跨學(xué)科實踐活動真實情境中的問題解決,通常需要綜合運用科學(xué)、技術(shù)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科的概念、方法和思想,設(shè)計方案并付諸實施,以尋求科學(xué)問題的答案或制造相關(guān)產(chǎn)品。針對特定的生物學(xué)內(nèi)容,運用生物學(xué)、物理、技術(shù)、工程學(xué)等學(xué)科概念,以及“結(jié)構(gòu)與功能”“尺度、比例和數(shù)量”“系統(tǒng)與模型”等跨學(xué)科概念,選擇恰當(dāng)?shù)牟牧?設(shè)計并制作模型,直觀地表征相應(yīng)的結(jié)構(gòu)與功能,提升探究實踐能力。活動一自制實驗裝置,認識吸煙有害健康運用多學(xué)科的知識和方法自制實驗裝置,模擬香煙煙霧對呼吸道黏膜的危害;形成吸煙有害健康的觀念,自覺拒絕吸煙;學(xué)會用科學(xué)證據(jù)向公眾宣講吸煙有害健康。活動名稱自制實驗裝置,認識吸煙有害健康涉及學(xué)科內(nèi)容說明【生物學(xué)】(1)人體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。人體通過循環(huán)系統(tǒng)進行體內(nèi)的物質(zhì)運輸,通過呼吸系統(tǒng)與外界進行氣體交換。(2)生活習(xí)慣與行為選擇能夠影響人體健康。吸煙對人體健康具有危害作用。拒絕吸煙,養(yǎng)成良好的生活和行為習(xí)慣,能夠增強機體健康。活動名稱自制實驗裝置,認識吸煙有害健康涉及學(xué)科內(nèi)容說明【物理】空氣內(nèi)部壓強的變化會引起氣體流動,改變裝置中的氣體壓強,可使氣體不斷進出裝置。【化學(xué)】香煙燃燒的主要產(chǎn)物尼古丁、焦油和一氧化碳等,在水中的溶解程度不同,用水收集香煙煙霧,尼古丁溶于水中,大部分焦油懸浮在水中或黏附在裝置器壁上,一氧化碳散逸到空氣中。【跨學(xué)科】系統(tǒng)與模型:人體在結(jié)構(gòu)和功能上是一個統(tǒng)一的復(fù)雜整體。觀察吸煙產(chǎn)生的煙霧對草履蟲等生物體的影響,可模擬研究吸煙對人體的危害。活動名稱自制實驗裝置,認識吸煙有害健康活動任務(wù)以小組為單位利用簡單、易得的材料器具,設(shè)計、制作香煙煙霧收集裝置,收集香煙燃燒產(chǎn)生的煙霧。設(shè)計實驗,模擬吸煙對人體健康的影響。活動目標【生命觀念】通過觀察和實驗,理解吸煙對人體健康具有危害作用,知道好的習(xí)慣有利于身體健康,建立健康生活的觀念。【科學(xué)思維】通過對裝置的不斷改進、修正,提高小組合作解決問題的能力。【探究實踐】制作裝置收集香煙煙霧,模擬吸煙影響呼吸道、肺等器官,分析、歸納得出吸煙危害人體健康的結(jié)論。【態(tài)度責(zé)任】形成良好行為習(xí)慣對機體健康至關(guān)重要的意識,養(yǎng)成健康生活的習(xí)慣。跟蹤訓(xùn)練1.在大多數(shù)城市的公共場所都設(shè)置有醒目的“禁止吸煙”標識。因為吸煙有害健康,吸煙是肺癌、慢性呼吸系統(tǒng)疾病、冠心病、腦卒中等多種疾病發(fā)生和死亡的重要危險因素。下列說法中,不正確的是

()A.吸煙易誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病

B.吸煙易誘發(fā)心血管疾病C.吸煙使不吸煙者被動吸煙,間接受到危害 D.吸煙很酷,是成熟的表現(xiàn)D【解析】香煙燃燒時釋放4000多種化學(xué)物質(zhì),其中有害成分主要有焦油、一氧化碳、尼古丁和刺激性煙霧。焦油對口腔、喉部、氣管、肺部均有損害,易誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病,A正確。長期酗酒和吸煙等不健康的生活方式,都會損傷心臟和血管導(dǎo)致心血管疾病,B正確。吸煙產(chǎn)生的煙霧會造成嚴重的環(huán)境污染,嚴重妨礙他人健康,吸煙使不吸煙者被動吸煙,間接受到危害,C正確。吸煙有害健康,是一種陋習(xí),禁煙主要是為了人們的身體著想,吸煙不是成熟的表現(xiàn),D錯誤。2.吸煙有害自己和他人的健康。煙氣中除了煙堿、焦油中的有害物質(zhì),還有一種極易與血液中的血紅蛋白結(jié)合的有毒氣體,它是

()A.氧氣

B.氮氣

C.二氧化碳

D.一氧化碳D【解析】一氧化碳與血紅蛋白的結(jié)合能力要比氧與血紅蛋白的結(jié)合能力強,所以一旦一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合了,氧就不能與血紅蛋白結(jié)合,使人體缺氧,而使人不舒服或死亡。3.(2024·北京石景山期末)生物社團的同學(xué)利用廢舊礦泉水瓶、棉花、吸管等材料,設(shè)計并制作了如圖所示的實驗裝置,模擬香煙煙霧中煙焦油對呼吸系統(tǒng)的危害。(1)呼吸道是氣體進出肺的通道,其具有的黏膜、纖毛等結(jié)構(gòu)能對氣體進行處理,使吸入的空氣___________。在如圖所示的實驗裝置中,A和B分別模擬的是人體呼吸道的氣管和_______。清潔、濕潤支氣管(2)接通抽氣泵,點燃香煙,待10支香煙完全燃盡后,對A、B、C三處進行觀察。①實驗中,抽氣泵為煙霧進入裝置提供動力,正常情況下,吸煙者通過_____和肋間肌的收縮,實現(xiàn)這一過程。②剪開A和B,觀察到其內(nèi)表面有一層黃黑色的油狀物質(zhì)即煙焦油,用手觸摸十分黏稠。由此現(xiàn)象推測,長期吸煙者出現(xiàn)“白天痰多不易咳出,在早晨會咳出黑色痰”的原因,可能是白天吸煙,使呼吸道內(nèi)壁附著了_____,進而_____了纖毛的擺動,夜間不吸煙,纖毛恢復(fù)正常,才將痰咳出。③C中的棉花團由于吸附了煙焦油也變成了黃黑色。進一步研究發(fā)現(xiàn),長期吸煙者的肺泡中會沉積大量的有害物質(zhì),使肺泡受損、肺泡壁增厚,導(dǎo)致其與血液進行_________的功能下降。可見,吸煙危害人體的健康。膈肌焦油減弱氣體交換(3)為保障實驗安全、避免實驗者吸入香煙煙霧,實驗過程中需___________(多選)。a.保持室內(nèi)開窗通風(fēng) b.開啟通風(fēng)換氣設(shè)備c.全程戴防護口罩 d.遠離易燃易爆物品a、b、c、d【解析】(1)呼吸道由鼻、咽、喉、氣管、支氣管組成,對吸入氣體具有溫暖、濕潤、清潔的作用。呼吸道是氣體進出肺的通道,其具有的黏膜分泌的黏液能夠吸附病菌、塵埃等,纖毛具有清掃異物的作用,所以使吸入的空氣清潔、濕潤。在題圖所示的實驗裝置中,A和B分別模擬的是人體呼吸道的氣管和支氣管。(2)①實驗中,抽氣泵為煙霧進入裝置提供動力。正常情況下,吸煙者通過膈肌和肋間肌的收縮,實現(xiàn)吸氣。②剪開A和B,觀察到其內(nèi)表面有一層黃黑色的油狀物質(zhì)即煙焦油,用手觸摸十分黏稠。由此現(xiàn)象推測,長期吸煙者出現(xiàn)“白天痰多不易咳出,在早晨會咳出黑色痰”的原因,可能是白天吸煙,使呼吸道內(nèi)壁附著了焦油,進而減弱了纖毛的擺動,夜間不吸煙,纖毛恢復(fù)正常,才將痰咳出。③肺適于氣體交換的特點有:肺泡數(shù)目多,肺泡周圍包繞著豐富的毛細血管和彈性纖維,肺泡壁和毛細血管壁都很薄,只由一層上皮細胞構(gòu)成。C中的棉花團由于吸附了煙焦油也變成了黃黑色。進一步研究發(fā)現(xiàn),長期吸煙者的肺泡中會沉積大量的有害物質(zhì),使肺泡受損、肺泡壁增厚,導(dǎo)致其與血液進行氣體交換的功能下降。可見,吸煙危害人體的健康。(3)為保障實驗安全,實驗過程應(yīng)該遠離易燃易爆物品,避免實驗者吸入香煙煙霧,實驗過程中應(yīng)保持室內(nèi)開窗通風(fēng),并開啟通風(fēng)換氣設(shè)備;全程戴防護口罩等。4.為模擬觀察香煙煙霧對呼吸道黏膜的危害,某同學(xué)用如圖裝置進行如下實驗。(一)提出問題:香煙煙霧對草履蟲纖毛的運動活性有影響嗎?(二)作出假設(shè):香煙煙霧對草履蟲纖毛的運動活性有影響。(三)實施計劃。(1)實驗裝置如下圖。注:點燃香煙,打開止水夾,用洗耳球抽取排水管中的空氣使空氣泵中的液面下降,煙霧就會持續(xù)進入煙霧收集器的培養(yǎng)液中。(2)實驗步驟。①用顯微鏡觀察正常生活狀態(tài)下的草履蟲的運動狀態(tài)(纖毛擺動頻率)。②1組不做處理,2、3、4組分別點燃1支、2支、3支香煙。每次待香煙燃盡后,用止水夾夾緊排水管,分別取煙霧收集器底部的培養(yǎng)液。(四)預(yù)測實驗結(jié)果。組別處理方式草履蟲的運動狀態(tài)(纖毛擺動頻率)1不處理

21支香煙

32支香煙(每支間隔5分鐘再點)

43支香煙(每支間隔5分鐘再點)

(1)該實驗的變量是__________________,對照組是____。(2)隨煙霧收集量的增加,草履蟲的纖毛被香煙煙霧中的焦油黏結(jié),其運動能力_____(填“增加”或“減弱”),推測香煙煙霧對草履蟲纖毛的運動活性有影響,說明吸煙有害健康。(3)用顯微鏡觀察草履蟲的運動狀態(tài)時,不能只選一只草履蟲的原因是________________________。(4)2024年世界無煙日的主題是“保護青少年免受煙草危害”,結(jié)合此主題和上述實驗結(jié)論,你的做法是_____________________(一點即可)。香煙(或香煙的數(shù)量)1組減弱避免偶然性,減小實驗誤差勸導(dǎo)家人朋友不吸煙等【解析】(1)該實驗的變量是香煙的數(shù)量,因為實驗的目的是探究香煙煙霧對草履蟲纖毛的運動活性的影響,而香煙的數(shù)量是直接影響草履蟲纖毛的運動活性的因素。對照組是1組,因為對照組是不做任何處理的組,用于與實驗組進行比較,從而得出實驗結(jié)論。(2)隨煙霧收集量的增加,草履蟲的纖毛被香煙煙霧中的焦油黏結(jié),其運動能力減弱。這是因為焦油會黏附在草履蟲的纖毛上,影響纖毛的運動,導(dǎo)致草履蟲的運動能力下降。根據(jù)這一結(jié)果推測香煙煙霧對草履蟲纖毛的運動活性有影響,進一步說明了吸煙有害健康。(3)用顯微鏡觀察草履蟲的運動狀態(tài)時,不能只選一只草履蟲的原因是避免偶然性,使實驗結(jié)果更準確。如果只選一只草履蟲,可能會因為這只草履蟲的特殊狀態(tài)或行為而影響實驗結(jié)果,導(dǎo)致結(jié)果不準確。因此,應(yīng)該選擇多只草履蟲進行觀察,以獲取更準確的結(jié)果。(4)吸煙不僅危害自己的健康,還會對他人造成二手煙的危害,因此我們應(yīng)該自己不吸煙,并勸導(dǎo)他人不吸煙,共同努力,營造一個無煙的環(huán)境。5.(2024·揭陽期末)探究吸煙的危害:為了更直觀地認識吸煙對呼吸系統(tǒng)的危害,某生物興趣小組利用玻璃瓶、筆筒、氣球和橡皮膜等材料,制作了一個模擬吸煙的模型,如圖一所示。香煙插入筆筒后點燃,向上推動橡皮膜,再放松橡皮膜,模擬吸煙過程,重復(fù)多次。請結(jié)合所學(xué)知識回答問題。(1)圖一模型中,筆筒和氣球分別模擬圖二所示呼吸系統(tǒng)的①_______和②___;此裝置中利用的玻璃瓶模擬人體胸廓并不是最理想的材料,因為_________________________________________________________________________。(2)圖一模型的甲、乙兩種狀態(tài)中,模擬香煙煙霧隨吸氣進入肺部的是___。人在此過程中,膈肌會_____,肺內(nèi)氣壓_____(填“增大”或“減小”)。(3)實驗后,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)面巾紙卷上、筆筒和氣球內(nèi)壁都附著了一些黃色黏稠的物質(zhì),可以想象吸煙者呼吸系統(tǒng)內(nèi)的狀態(tài)。你認為這些黏稠的物質(zhì)會影響呼吸系統(tǒng)的哪些功能?______________________________________________________________________________________________________________(一點即可)。呼吸道玻璃瓶無法模擬胸廓前后、左右徑的變化(或“玻璃瓶不能伸縮”“玻璃瓶沒有彈性”)乙收縮減小呼吸道對空氣的清潔作用(或呼吸道對空氣的預(yù)熱作用;呼吸道對空氣的濕潤作用;肺泡中的氣體交換或肺泡與血液的氣體交換)肺(4)圖三所示A氣體表示_____。參考圖三,你認為肺與其功能相適應(yīng)的特點有______________________________________________________________________(一點即可)等。(5)世界衛(wèi)生組織發(fā)布的報告《煙草:毒害我們的星球》揭示了煙草的危害。除(3)中所述之外,你認為煙草還會怎樣“毒害我們的星球”?_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(一點即可)。氧氣肺泡外面包繞著豐富的毛細血管,肺泡壁和毛細血管壁都只由一層上皮細胞構(gòu)成吸煙會污染空氣(或吸煙有害他人的健康;在森林中吸煙有可能引發(fā)森林火災(zāi);亂扔煙頭可能引發(fā)火災(zāi);香煙煙霧會刺激口腔黏膜上皮細胞,誘發(fā)口腔疾病;加工煙草產(chǎn)生的廢氣、廢水會污染環(huán)境;被丟棄的煙蒂會污染環(huán)境)(其他合理亦可)【解析】(1)呼吸系統(tǒng)的組成包括呼吸道和肺。圖一模型中,筆筒和氣球分別模擬圖二的①呼吸道和②肺;玻璃瓶不能伸縮,沒有彈性。無法模擬胸廓前后、左右徑的變化。可見,裝置中的玻璃瓶模擬人體胸廓并不是最理想的材料。(2)呼吸時,氣體之所以能夠進出肺,靠肺內(nèi)氣壓與外界大氣壓之差。呼氣時肺縮小,肺內(nèi)氣壓高于外界大氣壓,氣體出肺經(jīng)由鼻孔排出,完成呼氣。人在吸氣的時候,胸廓自主外擴,胸腔體積變大,胸腔內(nèi)氣壓小于外界大氣壓,空氣進入肺,完成吸氣。可見,圖一模型的甲、乙兩種狀態(tài)中,模擬香煙煙霧隨吸氣進入肺部的是乙。人在此過程中,膈肌會收縮,肺內(nèi)氣壓減小。(3)呼吸道包括鼻、咽、喉、氣管、支氣管,可以保證空氣順暢通過,其次鼻腔內(nèi)有鼻毛,可以阻擋空氣中灰塵的進入,氣管、支氣管內(nèi)表面的黏膜及其表面的纖毛,都對空氣有清潔作用;鼻黏膜分泌的黏液,可以濕潤空氣和粘住灰塵,對空氣有清潔和濕潤作用;鼻黏膜內(nèi)分布著毛細血管,可以溫暖空氣。鼻腔能預(yù)熱吸入的冷空氣。因此呼吸道對吸入的氣體有溫暖、濕潤和清潔的作用。題干中,實驗后,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)面巾紙卷上、筆筒和氣球內(nèi)壁都附著了一些黃色黏稠的物質(zhì)。可見,這些黏稠的物質(zhì)會影響呼吸道對空氣的清潔、濕潤作用;會影響呼吸道對空氣的預(yù)熱作用;不利于肺泡中的氣體交換。(4)圖三中A氣體由肺泡擴散到血液,表示氧氣的擴散方向;B氣體由血液擴散到肺泡,表示二氧化碳的擴散方向。肺泡外面包繞著豐富的毛細血管、肺泡壁和毛細血管壁都只由一層上皮細胞構(gòu)成等,是肺與其氣體交換功能相適應(yīng)的特點。(5)吸煙不僅會危害自己和他人的身體健康,也會污染環(huán)境,毒害我們的星球。吸煙會污染空氣;吸煙有害他人的健康(或“吸二手煙使人患肺癌的概率增大”);在森林中吸煙有可能引發(fā)森林火災(zāi);亂扔煙頭可能引發(fā)火災(zāi);香煙煙霧會刺激口腔黏膜上皮細胞,誘發(fā)口腔疾病;加工煙草產(chǎn)生的廢氣、廢水會污染環(huán)境;被丟棄的煙蒂會污染環(huán)境等。6.閱讀科普文章,回答問題。煙草煙霧中含有焦油、尼古丁、一氧化碳等多種化學(xué)物質(zhì)。吸煙損害呼吸系統(tǒng),是慢性支氣管炎、慢性阻塞性肺疾病的主要誘發(fā)因素。長期吸煙可以使支氣管黏膜的纖毛變短,影響纖毛正常擺動。另外還引起黏液分泌增多,如果不能及時排出,會造成支氣管的阻塞,影響生活質(zhì)量。此外,煙草煙霧中的化學(xué)物質(zhì)還會引發(fā)心血管疾病,其部分途徑如下圖所示。健康的血管內(nèi)皮是光滑的,焦油通過呼吸系統(tǒng)進入血液,附著在血管內(nèi)皮上,影響血管內(nèi)壁的通透性。尼古丁是造成吸煙成癮和增加心血管疾病風(fēng)險的重要因素。尼古丁可以使心率增快、血壓升高,還可以誘發(fā)冠狀動脈(供給心臟血液的動脈)強烈痙攣,引起急性阻塞,導(dǎo)致心肌供血下降,造成心肌缺血或者急性心肌梗死。一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合的能力是氧氣的240倍,可取代血液中的部分氧氣,減少身體組織的氧氣供應(yīng),使得動脈管壁缺氧、水腫,嚴重影響健康。吸煙有害身體健康,青少年要拒絕吸煙。我們還要告誡吸煙者盡早戒煙。有研究發(fā)現(xiàn),停止吸煙12小時后,血液中的一氧化碳減至正常水平;戒煙1年后,患冠心病的風(fēng)險比吸煙者大約降低一半;戒煙15年后,患冠心病的風(fēng)險與從不吸煙者相當(dāng)。(1)煙草煙霧中的焦油對呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)均有危害。首先,它使支氣管黏膜纖毛變短,影響其對吸入的氣體進行_____處理;其次,引起_____分泌增多,易造成支氣管阻塞,影響氣體進出肺。此外,焦油還會進入毛細血管,隨著_______(填“肺循環(huán)”或“體循環(huán)”)流入心臟,繼而流經(jīng)全身血管,導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷。(2)尼古丁不僅使吸煙成癮,而且可誘發(fā)_________急性收縮,增加心血管疾病的風(fēng)險。(3)主動或者被動吸煙時,一氧化碳通過_____作用從肺泡進入毛細血管,取代了部分氧氣,與_______(填血細胞名稱)中的血紅蛋白結(jié)合,使得血液的氧含量不足,進而影響全身各處組織細胞的_____作用;文中提到,有研究發(fā)現(xiàn)_______________________________________________,說明該結(jié)合也是可逆的。因此戒煙有利于恢復(fù)身體健康。清潔黏液肺循環(huán)冠狀動脈擴散紅細胞停止吸煙12小時后,血液中的一氧呼吸化碳減至正常水平(4)下面是兩幅關(guān)于“世界無煙日”的宣傳畫,請選擇其中一幅,根據(jù)文中信息,為其撰寫一句恰當(dāng)?shù)男麄髡Z:______________________________________________________。拒絕吸煙,就是保護我們的生命之樹或?qū)ο銦熣f不,健康你我他【解析】(1)呼吸道黏膜對吸進去的空氣有溫暖、濕潤和清潔的功能,它的清潔功能涉及黏膜纖毛的擺動,正常呼吸道黏膜纖毛的擺動可將分泌物排出。肺循環(huán)也稱為小循環(huán),通過體循環(huán)返回心臟的血液從右心房流入右心室,當(dāng)心室收縮時,血液從右心室進入肺動脈,并通過其分支到達肺毛細血管,進行氣體交換。因此,煙草煙霧中的焦油使支氣管黏膜纖毛變短,影響對吸入的氣體進行清潔處理;同時引起黏液分泌增多,易造成支氣管阻塞。焦油還會進入毛細血管,隨肺循環(huán)流入心臟,繼而流經(jīng)全身血管,導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷。(2)冠狀動脈是供給心臟血液的動脈,尼古丁可誘發(fā)冠狀動脈急性收縮,增加心血管疾病的風(fēng)險。(3)肺泡與血液之間是通過氣體的擴散作用完成氣體交換,因此主動或者被動吸煙時,一氧化碳通過擴散作用從肺泡進入毛細血管,取代了部分氧氣,一氧化碳與紅細胞中血紅蛋白結(jié)合的能力是氧氣的240倍,可取代血液中的部分氧氣,減少身體組織的氧氣供應(yīng),影響全身各處組織細胞的呼吸作用;文中提到:停止吸煙12小時后,血液中的一氧化碳減至正常水平;戒煙1年后,患冠心病的風(fēng)險比吸煙者大約降低一半;戒煙15年后,患冠心病的風(fēng)險與從不吸煙者相當(dāng),說明該結(jié)合是可逆的。(4)圖1:拒絕吸煙,就是保護我們的生命之樹。圖2:對香煙說不,健康你我他。活動二制作可調(diào)節(jié)的成像模型模擬眼球成像根據(jù)眼球的結(jié)構(gòu)和成像原理,運用相關(guān)學(xué)科的知識和方法,選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾凸に?制作眼球結(jié)構(gòu)模型和成像模型。模型可用于演示正常眼的成像,展現(xiàn)近視眼、遠視眼的成因以及矯正方法。調(diào)查班級學(xué)生的近視率,撰寫調(diào)查報告,結(jié)合眼球結(jié)構(gòu)和成像原理提出保護眼健康的方法。活動名稱制作可調(diào)節(jié)的成像模型模擬眼球成像涉及學(xué)科內(nèi)容說明【生物學(xué)】(1)眼是人體從外界獲取信息的一種感覺器官。(2)視覺的形成過程中,通過晶狀體曲度的改變,使不同距離的物體能準確地在視網(wǎng)膜上成像。【物理】(1)凸透鏡對光具有會聚作用,凹透鏡對光具有發(fā)散作用。(2)成像模型中,凸透鏡曲度過大或與成像光屏距離過遠,可用凹透鏡矯正成像效果;反之,可用凸透鏡矯正成像效果。【跨學(xué)科】(1)系統(tǒng)與模型:眼球各個結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系構(gòu)成一個成像系統(tǒng);眼球成像過程難以直接觀察,借助模型可認識和理解眼球成像原理及視力的變化與矯正。(2)結(jié)構(gòu)與功能:視物正常的眼球的晶狀體富有彈性,由于睫狀體的收縮、舒張作用,其曲度發(fā)生變化,使人能看清遠近不同的物體。活動名稱制作可調(diào)節(jié)的成像模型模擬眼球成像活動任務(wù)以小組為單位利用一定的材料器具制作可調(diào)節(jié)的成像模型,模擬眼球成像的過程;合理選用凹透鏡或凸透鏡對成像不清的情況進行矯正,模擬視力的矯正。活動目標【生命觀念】知道眼能看清不同遠近物體的調(diào)節(jié)機制,說明晶狀體曲度過大、過小或眼球前后徑變化是近視、遠視形成的原因,建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。【探究實踐】利用可調(diào)節(jié)的成像模型模擬眼的正常視物、近視、遠視;通過分析與判斷,選擇合適的凹透鏡或凸透鏡對成像不清的情況進行矯正。【科學(xué)思維】在制作和使用成像模型的過程中,通過對模型不斷改進和完善,提升實驗?zāi)芰Α！緫B(tài)度責(zé)任】提出保護眼健康的方法,提高保護眼健康的意識,養(yǎng)成良好的用眼習(xí)慣。跟蹤訓(xùn)練

(2024·廣東深圳期末)我國飛秒激光手術(shù)在科研和手術(shù)質(zhì)量等方面處于全球領(lǐng)先地位。手術(shù)使用飛秒激光在眼球最外層起透光作用的膜結(jié)構(gòu)內(nèi)制作微透鏡,從而實現(xiàn)近視矯正。據(jù)此完成下面1~3題。1.飛秒技術(shù)借助改變眼球哪個膜結(jié)構(gòu)來解決近視問題

()A.角膜

B.鞏膜

C.虹膜

D.視網(wǎng)膜A【解析】飛秒激光手術(shù)是在眼球最外層起透光作用的膜結(jié)構(gòu)內(nèi)制作微透鏡,從而實現(xiàn)近視矯正。眼球最外層起透光作用的膜結(jié)構(gòu)是角膜,A正確。2.小明同學(xué)通過查閱資料和制作物理模型來研究視覺形成的過程和近視的成因(如圖),下列分析中正確的是

()A.圖中組件a可模擬眼主要折射光線的結(jié)構(gòu)B.圖中組件b可模擬眼感受光刺激的感受器C.模擬近視矯正,可在a、b間放置凹透鏡D.圖中組件c可模擬視覺形成的部位C【解析】晶狀體對光線起折射作用,圖中組件a是光源,不能模擬晶狀體,A錯誤。組件b相當(dāng)于眼球的晶狀體,而眼感受光刺激的感受器在視網(wǎng)膜上,B錯誤。若晶狀體過度變凸不能恢復(fù)原狀或眼球的前后徑過長,會導(dǎo)致遠處物體反射的光線經(jīng)折射后形成的物像落在視網(wǎng)膜的前方,形成近視眼,需要戴凹透鏡矯正。因此探究近視鏡的矯正作用時,可在a、b間放置凹透鏡,C正確。組件c相當(dāng)于視網(wǎng)膜,是形成物像的部位,視覺形成的部位在大腦皮層的視覺中樞,D錯誤。3.飛秒手術(shù)可能存在干眼癥、夜晚視力減退等后遺癥。下列關(guān)于眼球健康的說法不正確的是

()C【解析】為了保護眼球健康,在日常生活中要養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣。為了視力健康,既要定期檢查視力,也要認真做好眼保健操,C錯誤。4.如圖是某同學(xué)利用凸透鏡和圓底燒瓶制作了一個眼球模型,下列說法錯誤的是

()A.該模型中凸透鏡和圓底燒瓶均具有折射作用B.該模型可模擬遠視眼的成像情況C.凸透鏡模擬的是晶狀體,受睫狀體的調(diào)節(jié)D.在凸透鏡前再加一個凹透鏡可使物像形成的位置后移B【解析】圖中物像并沒有成像在模擬的視網(wǎng)膜上,而是成像在模擬的視網(wǎng)膜的前方,故該圖表示的是近視眼的成像情況,B錯誤。5.圖1是顯微鏡及遮光器的放大圖;圖2是眼球結(jié)構(gòu)模型;圖3的①~④是從眼球模型中依次取出的結(jié)構(gòu)。遮光器上的光圈可以控制顯微鏡的進光量,①~④中相當(dāng)于遮光器的是

()A.③

B.④

C.②

D.①C【解析】圖3中①是角膜,②是瞳孔,③是晶狀體,④是視網(wǎng)膜。眼球的瞳孔的變化是隨著光線的強弱而變化的,在眼球的結(jié)構(gòu)中,瞳孔是光線進出的通道。當(dāng)外界光線較強時,瞳孔是變小的,以避免過強的光線刺傷了眼睛;當(dāng)外界光線較弱時,瞳孔是變大的,讓更多的光線進入眼球,便于看清物體。因此②瞳孔相當(dāng)于遮光器。C符合題意。6.角膜塑形鏡通過改變角膜的形態(tài)來提高裸眼視力,矯正原理如圖所示,下列敘述正確的是

()A.角膜塑形鏡改變了晶狀體的曲度B.角膜塑形鏡可以完全根治近視C.青少年近視的主要原因是角膜曲度過大D.塑形前物像落在視網(wǎng)膜前方,塑形后物像落在視網(wǎng)膜上D【解析】角膜塑形鏡通過改變角膜的幾何形態(tài)來提高裸眼視力,不是改變了晶狀體的曲度,A錯誤。角膜塑形鏡產(chǎn)生的效果是臨時性的,停止戴鏡一段時間,角膜又會恢復(fù)原來形狀。因此,角膜塑形鏡不可以根治患者的近視問題,B錯誤。用眼不當(dāng)導(dǎo)致晶狀體(不是角膜)曲度過大是青少年近視的主要原因,C錯誤。角膜塑形前物像落在視網(wǎng)膜前方(表現(xiàn)為近視),塑形后物像落在視網(wǎng)膜上(暫時恢復(fù)視力),D正確。7.(2024·深圳期末)6月6日是全國“愛眼日”。為宣傳眼健康知識,增強全民愛眼護眼意識,生物科創(chuàng)小組在STEM學(xué)習(xí)中心開展了“制作可調(diào)節(jié)的眼球成像模型,提出保護眼健康的方法”的跨學(xué)科實踐活動,具體實施過程如下。任務(wù)一:認識眼球結(jié)構(gòu)。(1)下圖一中的①是_____。同學(xué)間相互觀察,在光線較亮?xí)r,它呈_____(填“擴大”或“縮小”)狀態(tài);在光線較暗時,它呈_____(填“擴大”或“縮小”)狀態(tài)。由此可知,該結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)進入眼球的光線量。(2)同學(xué)們解剖并觀察牛眼時,發(fā)現(xiàn)角膜是無色、透明的,由此可推測其功能是____________________________________。瞳孔縮小擴大利于光線的透入,是光線進入眼球的通道任務(wù)二:探究視覺的形成。(3)同學(xué)們進行了如圖二所示的實驗:F光源照射來的光線,經(jīng)凸透鏡的折射,最終在光屏上形成了清晰的倒像。該實驗中,凸透鏡模擬晶狀體,光屏模擬_______。通過探究得出視覺的形成過程:外界物體反射的光線依次經(jīng)過_______________(用圖一中的數(shù)字和箭頭表示),最終在___(填圖一中數(shù)字)上形成物像,再通過視神經(jīng)將信息傳給大腦的特定區(qū)域,形成視覺。視網(wǎng)膜②→①→③→⑤④任務(wù)三:分析近視的成因。(4)同學(xué)們將圖二中F光源移動到A點時,物像變模糊,此時換一個曲度較大的凸透鏡,物像變清晰,再將F光源移回原位,物像變模糊。由此分析近視的成因:長時間近距離看物體,導(dǎo)致_________________________________。晶狀體的曲度過大,或眼球前后徑過長任務(wù)四:制作可調(diào)節(jié)的眼球成像模型(5)某小組制作的模型中,“晶狀體”曲度不可調(diào)節(jié),被評為待改進。通過查閱資料他們決定選用水透鏡(如圖:可通過調(diào)整水的體積改變透鏡的焦距)來模擬晶狀體,理由是_______________________。水透鏡可調(diào)節(jié)曲度的變化(6)眼睛是心靈的“窗戶”,我們要從小養(yǎng)成健康用眼的習(xí)慣。請你提出一條預(yù)防近視的措施:_________________________________________________________________________________________________________________________。讀書寫字的姿勢要正確(或看書寫字40分鐘后要到室外活動或向遠處眺望一會兒;要認真做眼保健操,所按穴位要準確)(答出一條,合理即可)【解析】(1)圖中①是瞳孔,眼球虹膜中心的小圓孔,為光線進入眼睛的通道。瞳孔的大小可以調(diào)節(jié),能夠控制進入眼球內(nèi)的光線。強光下瞳孔縮小,減少進入眼內(nèi)的光量,以保護視網(wǎng)膜不受過強的刺激;弱光下瞳孔擴大,增加進入眼內(nèi)的光量,使視網(wǎng)膜得到足夠光的刺激。(2)角膜是無色透明的,利于光線的透入,是光線進入眼球的通道。(3)視覺形成的過程是外界物體反射來的光線,經(jīng)過角膜、房水,由瞳孔進入眼球內(nèi)部,再經(jīng)過晶狀體和玻璃體的折射作用,在視網(wǎng)膜上形成清晰的物像,物像刺激了視網(wǎng)膜上的感光細胞,這些感光細胞產(chǎn)生的神經(jīng)沖動,沿著視神經(jīng)傳到大腦皮層的視覺中樞,就形成視覺。即:角膜→房水→瞳孔→晶狀體→玻璃體→視網(wǎng)膜→視神經(jīng)→大腦皮層(的視覺中樞)。實驗中凸透鏡模擬晶狀體,光屏模擬視網(wǎng)膜,通過探究得出視覺的形成過程:外界物體反射的光線依次經(jīng)過②→①→③→⑤,最終在④上形成物像,再通過視神經(jīng)將信息傳給大腦的特定區(qū)域,形成視覺。(4)如果晶狀體的曲度過大,或眼球前后徑過長,遠處物體反射來的光線通過晶狀體折射后形成的物像就會落在視網(wǎng)膜的前方,導(dǎo)致看不清遠處的物體,形成近視眼。近視眼戴凹透鏡加以矯正。因此,同學(xué)們將圖二中F光源移動到A點時,物像變模糊,此時換一個曲度較大的凸透鏡,物像變清晰,再將F光源移回原位,物像變模糊。由此分析近視的成因是:長時間近距離看物體,導(dǎo)致晶狀體的曲度過大或眼球前后徑過長。(5)凸透鏡不能調(diào)節(jié)曲度的變化。因此,他們選用水透鏡來模擬晶狀體,理由是水透鏡可調(diào)節(jié)曲度的變化。(6)眼睛是獲得外界信息的重要“窗口”,預(yù)防近視愛護眼睛要從小做起,從自身做起養(yǎng)成良好的用眼習(xí)慣。預(yù)防近視,做到三要:①讀書寫字的姿勢要正確;②看書寫字40分鐘后要到室外活動或向遠處眺望一會兒;③要認真做眼保健操,所按穴位要準確。8.視覺的形成據(jù)統(tǒng)計,有80%以上的外界信息通過視覺獲得。眼是接受光信息、引起視覺的器官,眼球是眼的重要結(jié)構(gòu)。小剛組的同學(xué)們利用一些廢棄材料,制作了人體眼球成像模型(如圖丙)。請你觀察模型,并結(jié)合圖甲和圖乙,回答下列問題。(1)【視覺形成的原理】我們看到由遠及近的車輛,此時眼球中的[④]_______的曲度由小變大,物像落在視網(wǎng)膜上,產(chǎn)生神經(jīng)沖動,傳到腦部,形成視覺的部位是____________________,該部位結(jié)構(gòu)和功能的基本單位是圖乙中的[⑨]_______。(2)【模型設(shè)計及制作】圖丙是小剛組制作的模擬眼球模型,透明塑料殼模擬的是眼球結(jié)構(gòu)中的角膜,可以透過光線。小光盤模擬虹膜(即黑眼球),則小光盤中間的小孔模擬_____,氣球A模擬_______,牽拉氣球A的彈簧模擬睫狀體是圖甲中的[___]。黃色鐵絲模擬_______。晶狀體大腦皮層的視覺中樞神經(jīng)元瞳孔晶狀體⑤視網(wǎng)膜(3)【模型評價及改進】眼球模型前方置一個蠟燭。模擬演示近視的成因,模型需要大變動的是設(shè)計為立體球狀模型,你有何建議?_____________________(答出一點即可)。此時彈簧_____(填“拉伸”或“壓縮”),氣球A的曲度_____,物像落在視網(wǎng)膜的_____。矯正近視,需要如何調(diào)整模型?____________________________(答出一點即可)。用圓形塑料殼固定模型壓縮變大前方將氣球A內(nèi)的氣體釋放出一部分【解析】(1)人體能看遠近不同的物體主要是通過睫狀體調(diào)節(jié)晶狀體的曲度完成的。人視近物時,睫狀體收縮,④晶狀體曲度變大;視遠物時,睫狀體舒張,④晶狀體曲度變減小。視覺形成的過程是外界物體反射來的光線,經(jīng)過角膜、房水,由瞳孔進入眼球內(nèi)部,再經(jīng)過晶狀體和玻璃體的折射作用,在視網(wǎng)膜上能形成清晰的物像,物像刺激了視網(wǎng)膜上的感光細胞,這些感光細胞產(chǎn)生的神經(jīng)沖動,沿著視神經(jīng)傳到大腦皮層的視覺中樞,就形成視覺;即角膜→房水→瞳孔→晶狀體→玻璃體→視網(wǎng)膜→視神經(jīng)→大腦皮層(的視覺中樞)。神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位是⑨神經(jīng)元(神經(jīng)細胞)。(2)由圖丙可知,小光盤模擬虹膜(即黑眼球),則小光盤中間的小孔模擬瞳孔,氣球A模擬晶狀體,牽拉氣球A的彈簧模擬睫狀