《細胞生活的環境》教學設計趙艷一、教學目標知識方面1、描述內環境的組成和理化性質。2、說明內環境是細胞與外界環境進行物質交換的媒介。能力方面嘗試建構人體細胞與外界環境的物質交換模型。情感態度與價值觀方面關注維持內環境穩態與健康的關系。二、教學重難點教學重點1、內環境的組成和理化性質2、內環境是細胞與外界環境進行物質交換的媒介教學難點1、內環境的理化性質2、內環境是細胞與外界環境進行物質交換的媒介三、教學用時1課時四、教學內容［導入新課］師：同學們好！先請大家看兩幅圖片，（課件展示章圖），無論是冰天雪地里巡邏的戰士還是煉鋼爐前揮汗如雨的工人，他們的體溫大概都是37℃度，這是為什么呢？大量出汗或嚴重腹瀉時，需要及時補充含鹽的水，這又是為什么？生：……師:很好，當外界劇烈環境變化時，我們體內的環境總能保持相對穩定，什么是內環境？什么是穩態？如何來維持內環境的穩態？這也是我們第一章所要學習的內容——人體的內環境和穩態。今天我們先來學習第1節，看一下組成人體基本單位的細胞是生活在什么樣的環境中的。板書：第1節細胞生活的環境課件展示：討論1：圖1和圖2各是什么細胞？請說出細胞的名稱。討論2：它們分別生活在什么樣的環境中？兩者的生活環境有何異同？生：圖1中是人體血液中的血細胞，圖2中是單細胞動物草履蟲。師：還記得人體血液中的血細胞有幾種嗎，他們生活的環境和草履蟲有相似之處嗎？二者又有何不同？生1：人體血液中的血細胞，包括紅細胞、白細胞等，兩者生活環境的相似之處是：都是液體環境。生2：不同之處是血細胞生活在體內的血漿中，并不直接與外界環境進行物質交換，而草履蟲直接生活在外界環境中，可直接與外界進行物質交換。師：回答得很好，與外界環境相比，血漿的理化性質更為穩定，如溫度基本恒定等。組成我們軀體的絕大多數細胞沒有直接與外界環境接觸，他們生活的環境到底是什么呢？下面我們就一起來探討人體內細胞的生活環境。板書：一、體內細胞生活在細胞外液中師：《紅樓夢》里有句話：“女人是水做的”。其實不論是男性還是女性體內都含有大量水分。課件展示：體液——不論男性還是女性，體內都含大量以水為基礎的液體，這些液體統稱為體液。師：細胞直接生活的環境是什么？生：細胞外液師：細胞外液主要包括血漿、組織液、淋巴等。下面閱讀教材P3相關內容，思考并討論以下問題。課件展示：1、血液全是體液嗎？提示：血液不全是體液，因為血液中除了液體部分——血漿外，還有大量的血細胞。2、手和腳有時會磨出“水泡”，“水泡”中的液體主要是什么？提示：“水泡”中的液體主要是組織液。3、內環境是指什么？“內”的含義是什么？提示：“內”與“外”是相對的，從細胞來看，細胞外液屬于其生活的外界環境，其內環境為細胞內液；而從人體來看，細胞外液是內環境。4、血細胞直接生活的內環境是什么？提示：血漿。5、體內絕大多數組織細胞直接生活的內環境是什么？提示：組織液。6、大量的淋巴細胞和吞噬細胞直接生活的內環境是什么？提示：淋巴液。7、毛細血管壁細胞直接生活的內環境是什么？提示：血漿和組織液。8、毛細淋巴管壁細胞直接生活的內環境是什么？提示：淋巴液和組織液。9、組織液、血漿和淋巴有什么異同？提示：相同點：它們都屬于細胞外液，共同構成人體內環境，基本化學組成相同。不同點：（1）在人體內存在的部位不同：血漿位于血管內，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）所含的化學成分有差異，如血漿中含有較多的蛋白質，而組織液和淋巴中蛋白質很少。10、組織液、血漿、淋巴液之間有什么內在聯系？能不能說全身細胞外液是一個有機的整體？提示：當血漿流經毛細血管時，水和一切能夠透過毛細血管壁的物質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，淋巴經淋巴循環由左右鎖骨下靜脈匯入血漿中。它們之間的關系如下圖所示。由此可見，全身的細胞外液是一個有機的整體。板書：（叫學生上來畫，教師批改、點評、補充）（演示多媒體，學生觀看、閱讀、思考、討論）教師要結合教科書中的圖和課件講清講透上述問題，教學時可采取問答的方式，可以適時的提示。師：內環境是由細胞外液構成的液體環境，那么內環境與外界環境有哪些差別呢？細胞外液有哪些化學成分呢？板書：二、細胞外液的成份[資料分析]血漿的化學組成。引導學生分析教材P4資料，教師提示。討論：1、如何將表中物質按化學性質進行歸類？提示：表中的化學物質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（如血清白蛋白、血清球蛋白、纖維蛋白原等）、脂質（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、除表中所列成分外，血漿中還可能含有哪些物質？提示：還含有氣體分子（主要是氧氣和二氧化碳）、調節生命活動的各種激素、其他有機物（如維生素）等。3、在組成血漿的離子中，哪些離子的含量較多？它們可能起什么作用？提示：Na+、Cl-含量較多。它們的作用主要是維持血漿滲透壓。4、HCO3-、HPO42-可能起什么作用？提示：維持血漿的酸堿平衡。課件展示：細胞外液的成份1、血漿中約90%為水；其余10%分別是：無機鹽，蛋白質，以及血液運送的物質，包括各種營養物質、各種代謝廢物、氣體、激素等。2、組織液、淋巴的化學成分和含量與血漿相近，但又有所不同。最主要的差異在于血漿中含有較多的蛋白質，而組織液和淋巴中蛋白質很少。3、細胞外液本質上是一種鹽溶液，類似于海水。這在一定程度上反映了生命起源于海洋。師：在必修1中我們曾學過紅細胞置于清水中滲透吸水會漲破，置于高濃度食鹽水中滲透失水會皺縮，那么在細胞外液中細胞會出現這種情況嗎？板書：三、細胞外液的滲透壓和酸堿度學生閱讀教材P5相關內容，并結合P4表，討論回答下列問題：課件展示：1、細胞外液的理化特性主要指哪些性質？提示：細胞外液的理化特性主要指滲透壓、酸堿度和溫度。2、什么叫溶液滲透壓？提示：指溶液中溶質微粒對水的吸引力。3、細胞外液滲透壓主要由什么決定？提示：溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質微粒的數目。4、正常人血漿的PH是多少？提示：—5、人為什么能保持血漿PH的相對穩定？提示：與它含有HCO3-、HPO42-等離子有關。6、人體細胞外液的溫度一般維持在多少度？提示：37℃左右（旁欄思考題）提示：哺乳動物的生理鹽水是質量分數為%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溶液的質量分數低于或高于%，則會造成組織細胞吸水或失水。師：細胞作為一個開放的系統，可以直接與內環境進行物質交換。結合現實生活中的實例進行鞏固有關知識，如：2022年全國各地發生“劣質奶粉”事件，為什么食用了“劣質奶粉”的嬰兒會變成大頭娃娃呢？以前自然災害中，很多人因為缺少營養而全身浮腫，為什么？在教師的引導下分析思考問題：當嬰兒食用劣質奶粉后，蛋白質物質缺乏，造成血漿膠體滲透壓顯著下降，組織液的水量增多，并大量積累在細胞間隙，從而引起組織水腫。板書：四、內環境是細胞與外環境進行物質交換的媒介（思考與討論）將學生分組討論教材P5問題。教師結合下圖歸納總結。1、提示：Na+和Cl-等直接來自于食物，不需要經過消化可以直接被吸收。葡萄糖、氨基酸等物質主要來自于食物中的糖類和蛋白質。糖類和蛋白質是兩類大分子物質，必須經過消化系統的消化，分解為葡萄糖和氨基酸才能被吸收。上述物質在小腸內經主動運輸進入小腸絨毛內的毛細血管中，經血液循環運輸到全身各處的毛細血管中，再通過物質交換過程進入組織液和淋巴。2、提示：細胞代謝產生的CO2與H2O結合，在碳酸酐酶作用下，發生下列反應：CO2+H2OH2CO3H++HCO3-。HCO3-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。主要與呼吸系統有關。3、提示：人體具有體溫調節機制以保持細胞外液溫度的恒定。詳細內容可參考教材第2章關于人體體溫調節的內容。參與體溫調節的器官和系統有皮膚、肝臟、骨骼肌、神經系統、內分泌系統、呼吸系統等。4、提示：體內細胞產生的代謝廢物主要通過皮膚分泌汗液，泌尿系統形成、排出尿液和呼吸系統的呼氣這三條途徑來排出，其中以泌尿系統和呼吸系統的排泄途徑為主。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，再通過呼氣運動將其排出體外。師：通過以上討論可以看出，內環境與外界環境的物質交換過程，需要體內各個器官系統的參與，同時，細胞和內環境之間也相互影響、相互作用的。細胞不僅依賴于內環境，也參與了內環境的形成和維持。［課堂總結］課件展示：內環境的概念、組成、理化性質