②血浆渗透压相当于生理盐水(0.9%的 NaCl 溶液)的渗透压。【例 2】下列有关人体内环境的理化性质的叙述,正确的是() A.血浆的酸碱度近中性,pH 为 7.35~7.45
B.血浆的渗透压高于细胞内液的渗透压
C.男性平均体温比女性高
D.细胞外液的温度一般低于 37 ℃
名师点拨:血浆的渗透压等于细胞内液的渗透压;男性平
均体温比女性低;细胞外液的温度一般维持在 37 ℃左右。
答案:A【变式训练 2】血浆渗透压大小与下列哪一项无关?() A.正负离子浓度
B.蛋白质分子的数量
C.蛋白质分子的相对分子质量

[解析]血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质等的含量
有关,与蛋白质分子的相对分子质量无关。
[答案]CD.Na+的数量内环境与外界环境关系1.组织细胞通过内环境才能与外界环境进行物质交换。
2.各器官、系统参与内环境与外界环境的物质交换,过程如图 1-1-3 所示:图 1-1-3(1)物质交换:①营养的进入:食物→消化系统的消化和吸收→循环系统的运输→组织液(或血浆和淋巴)→细胞。②代谢废物的排出:代谢废物→内环境及循环系统的运输→泌尿系统和皮肤→尿液或汗液的形式排出。(2)气体交换:①O2 的吸入:空气中的 O2→呼吸系统→循环系统的运输→组织液(或血浆和淋巴)→细胞。②CO2 的排出:与 O2 的吸入途径正好相反。注:细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持。有关物质进入细胞需经过生物膜层数的计算①确定具体的运输途径。②切记由单层细胞组成的结构:小肠绒毛壁、毛细血管壁、毛细淋巴管壁和肺泡壁。③经过单层细胞要经过 2 次细胞膜。【例 3】 下图 1-1-4 为高等动物体内细胞与外界环境的物质交换示意图,下列叙述正确的是() 图 1-1-4
A.①③都必须通过消化系统才能完成
B.人体的体液包括内环境和细胞外液
C.红细胞中的 O2 进入组织细胞至少需要经过 4 层生物膜
D.⑥可表述为:体内细胞可与外界环境直接地进行物质
交换 名师点拨:图中①、②、③依次需通过消化系统、呼吸系
统和泌尿系统;O2 进入组织细胞要穿过红细胞膜(1 层生物膜)、
毛细血管壁(1 层细胞两层生物膜)和 1 层组织细胞膜(1 层生物
膜),至少 4 层。答案:C【变式训练 3】大气中的 O2 要与人的血红蛋白结合,至少)要穿过几层磷脂分子?(
A.3 层
C.6 层B.5 层
D.10 层 [解析]至少要穿过肺泡壁(1 层细胞两层生物膜)、毛细血管
壁(1 层细胞两层生物膜)和红细胞膜。共 5 层生物膜,即10 层
磷脂分子。
[答案]D【拓展过程】本节内容:内环境化学成分及理化性质。↓课题延伸:细胞外液中无机盐的浓度对于维持细胞形态的影响。↓实例应用:血浆中无机盐浓度对红细胞形态的影响。 【典例】 现有三支试管甲、乙、丙,分别加入等量的生理
盐水、10%的 NaCl 溶液和蒸馏水。分别往这三支试管中滴入 1
滴活鸡血细胞液,处理之后制作临时装片,下面有关观察现象及说明正确的是() A.生理盐水中红细胞失水,因为生理盐水中含有 NaCl,
浓度高
B.10%的 NaCl 溶液浓度高,所以细胞吸水
C.蒸馏水中的红细胞涨破,因为蒸馏水的渗透压比红细
胞的低
D.不能观察到红细胞,因为每个装片中的红细胞都已经
破裂了 解答提示:①生理盐水为红细胞的等渗溶液——红细胞保
持正常形态;②10% NaCl 溶液的渗透压大于红细胞的渗透压
——红细胞皱缩;③蒸馏水的渗透压小于红细胞的渗透压——
红细胞破裂。答案:C1.对血浆、组织液和淋巴三者间的物质联系的正确表述是()A
CB
D[答案]C2.下列各项中,均属于内环境成分的是() A.血液、血浆和氨基酸
B.血细胞、血红蛋白
C.核酸、载体和淋巴
D.血浆、O2 和葡萄糖
[解析]血液除了血浆,还有血细胞,血细胞不属于内环境;
血红蛋白和核酸是细胞中的成分;载体在细胞膜上,不属于内
环境。
[答案]D3.长期营养不良的病人会出现组织水肿。下列对此的分析,不正确的是()A.血浆蛋白含量降低导致的
B.血浆的水分子大量进入组织液
C.血浆渗透压升高
D.多吃蛋白质含量丰富的食物能改善该情况
[答案]C4.血浆、组织液、淋巴三者关系如图 1-1-5 所示,指出图 )
图 1-1-5中哪个箭头表示是错误的(
A.①血浆
C.③水B.②组织液
D.④红细胞 [解析]血液中的血细胞包括红细胞、白细胞和血小板,正
常情况下红细胞不能出血管,图中④箭头表示是错误的。组织
液和血浆可互相渗透,组织液中的水分可渗透进入淋巴,图示
①、②和③箭头表示是正确的。[答案]D 5.(双选)图 1-1-6 表示人体细胞与外界环境之间进行物质
交换的过程。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示能直接与内环境进行物质交
换的 4 种器官或系统。①、②是有关的生理过程。下列说法错误的是() A.Ⅱ内的葡萄糖通过①进入血浆
和淋巴
B.内环境与Ⅰ交换气体只需通过
肺泡壁即可完成
C.Ⅰ表示呼吸系统,细胞产生的部分代谢废物通过Ⅲ、Ⅳ排出体外图 1-1-6 D.与内环境物质交换有密切关系的系统有消化、呼吸、
循环、泌尿等系统 [解析]Ⅱ内的葡萄糖通过①只能进入血浆;内环境与Ⅰ交
换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁;Ⅰ能为内环境提供 O2
和排出CO2,这说明Ⅰ是呼吸系统,Ⅲ是泌尿系统,Ⅳ是皮肤。[答案]AB 6.完成细胞外液各组成成分之间及与细胞内液的关系图
1-1-7。
图 1-1-7[答案]①组织液②血浆③淋巴第1章 人体的内环境与稳态
本章规划
本章内容包括:“细胞生活的环境”和“内环境稳态的重要性”两节内容。其中第1节可用1课时教学,第2节可用2课时教学(其中实验1课时)。
/
与学生已有知识经验的联系:
单细胞生物的生活环境,血细胞生活在血浆中,血浆的基本成分等,学生在初中已经学过这些知识,有了一定的认识。手、脚等部位有时会磨出“水泡”,部分学生有过这样的体验。体内细胞脱离了适合生存的环境就会死亡,人体体温的相对稳定及其重要性,人体需要摄入营养物质、氧和水,排出废物,学生也有一定的认识。这些已有知识和经验,尽管比较浅显,与之相联系却有利于学生建构“内环境”和“稳态”的概念。人体内几大系统的功能,学生经过初中阶段的学习也有了基本的认识,在此基础上,总结出内环境如何与外界环境进行物质交换并不太难。此外,有关细胞生活的环境,和必修1中“细胞的物质输入和输出”等内容有密切的联系。
与其他章的联系:
从个体层次看,本章内容与第2章的内容联系紧密。本章内容是理解第2章所阐述的通过神经、体液和免疫调节来维持稳态的基础。内环境稳态究竟是如何维持的,本章仅仅作简要交代,有关内容将在第2章作深入探讨。本章内容又不仅与第2章有联系,稳态是包括种群、群落、生态系统等各层次生命系统的共同特征,因此,本章是学习本书其他章节的基础,并在一定程度上起着统领全书的作用。
第1节 细胞生活的环境
从容说课
“细胞生活的环境”包括体细胞生活在细胞外液中、细胞外液的成分、细胞外液的渗透压和酸碱度、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介等内容。这些内容,是课程标准所规定的“说明稳态的生理意义”的基础。
本章的导入利用教材提供的章题图来完成。通过启发学生观察章题图,思考图中内容与本章内容的关系,激发学生学习本章的兴趣。同时通过图片还可以使学生感受到边防战士、炼钢工人、抗洪抢险战士工作环境的恶劣,体会他们工作的艰苦,认识他们工作的重要性,这也是一种人文精神的渗透。本节的引入可以利用草履虫取食、排遗过程的视频和人体血细胞与血浆进行物质交换的动态演示,可以启发学生比较两者生活环境的异同,引出体内细胞生活的环境——内环境。
“体内细胞生活在细胞外液中”包含体液和内环境两个概念。内环境是核心概念,既包括了内环境的定义,也包括组成内环境的各种细胞外液通过动态的有机联系形成统一整体,还包括本章后续学习内容:内环境的组成、为什么要维持内环境稳态等。在教材第2章还要继续阐释内环境为什么能维持稳态。组织教学时先从简单的体液的概念入手,再通过多媒体动态演示组织液、血浆、淋巴液之间的关系揭示细胞外液是一个有机的整体,从而逐步深入使学生理解内环境的概念。最后通过“内环境与外界环境有哪些差别?”这样的问题,过渡到细胞外液的组成和理化特性的内容。
“细胞外液的成分”是学习细胞外液的渗透压和酸碱度等内容的基础。这部分的教学过程以血浆的化学成分为例进行探讨。多媒体显示血浆的化学组成,围绕这一演示提出3个逐步深入的问题让学生进行讨论,教师适当引导,让学生在讨论问题的过程中逐步理解知识要点。这部分内容最后总结“细胞外液是一种盐溶液,类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋”。这样,就在“内环境”和“生物进化”这两个核心概念之间建立了联系。
“细胞外液的渗透压、酸碱度和温度”是内环境理化性质的三个主要方面。渗透压的概念比较难理解,用多媒体演示红细胞在清水中吸水胀破,在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡,通过在必修模块1中学习过的植物细胞对水分的吸收的原理,联系到渗透作用,并且用旁栏思考题的形式,引导学生与日常生活经验相联系,再引出渗透压的概念。pH的概念,在化学必修中学生已经学过,这里简要提示一下计算公式就可以了,然后明确一个知识要点,正常人体血浆的pH为7.35~7.45,血浆的pH之所以能够 保持稳定,与它含有、等离子有关,具体机制021将在第二节中进一步学习。内环境的温度特点在这里只简单提到,在第二章进一步学习。
“内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介”,要理解细胞与内环境、内环境与外界环境的物质交换,也就是内环境在物质交换中的作用,这一部分的知识要求学生要有一定的综合分析能力。细胞与内环境之间进行物质交换的内容比较好理解,内环境如何与外界环境进行物质交换的内容,则比较复杂。教学过程在此处安排了一个思考与讨论活动,引导学生联系初中所学过的知识,任选一细胞外液中的成分(通常是二氧化碳、氧气或水等),分析它的来源和去路,并说明这与人体的哪些系统有关。最后安排内环境如何与外界环境进行物质交换的相关技能训练,让学生通过这个活动,既练习、领悟构建模型的方法,又进一步理解有关知识内容。
本节内容比较抽象,因此,教学时力求联系学生的生活经验。例如,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 1.内环境的组成和理化性质。
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。
教具准备 1.显微投影仪:示草履虫、血液涂片。
2.视频—1:播放边防战士爬雪山片段、炼钢工人高温作业片段、抗洪战士在恶劣环境中生活片段。
3.视频—2:播放演示草履虫的取食过程、食物泡及消化过程、排遗、伸缩泡的排泄过程。
4.多媒体CAI—1:动态显示血细胞直接与血浆进行物质交换。
5.多媒体CAI—2:动态显示组织液、血浆、淋巴液之间的关系。
课时安排
1课时
三维目标
1.描述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.尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。
4.关注维持内环境稳态与健康的关系。
教学过程
导入新课
师 同学们好!
请大家认真观看这一段视频,并思考下面问题:
课件展示:
他们的生活环境有什么特点?
(播放视频—1)
(学生观看并思考)
师 谁来回答这个问题?
生1 过雪山的战士生活环境寒冷,炼钢工人生活环境炎热,抗洪战士生活环境——也炎热。
师 很好。大家应注意的是抗洪战士生活环境并不单纯是炎热,还有呢?
生2 缺干净水。
生3 蚊虫多。
生4 细菌等微生物大量繁殖。
……
师 很好!前面所看到的恶劣环境对人体健康有何影响?在寒冷或炎热环境中人体是如何维持体温的?大量出汗时,应该及时补充淡盐水,这又是为什么呢?——人体必须维持内环境的稳态。
什么是内环境?什么是稳态?如何来维持内环境的稳态?
这就是我们在本章学习的主要内容。本章分为两节,分别阐述内环境和稳态的知识。
推进新课
板 书:
第1节 细胞生活的环境
师 我们再看两段视频,思考并讨论。
课件展示:
讨论1:我们看到的都是什么细胞?
讨论2:它们分别生活在什么样的环境中?两者的生活环境有何异同?
(播放视频2、多媒体CAI—1)
(学生观看、思考、讨论)
生 第一段播放的是草履虫。第二段播放的是血液中的血细胞。
生 草履虫是单细胞生物,生活在水中。血细胞生活在血浆中。
师 草履虫和血细胞的生活环境,有相似的地方吗?
生 有,都是液体环境。
师 二者又有什么不同呢?
生 草履虫直接生活在外界环境中,可直接与外界进行物质交换。而血细胞生活在体内的血浆中,并不直接与外界环境进行物质交换。
师 很好。哪种细胞生活的液体环境的理化性质更为稳定?
生 血浆。
师 单细胞生物(如草履虫)直接生活在外界环境中,可直接与外界进行物质交换。多细胞生物的细胞(如血细胞)生活在体内的液体环境中。
课件展示:
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师 下面我们一起来探讨人体内的细胞。
人体内的细胞,绝大多数没有直接与外界环境接触,不能直接与外界进行物质交换。这些细胞直接生活的环境是什么呢?
课件展示:
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师 细胞内液指什么?
生 细胞内的液体环境。主要是细胞质基质、叶绿体基质、线粒体基质、细胞液等。
师 对。细胞内液和细胞外液相比,谁多谁少呢?
生 细胞内液多,占2/3。
师 细胞直接生活的环境又是什么呢?
生 细胞外液。
师 细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴液等。我们观看下面一段动画,阅读教材P3,思考并讨论:
课件展示:
讨论1:组织液、血浆和淋巴液有什么异同?
讨论2:组织液、血浆和淋巴液有什么内在联系?能不能说全身细胞外液是一个有机的整体?
讨论3:什么是内环境?内环境主要包括哪些?
(演示CAI—2)
(学生观看、阅读、思考、讨论)
师 组织液、血浆和淋巴液有什么异同?
生1 相同点:它们都属于细胞外液,共同构成人体内环境,基本化学组成相同。
生2 不同点:在人体内存在的部位不同:血浆位于血管内,组织液分布于组织细胞之间,淋巴分布于淋巴管中。
生3 不同点:生活于其中的细胞种类不同:存在于组织液中的是体内各组织细胞,存在于血浆中的是各种血细胞,存在于淋巴中的是淋巴细胞等。
师 不同点:三者所含的化学成分有差异,如血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中蛋白质很少。
师 组织液、血浆和淋巴之间有什么内在联系?
生 血浆可以透过毛细血管壁进入组织间隙形成组织液。组织液可渗入毛细血管形成血浆。组织液也可渗入毛细淋巴管内形成淋巴液。淋巴液经淋巴循环汇入血浆。
师 对。组织液和血浆之间可以相互渗透,组织液又可以渗透到毛细淋巴管内形成淋巴,淋巴通过淋巴循环进入血液循环,形成血浆。这三种成分之间的关系可用下图表示:
课件展示:
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师 由此可见,全身的细胞外液是一个有机的整体。
师 注意三者相互转化的位点:
1.血浆→组织液:毛细血管动脉端。
2.组织液→血浆:毛细血管静脉端。
3.组织液→淋巴:毛细淋巴管
4.淋巴→血浆:左右锁骨下静脉。
师 我们概括地说,人体的细胞生活在细胞外液中。具体到某一个细胞,它的直接生活环境是什么呢?
1.绝大多数细胞——组织液。
2.血细胞——血浆。
3.淋巴细胞——淋巴。
4.毛细血管壁细胞——组织液和血浆。
5.毛细淋巴管壁细胞——组织液和淋巴。
师 血浆、组织液和淋巴通过动态的有机联系,共同构成机体内细胞生活的直接环境。为了区别于个体生活的外界环境,人们把由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。
课件展示:
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师 内环境是一个非常重要的概念。我们应从以下几个方面理解这个概念:
1.内环境的“内”是相对于个体外环境的“外”而言的。细胞外液的“外”是相对于细胞的“内”而言的。两个“内”“外”,着眼点不同。
2.注意从内环境的内涵和外延上把握内环境的概念。
师 那么内环境与外界环境有哪些差别呢?细胞外液有哪些化学成分呢?
讨论:
1.如何将表中物质按化学性质进行归类?
2.除表中所列成分外,血浆中还可能含有哪些物质?
3.在组成血浆的离子中,哪些离子的含量较多?它们可能起什么作用?
4.、可能起什么作用?
5.任选其中一种成分,分析它的来源和去路,并说明它与人体的哪些系统有关。
(学生阅读讨论)
生1 表中的化学物质可分为无机物和有机物。无机物包括水和无机盐离子(如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl—、、、)等,有机物包括糖类(如葡萄糖)、蛋白质(如血清白蛋白、血清球蛋白、纤维蛋白原等)、脂质(如各种脂肪酸、脂肪、卵磷脂、胆固醇)、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。
生2 还含有气体分子(主要是氧气和二氧化碳)、调节生命活动的各种激素、其他有机物(如维生素)等。
生3 Na+、C1—含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。
课件展示:
二、细胞外液的成分(图111)
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图1-1-1 血浆的主要成分
1.细胞外液中含量最多的是水,约占90%。其次是蛋白质,约占7~9%。
2.组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近,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,而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。
3.细胞外液本质上是一种盐溶液,类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。
师 、能起到什么作用呢?
课件展示:
红细胞在清水中吸水胀破,在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡。
思考:
1.为什么红细胞在清水中吸水胀破、在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡?
2.生理盐水的浓度是多少?为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水?
师 我们在必修1中学习过植物细胞对水分吸收的原理。谁来说一下?
生1 渗透作用。
生2 当外界溶液浓度小于植物细胞液浓度时,植物细胞通过渗透作用吸水;当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,植物细胞通过渗透作用失水。
师 为什么红细胞在清水中吸水胀破,在较高浓度食盐水中失水皱缩、死亡?
生1 在清水中,外界溶液浓度小于细胞内液浓度,红细胞通过渗透作用吸水。
生2 在较高浓度的食盐水中,外界溶液浓度高于细胞内液,红细胞通过渗透失水出现皱缩。
师 生理盐水的浓度是多少?为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水?
生 生理盐水是浓度为0.9%的氯化钠溶液。因为其浓度与细胞外液相当,所以医院里给病人输液时使用生理盐水。
师 是的。所谓渗透作用,是指通过半透膜,水分子从低浓度向高浓度的扩散。也就是说,水分的净渗透方向与浓度有关。这时我们学习一个新的概念——溶液渗透压。
1.概念:指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
2.大小:取决于溶液中溶质微粒的数目。溶质微粒越多,即溶液浓度越高,对水的吸引力越大,即溶液渗透压越高。反之亦然。
3.血浆渗透压:大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。人的血浆渗透压约为770 kPa,相当于细胞内液的渗透压。
前面的资料分析(讨论题3),提示了细胞外液中的各种无机盐离子,含量上占优势的是Na+和Cl—。细胞外液的渗透压的90%以上来自Na+和Cl-。
师 (讨论题4)HCO-3、HPO-4可能起什么作用?
生 维持血浆的酸碱平衡。
师 化学上学过,什么是pH?
生 pH即溶液酸碱度,是指溶液中自由氢离子浓度的负对数,即pH=-lg[H+]。
师 (总结)血浆的pH为7.35~7.45。血浆的pH之所以能够保持稳定,与它含有HCO-3、HPO-4等离子有关。
师 人体细胞外液的温度一般维持在37 ℃左右。
板 书:
三、细胞外液的渗透压和酸碱度
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师 (讨论题5)任选其中一种成分,分析它的来源和去路,并说明它与人体的哪些系统有关。
生 如血浆中的葡萄糖主要来源于食物中的糖类。食物中的淀粉经消化系统消化后,分解为葡萄糖,经小肠绒毛吸收后进入血液,通过血液循环运输到全身各处。进入组织细胞后,葡萄糖主要用于氧化分解放能,最终生成二氧化碳和水,并排入内环境中。二氧化碳通过血液循环被运输到肺,通过呼吸系统排出体外,而多余的水主要在肾脏通过形成尿液排出体外。
生 …
课堂小结
结合初中学过的人体消化、呼吸、循环、排泄等知识,和同学讨论以下问题:
1.维持渗透压的Na+和Cl-以及葡萄糖、氨基酸等物质是经过哪些途径进入内环境的?
2.参与维持pH的是怎样形成的?这与体内哪些系统的活动有关?
3.细胞外液的温度能够保持稳定的根本原因是什么?试推测哪些器官和系统参与了体温的维持。
4.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?
5.通过以上讨论,是否增进了你对本章首页题诗的理解?
生 1Na+和Cl-等直接来自于食物,不需要经过消化可以直接被吸收。葡萄糖、氨基酸等物质主要来自于食物中的糖类和蛋白质。糖类和蛋白质是两类大分子物质,必须经过消化系统的消化,分解为葡萄糖和氨基酸才能被吸收。上述物质在小肠内经主动运输进入小肠绒毛内的毛细血管中,经血液循环运输到全身各处的毛细血管中,再通过物质交换过程进入组织液和淋巴。
生2 细胞代谢产生的CO2与H2O结合,在碳酸酐酶作用下,发生下列反应:
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HCO-3通过与细胞外的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。
生3 人体具有体温调节机制以保持细胞外液温度的恒定。详细内容可参考教材第2章关于人体体温调节的内容。参与体温调节的器官和系统有皮肤、肝脏、骨骼肌、神经系统、内分泌系统、呼吸系统等。
生4 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、排出尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出,其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主。例如,血浆中的尿素主要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周围的毛细血管,由于血液中的CO2分压大于肺泡中CO2的分压,CO2就从血液中向肺泡扩散,再通过呼气运动将其排出体外。
板 书:
四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
细胞与外界环境进行物质交换,必须通过内环境才能完成,并且要依赖消化、呼吸、循环、泌尿等系统直接参与。具体过程可用图1-1-2表示:
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图1-1-2
板书设计
第1章 人体的内环境与稳态
第1节 细胞生活的环境
一、体内细胞生活在细胞外液中
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二、细胞外液的成分(图1-1-3)
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图1-1-3 血浆的主要成分
三、细胞外液的渗透压和酸碱度
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四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
细胞与外界环境进行物质交换,必须通过内环境才能完成,并且要依赖消化、呼吸、循环、泌尿等系统直接参与。具体过程可用图1-1-4表示:
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图1-1-4
活动与探究
构建人体细胞与外界环境的物质交换模型。
联系必修1所学过的细胞内物质的输入和输出的内容,以及初中所学过的消化、呼吸、循环、泌尿系统等知识,尝试以图解或计算机制作演示文稿、flash动画等不同形式,用模式化的方法模拟和展示人体细胞与内环境、内环境与外界环境进行物质交换的大致过程。
布置学生课后完成,课外活动进行展示和评比。
习题详解
一、基础题(课本P6)
1.解析:本题考查体液的概念及其外延。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。
答案:C
2.解析:本题考查内环境概念的内涵和外延。由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。内环境(细胞外液)主要包括组织液、血浆和淋巴等。故A、C、D的含义相当。故本题选B。
答案:B
3.解析:本题考查人体内环境的组成成分。判断的依据是这种成分是否存在于血浆中(因为组织液、淋巴与血浆成分相似)。显然A、C、D存在于血浆中,而呼吸酶存在于细胞质基质、线粒体,属于细胞内液。故本题选B。
答案:B
4.解析:一般来说,细胞赖以生存的直接环境是细胞外液,包括组织液、血浆和淋巴等。绝大多数细胞——组织液,血细胞——血浆,淋巴细胞——淋巴,毛细血管壁细胞——组织液和血浆,毛细淋巴管壁细胞——组织液和淋巴。记住一些特例,在思维方法上,明确这些细胞的生活环境。如毛细血管壁是由单层细胞构成的,这些管壁细胞在管腔内面是血浆,上面浸于组织液中。
答案:毛细血管壁细胞的直接生活环境是血浆和组织液,毛细淋巴管壁细胞的直接生活环境是淋巴和组织液。
二、拓展题(课本P6)
解析:(1)A表示的器官是肺,从结构上看,肺泡壁由单层扁平细胞构成,外面缠绕毛细血管,毛细血管壁也是单层上皮细胞。这样的结构有利于气体交换。所以与内环境之间间隔了一层肺泡壁和一层毛细血管壁。(2)B表示消化器官,食物中的营养物质经过消化和吸收进入血液或淋巴。(3)C与内环境的双向箭头,经C排出体外,说明C是肾脏。血浆中的主要成分通过肾小球的滤过作用进入肾小囊形成原尿,原尿流经肾小管和集合管时,一些有用的成分经重吸收返回血浆。(4)D是单向排出的,代表器官是皮肤。
答案: (1)肺泡壁、毛细血管壁 (2)食物的消化和营养物质的吸收 (3)肾小管的重吸收
(4)皮肤
第1章 人体的内环境与稳态
1.1 细胞生活的环境
一、教材分析
《细胞生活的环境》一节包括体内细胞生活在细胞外液中、细胞外液的成分、细胞外液的理化性质、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介等内容。这些内容,是课程标准所规定的“说明稳态的生理意义”的基础。本节内容的重要任务是构建内环境这一核心概念,而教材并没有一开始就阐述什么是“人体内环境”,而先放眼生命世界中“细胞生活的环境”这样的广阔视角。这样,既可以和《分子与细胞》衔接,利用学生已有的知识经验,又能激发学生的学习兴趣。内环境这一概念,包括本节主要内容以及后续学习内容内环境稳态的重要性等。该核心概念的构建有助于学生理解生命活动的本质,了解系统分析的思想和方法,提高对生命系统与环境关系的认识。
从个体层次看,本章内容与第2章的内容联系紧密。本章内容是理解第2章所阐述的通过神经、体液和免疫调节来维持稳态的基础。内环境稳态究竟是如何维持的,本章仅仅作简要交代,有关内容将在第2章作深入探讨。本章内容又不仅与第2章有联系:稳态是包括种群、群落、生态系统等各层次生命系统的共同特征,因此,本章是学习本书其他章节的基础,并在一定程度上起着统领全书的作用。
二、教学目标
1、描述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、尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。
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]
⑴内环境的组成和理化性质。⑵内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
[解决方法]
⑴充分利用学生已有的知识、经验和图片搭建学习新知识的桥梁,帮助学生对细胞外液(内环境)的感性认识。
⑵通过资料分析讲解内环境理化性质。
⑶将学生分组讨论“思考与讨论”中的问题。
2、教学难点及解决方法
[教学难点]
⑴内环境的理化性质。⑵内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
[解决方法]
⑴同上。⑵结合图解讲解。
四、课时安排
1课时。
五、教学方法
启发式、讲授法、问题探究法。 教具准备: 挂图、多媒体课件、模型教具
六、学生活动
1、启发学生观察相关图片,帮助理解和掌握新知识。
2、组织学生开展阅读、思考与讨论,资料分析等活动,在活动中引导学生主动建构环境及其理化性质的知识。
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
导入:利用教材提供的“问题探讨”来完成。
我们知道生活在水中的单细胞生物(如草履虫),可以直接从水里获取生存必需的养料,并把废物直接排入水中。那么人体的体内细胞,是如何与外界环境进行物质交换的呢?
一、体内细胞生活在细胞外液中
学生阅读教材P2—3相关内容,教师设问:
1、什么叫体液?
2、血液全是体液吗?
3、手和脚有时会磨出“水泡”,“水泡”中的液体主要是什么?
4、什么叫细胞内液?
5、什么叫细胞外液?
6、内环境是指什么?“内”的含义是什么?(“内”与“外”是相对的,从细胞来看,细胞外液属于其生活的外界环境,其内环境为细胞内液;而从人体来看,细胞外液是内环境)
7、组织液、血浆、淋巴液之间的关系如何?
8、血细胞直接生活的内环境是什么?
9、体内绝大多数组织细胞直接生活的内环境是什么?
10、大量的淋巴细胞和吞噬细胞直接生活的内环境是什么?
11、毛细血管壁细胞直接生活的内环境是什么?
12、毛细淋巴管壁细胞直接生活的内环境是什么?
13、人体注射胰岛素可看作进入内环境吗?
14、组织液、血浆和淋巴有什么异同?
15、人的呼吸道,肺泡腔、消化道、输卵管、输尿管和膀胱等内的液体属于内环境吗?
教师结合教科书中的图讲清讲透上述问题。
内环境与外界环境有哪些差别呢?
二、细胞外液的成份
[资料分析]血浆的化学组成。引导学生分析教材P4资料。
讨论:1、如何将表中物质按化学性质进行归类?
2、除表中所列成分外,血浆中还可能含有哪些物质?
血浆中约90%为水;其余10%分别是:无机盐,蛋白质,以及血液运送的物质,包括各种营养物质、各种代谢废物、气体、激素等。细胞外液本质上是一种盐溶液,类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。
三、细胞外液的渗透压和酸碱度
学生阅读教材P5相关内容,并结合P4表,讨论回答下列问题:
1、细胞外液的理化特性主要指哪些性质?
2、什么叫溶液渗透压?
3、细胞外液渗透压主要由什么决定?
4、正常人血浆的PH是多少?
5、人为什么能保持血浆PH的相对稳定?
6、人体细胞外液的温度一般维持在多少度?
7、在组成血浆的离子中,哪些离子的含量较多?它们可能起什么作用?
8、HCO3-、HPO42-可能起什么作用?
人在剧烈运动时,肌肉组织中会产生大量的乳酸,碳酸等物质;人的食物中往往含有一些碱性物质,如碳酸钠。这些酸性和碱性的物质进入血液后,血液的PH将发生什么变化?
血液中含有许多对酸碱度起缓冲作用的物质——缓冲物质,每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成的,如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等,当机体剧烈运动时,肌肉中产生大量的乳酸、碳酸等物质,并且进入血液。乳酸进入血液后,就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,而且又可以分解成二氧化碳和水,所以对血液的PH影响不大。血液中增多的二氧化碳会刺激控制呼吸活动的神经中枢,促使呼吸运动增强,增加通气量,从而将二氧化碳排出体外。当碳酸钠进入血液后,就与血液中的碳酸发生作用,形成碳酸氢盐,而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,可以使血液的酸碱度不会发生很大的变化,从而维持在相对稳定的状态。
四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
[思考与讨论]将学生分组讨论教材P5问题。教师结合下图归纳总结。
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内环境是体内细胞与外界环境间接地进行物质交换的场所。体内的细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换。
(三)总结
内环境的概念、组成、理化性质及物质交换。
(四)作业布置
1、教材P6练习。
2、教材P7“体温变化规律”的调查。
(五)板书设计
第1章 人体的内环境与稳态
第1节 细胞生活的环境
一、体内细胞生活在细胞外液中
细胞内液
1、体液 血浆
细胞外液 组织液
淋巴
2、内环境的概念
3、内环境成分中三者的关系:
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二、细胞外液成分
水:90%左右
1、血浆的主要成分 无机盐:1%左右
蛋白质:7%——9%左右
其它物质
2、组织液、淋巴的成分
3、细胞外液本质上是一种盐溶液
三、细胞外液的渗透压和酸碱度
渗透压
1、细胞外液的主要理化性质 酸碱度
温度
2、正常人血浆的PH值
四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
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