高中生物人教版 (2019)选择性必修1第2节 内环境的稳态教案设计

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播放视频《血液生化检查过程》

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 通过视频和图片，让学生基本了解内环境特征和意义。提出问题，激发学生的学习兴趣。

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问题探讨

在进行常规体检时，通常要做血液生化检查，以了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。右图是某人的血液生化检查化验单的一部分。

1.为什么血液的生化指标能反映机体的健康状况?

提示：血液生化指标指的是血液中各种化学成分的含量，包括机体多种代谢产物的含量。健康机体的生化指标般都处于正常范围内，即处于相对稳定的状态。当机体某项生理功能出现障码。势必影响其代谢产物的含量，进而引起血液生化指标的变化，因此血液的生化指标可以反映机体的健康状况，并可以作为诊断疾病的依据。例如，在正常情况下，转氨酶主要分布在各种组织的细胞内，以心脏和肝中的活性最高，在血液中的活性很低。当某种原因使细胞膜通透性增高时，或因组织坏死细胞破裂后，可有大量转氨酶进人血液，引起血液中转氨酶活性升高。

2.每种成分的参考值（即正常值）都有一个变化范围，这说明什么?

提示：这说明: (1)内环境成分的含量不是恒定不变的，而是在一 定范围内波动，内环境稳态表现为一种动态平衡: (2)不同个体存在一定差异。

3.从化验单上可以看出什么成分超出正常范围?这可能会对人体造成什么不利影响?

提示：(1)天冬氨酸氨基转移酶(即谷草转氨酶)略微低于正常值，这通常没有临床意义，建议定期复查。若该值偏高，说明肝功能受损。(2)葡萄糖含量超标，且糖化血清白蛋白严重超标可能是糖尿病。糖尿病患者长期高血糖，会导致眼、肾、心脏、血管、神经等慢性损害。(3)甘油三酯超标，可引起高血脂症，易并发冠心病、动脉粥样硬化等。

一、内环境的动态变化

1.细胞代谢会产生许多___________，如碳酸等; 人和动物吃的食物代谢后也会产生一些__________。

提出问题

这些物质进入内环境，会使机体的pH发生怎样的变化呢?

下面的探究活动将帮助你回答这个问题。

播放视频《模拟生物体维持PH的稳定》

模拟生物体维持pH的稳定的实验结果分析

结论：滴加盐酸后，自来水pH逐渐减小。滴加NaOH溶液后，逐渐增大

结论：在一定范围内滴加盐酸还是NaOH溶液，缓冲液的pH均保持相对稳定。

结论：无论滴加盐酸还是NaOH溶液，生物材料的pH均保持相对稳定。

比较以上三个图的曲线变化规律可知：生物材料的性质类似于缓冲液而不同于自来_______，说明生物材料内含有________________，因而能维持pH相对稳定。

思考与讨论

1.就加入HCI或NaOH后pH的变化来说，肝匀浆更像自来水还是更像缓冲液?

提示：肝匀浆加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。

2.缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同?

提示：缓冲液加入少量酸或碱后，pH变化不明显，原因是磷酸缓冲液中含有NaH2PO4，Na2HPO2,其中NaH2PO,呈酸性，当加人少量NaOH时，可以中和OH- ; Na2HPO,呈碱性，当加入少量HCL时，可以中和H-。水溶液则不同，加人酸或碱后，pH变化明显。

3. 方法步骤9中所用到的生物材料与肝匀浆的实验结果类似吗?

提示：类似

4.请根据模拟实验的结果，尝试对机体维持pH稳定的机制进行解释。

提示：机体内环境中含有缓冲对HCO-3/H2CO3、HPO4 2-/HPO4等，它们能够对酸和碱起缓冲作用。除此以外，机体还可以通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。例如，当剧烈运动时，肌肉中会产生大量的乳酸和H2CO3。乳酸进人血液后，可与血液中的NaHCO3发生作用，生成乳酸钠和H2CO3。H2CO3 是一种弱酸， 可以分解成CO2和H2O。血液中的CO2增多会刺激呼吸中枢，使呼吸运动增强，增加通气量，从而将CO2排出体外，所以对血液的pH影响不大。当乳酸钠进人血液后，与血液中的H2CO3发生作用，形成碳酸氢盐，过多的碳酸氢盐可以由肾排出。这样由于血液中缓冲物质及机体的调节作用，血液的酸碱度不会发生很大的变化。

1.人体内环境中也有很多缓冲对，其中最重要的是__________其次还有________________等。

2.当一定量的_________________物质进入后，内环境的__________仍能维持在一定范围内。

3.稳态

(1)变化原因：外界___________的变化和体内_________________活动的进行。

(2)实例——体温变化

①正常情况下，不同人的体温，会因___________、___________等的不同而存在着微小的差异。

②同一个人的体温在一日内也有变化，但一般不超过____________。

(3)尽管周围的气温波动范围较大，但健康人的体温始终接近________。

(4)内环境稳态

含义：正常机体通过调节作用，使____________协调活动，共同维持内环境的_______________状态。

二、对稳态调节机制的认识

1.人体各器官、系统协调一致地正常运行，是维持___________________的基础。

2.如果某种器官的功能出现障碍，就会引起____________________。

3.肾脏是形成尿液的器官，当发生肾功能衰竭时，病人的______________等的代谢会紊乱。可出现全身__________。尿素氮升高、呕吐等一系列症状，即_______________，严重时会导致死亡。

4.1857年，法国著名生理学家贝尔纳（C. Bernard，1813—1878）提出∶内环境的稳定是生命能___________________存在的首要条件，内环境保持稳定主要是依赖_________________的调节。

5.1926年，美国著名生理学家坎农（W.B.Cannon， 1871—1945）提出稳态的概念。稳态不是恒定不变，而是一种___________________。他提出，内环境稳态是在________________________的共同作用下，通过机体各种_____________________分工合作、协调统一而实现的。

6.随着分子生物学的发展，人们发现免疫系统对于内环境稳态也起着重要的调节作用∶它能发现并____________________________等引起内环境波动的因素。

7.目前普遍认为，__________________调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。

8.人体维持稳态的调节能力是有____________。当外界环境的变化过于剧烈，或人体自身的调节功能出现障碍时，内环境的稳态就会遭到_________，危及机体健康。

思考与讨论

①你有过发高烧的经历吗?谈谈高烧最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施?

提示:正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度，发高烧时，各种酶的活性发生变化，代谢紊乱，机体功能异常。发热时的症状大部分集中在中枢神经系统，病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡等，同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。发热时机体处于一种明 显的分解代谢过旺的状态，持续高热必定引起器官的功能负荷加重，有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。对于6个月至4岁的幼儿来说，持续高热容易发生惊厥，相当数量的患儿由此出现脑损伤，如智力落后、甚至癫痫，因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。

②严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境的渗透压可能会出现什么变化?

提示：内环境渗透压会降低。当内环境渗透压降低时，内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞内，造成细胞吸水肿胀，进一步导致细胞代谢和功能紊乱。严重时人体会出现疲倦、全身不适、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。

③援藏的技术人员到青藏高原后常会出现头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状，为什么？这说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系?

提示：高原空气稀薄，大气压和氧分压低，易造成体内缺氧。这说明外界环境的变化会影响内环境的稳态。若外界环境变化不剧烈，并且机体代偿机制良好，内环境的波动较小，仍能维持稳态;若外界环境变化剧烈，机体代偿机制不好，内环境稳态将受到破坏，就会影响身体健康。

三、内环填稳态的重要意义

1.细胞代谢是由细胞内众多______________组成的，完成这些反应需要各种物质和条件。

2.细胞代谢需要依靠________________来提供能量，只有血糖浓度和血液中的_____________保持在正常范围内，才能为这一反应提供充足的反应物。

3.细胞代谢的进行离不开酶，酶的活性受__________等因素的影响。只有________等都在适宜的范围内，酶才能正常地发挥催化作用。

4.内环境的化学成分与健康

5.内环境的理化性质与健康

内环境的理化性质失衡也会引起疾病。下面是我们日常生活中常见的几种内环境失衡情况：

(1)渗透压失衡：当患肠胃炎时，我们常常感到四肢无力，其原因是体内丢失了大量的___________，使____________________遭到破坏。肠胃炎导致消化道对_________________的吸收能力减弱，因此，我们需要通过输液来维持____________________。

(2)体内pH失衡：常表现为____________，会引起心脑血管疾病、高血压、糖尿病、肥胖等疾病。

(3)体温失衡：当我们感冒发烧时，会出现食欲不振、精神不佳等症状，这是由于____________，影响了______________________的催化功能，造成消化不良和其他代谢活动的紊乱。

6.由此可见，内环境稳态是机体进行正常生命活动的_______________。

四、稳态概念的发展

1.在分子水平上，存在_________的稳态、________的稳态、______________的稳态等。

2.在正常生长和分裂的细胞中，___________的表达存在着稳态，如果这个稳态受到破坏，正常细胞就可能会变成癌细胞;

3.正常人体内调节血糖的______________等激素是处于动态平衡的，如果它们的分泌素乱，人体血糖的稳态就会受到破坏。

4.在细胞水平上，存在细胞的___________________的稳态等;

5.在器官水平上，存在________________的稳态（血压、心率）、消化腺分泌_______________的稳态等;

6.在群体水平上，______________________存在稳态，生态系统的结构和功能也存在稳态。

7.可见，在生命系统的各个层次上，都普遍存在着稳态。稳态已经成为_________________的一大基本概念。

五、练习与应用

1.下列关于内环境稳态调节的描述，正确的是(　  A　)

A．所有的稳态都是相对的

B．所有稳态的维持都需要神经—体液—免疫调节

C．所有稳态的形成都有许多系统直接参
D．内环境稳态不受外界环境影响

提示：内环境稳态是指细胞外液的理化性质和化学成分都处于动态平衡中，而不是恒定不变，所以说稳态是相对的，A正确；稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节网络，但并不是每一项理化性质或化学成分的稳定都需要神经—体液—免疫调节，B错误；稳态的形成需要多种器官和系统协调运行，但并不一定有多种系统直接参与，C错误；内环境的稳态会受外界环境因素变化和体内细胞代谢活动的影响，D错误。

2.关于人体内环境中pH调节的叙述中，不正确的是(　D   )

A．人体血液的pH通常在7.35～7.45之间

B．血液中乳酸过多时，就会与NaHCO3发生反应，生成乳酸钠和H2CO3

C．血液中Na2CO3过多时，就与H2CO3结合形成NaHCO3

D．pH的相对平衡是在神经—体液的调节下独立完成的

提示：人体虽然在代谢过程中会产生许多酸性物质，这些酸性物质进入血液后，就会和血液中的缓冲物质发生反应，其中的乳酸就与NaHCO3发生反应，生成乳酸钠和碳酸。碳酸是一种弱酸，可以分解成二氧化碳和水，所以对血液的pH影响不大。当血液中的二氧化碳增多时，可刺激呼吸中枢，引起呼吸加快，将多余的二氧化碳排出体外。当Na2CO3进入血液后，就与血液中的H2CO3发生作用，形成NaHCO3，过多的NaHCO3可由肾脏排出。这样，由于缓冲物质的调节，使血液中pH基本维持在7.35～7.45之间，变动幅度不大。

3.拓展应用

2017年，科学家研制了一个充满电解质溶液的大塑料袋，并用它来抚有早产的羊盖。羊盖在此"人造子宫"中待了4周。足月后，研究者发现。它们与在母羊子宫中待到足月出生的小羊一样健康。请你推测或搜集相关资料，从内环境粒态的角度分析 "人遣子宫"的构成。

提示:“人造子宫” 看起来像一个大塑胶袋， 确切地说是用特殊材质制成的一种生物袋。它要代替母羊子宫孕育羊羔，这个生物袋内必须装“羊水”，能够为早产羊羔生活提供适宜的液体环境。该“羊水”模拟自然子宫羊水的成分种类和含量，除水和电解质外，包含多种可以促进羊羔生长的营养物质和生长因子，如蛋白质、糖类、脂肪等，也包括抗生素、尿素等。此外，这种“羊水”还必须具备适宜的温度和酸碱度。“人造子宫”接有专门管道，需要每天注入定量电解质溶液，以确保“羊水”得到更新，保持相对稳定。

另外，“人造子宫”外部配置了机器胎盘，与早产羊羔的脐带连通。早产羊羔靠机器胎盘来获得养料，排出代谢废物，以保持羊羔内环境的稳定:含有养料和O2的新鲜血液源源不断输送到羊羔体内，羊羔的心脏也将较多含有CO2和其他代谢废物的血液挤压到机器胎盘中，后者将血液更新之后再回输到羊羔体内。

提出问题，分析问题，小组讨论，分析问题。

【学习活动一】

学生阅读课本，带着问题，阅读课文，回答问题。

视频播放，

坐标图分析实验结果。

小组讨论，回答相关问题

【学习活动二】学生阅读，分组讨论，基于对稳态调节机制的认识进行思考讨论。

小组讨论，回答相关问题

【学习活动三】学生阅读，分组讨论，分析内环境稳态是机体进行正常生命活动的意义。

小组讨论，完成表格。

根据所学，完成相关练习

通过实例分析，领悟内环境的动态变化特征，总结稳态的含义，培养概括和科学思维能力。

带着问题，通过阅读，了解了解稳态的动态变化。

培养学生获取信息的能力，加深学生对概念的认识，激发学生的科学研究的兴趣。

通过小组讨论，了解现象分析本质，层层递进，比较方法的运用，有效促进学生思维发展，利于学生更好的理解稳态的变化。

利用归纳、分析、概括等思维能力，有利于建立对稳态调节机制的认识，渗透科学方法和科学精神。

通过小组讨论，了解现象分析本质，层层递进，比较方法的运用，有效促进学生思维发展。

通过讨论及活动，学生能认同内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。

通过表格对比的方式，使学生更快掌握内环境的化学成分与健康。

回顾旧知，巩固和应用所学知识。

课堂小结

1.通过比较自来水、缓冲液和肝匀浆中加入酸或碱后pH的变化，说明生物组织匀浆与缓冲液更类似，而与自来水不同，从而推测生物体是如何维持pH稳定的。

2.人体内环境中也有很多__缓冲对__，其中最重要的是HCO/H2CO3，其次还有HPO/H2PO等。当一定量的酸性或碱性物质进入后，内环境的pH仍能维持在一定范围内。

3.变化原因：外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行。

4.正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。

5.血糖浓度和血液中含氧量保持正常：保证机体正常的能量供应。

6.温度、pH相对恒定：酶活性正常，细胞代谢正常。

板书

第二节  内环境的稳态

一、内环境的动态变化

1．模拟生物体维持pH的稳定

2．稳态

二、对稳态调节机制的认识

三、内环境稳态的重要意义

课后作业

调查体温的日变化规律