细胞生活的环境》课件和教案(新人教版必修3)教案

普通高中课程标准实验教科书—必修3［人教版］第1章人体的内环境与稳态第1节细胞生活的环境王健（江苏省兴化中学225700）设计思路：《细胞生活的环境》包括体细胞生活在细胞外液中、细胞外液的成分、细胞外液的渗透压和酸碱度、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介等内容。这些内容，是课程标准所规定的“说明稳态的生理意义”的基础。本节课整体设计思路是“情景导入→问题探讨→合作探究→交流讨论→分析小结→拓展评价”。本章的引入是利用教材提供的章题图来完成。通过启发学生观察章题图、思考图中内容与本章内容的关系，激发学生学习本章的兴趣。同时通过图片还可以使学生感受到边防战士、炼钢工人、抗洪抢险战士工作环境的恶劣，体会他们工作的艰苦，认识他们工作的重要性，这也是一种人文精神的渗透。本节的引入可以利用教材提供的“问题探讨”来完成。问题探讨中人体血细胞、草履虫的图片，可以启发学生比较两者生活环境的异同，引出体内细胞生活的环境──内环境。“体内细胞生活在细胞外液中”包含体液和内环境两个概念。在组织教学时先从简单的体液的概念入手，再通过多媒体动态演示组织液、血浆、淋巴液之间的关系揭示细胞外液是一个有机的整体，从而逐步深入使学生理解内环境的概念。最后通过“内环境与外界环境有哪些差别？”这样的问题，引出细胞外液的组成和理化特性的内容。“细胞外液的成分”是学习细胞外液的渗透压和酸碱度等内容的基础。这部分教学过程是以血浆的化学成分为例进行探讨。围绕这个资料分析，让学生进行讨论。教师适当引导，让学生逐步理解知识要点。教材在这部分内容最后总结“细胞外液是一种盐溶液，类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。”这样，就在“内环境”和“生物进化”这两个核心概念之间建立了联系。“细胞外液的渗透压、酸碱度和温度”是内环境理化性质的三个主要方面。渗透压的概念比较难理解，教学时采取了先复习渗透作用再引入渗透压的概念，并且结合旁栏思考题，引导学生与日常生活经验相联系；pH的概念和内环境的温度特点比较好理解，教学时简单提一下即可。内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介，细胞与内环境之间进行物质交换的内容比较好理解。内环境如何与外界环境进行物质交换的内容，则比较复杂。教学设计是围绕思考与讨论活动，引导学生联系初中所学过的知识，通过“思考与讨论”得到答案。本节教材正文之后，还安排了与内环境如何与外界环境进行物质交换有关的技能训练，具体安排是把它作为一项任务布置给学生，要求每一位学生利用课下的时间独立完成。让学生通过这个活动，既练习、领悟构建模型的方法，又进一步理解有关知识内容。教学目标：［知识方面］1．描述内环境的组成和理化性质。2．说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。［情感态度与价值观方面］关注维持内环境稳态与健康的关系。［能力方面］尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。教学重点和难点：［教学重点］1．内环境的组成和理化性质。2．内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。［教学难点］1．内环境的理化性质。2．内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。教学方法：直观教学法、谈话法、讨论法、自主探究法。教具准备：1．投影仪2．多媒体课件课时安排：１课时教学过程：［导入新课］师：同学们好！在开始今天新的一章内容学习之前先请大家看几幅图片，并思考以下问题。课件展示：他们的生活环境有什么特点？（播放图片，学生观看并思考）师：有谁能回答这个问题？生1：边防战士生活环境寒冷，炼钢工人生活环境炎热，抗洪抢险战士可能会面临高温，缺干净水的恶劣生活环境。师：还有同学来补充一下吗？生2：抗洪抢险战士生活环境中蚊虫多，细菌等微生物也多，战士们容易患病。……师:很好,前面所看到的恶劣环境对人体健康有何影响?在寒冷或炎热环境中人体是如何维持体温的?大量出汗时,需要及时补充含盐的水,比如喝电解质饮料,这又是为什么?——人体必须维持内环境的稳态。什么是内环境？什么是稳态？如何来维持内环境的稳态？这就是本章所学习的主要内容。下面我们先来学习第1节！［推进新课］板书：第1节细胞生活的环境师：同学们阅读课本P2问题探讨，思考并讨论。课件展示：讨论1：图1和图2各是什么细胞？请说出细胞的名称。讨论2：它们分别生活在什么样的环境中？两者的生活环境有何异同？生：图1中是人体血液中的血细胞，图2中是单细胞动物草履虫。师：还记得人体血液中的血细胞有几种吗，他们生活的环境和草履虫有相似之处吗？二者又有何不同？生1：人体血液中的血细胞，包括红细胞、白细胞等，两者生活环境的相似之处是：都是液体环境。生2：不同之处是血细胞生活在体内的血浆中，并不直接与外界环境进行物质交换，而草履虫直接生活在外界环境中，可直接与外界进行物质交换。师；回答得很好，与外界环境相比，血浆的理化性质更为稳定，如温度基本恒定等。下面我们就一起来探讨人体内细胞的生活环境。板书：一、体内细胞生活在细胞外液中课件展示：体液——不论男性还是女性，体内都含大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液。细胞内液（存在于细胞内，约占2/3）体液血浆细胞外液（存在于细胞外，约占1/3）组织液淋巴等师：细胞外液和细胞内液相比，谁多谁少呢？生1：感觉应该是细胞外液多，比如我们人体内血桨的量很多啊！生2：不对，应该是细胞内液多！……师：人体内细胞数量很多，存在于细胞内的液体总和大约占2/3，所以细胞内液多。那么细胞直接生活的环境是什么？生：细胞外液师：细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴等。下面阅读教材P3相关内容，思考并讨论以下问题。课件展示：1、血液全是体液吗？提示：血液不全是体液，因为血液中除了液体部分——血浆外，还有大量的血细胞。2、手和脚有时会磨出“水泡”，“水泡”中的液体主要是什么？提示：“水泡”中的液体主要是组织液。3、内环境是指什么？“内”的含义是什么？提示：“内”与“外”是相对的，从细胞来看，细胞外液属于其生活的外界环境，其内环境为细胞内液；而从人体来看，细胞外液是内环境。4、血细胞直接生活的内环境是什么？提示：血浆。5、体内绝大多数组织细胞直接生活的内环境是什么？提示：组织液。6、大量的淋巴细胞和吞噬细胞直接生活的内环境是什么？提示：淋巴液。7、毛细血管壁细胞直接生活的内环境是什么？提示：血浆和组织液。8、毛细淋巴管壁细胞直接生活的内环境是什么？提示：淋巴液和组织液。9、组织液、血浆和淋巴有什么异同？提示：相同点：它们都属于细胞外液，共同构成人体内环境，基本化学组成相同。不同点：（1）在人体内存在的部位不同：血浆位于血管内，组织液分布于组织细胞之间，淋巴分布于淋巴管中；（2）生活于其中的细胞种类不同：存在于组织液中的是体内各组织细胞，存在于血浆中的是各种血细胞，存在于淋巴中的是淋巴细胞等；（3）所含的化学成分有差异，如血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质很少。10、组织液、血浆、淋巴液之间有什么内在联系？能不能说全身细胞外液是一个有机的整体？提示：当血浆流经毛细血管时，水和一切能够透过毛细血管壁的物质可以在毛细血管动脉端渗出，进入组织细胞间隙而成为组织液，绝大多数的组织液在毛细血管静脉端又可以重新渗入血浆中。少量的组织液还可以渗入毛细淋巴管，形成淋巴，淋巴经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆中。它们之间的关系如下图所示。由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。板书：（叫学生上来画，教师批改、点评、补充）（演示多媒体，学生观看、阅读、思考、讨论）教师要结合教科书中的图和课件讲清讲透上述问题，教学时可采取问答的方式，可以适时的提示。师：内环境是由细胞外液构成的液体环境，那么内环境与外界环境有哪些差别呢？细胞外液有哪些化学成分呢？板书：二、细胞外液的成份[资料分析]血浆的化学组成。引导学生分析教材P4资料，教师提示。讨论：1、如何将表中物质按化学性质进行归类？提示：表中的化学物质可分为无机物和有机物。无机物包括水和无机盐离子（如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HPO42-、SO42-、HCO3-）等，有机物包括糖类（如葡萄糖）、蛋白质（如血清白蛋白、血清球蛋白、纤维蛋白原等）、脂质（如各种脂肪酸、脂肪、卵磷脂、胆固醇）、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。2、除表中所列成分外，血浆中还可能含有哪些物质？提示：还含有气体分子（主要是氧气和二氧化碳）、调节生命活动的各种激素、其他有机物（如维生素）等。3、在组成血浆的离子中，哪些离子的含量较多？它们可能起什么作用？提示：Na+、Cl-含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。4、HCO3-、HPO42-可能起什么作用？提示：维持血浆的酸碱平衡。课件展示：二、细胞外液的成份1．血浆中约90%为水；其余10%分别是：无机盐，蛋白质，以及血液运送的物质，包括各种营养物质、各种代谢废物、气体、激素等。2．组织液、淋巴的化学成分和含量与血浆相近，但又有所不同。最主要的差异在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质很少。3．细胞外液本质上是一种盐溶液，类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。师：在必修1中我们曾学过植物细胞通过渗透作用来吸水或者失水；红细胞置于清水中渗透吸水会涨破，置于高浓度食盐水中渗透失水会皱缩，那么在细胞外液中细胞会出现这种情况吗？板书：三、细胞外液的渗透压和酸碱度学生阅读教材P5相关内容，并结合P4表，讨论回答下列问题：课件展示：1、细胞外液的理化特性主要指哪些性质？提示：细胞外液的理化特性主要指渗透压、酸碱度和温度。2、什么叫溶液渗透压？提示：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。3、细胞外液渗透压主要由什么决定？提示：溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。4、正常人血浆的PH是多少？提示：7.35—7.455、人为什么能保持血浆PH的相对稳定？提示：与它含有HCO3-、HPO42-等离子有关。6、人体细胞外液的温度一般维持在多少度？提示：37℃左右（旁栏思考题）提示：哺乳动物的生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液，这样的溶液所提供的渗透压与血浆等细胞外液的渗透压相同，所以是血浆的等渗溶液。如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于0.9%，则会造成组织细胞吸水或失水。师：细胞作为一个开放的系统，可以直接与内环境进行物质交换。板书：四、内环境是细胞与外环境进行物质交换的媒介（思考与讨论）将学生分组讨论教材P5问题。教师结合下图归纳总结。1．提示：Na+和Cl-等直接来自于食物，不需要经过消化可以直接被吸收。葡萄糖、氨基酸等物质主要来自于食物中的糖类和蛋白质。糖类和蛋白质是两类大分子物质，必须经过消化系统的消化，分解为葡萄糖和氨基酸才能被吸收。上述物质在小肠内经主动运输进入小肠绒毛内的毛细血管中，经血液循环运输到全身各处的毛细血管中，再通过物质交换过程进入组织液和淋巴。2．提示：细胞代谢产生的CO2与H2O结合，在碳酸酐酶作用下，发生下列反应：CO2+H2OH2CO3H++HCO3-。HCO3-通过与细胞外的阴离子交换到达细胞外液，即组织液、血浆或淋巴中。主要与呼吸系统有关。3．提示：人体具有体温调节机制以保持细胞外液温度的恒定。详细内容可参考教材第2章关于人体体温调节的内容。参与体温调节的器官和系统有皮肤、肝脏、骨骼肌、神经系统、内分泌系统、呼吸系统等。4．提示：体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液，泌尿系统形成、排出尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出，其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主。例如，血浆中的尿素主要通过肾脏形成的尿液排出体外。血浆中的CO2通过肺动脉进入肺泡周围的毛细血管，由于血液中的CO2分压大于肺泡中CO2的分压，CO2就从血液中向肺泡扩散，再通过呼气运动将其排出体外。师；通过以上讨论可以看出，内环境与外界环境的物质交换过程，需要体内各个器官系统的参与，同时，细胞和内环境之间也相互影响、相互作用的。细胞不仅依赖于内环境，也参与了内环境的形成和维持。［课堂总结］课件展示：内环境的概念、组成、理化性质及物质交换。［技能训练］1．构建人体细胞与外界环境的物质交换模型。2．联系必修1所学过的细