1、第 2 节 内环境稳态的重要性 从容说课 本节教学内容包括两部分：“内环境稳态及其重要性”和实验“生物体维持 pH 稳定的机 制”。课时安排为 2 课时。这 2 课时如何安排？可以有两种方式：其一，按照教材安排的顺 序先授课后实验，实验安排在后可以验证课堂上学习过的人体维持内环境 pH 稳定的知识， 并解释 pH 维持稳定的机制；其二，先实验后授课，实验安排在前可以让学生先观察到生 物体维持 pH 稳定的现象，增加更多的感性认识，以利于学习后续的稳态、稳态失调等抽 象概念。这里考虑到学生最好的学习知识的顺序以及教材第 1 节和第 2 节内容的衔接，采 用第二种方式：先试验后授课。 第 1 课时
2、进行“生物体维持 pH 稳定的机制”的实验。实验课的引入以对第 1 节内容的 复习巩固开始。以第 1 节中“细胞外液的渗透压和酸碱度”的知识基础出发，进行“生物体维 持 pH 稳定的机制”的实验。通过实验，使学生了解内环境稳态的现象，并通过教师引导、 学生探讨，逐步对生物体维持 pH 稳定的机制进行解释，探讨的同时又进一步巩固了第 1 节“细胞外液的成分” 中的相关知识。上课结束前布置作业：按照课本上的要求完成“体温日 变化规律”的调查，在第 2 课时中作新课的导入。 第 2 课时授课，讲解“内环境稳态及其重要性”。 “内环境稳态及其重要性 ”包括内环境的 动态变化、对稳态调节机制的认识、内环
3、境稳态的重要意义等内容。 新课的导入，学生公布自己“体温日变化规律”的调查结果，从体温的“日变化”发现同一个 人的体温在一日内的波动范围不大，从个体的平均体温差异发现健康人的体温始终接近 37 。导入内环境的稳态及其重要性。 “内环境的动态变化” 中稳态概念是本节的重点和难点内容，涉及到的内环境的化学成 分、理化性质等很抽象，而内环境的化学成分和理化性质的动态变化更令学生难以捉摸。 因此通过上一学时的实验可以让学生了解内环境 pH 的稳定，调查“体温的日变化规律”可 以让学生体验体温的相对稳定，问题探讨“化验单分析”侧重于内环境中化学成分的稳定 （如血糖稳定、血脂稳定等） ，让学生讨论“为什么
4、医院里给病人输液时必须使用生理盐水” “为什么多喝多尿、少喝少尿”等问题可以初步认识渗透压的稳定，最后总结得出内环境的 各项理化性质都能够维持在一个相对稳定的状态。生理学家把正常机体在神经系统和体液 的调节下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态，叫做内环 境的稳态。然后让学生阅读课后的科学史话稳态概念的提出和发展，让学生了解微观 方向的分子、器官存在稳态，宏观方向的种群、生物圈也存在稳态。 “对内环境稳态机制的认识”有两方面的内容，一方面是稳态能够维持，另一方面是稳 态的维持能力是有限的。首先，让学生探讨内环境中的营养物质、代谢废物、O 2、CO 2 等 化学成分的来源
5、与去路，说明这些成分要保持相对稳定，与消化、呼吸、循环、泌尿等系 统的功能及细胞代谢功能的实现有直接关系，又与各器官、系统的协调有关。简要介绍人 类对机体维持稳态机制的认识过程，指出目前普遍认为，神经体液免疫调节网络是机 体维持稳态的主要调节机制。其次，通过教材上的“思考与讨论”，分析“空调病”的原因等， 让学生了解机体稳态的维持能力是有限的。 “内环境稳态的重要意义”中的内容先让学生阅读关于内环境失去稳态而致病的一些资 料，了解当内环境的稳态遭到破坏时，就会引起细胞新陈代谢紊乱，并导致疾病，然后， 从酶的活性的角度阐述内环境的温度、渗透压、pH 等维持稳态的必要性。最后说明内环境 稳态是机体
6、进行正常生命活动的必要条件。 本节内容也比较抽象，因此，教学过程中力求联系学生的生活经验。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 内环境稳态及其生理意义。 教学难点 内环境稳态及其生理意义。 教具准备 1.多媒体 CAI1：动态显示内环境稳态与消化、呼吸、循环、排泄系统的功能 联系。 2.多媒体 CAI2：阅读资料：缺钙会引起哪些疾病？ 课时安排 2 课时。 第 1 课时：进行“生物体维持 pH 稳定的机制”实验。 第 2 课时：讲解“内环境稳态及其重要性”。 三维目标 1.说明内环境稳态的概念。 2.简述稳态的调节机制。 3.了解稳态的生理意义。 4.进
7、行实验，了解生物体具有维持内环境稳定的机制。 5.尝试解释生物体维持 pH 稳定的机制。 6.关注维持内环境稳态与健康的关系。 7.养成自我保健的意识和习惯。 8.运用这方面的知识关爱家人和亲友。 9.建立敢于质疑、尊重事实，严谨、仔细的科学精神和科学态度。 教学过程 第 1 课时 导入新课 师 同学们好！ 上节课同学们学习了“第 1 节 细胞生活的环境”，大家一起通过几个问题来回忆一下 这一节的知识要点。 课件展示： 1.什么是体液？体液包括哪些部分？ 2.什么是内环境？内环境各成分之间的关系如何？ 3.内环境中含有哪些物质？内环境具有哪些理化特性？ 4.内环境有什么作用？ 生 1 人体内含
8、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。 生 2 细胞生活的由血浆、组织液和淋巴等细胞外液共同构成的液体环境叫做内环境。它 们之间的关系是： 生 3 内环境中含有水、无机盐、各种营养物质和代谢废物等。内环境的理化特性包括渗 透压、酸碱度和 pH 三个方面。 生 4 内环境不仅是细胞生存的直接环境，而且是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 师 总而言之，内环境是沟通细胞与外界环境的纽带，它的理化性质受到来自细胞和外界 环境两方面的影响。以 pH 为例，细胞代谢会产生许多酸性物质，如碳酸等，人和动物的 组织细胞在无氧呼吸时产生乳酸，人和动物吃的食物中也常常会含有酸
9、性或碱性物质，这 些酸性或碱性物质进入内环境，会使 pH 发生偏移，但内环境 pH 的改变会影响酶的活性， 从而影响机体正常的新陈代谢。但是，生物材料和自来水在加入酸或碱后 pH 的变化会相 同吗？要了解这个问题，我们需要通过实验来比较一下。 推进新课 师 下面请同学们阅读教材第 9 页到第 10 页上的实验：生物体维持 pH 稳定的机制。要求 大家通过阅读了解此次实验的目的要求、材料用具和方法步骤，尤其要关注实验过程中的 注意事项。 （学生阅读教材） 师 此次实验的目的有几个？分别是什么？ 生 实验的目的有两个：一个是比较自来水、缓冲液和生物材料在加入酸或碱后 pH 的变 化；另一个是根据实
10、验结果推测生物体是如何维持 pH 稳定的。 师 此次实验要用哪几种实验材料，哪几种实验试剂？ 生 4 种实验材料：自来水、缓冲液和两种生物材料；2 种实验试剂：NaOH 溶液和 HCl 溶 液。 师 谁能用最简练的语言叙述实验步骤？ 生 分别在 4 种实验材料中以每 5 滴为单位加入 HCl 溶液直到加入 30 滴，用 pH 试纸测实 验材料在加酸前和每次滴加后的 pH 并记录，再以 NaOH 溶液重复实验，最后根据所得数 据画出各实验材料的 pH 变化曲线。 师 很好。这个实验中我们在安全方面有什么必须注意的呢？ 生 盐酸和氢氧化钠有腐蚀性。应避免它与皮肤和眼睛接触，也不要入口。若有酸或碱洒
11、 落或溅出，要立即用水冲洗，并告诉老师。 师 这一点请大家在操作的时候务必注意！ 师 为了提高实验效率，我们以小组为单位来进行实验。每张实验桌前坐有两位同学，前 后两张桌子的 4 位同学为一个实验小组，一桌的同学做加酸的实验，另一桌的同学做加碱 的实验。同桌的两位再分工，每位做两种实验材料。实验操作完成后把实验桌整理干净， 每个实验小组把数据汇总后加以分析，以个人为单位，各自绘制 pH 变化曲线图。最后对 教材上提出的 3 个问题进行分组讨论。实验操作 15 分钟，数据汇总、绘图、讨论 10 分钟。 下面开始实验。 （多媒体显示实验步骤和注意要点） （学生实验，教师予以指导） 师 同学们在实验
12、的过程中都积极动手，认真操作。大部分同学完成了 pH 变化曲线图的 绘制。下面请同学根据实验结果，说一说不同实验材料 pH 变化的特点。 生 自来水在加入酸或碱后 pH 变化幅度较大，缓冲液和生物材料加入酸或碱后 pH 变化幅 度较小。 师 总结得很好。下面我们来就以下几个问题展开讨论。 课件展示： 1.就加入 HCl 或 NaOH 后 pH 的变化来说，生物材料是更像自来水还是更像缓冲液？ 2.分析缓冲液的 pH 变化情况为什么与自来水的不同。 3.尝试对生物材料维持 pH 稳定的机制进行解释。 生 1 生物材料加入 HCl 或 NaOH 后 pH 的变化更像缓冲液。 生 2 缓冲液加入少量
13、酸碱后，pH 变化不明显是因为磷酸缓冲液中含有缓冲物质。 师 是的。磷酸缓冲液中含有弱酸性的 NaH2PO4 和弱碱性的 Na2HPO4，它们构成了一对缓 冲物质。当向其中加入少量 NaOH 时，可以和酸性的 NaH2PO4 生成 Na2HPO4 和水，强碱 成为弱碱；当加入少量 HCl 时，可以中和碱性的 Na2HPO4，生成中性的 NaCl 和弱酸性的 H3PO4。水溶液则不同，因而加入酸碱后，pH 变化明显。 生 3 我们用的生物材料主要包含了生物的细胞外液和细胞内液，在这些体液中含有水、 无机盐、营养物质等，其中的很多种无机盐类组成了溶液中的缓冲物质。 师 生物材料中含有缓冲对 NaH
14、2PO4/Na2HPO4、H 2CO3/NaHCO3 等，它们能够对酸碱度的 变化起缓冲作用。此外，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 机体剧烈运动时，肌肉中会产生大量的乳酸和碳酸。乳酸进入血液后，可与血液中的碳酸 氢钠发生作用，生成乳酸钠和碳酸。碳酸是一种弱酸，可以分解成 CO2 和水。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。当乳酸钠进入血液后，与血液中的碳酸发生作用，形成碳酸氢盐， 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，以及机体的调节 作用，可以使血液的酸碱度维持相对稳定。 课堂小结 通过这节课的实验探究，我们了解了当少量的酸性或碱性物质进入内环境时，内环境中 的缓冲物质会使 pH 在一个相对较小的范围内发生偏移，这就为内环境的 pH 的稳定提供了 保障。那么内环境的其他理化性质是否也是相对稳定的呢？我们可以通过教材第 7 页上体 温日变化规律的测定活动来了解。下面布置一个作业：用今明两天时间，按照课本上的要 求完成“体温日变化规律” 的调查。
