高二生物 細胞生活的環(huán)境 教學設計

1、細胞生活的環(huán)境教學設計深圳市寶安中學（集團） 劉澤鈺一、教學背景2017年版的普通高中生物學課程標準提到生物學是自然科學中的一門基礎學科，是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學。生物學本身就是一門與實際生活聯(lián)系緊密的學科，將抽象的知識具體化、形象化不僅可以加深學生對知識的理解和把握程度，又可引導學生進行探究交流，啟發(fā)學生在科學思維和科學探究的核心素養(yǎng)培養(yǎng)，提高學生認識問題，分析問題和解決問題的能力。二、教材及學情分析（一）教材分析本節(jié)選自人教版高中生物選擇性必修一穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)中第一章人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)的第一節(jié)細胞生活的環(huán)境。本節(jié)課是選擇性必修一的開篇第一節(jié)課，通過學習本節(jié)課的內(nèi)容，學生可了解到體內(nèi)內(nèi)

2、環(huán)境的組成、內(nèi)環(huán)境的特點以及細胞外液間的相互轉(zhuǎn)化關系，并將內(nèi)環(huán)境與人體生活的外界環(huán)境建立聯(lián)系，最終為建立“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”打下堅實基礎。因此本節(jié)課為學生理解選擇性必修一中“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”有著重要的意義。（二）學情分析本節(jié)授課對象為剛剛步入高二學生，他們經(jīng)過必修一、必修二的學習，已經(jīng)理解了“結構與功能觀”、“物質(zhì)與能量觀”、“進化與適應觀”，形成了一定的生命觀念，但是對于“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”還了解甚少。因此，本節(jié)課主要圍繞課程標準中“1.1 內(nèi)環(huán)境為機體提供適宜的生存環(huán)境，機體通過內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換”展開，為學生選擇性必修一的學習與“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”的建立打下堅實基礎。三、教學目標及重難點（一

3、）教學目標1.說明血漿、組織液和淋巴液等細胞外液共同構成高等動物細胞賴以生存的內(nèi)環(huán)境。2.闡明機體細胞生活在內(nèi)環(huán)境中，通過內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換，同時也參與內(nèi)環(huán)境的形成和維持。3.簡述機體通過呼吸、消化、循環(huán)和泌尿等系統(tǒng)參與內(nèi)、外環(huán)境間物質(zhì)交換。（二）教學重點及難點教學重點：說明血漿、組織液和淋巴液等細胞外液共同構成高等動物細胞賴以生存的內(nèi)環(huán)境，細胞通過內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換。教學難點：理解唾液、汗液等液體不屬于體液；理解細胞和內(nèi)環(huán)境之間是相互影響，相互作用的。細胞不僅依賴內(nèi)環(huán)境，也參與了內(nèi)環(huán)境的形成和維持。四、教學過程1.課前導入溫故：細胞是生物體結構和功能的基本單位，在生命活動

4、的過程中，細胞不斷與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換。思新：細胞需要什么樣外界環(huán)境呢？設置情景：先從單細胞生物入手。我們在小河溝等水環(huán)境中可以找到草履蟲，草履蟲可以直接從水里獲取生存所必需的養(yǎng)料和氧氣，并把廢物直接排入水中。如果水體干涸，草履蟲就會死亡。對于多細胞生物而言，比如我們?nèi)祟?，體內(nèi)的紅細胞不能直接與外界環(huán)境接觸進行物質(zhì)交換，那么這些細胞直接生活的環(huán)境也是以水為基礎的液體，這些液體統(tǒng)稱為體液。2.體液的組成體液可分為兩大類，有三分之二存在于細胞內(nèi)，稱為細胞內(nèi)液。余下包圍著細胞存在于細胞外的，稱為細胞外液。問題1：你認為紅細胞所生活的環(huán)境具體是什么呢？問題2：血漿和血液有什么區(qū)別呢？展示血液離心后的

5、結果：說明“血液=血漿+血細胞”，血漿才是血細胞直接生活的環(huán)境。問題3：血漿的主要成分是水，除了水，血漿還能為血細胞提供哪些物質(zhì)環(huán)境呢？你能將下表中的物質(zhì)進行歸類嗎？問題4：請同學們結合我們學過的知識，想一想，還有哪些應該出現(xiàn)在血漿中的物質(zhì)，但沒有出現(xiàn)在表格中呢？問題5：請同學們回憶一下，葡萄糖、氧氣、蛋白質(zhì)、無機鹽分別有什么功能？二氧化碳、尿酸又是怎樣產(chǎn)生的？總結出血漿中含有細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)，也含有細胞代謝產(chǎn)生的廢物，血漿確實是血細胞直接生活的環(huán)境。問題6：人體所有的細胞都生活在血漿中嗎？請同學觀察自己的手腕，可以看到幾根血管。血管與血管之間充斥著的是組織細胞。組織細胞生活的環(huán)境就叫組織液

6、，組織液可以為細胞提供營養(yǎng)物質(zhì)，細胞的代謝產(chǎn)物也透過細胞膜進入組織液，我們體內(nèi)絕大多數(shù)細胞都浸浴在組織液中，因此，組織液也是體內(nèi)絕大多數(shù)細胞直接生活的環(huán)境。請同學繼續(xù)觀察人體的局部組織圖，紅色結構是動脈，藍色結構是靜脈，綠色結構是淋巴管，中間充斥著大量組織細胞。淋巴管中有大量的淋巴細胞等，可以協(xié)助機體抵御疾病，對于這些細胞來說，它們直接生活的環(huán)境就是淋巴液。小結：血漿、組織液和淋巴液等細胞外液共同構成高等動物細胞賴以生存的環(huán)境。3. 血漿、組織液、淋巴液三者的聯(lián)系問題1：血漿、組織液、淋巴液他們?nèi)唛g又有怎樣的聯(lián)系呢？請同學們觀察下圖，說說三者之間都有怎樣的轉(zhuǎn)換關系？可以發(fā)現(xiàn)，當血漿流經(jīng)毛細血

7、管時，水和一切能夠透過毛細血管壁的物質(zhì)，可以在毛細血管動脈端滲出，進入組織細胞間隙，成為組織液。組織液可以在毛細血管靜脈端重新返回血液循環(huán)系統(tǒng)，成為血漿。我們可以二者的關系簡化為雙向箭頭，但是同學們要知道，血漿并沒有返回動脈端，而是進入了靜脈端，成為了血漿。還能找到組織液可以進入毛細淋巴管，成為淋巴液。問題2：同學們找一找，圖中還有其他不同的情況嗎？問題3：有沒有同學知道，為什么淋巴液不能再次滲出成為組織液呢？這與毛細淋巴管的結構有關。毛細淋巴管壁由單層內(nèi)皮細胞構成，細胞之間像瓦片一樣，相互覆蓋，因而有較大間隙，有很多開口結構。淋巴液流動的方向由盲端起始，按照固定方向流動，組織液可以從開口處流

8、入淋巴液。 問題4：請同學們思考一下，在這樣的流動方向與細胞結構下，淋巴液可以倒流回組織液嗎？顯然不能，因為當淋巴液欲返回組織液時，會迫使開口關閉，所以組織液只能單向進入淋巴液。問題5：淋巴液最終流到哪里去了？原來，一個叫做淋巴導管的結構直接與靜脈相連。淋巴液在淋巴管中按固定方向流動，經(jīng)過淋巴結等器官，進入淋巴導管，最終匯入鎖骨下靜脈，就成為了血漿的組成成分。 小結：練一練，請完成下列填空：問題6：他們?nèi)哂惺裁床顒e呢？組織液、淋巴液的成分和各成分的含量，與血漿相近，主要包括細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物，但又不完全相同，最主要的差別在于，血漿中含有較多的蛋白質(zhì)，而組織液和淋巴液中蛋白質(zhì)很少。血

9、漿、組織液和淋巴液通過動態(tài)的有機聯(lián)系，共同構成機體內(nèi)細胞生活的直接環(huán)境。為了區(qū)別于個體生活的外界環(huán)境，人們把這個由細胞外液構成的液體環(huán)境叫做內(nèi)環(huán)境。這里的“內(nèi)”代表人體的體內(nèi)。4.內(nèi)環(huán)境的含義問題1：我喝了一口飲料，我把嘴巴閉上，飲料算進入體內(nèi)了嗎？當飲料流進胃里的那一刻，算不算來到了體內(nèi)呢？問題2：口腔中的唾液、胃中的消化液算不算體液呢？沒錯，我們的內(nèi)環(huán)境在正常條件下是不能與外界環(huán)境直接接觸的，所以在這里紅色的部分才能算作體內(nèi)，整個口腔、鼻腔、消化道等，包括皮膚都不屬于內(nèi)環(huán)境。練一練：下列哪些屬于細胞外液？唾液、消化液、尿液、汗液、淚液、腦脊液、血液、淋巴液、組織液、血漿、細胞液、房水。我們

10、能很快找出，屬于細胞外液的有血漿、組織液、淋巴液。問題4：細胞外液只有這三種嗎？教材中寫到細胞外液分為血漿、組織液、淋巴液等，這個“等”字說明細胞外液不僅是這三種，比如這里的腦脊液是腦相關細胞所生活的環(huán)境，也屬于細胞外液，除此之外，細胞外液還有眼球中的房水等等。5.細胞外液的理化性質(zhì)問題1：如果將紅細胞放在清水中，紅細胞會吸水脹破。細胞在過酸、過堿或溫度過高、過低等條件下，也不能正常生活。細胞在細胞外液中會出現(xiàn)這樣的情況嗎？理化性質(zhì)我們主要看三個方面：滲透壓；酸堿度；溫度。滲透壓是指溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力。滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目，溶質(zhì)微粒數(shù)目越多，溶液濃度越高，溶液

11、滲透壓越高。細胞外液的滲透壓90%以上來源于鈉離子和氯離子，37時人的血漿滲透壓約為770kPa，相當于細胞內(nèi)液的滲透壓。酸堿度大家都很熟悉，正常人的血漿近中性，pH為7.35-7.45，血漿的pH之所以能保持穩(wěn)定，與其中含有H2CO3、HCO3等物質(zhì)有關，在下一節(jié)課我們會詳細介紹。人是恒溫動物，人體細胞外液的溫度一般維持在37左右。小結：細胞外液適宜的理化性質(zhì)，為細胞提供了適宜的生活環(huán)境。6.內(nèi)、外環(huán)境間的物質(zhì)交換細胞作為一個開放的系統(tǒng)，可以直接與細胞外液，也就是內(nèi)環(huán)境進行物質(zhì)交換，不斷獲取生命活動所需要的物質(zhì)，同時又不斷排出代謝產(chǎn)生的廢物，從而維持細胞正常的生命活動。問題1：細胞所需要的物

12、質(zhì)最終是從外界環(huán)境中獲得的，內(nèi)環(huán)境又是如何與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的呢？問題2：Na+、葡萄糖、氨基酸和氧氣等，分別是經(jīng)過什么途徑進入內(nèi)環(huán)境的?我們知道Na+、葡萄糖、氨基酸來自于食物，其中食物中的多糖、蛋白質(zhì)分解成葡萄糖、氨基酸，這些成分通過消化系統(tǒng)，進入循環(huán)系統(tǒng)，成為血漿的組成成分，氧氣存在于空氣中，通過呼吸系統(tǒng)的呼吸運動，在肺部完成和血液的氣體交換，進入循環(huán)系統(tǒng)，也成為了血漿的成分，血漿中的物質(zhì)可以通過循環(huán)系統(tǒng)運到身體各處，進入組織液、淋巴液，最終為細胞所用。外界環(huán)境與內(nèi)環(huán)境通過特定的人體系統(tǒng)建立了緊密聯(lián)系。問題3：體內(nèi)細胞產(chǎn)生的代謝廢物（如尿素和二氧化碳），是通過哪些器官排到體外的?組織

13、細胞產(chǎn)生的代謝廢物首先被排放到組織液中，通過組織液、血漿、淋巴液的相互轉(zhuǎn)換關系，最終借由血漿帶入循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)系統(tǒng)可以將這些廢物帶到體內(nèi)特定的器官和系統(tǒng)中，比如二氧化碳可以通過呼吸系統(tǒng)排放到外界環(huán)境當中，而含氮廢物，如尿素尿酸，可以通過泌尿系統(tǒng)或皮膚，最終排放到外界環(huán)境中。內(nèi)環(huán)境于外界環(huán)境通過特殊的系統(tǒng)，建立了緊密的聯(lián)系?，F(xiàn)在我么將這些關系總結到一張圖中?？梢钥吹?，細胞和內(nèi)環(huán)境進行物質(zhì)交換，而內(nèi)環(huán)境通過消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、皮膚，與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換，內(nèi)環(huán)境在聯(lián)系細胞和外界環(huán)境之間，起著重要的作用。問題4：人體的各個系統(tǒng)同樣是由什么組成的？系統(tǒng)也是由細胞組成的。細胞的正常生命活動，保證了各個