2019-2020年高中生物 第2節(jié) 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性 第1課時(shí)示范教案 新人教版.doc

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2019-2020年高中生物 第2節(jié) 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性 第1課時(shí)示范教案 新人教版 本節(jié)教學(xué)內(nèi)容包括兩部分：“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其重要性”和實(shí)驗(yàn)“生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制”。課時(shí)安排為2課時(shí)。這2課時(shí)如何安排？可以有兩種方式：其一，按照教材安排的順序先授課后實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)安排在后可以驗(yàn)證課堂上學(xué)習(xí)過(guò)的人體維持內(nèi)環(huán)境pH穩(wěn)定的知識(shí)，并解釋pH維持穩(wěn)定的機(jī)制；其二，先實(shí)驗(yàn)后授課，實(shí)驗(yàn)安排在前可以讓學(xué)生先觀察到生物體維持pH穩(wěn)定的現(xiàn)象，增加更多的感性認(rèn)識(shí)，以利于學(xué)習(xí)后續(xù)的穩(wěn)態(tài)、穩(wěn)態(tài)失調(diào)等抽象概念。這里考慮到學(xué)生最好的學(xué)習(xí)知識(shí)的順序以及教材第1節(jié)和第2節(jié)內(nèi)容的銜接，采用第二種方式：先試驗(yàn)后授課。 第1課時(shí)進(jìn)行“生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)課的引入以對(duì)第1節(jié)內(nèi)容的復(fù)習(xí)鞏固開始。以第1節(jié)中“細(xì)胞外液的滲透壓和酸堿度”的知識(shí)基礎(chǔ)出發(fā)，進(jìn)行“生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制”的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的現(xiàn)象，并通過(guò)教師引導(dǎo)、學(xué)生探討，逐步對(duì)生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制進(jìn)行解釋，探討的同時(shí)又進(jìn)一步鞏固了第1節(jié)“細(xì)胞外液的成分”中的相關(guān)知識(shí)。上課結(jié)束前布置作業(yè)：按照課本上的要求完成“體溫日變化規(guī)律”的調(diào)查，在第2課時(shí)中作新課的導(dǎo)入。 第2課時(shí)授課，講解“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其重要性”?！皟?nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其重要性”包括內(nèi)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化、對(duì)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制的認(rèn)識(shí)、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義等內(nèi)容。 新課的導(dǎo)入，學(xué)生公布自己“體溫日變化規(guī)律”的調(diào)查結(jié)果，從體溫的“日變化”發(fā)現(xiàn)同一個(gè)人的體溫在一日內(nèi)的波動(dòng)范圍不大，從個(gè)體的平均體溫差異發(fā)現(xiàn)健康人的體溫始終接近37 ℃。導(dǎo)入內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)及其重要性。 “內(nèi)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化”中穩(wěn)態(tài)概念是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，涉及到的內(nèi)環(huán)境的化學(xué)成分、理化性質(zhì)等很抽象，而內(nèi)環(huán)境的化學(xué)成分和理化性質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化更令學(xué)生難以捉摸。因此通過(guò)上一學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生了解內(nèi)環(huán)境pH的穩(wěn)定，調(diào)查“體溫的日變化規(guī)律”可以讓學(xué)生體驗(yàn)體溫的相對(duì)穩(wěn)定，問(wèn)題探討“化驗(yàn)單分析”側(cè)重于內(nèi)環(huán)境中化學(xué)成分的穩(wěn)定（如血糖穩(wěn)定、血脂穩(wěn)定等），讓學(xué)生討論“為什么醫(yī)院里給病人輸液時(shí)必須使用生理鹽水”“為什么多喝多尿、少喝少尿”等問(wèn)題可以初步認(rèn)識(shí)滲透壓的穩(wěn)定，最后總結(jié)得出內(nèi)環(huán)境的各項(xiàng)理化性質(zhì)都能夠維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。生理學(xué)家把正常機(jī)體在神經(jīng)系統(tǒng)和體液的調(diào)節(jié)下，通過(guò)各個(gè)器官、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)活動(dòng)，共同維持內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，叫做內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。然后讓學(xué)生閱讀課后的科學(xué)史話——穩(wěn)態(tài)概念的提出和發(fā)展，讓學(xué)生了解微觀方向的分子、器官存在穩(wěn)態(tài)，宏觀方向的種群、生物圈也存在穩(wěn)態(tài)。 “對(duì)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)機(jī)制的認(rèn)識(shí)”有兩方面的內(nèi)容，一方面是穩(wěn)態(tài)能夠維持，另一方面是穩(wěn)態(tài)的維持能力是有限的。首先，讓學(xué)生探討內(nèi)環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、代謝廢物、O2、CO2等化學(xué)成分的來(lái)源與去路，說(shuō)明這些成分要保持相對(duì)穩(wěn)定，與消化、呼吸、循環(huán)、泌尿等系統(tǒng)的功能及細(xì)胞代謝功能的實(shí)現(xiàn)有直接關(guān)系，又與各器官、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)有關(guān)。簡(jiǎn)要介紹人類對(duì)機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)機(jī)制的認(rèn)識(shí)過(guò)程，指出目前普遍認(rèn)為，神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)是機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機(jī)制。其次，通過(guò)教材上的“思考與討論”，分析“空調(diào)病”的原因等，讓學(xué)生了解機(jī)體穩(wěn)態(tài)的維持能力是有限的。 “內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義”中的內(nèi)容先讓學(xué)生閱讀關(guān)于內(nèi)環(huán)境失去穩(wěn)態(tài)而致病的一些資料，了解當(dāng)內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)遭到破壞時(shí)，就會(huì)引起細(xì)胞新陳代謝紊亂，并導(dǎo)致疾病，然后，從酶的活性的角度闡述內(nèi)環(huán)境的溫度、滲透壓、pH等維持穩(wěn)態(tài)的必要性。最后說(shuō)明內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。 本節(jié)內(nèi)容也比較抽象，因此，教學(xué)過(guò)程中力求聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)。問(wèn)題探討、調(diào)查、思考與討論等欄目安排的內(nèi)容都與生活實(shí)際聯(lián)系緊密。 教學(xué)重點(diǎn) 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其生理意義。 教學(xué)難點(diǎn) 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其生理意義。 教具準(zhǔn)備 1.多媒體CAI—1：動(dòng)態(tài)顯示內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)與消化、呼吸、循環(huán)、排泄系統(tǒng)的功能聯(lián)系。 2.多媒體CAI—2：閱讀資料：缺鈣會(huì)引起哪些疾病？ 課時(shí)安排 2課時(shí)。 第1課時(shí)：進(jìn)行“生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制”實(shí)驗(yàn)。 第2課時(shí)：講解“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其重要性”。 三維目標(biāo) 1.說(shuō)明內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的概念。 2.簡(jiǎn)述穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機(jī)制。 3.了解穩(wěn)態(tài)的生理意義。 4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，了解生物體具有維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的機(jī)制。 5.嘗試解釋生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制。 6.關(guān)注維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)與健康的關(guān)系。 7.養(yǎng)成自我保健的意識(shí)和習(xí)慣。 8.運(yùn)用這方面的知識(shí)關(guān)愛(ài)家人和親友。 9.建立敢于質(zhì)疑、尊重事實(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)、仔細(xì)的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。 教學(xué)過(guò)程 第1課時(shí) 導(dǎo)入新課 師 同學(xué)們好！ 上節(jié)課同學(xué)們學(xué)習(xí)了“第1節(jié) 細(xì)胞生活的環(huán)境”，大家一起通過(guò)幾個(gè)問(wèn)題來(lái)回憶一下這一節(jié)的知識(shí)要點(diǎn)。 課件展示： 1.什么是體液？體液包括哪些部分？ 2.什么是內(nèi)環(huán)境？?jī)?nèi)環(huán)境各成分之間的關(guān)系如何？ 3.內(nèi)環(huán)境中含有哪些物質(zhì)？?jī)?nèi)環(huán)境具有哪些理化特性？ 4.內(nèi)環(huán)境有什么作用？ 生1 人體內(nèi)含有大量以水為基礎(chǔ)的液體，這些液體統(tǒng)稱為體液。體液包括細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液。 生2 細(xì)胞生活的由血漿、組織液和淋巴等細(xì)胞外液共同構(gòu)成的液體環(huán)境叫做內(nèi)環(huán)境。它們之間的關(guān)系是： 生3 內(nèi)環(huán)境中含有水、無(wú)機(jī)鹽、各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物等。內(nèi)環(huán)境的理化特性包括滲透壓、酸堿度和pH三個(gè)方面。 生4 內(nèi)環(huán)境不僅是細(xì)胞生存的直接環(huán)境，而且是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介。 師 總而言之，內(nèi)環(huán)境是溝通細(xì)胞與外界環(huán)境的紐帶，它的理化性質(zhì)受到來(lái)自細(xì)胞和外界環(huán)境兩方面的影響。以pH為例，細(xì)胞代謝會(huì)產(chǎn)生許多酸性物質(zhì)，如碳酸等，人和動(dòng)物的組織細(xì)胞在無(wú)氧呼吸時(shí)產(chǎn)生乳酸，人和動(dòng)物吃的食物中也常常會(huì)含有酸性或堿性物質(zhì)，這些酸性或堿性物質(zhì)進(jìn)入內(nèi)環(huán)境，會(huì)使pH發(fā)生偏移，但內(nèi)環(huán)境pH的改變會(huì)影響酶的活性，從而影響機(jī)體正常的新陳代謝。但是，生物材料和自來(lái)水在加入酸或堿后pH的變化會(huì)相同嗎？要了解這個(gè)問(wèn)題，我們需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)比較一下。 推進(jìn)新課 師 下面請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材第9頁(yè)到第10頁(yè)上的實(shí)驗(yàn)：生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制。要求大家通過(guò)閱讀了解此次實(shí)驗(yàn)的目的要求、材料用具和方法步驟，尤其要關(guān)注實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)。 （學(xué)生閱讀教材） 師 此次實(shí)驗(yàn)的目的有幾個(gè)？分別是什么？ 生 實(shí)驗(yàn)的目的有兩個(gè)：一個(gè)是比較自來(lái)水、緩沖液和生物材料在加入酸或堿后pH的變化；另一個(gè)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)生物體是如何維持pH穩(wěn)定的。 師 此次實(shí)驗(yàn)要用哪幾種實(shí)驗(yàn)材料，哪幾種實(shí)驗(yàn)試劑？ 生 4種實(shí)驗(yàn)材料：自來(lái)水、緩沖液和兩種生物材料；2種實(shí)驗(yàn)試劑：NaOH溶液和HCl溶液。 師 誰(shuí)能用最簡(jiǎn)練的語(yǔ)言敘述實(shí)驗(yàn)步驟？ 生 分別在4種實(shí)驗(yàn)材料中以每5滴為單位加入HCl溶液直到加入30滴，用pH試紙測(cè)實(shí)驗(yàn)材料在加酸前和每次滴加后的pH并記錄，再以NaOH溶液重復(fù)實(shí)驗(yàn)，最后根據(jù)所得數(shù)據(jù)畫出各實(shí)驗(yàn)材料的pH變化曲線。 師 很好。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們?cè)诎踩矫嬗惺裁幢仨氉⒁獾哪兀? 生 鹽酸和氫氧化鈉有腐蝕性。應(yīng)避免它與皮膚和眼睛接觸，也不要入口。若有酸或堿灑落或?yàn)R出，要立即用水沖洗，并告訴老師。 師 這一點(diǎn)請(qǐng)大家在操作的時(shí)候務(wù)必注意！ 師 為了提高實(shí)驗(yàn)效率，我們以小組為單位來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每張實(shí)驗(yàn)桌前坐有兩位同學(xué)，前后兩張桌子的4位同學(xué)為一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，一桌的同學(xué)做加酸的實(shí)驗(yàn)，另一桌的同學(xué)做加堿的實(shí)驗(yàn)。同桌的兩位再分工，每位做兩種實(shí)驗(yàn)材料。實(shí)驗(yàn)操作完成后把實(shí)驗(yàn)桌整理干凈，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組把數(shù)據(jù)匯總后加以分析，以個(gè)人為單位，各自繪制pH變化曲線圖。最后對(duì)教材上提出的3個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分組討論。實(shí)驗(yàn)操作15分鐘，數(shù)據(jù)匯總、繪圖、討論10分鐘。下面開始實(shí)驗(yàn)。 （多媒體顯示實(shí)驗(yàn)步驟和注意要點(diǎn)） （學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師予以指導(dǎo)） 師 同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)的過(guò)程中都積極動(dòng)手，認(rèn)真操作。大部分同學(xué)完成了pH變化曲線圖的繪制。下面請(qǐng)同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)一說(shuō)不同實(shí)驗(yàn)材料pH變化的特點(diǎn)。 生 自來(lái)水在加入酸或堿后pH變化幅度較大，緩沖液和生物材料加入酸或堿后pH變化幅度較小。 師 總結(jié)得很好。下面我們來(lái)就以下幾個(gè)問(wèn)題展開討論。 課件展示： 1.就加入HCl或NaOH后pH的變化來(lái)說(shuō)，生物材料是更像自來(lái)水還是更像緩沖液？ 2.分析緩沖液的pH變化情況為什么與自來(lái)水的不同。 3.嘗試對(duì)生物材料維持pH穩(wěn)定的機(jī)制進(jìn)行解釋。 生1 生物材料加入HCl或NaOH后pH的變化更像緩沖液。 生2 緩沖液加入少量酸堿后，pH變化不明顯是因?yàn)榱姿峋彌_液中含有緩沖物質(zhì)。 師 是的。磷酸緩沖液中含有弱酸性的NaH2PO4和弱堿性的Na2HPO4，它們構(gòu)成了一對(duì)緩沖物質(zhì)。當(dāng)向其中加入少量NaOH時(shí)，可以和酸性的NaH2PO4生成Na2HPO4和水，強(qiáng)堿成為弱堿；當(dāng)加入少量HCl時(shí)，可以中和堿性的Na2HPO4，生成中性的NaCl和弱酸性的H3PO4。水溶液則不同，因而加入酸堿后，pH變化明顯。 生3 我們用的生物材料主要包含了生物的細(xì)胞外液和細(xì)胞內(nèi)液，在這些體液中含有水、無(wú)機(jī)鹽、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等，其中的很多種無(wú)機(jī)鹽類組成了溶液中的緩沖物質(zhì)。 師 生物材料中含有緩沖對(duì)NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它們能夠?qū)λ釅A度的變化起緩沖作用。此外，機(jī)體還可以通過(guò)對(duì)生理活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)維持pH穩(wěn)定。例如，當(dāng)機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉中會(huì)產(chǎn)生大量的乳酸和碳酸。乳酸進(jìn)入血液后，可與血液中的碳酸氫鈉發(fā)生作用，生成乳酸鈉和碳酸。碳酸是一種弱酸，可以分解成CO2和水。血液中的CO2增多會(huì)刺激呼吸中樞，使呼吸運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，增加通氣量，從而將CO2排出體外，所以對(duì)血液的pH影響不大。當(dāng)乳酸鈉進(jìn)入血液后，與血液中的碳酸發(fā)生作用，形成碳酸氫鹽，過(guò)多的碳酸氫鹽可以由腎臟排出。這樣由于血液中緩沖物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用，以及機(jī)體的調(diào)節(jié)作用，可以使血液的酸堿度維持相對(duì)穩(wěn)定。 課堂小結(jié) 通過(guò)這節(jié)課的實(shí)驗(yàn)探究，我們了解了當(dāng)少量的酸性或堿性物質(zhì)進(jìn)入內(nèi)環(huán)境時(shí)，內(nèi)環(huán)境中的緩沖物質(zhì)會(huì)使pH在一個(gè)相對(duì)較小的范圍內(nèi)發(fā)生偏移，這就為內(nèi)環(huán)境的pH的穩(wěn)定提供了保障。那么內(nèi)環(huán)境的其他理化性質(zhì)是否也是相對(duì)穩(wěn)定的呢？我們可以通過(guò)教材第7頁(yè)上體溫日變化規(guī)律的測(cè)定活動(dòng)來(lái)了解。下面布置一個(gè)作業(yè)：用今明兩天時(shí)間，按照課本上的要求完成“體溫日變化規(guī)律”的調(diào)查。