資源簡介

1.2 內環境的穩態
年級 高二 授課班級 授課時間
課題 1.2 內環境的穩態
課時安排 2課時
教學目標 通過進行“模擬生物體維持pH的穩定”這一探究活動，初步了解穩態的含義與實質。（生命觀念、科學探究） 舉例說明機體不同器官、系統協調統一地完成各項生命活動，是維持內環境穩態的基礎，闡明穩態的調節機制，建立穩態與平衡觀。（生命觀念、科學思維） 通過穩態失調的實例，舉例說明人體維持穩態的能力有限，認同內環境穩態對正常生命活動具重要意義，關注人類健康。（社會責任） 簡述穩態概念的發展，認同生命系統的不同層次普遍存在穩態。（生命觀念）
教學重難點 教學重點：內環境的動態變化及其調節機制。 教學難點：（1）模擬生物體維持pH的穩定。 （2）對穩態調節機制的認識。
教材分析 “內環境的穩態”是人教版《選擇性必修1·穩態與調節》第一章第二節。本節課包括“內環境的動態變化”“對穩態調節機制的認識”“內環境穩態的重要意義”三部分內容。 通過“模擬生物體維持pH的穩定”的探究活動并結合體溫變化等生活實例，引導學生了解內環境的成分和理化性質是處于動態平衡中的，即了解穩態的含義與實質。 教材提供圖示，可引導學生分析各系統如何協調統一維持內環境相對穩定，掌握神經一體液一免疫調節機制，進一步理解內環境穩態是生物生命活動的必要條件。
學情分析 本課授課對象是高二年級的學生，其在初中階段已學習過內環境的概念，初步了解了人體八大系統的組成以及如何維持內環境穩定等相關知識，為本節內容的學習打下基礎。但是學生對于各系統如何系統協調地維持內環境的相對穩定以及維持穩態的調節機制等內容了解較少，故教學過程中可對這部分內容重點引導。 通過必修內容的學習，學生對生物學有了一定的認識，已初步具備結構與功能觀、物質與能量觀，歸納分析能力等，但穩態與平衡觀的建立有待努力，科學探究能力等有待進一步提升。
教學過程
教學 內容 教師活動 學生活動 設計意圖
引入 新課 【問題探討】展示血液生化檢測的報告單。 【提問】每年體檢的流程中，通常有對血常規、肝功、腎功的檢查，一般都是抽血進行化驗，你從報告單中讀到哪些信息 報告中上、下箭頭代表什么含義？從報告單上可以看出什么成分超出正常范圍 這可能會對人體造成什么不利影響 【引導分析】得出推論：隨著外界環境的變化和體內細胞代謝活動的進行，像血漿等內環境的各種化學成分和理化性質在不斷發生變化，但每種指標都穩定在一個范圍內。 【提問】內環境會因此而劇烈變動嗎？ 聯系生活實際回答老師的問題，積極思考，觀察報告單內容，進行探究。 小組討論得出結論 通過生活情境引入本課學習。
新課 教學 一、 內環境的動態變化 活動1：模擬生物體維持PH 的穩定 【引導】細胞代謝會產生許多酸性物質，人吃的食物代謝后也會產生一些酸性或堿性物質，這些物質進入內環境會使機體的pH發生怎樣的變化呢？現請同學仔細閱讀教材探究實踐部分，分析此部分是如何設計實驗來模擬生物體維持pH值穩定的。 【播放視頻】播放此實驗相關視頻，呈現實驗設計及進行過程。 【引導分析】結合教材和實驗視頻回答以下問題： 1.實驗原理是什么？ 本實驗采用對比實驗的方法，通過對比向自來水、緩沖液（如HP/H2P等溶液，在加入酸或堿時，能使pH的變化減弱）、肝勻漿中加入酸或堿溶液引起的pH變化的差異，說明生物體內液體環境與緩沖液相似而不同于自來水，從而說明生物體pH相對穩定的機制。 2.實驗步驟如何進行，有何需要注意的地方？ ①畫記錄表：設計一表格來記錄實驗結果 材料0．1 mol/L的HCl0．1 mol/L的NaOH加不同滴后的pH加不同滴后的pH051015202530051015202530自來水緩沖液肝勻漿
②測自來水pH的變化 ③充分沖洗燒杯，用緩沖液代替自來水，重復②步驟，記錄結果。 ④充分沖洗燒杯，用肝勻漿代替自來水，重復②步驟，記錄結果。 ⑤根據所得數據，以酸或堿的滴數為橫坐標，以pH為縱坐標，畫出各次實驗中pH變化的曲線。 ⑥嘗試用不同生物材料（如動物血漿、用2～5倍水稀釋的雞蛋清或馬鈴薯勻漿）代替肝勻漿完成實驗。 3.觀察實驗結果，分析上述過程繪制的曲線圖。就加入HCl或NaOH后的pH的變化來說，肝勻漿更像自來水還是更像緩沖液？嘗試對機體維持pH穩定的機制進行解釋。 材料圖示結果自來水滴加HCl后， 自來水pH逐漸減小； 滴加NaOH溶液后， 自來水pH逐漸增大緩沖液在一定的范圍內， 無論滴加HCl還是NaOH溶液， 緩沖液的pH均保持相對穩定生物 材料在一定的范圍內， 無論滴加HCl還是NaOH溶液， 生物材料的pH均保持相對穩定結論生物材料的性質類似于緩沖液而不同于自來水， 說明生物材料內含緩沖物質，能維持pH的相對穩定
4.人體內環境如何保持pH相對穩定的？ 引導學生得出結論：人體內環境中也有很多緩沖對，其中最重要的是HCO3-和 H2CO3，其次還有HPO42-和H2PO4-等，當一定量的酸性（如乳酸）或堿性物質進入后，內環境的pH仍能維持在一定范圍內。 【提問】內環境的其他化學成分和理化性質也維持在一定范圍內嗎？ 活動2：分析體溫的日變化規律 結合P12體溫的日變化規律表（學生提前完成此表并繪制曲線圖），引導學生認識到： 機體健康情況下，人的體溫不會隨著外界氣溫大幅度的波動而發生 較大變化，而只是略有變化； 一日內體溫溫差一般不超過１。C，始終接近３７。C 。不同人的體溫會因為年齡、性別等 不同而存在微小差異。 【小結】不僅是pH、體溫的變化如此，健康人內環境的每一種成分如血糖、血脂，以及滲透壓等理化性質都是不斷變化的，但都處于一定的范圍內。內環境的這種動態平衡是通過機體的調節作用實現 【分析引導】進一步指導學生總結，明確穩態的概念。 1.穩態：正常機體通過調節作用，使各個器官、系統協調活動，共同維持內環境的相對穩定狀態叫做穩態。 2.穩態的實質：內環境的化學成分和理化性質保持相對穩定的狀態。 3.特點：穩態不是恒定不變，而是相對恒定的一種動態變化；這種動態變化保持在一定范圍內 閱讀教材并觀看“模擬生物體維持PH的穩定”實驗視頻。 回答教師提出的問題。 分析實驗過程及注意事項：如每次更換溶液前都要充分清洗燒杯、鹽酸和氫氧化鈉具有腐蝕性，實驗過程需謹慎等。 分析曲線圖，思考得出結論。 通過實例分析緩沖對在維持內環境pH穩定中的作用 明確內環境中各種成分和理化性質是相對穩定的。 小組討論，借助實例和教材，明確穩態的概念，并總結其實質和特點。 通過活動1培養學生設計實驗、收集、整理、分析數據得出結論的能力。 通過活動2使學生參與體溫變化規律的調查過程，利用真實情境，學會調查的基本方法，逐步培養搜集并處理信息的能力。
新課 教學 二、 對穩態調節機制的認識 活動3：認識穩態調節的機制 【問題情境】展示發燒病人從發燒到體溫穩定的圖片，提出問題：穩態是如何實現的呢？ 【引導分析】引導學生看教材第9頁圖1-4，回答問題： 1. 從圖中可以看出，有哪些器官、系統參與協調維持內環境的穩態？呼吸、消化、泌尿、循環系統及其中的各器官。 2.消化、呼吸、泌尿等系統適合于營養物質和02吸收、運輸或排出代謝廢物的結構特點分別是什么？ 如：小腸絨毛增大吸收營養物質的表面積。 肺泡表面潮濕且伸縮性大，利于氣體交換。 腎小球是血管球，參與形成原尿等。 3. 如果泌尿、消化、呼吸、循環等功能衰竭，對內環境穩態造成的影響分別是什么？ 如：腎功能衰竭易導致水、無機鹽代謝紊亂，形成尿毒癥等。 【指導閱讀】組織學生閱讀P 10上半頁內容，關注以下問題： （1）貝爾納提出的觀點是什么？ （2）坎農對貝爾納的觀點做了什么修正？ （3）現代分子生物學研究說明穩態調節的機制是什么？ （4）科學家對內環境穩態調節機制的認知經歷了哪幾個階段并逐步完善的？ 引導學生明確內環境穩態的調節機制。 【小結】直接參與維持內環境穩態系統有：消化、呼吸、循環、泌尿系統。間接參與的系統有神經系統、內分泌系統、免疫系統。正常機體內環境穩態的維持需要多個器官、系統相互協調、共同作用。 活動4：分析穩態失調實例 【思考討論】通過生活實例的圖示，引導學生討論。 1.你陽過？高熱是新冠肺炎的典型癥狀，談談高熱最嚴重時的感受。體溫過高時為什么要采取物理降溫或藥物降溫的措施？ 感覺頭暈、厭食、惡心，高燒時酶活性改變→代謝紊亂（過于旺盛）→機體功能異常，應采用物理方法或藥物來退燒 2.嚴重腹瀉后，如果只喝水，不補充鹽，內環境的滲透壓會出現什么變化？ 內環境滲透壓會變小，細胞吸水腫脹。進一步導致細胞代謝和功能紊亂。 3.援藏的人員到高原后常會出現頭痛、乏力、心跳加快、血壓升高等癥狀，為什么？ 到高原后出現頭痛、乏力、心跳加快、血壓升高等癥狀。原因：高原空氣稀薄，氧分壓低，易造成體內缺氧。 以上實例這說明外界環境與內環境穩態之間有什么關系？ 人體維持穩態的調節能力是有一定限度的。當外界環境的變化過于劇烈，或人體自身的調節能力出現障礙時，內環境的穩態就會遭到破壞，危機機體健康。 【實例分享】2021年5月22日(氣溫為9.1-24℃)中午1點左右，在甘肅省白銀市舉行的馬拉松百公里越野賽高海拔賽段20公里至31公里處，受突變極端天氣影響，局地出現冰雹、凍雨、大風等災害性天氣，150多位參賽者有21名遇難。有賽事親歷者表示，不少選手出現失溫癥狀，抽搐、口吐白沫，身著短褲短袖倒在海拔2000多米的賽道線路旁。 看圖聯系生活，思考問題。 閱讀教材，回答相關的問題。 閱讀教材，回答相關的問題。 明確人體各器官、系統協調一致地正常運行，是維持內環境穩態的基礎。神經—體液—免疫調節網絡是機體維持穩態的主要調節機制。 進行實例分析，認同內環境的調節能力是有一定限度的。 使學生認識到正常機體內環境穩態的維持需要多個器官、系統相互協調、共同作用，形成穩態的概念。 使學生了解機體內環境為什么要維持穩態，讓學生知其所以然。
新課 教學 三、內環境穩態的重要意義 引導學生通過說出內環境穩態失衡所引起的其它疾病。引發思考：內環境穩態的重要意義！ 活動4：分析內環境穩態的意義 【引導分析】結合課本P11提出一系列相關聯的問題，引導學生分析內環境穩態與細胞代謝的關系：（1）細胞代謝與能量有什么關系？（2）血糖濃度、血液含氧量對細胞代謝有什么影響？（3）細胞代謝與酶的關系是什么？（4）酶的活性與pH 和溫度有什么關系？ 細胞代謝需要依靠氧化分解葡萄糖來提供能量，只有血糖濃度和血液中的含氧量保持在正常范圍內，才能為這一反應提供充足的反應物。只有溫度、pH等都在適宜的范圍內，酶才能正常地發揮催化作用。 【引導總結 】內環境穩態與機體正常生命活動的關系。 意義：內環境穩態是機體進行正常生命活動的必要條件。 舉例說明有關內環境穩態失衡的問題。 結合課本回答老師提出的問題。 充分利用學生的生活經驗，啟發學生將理論知識與實際生活聯系起來，體悟內環境穩態對生命活動的重要意義。
新課 教學 四、穩態概念的發展 【引導閱讀】除了內環境穩態，還存在哪些穩態現象？嘗試構建思維導圖。 閱讀教材第11頁小字部分，梳理不同層次的穩態現象。 引導學生進行知識梳理并嘗試構建思維導圖。同時進行拓展延伸，幫助學生進一步形成穩態與平衡觀。
課堂 小結 引導學生小結以下內容： 1、內環境穩態的概念、實質、影響因素。 2、內環境穩態的基礎及調節機制。 3、科學界對內環境穩態認識歷程。 4、不同生命系統結構層次中的穩態現象。
課堂 練習 一、概念檢測
1. 穩態是生命系統的特征，也是機體存活的條件。判斷下列是否正確。
(1) 人吃進酸性或堿性的食物會使血漿pH發生紊亂。 ( × )
(2) 有的人常吃咸魚、咸菜，但他細胞外液的滲透壓仍能保持相對穩定。 ( √ )
(3) 在正常情況下，一個人的體溫是恒定不變的。 ( × )
(4) CO2是人體細胞呼吸產生的廢物，不參與維持內環境的穩態。 ( √ )
2. 在長跑比賽時，運動員的體內會發生復雜的生理變化，如機體大量產熱、岀汗等。下列相關敘述正確的是 ( D )
A. 大量產熱會使體溫急劇升高 B. 大量出汗會使血漿的pH下降
C. 大量出汗可使血漿滲透壓降低 D. 大量出汗有利于機體體溫的穩定
二、拓展應用
2017年，科學家研制了一個充滿電解質溶液的大塑料袋，并用它撫育早產的羊羔。羊羔在此“人造子宮”中待了4周。足月后發現，它們與在母羊子宮中待到足月出生的小羊一樣健康。請從內環境穩態的角度分析：“人造子宮”必須具備哪些條件？
課后 作業 同步《課時作業》
板書 設計 1.2 內環境的穩態
教學 反思

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