高二生物必修三細胞生活的環(huán)境教學(xué)設(shè)計
高二生物必修三細胞生活的環(huán)境教學(xué)設(shè)計
老師們在上課前都會準備教案來梳理教學(xué)進度，好的教案可以使同學(xué)們在上課時汲取更多的知識。以下是學(xué)習(xí)啦小編為您整理的關(guān)于高二生物必修三細胞生活的環(huán)境教學(xué)設(shè)計的相關(guān)資料，供您閱讀。
高二生物必修三細胞生活的環(huán)境教學(xué)設(shè)計
第1節(jié) 細胞生活的環(huán)境
一、 教學(xué)目標
1.描述內(nèi)環(huán)境的組成和理化性質(zhì)。
2.說明內(nèi)環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介。
3.嘗試建構(gòu)人體細胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換模型。
二、教學(xué)重點和難點
1.教學(xué)重點
(1)內(nèi)環(huán)境的組成和理化性質(zhì)。
(2)內(nèi)環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介。
2.教學(xué)難點
(1)內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)。
(2)內(nèi)環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介。
三、教學(xué)策略
1.關(guān)于章節(jié)引入的設(shè)計
任何一堂課，引言的設(shè)計都至關(guān)重要。好的開頭不僅使學(xué)生能夠迅速集中注意力，有效幫助學(xué)生進入學(xué)習(xí)狀態(tài)，并且能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，為上好本節(jié)課奠定基礎(chǔ)。“細胞生活的環(huán)境”這一課是本章教學(xué)的第一課，這節(jié)課的引入涉及兩個環(huán)節(jié)：章題的引入和節(jié)題的引入。
章題的引入可以利用教材提供的章題圖來完成。通過啟發(fā)學(xué)生觀察章題圖、思考圖中內(nèi)容與本章內(nèi)容的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本章的興趣。同時通過圖片還可以使學(xué)生感受到邊防戰(zhàn)士、煉鋼工人、抗洪搶險戰(zhàn)士工作環(huán)境的惡劣，體會他們工作的艱苦，認識他們工作的重要性，這也是一種人文精神的滲透。由于本章內(nèi)容與人體健康的關(guān)系密切，也可以考慮從人類生活中的健康問題入手來引入。
節(jié)題的引入可以利用教材提供的“問題探討”來完成。問題探討中人體血細胞、草履蟲的圖片，可以啟發(fā)學(xué)生比較兩者生活環(huán)境的異同，引出體內(nèi)細胞生活的環(huán)境 ──內(nèi)環(huán)境。若有條件，可以出示裝有血液(離心后)和草履蟲培養(yǎng)液的試管代替圖片，這樣的情景更為直觀和真實，更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
2.組織學(xué)生開展閱讀、思考與討論、資料分析等活動，在活動中引導(dǎo)學(xué)生主動建構(gòu)內(nèi)環(huán)境及其理化性質(zhì)的知識。
有關(guān)人體內(nèi)環(huán)境組成的內(nèi)容很抽象，充分利用學(xué)生已有的知識、經(jīng)驗和直觀圖片搭建學(xué)習(xí)新知識的橋梁，將有助于學(xué)生對這部分內(nèi)容的理解和掌握。例如，可以讓學(xué)生觀察教師展示的血漿實物，或引導(dǎo)學(xué)生回憶在初中曾經(jīng)做過的觀察活動;也可以啟發(fā)學(xué)生回憶手腳磨出水泡的情景，說明水泡中的液體主要是組織液等，這樣都有利于學(xué)生建立對細胞外液的感性認識。關(guān)于組織液、血漿和淋巴三者間的內(nèi)在聯(lián)系，教材寫得比較具體，而且配有插圖，可以先讓學(xué)生閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，同時參考教科書中的圖1-1和1-3，進行獨立思考，再在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生理解三者間的關(guān)系。在看圖過程中，首先應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生識別圖中各種結(jié)構(gòu)和成分，弄清各結(jié)構(gòu)間的關(guān)系，這是理解組織液、血漿和淋巴內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)。教材提供的插圖只反映人體局部組織中的情況，要說明全身的細胞外液是一個有機的整體，有必要再提供人體循環(huán)系統(tǒng)(包括血液循環(huán)和淋巴循環(huán))的整體圖，從而有助于學(xué)生建立對人體細胞外液的整體認識。
內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)是一個更為抽象、更難以理解的深層次問題。一般的講解難以在學(xué)生的頭腦中留下深刻印象。可以引導(dǎo)學(xué)生開展資料分析、實驗現(xiàn)象分析等討論活動，使學(xué)生理解這部分內(nèi)容。在資料分析中，5個討論題是為學(xué)生自學(xué)課本內(nèi)容設(shè)計的，討論題1和2圍繞有關(guān)細胞外液成分的問題;討論題3和4與細胞外液的滲透壓和酸堿度有關(guān);討論題5與內(nèi)環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介有關(guān)。要讓每個學(xué)生獨立完成這5個題的討論是有一定難度的，因此教師應(yīng)根據(jù)實際情況，針對不同的學(xué)生，采用不同的教學(xué)策略。例如，如果學(xué)生基礎(chǔ)較好、能力較強，可以把他們分成小組，提供充足的時間，放手讓他們討論，并自學(xué)課本上的相關(guān)內(nèi)容，最后由教師進行簡單總結(jié)。對于基礎(chǔ)較差和能力較弱的學(xué)生，教師宜給予適當?shù)囊龑?dǎo)，再根據(jù)教學(xué)進程安排學(xué)生分階段進行討論。如學(xué)習(xí)細胞外液成分時，先討論1、2題，學(xué)習(xí)滲透壓和酸堿度時，再討論3、4題，第5題則可以放到“內(nèi)環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介”標題下的“思考與討論”中去。這樣做有利于分散難點，突破每一階段的重點。
3.以任務(wù)驅(qū)動討論的開展，以討論促進任務(wù)的完成，通過建立與已有知識的聯(lián)系，最終實現(xiàn)對“內(nèi)環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介”的充分理解。
這部分教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生在必修1中學(xué)過的物質(zhì)出入細胞的內(nèi)容，及初中學(xué)過的消化、呼吸、循環(huán)、泌尿系統(tǒng)等知識聯(lián)系緊密。教材提供了“思考與討論”和“技能訓(xùn)練”兩項學(xué)生活動，旨在通過活動引導(dǎo)學(xué)生回憶學(xué)過的相關(guān)知識，并建立起與新知識間的聯(lián)系，從而理解內(nèi)環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介。
教學(xué)時，建議將“技能訓(xùn)練”作為一項任務(wù)布置給學(xué)生，要求每一位學(xué)生利用課下的時間獨立完成。學(xué)生在接受任務(wù)后，會開始思考自己應(yīng)該如何完成這項任務(wù)。他們可能會面臨兩個問題：一是人體細胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換過程是如何完成的?二是選擇哪種表現(xiàn)形式來表達。這時他們就會產(chǎn)生與他人交流的愿望。老師可提出，為了幫助同學(xué)降低完成任務(wù)的難度，同時保證任務(wù)完成的質(zhì)量，要求同學(xué)以小組為單位，在課堂上就自己面臨的問題展開討論，也可根據(jù)“思考與討論”中的問題展開討論。由于學(xué)生是帶著任務(wù)參與討論的，因此會很投入、很積極，討論的效果就能得到保證。討論結(jié)束后，應(yīng)由同學(xué)或老師總結(jié)人體細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的過程，這樣可以幫助學(xué)生掃清知識上的障礙，為課下完成任務(wù)奠定基礎(chǔ)。同時，最好提供給學(xué)生一個制作好的范例，如圖解(見圖1-1)或課件，使學(xué)生明確這項任務(wù)的要求，即制作時首先要注意科學(xué)性，其次要注意形式的多樣化。在指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)的過程中還應(yīng)發(fā)揮評價的作用，促進學(xué)生積極地、高質(zhì)量地完成任務(wù)。例如，學(xué)生完成任務(wù)后，教師要給予及時評價，成績可以記入學(xué)期總評，或選出優(yōu)秀作品在課堂展示、交流、點評等。
圖1-1體內(nèi)細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的過程
四、答案和提示
(一)問題探討
1.圖1中是人體血液中的血細胞，包括紅細胞、白細胞等;圖2中是單細胞動物草履蟲。
2.血細胞生活在血漿中。草履蟲直接生活在外界水環(huán)境中。兩者生活環(huán)境的相似之處是：都是液體環(huán)境;不同之處是：血細胞生活在體內(nèi)的血漿中，并不直接與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換，而草履蟲直接生活在外界環(huán)境中;與外界環(huán)境相比，血漿的理化性質(zhì)更為穩(wěn)定，如溫度基本恒定等。
(二)思考與討論1
1.細胞外液是指存在于細胞外的體液，包括血漿、組織液和淋巴等。血細胞直接生活在血漿中，體內(nèi)絕大多數(shù)細胞直接生活在組織液中，大量淋巴細胞直接生活在淋巴液中。由此可見，細胞外液是體內(nèi)細胞直接生活的環(huán)境。
2.相同點：它們都屬于細胞外液，共同構(gòu)成人體內(nèi)環(huán)境，基本化學(xué)組成相同。
不同點：(1)在人體內(nèi)存在的部位不同：血漿位于血管內(nèi)，組織液分布于組織細胞之間，淋巴分布于淋巴管中;(2)生活于其中的細胞種類不同：存在于組織液中的是體內(nèi)各組織細胞，存在于血漿中的是各種血細胞，存在于淋巴中的是淋巴細胞等;(3)所含的化學(xué)成分有差異，如血漿中含有較多的蛋白質(zhì)，而組織液和淋巴中蛋白質(zhì)很少。
3.提示：當血漿流經(jīng)毛細血管時，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，進入組織細胞間隙而成為組織液，絕大多數(shù)的組織液在毛細血管靜脈端又可以重新滲入血漿中。少量的組織液還可以滲入毛細淋巴管，形成淋巴，淋巴經(jīng)淋巴循環(huán)由左右鎖骨下靜脈匯入血漿中。它們之間的關(guān)系如圖1-2所示。由此可見，全身的細胞外液是一個有機的整體。
圖1-2組織液、血漿、淋巴之間的關(guān)系
(三)資料分析
1.提示：表中的化學(xué)物質(zhì)可分為無機物和有機物。無機物包括水和無機鹽離子(如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HPO42-、SO42-、HCO3-)等，有機物包括糖類(如葡萄糖)、蛋白質(zhì)(如血清白蛋白、血清球蛋白、纖維蛋白原等)、脂質(zhì)(如各種脂肪酸、脂肪、卵磷脂、膽固醇)、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。
2.還含有氣體分子(主要是氧氣和二氧化碳)、調(diào)節(jié)生命活動的各種激素、其他有機物(如維生素)等。
3.Na+、Cl-含量較多。它們的作用主要是維持血漿滲透壓。
4.維持血漿的酸堿平衡。
5.提示：如血漿中的葡萄糖主要來源于食物中的糖類。食物中的淀粉經(jīng)消化系統(tǒng)消化后，分解為葡萄糖，經(jīng)小腸絨毛吸收后進入血液，通過血液循環(huán)運輸?shù)饺砀魈?。進入組織細胞后，葡萄糖主要用于氧化分解放能，最終生成二氧化碳和水，并排入內(nèi)環(huán)境中。二氧化碳通過血液循環(huán)被運輸?shù)椒?，通過呼吸系統(tǒng)排出體外，而多余的水主要在腎臟通過形成尿液排出體外。(其他合理答案也可)
(四)旁欄思考題
提示：哺乳動物的生理鹽水是質(zhì)量分數(shù)為0.9%的NaCl溶液，這樣的溶液所提供的滲透壓與血漿等細胞外液的滲透壓相同，所以是血漿的等滲溶液。如果輸液時使用的NaCl溶液的質(zhì)量分數(shù)低于或高于0.9%，則會造成組織細胞吸水或失水。
(五)思考與討論2
1.提示：Na+和Cl-等直接來自于食物，不需要經(jīng)過消化就可以直接被吸收。葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)主要來自于食物中的糖類和蛋白質(zhì)。糖類和蛋白質(zhì)是兩類大分子物質(zhì)，必須經(jīng)過消化系統(tǒng)的消化，分解為葡萄糖和氨基酸才能被吸收。上述物質(zhì)在小腸內(nèi)經(jīng)主動運輸進入小腸絨毛內(nèi)的毛細血管中，經(jīng)血液循環(huán)運輸?shù)饺砀魈幍拿氀?，再通過物質(zhì)交換過程進入組織液和淋巴。
2.提示：細胞代謝產(chǎn)生的CO2與H2O結(jié)合，在碳酸酐酶作用下，發(fā)生下列反應(yīng)：
HCO-3通過與細胞外的陰離子交換到達細胞外液，即組織液、血漿或淋巴中。主要與呼吸系統(tǒng)有關(guān)。
3.提示：人體具有體溫調(diào)節(jié)機制以保持細胞外液溫度的恒定。詳細內(nèi)容可參考教材第2章關(guān)于人體體溫調(diào)節(jié)的內(nèi)容。參與體溫調(diào)節(jié)的器官和系統(tǒng)有皮膚、肝臟、骨骼肌、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等。
4.提示：體內(nèi)細胞產(chǎn)生的代謝廢物主要通過皮膚分泌汗液，泌尿系統(tǒng)形成、排出尿液和呼吸系統(tǒng)的呼氣這三條途徑來排出，其中以泌尿系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的排泄途徑為主。例如，血漿中的尿素主要通過腎臟形成的尿液排出體外。血漿中的CO2通過肺動脈進入肺泡周圍的毛細血管，由于血液中的CO2分壓大于肺泡中CO2的分壓，CO2就從血液中向肺泡擴散，再通過呼氣運動排出體外。
(六)練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.C。
2.B。
3.B。
4.毛細血管壁細胞的直接生活環(huán)境是血漿和組織液，毛細淋巴管壁細胞的直接生活環(huán)境是淋巴和組織液。
拓展題
(1)肺泡壁、毛細血管壁。(2)食物的消化和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。 (3)腎小管的重吸收。 (4)皮膚。
五、參考資料
1.血漿、組織液、淋巴化學(xué)成分的差別
血漿是血液中的液體成分，90%以上是水，其中含有數(shù)千種物質(zhì)，包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類、各種鹽類、氨基酸、維生素、激素、抗體和各種細胞代謝產(chǎn)物等;組織液是血漿經(jīng)過毛細血管濾過而形成的，其中各種離子成分與血漿相同，也存在各種血漿蛋白，但其濃度明顯低于血漿;組織液中的物質(zhì)進入毛細淋巴管，就成為淋巴，因此淋巴的成分與組織液類似。與血漿相比，淋巴中水分的含量明顯較多，另外，由腸道吸收的脂肪絕大部分是經(jīng)過淋巴而進入血液的。
2.組織液、淋巴的生成和回流
圖1-3 組織液生成與回流示意圖
組織液是血漿經(jīng)過毛細血管壁在毛細血管動脈端生成的，它在毛細血管的靜脈端被重吸收，少量進入毛細淋巴管，形成淋巴(圖1-3)。在正常情況下，組織液不斷地生成，又不斷地被重吸收回血液，始終保持著動態(tài)平衡，血量和組織液量維持相對穩(wěn)定。決定血漿液體成為組織液的有四個因素：毛細血管血壓、組織液靜水壓、血漿膠體滲透壓和組織液膠體滲透壓。其中，毛細血管血壓和組織液膠體滲透壓是促使血漿濾過(組織液形成)的因素，而血漿膠體滲透壓和組織液靜水壓是促使組織液重吸收回血液的因素，濾過的力量和重吸收的力量之差稱為有效濾過壓。如果整根毛細血管的有效濾過壓均為正值，則只有濾過而無重吸收，否則相反。決定有效濾過壓的各種因素的變化及毛細血管通透性的變化都可以影響組織液生成。
組織液進入淋巴管，即成為淋巴。流經(jīng)毛細血管的血漿，有0.5%～2%在動脈端進入組織間隙，成為組織液，其中約90%在靜脈端被重吸收回血液，其余約10%進入毛細淋巴管，生成淋巴。組織液與淋巴的壓力差是促使液體進入淋巴管的動力。因此，任何使組織液壓力升高的因素都能加快淋巴的生成速度。毛細淋巴管匯合成淋巴管，全身的淋巴經(jīng)淋巴管收集，最后導(dǎo)入靜脈(回流入血液循環(huán))。淋巴管壁的收縮及其中的瓣膜能推動淋巴回流，淋巴管周圍組織對淋巴管的壓迫也能增加淋巴的回流量。另外，凡能增加淋巴生成的因素也都能增加淋巴的回流量。淋巴的回流具有重要的意義，它可以回收血漿喪失的蛋白質(zhì)、調(diào)節(jié)血漿和組織液之間的液體平衡、運輸脂肪及其他營養(yǎng)物質(zhì)，還具有防御和免疫功能。
3.血漿滲透壓
滲透壓是溶液的一個重要性質(zhì)，凡是溶液都有滲透壓。對于稀溶液來說，其計算公式為π=cRT，其中c為溶液中溶質(zhì)的濃度，R是氣體常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度。由公式可以看出，滲透壓只與單位體積中溶質(zhì)的分子或離子個數(shù)有關(guān)，而與其大小無關(guān)，比如0.3 mol/L的葡萄糖溶液與0.3 mol/L蔗糖溶液的滲透壓是相同的，而0.3 mol/L的氯化鈉溶液的滲透壓約是0.3 mol/L的葡萄糖溶液的滲透壓的兩倍。
正常人血漿中總滲透壓約為300 mOsm/L(1 mmol 非電解質(zhì)，如葡萄糖在1 L水中溶解后形成的滲透壓即為1 mOsm/L)，于37 ℃時相當于6.7個大氣壓或679.5 kPa。血漿滲透壓主要來自于各種離子(血漿中非電解質(zhì)如葡萄糖、尿素等含量較少，僅相當于5 mOsm/L左右)，它們形成的滲透壓約為295 mOsm/L，稱為血漿晶體滲透壓。血漿中雖然含有大量蛋白質(zhì)，但蛋白質(zhì)分子量大，所產(chǎn)生的滲透壓很小，不超過1.5 mOsm/L，稱為血漿膠體滲透壓。臨床上規(guī)定血漿總滲透壓正常范圍為280～320 mOsm/L。如果溶液的滲透壓在這個范圍之內(nèi)，稱為血漿的等滲溶液(如生理鹽水、0.278 mol/L的葡萄糖溶液);小于此范圍的溶液則為低滲溶液;大于此范圍的溶液則為高滲溶液。