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《内环境稳态的重要性》高中生物的优秀教案
一、教学目标
1、说明内环境稳态及其生理意义；简述稳态的调节机制。
2、关注内环境稳态与健康的关系。
3、尝试解释生物体维持pH稳定的机制。
二、教学重点和难点
内环境稳态及其生理意义。
三、课时安排2
四、教学过程
1、〔引入〕以“问题探讨”引入，学生思考讨论后回答，老师提示。
〔生答师提示〕1、提示：血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分的含量，其中包括机体多种代谢产物的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内。当机体某项生理功能出现障碍时，势必影响其代谢产物的含量，因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况，并可以作为诊断疾病的依据。 例如，正常情况下，转氨酶主要分布在各种组织的细胞内，以心脏和肝脏的活性最高，在血浆中的活性很低。当某种原因使细胞膜通透性增高时，或因组织坏死细胞破裂后，可有大量转氨酶进入血浆，引起血浆中转氨酶活性升高。
2、提示：这说明（1）内环境中各种化学成分的含量不是恒定不变的，而是在一定范围内波动，内环境的稳定是一种动态的相对稳定； （2）不同个体存在一定差异。
3、提示：（1）肌酐含量超标，肌酐是有毒的代谢废物，积累过多会影响健康。这表明肾脏的排泄功能有障碍。 （2）葡萄糖含量超标，血糖含量过高可并发酮症酸中毒、糖尿病的心血管合并症等。 （3）甘油三脂超标，可引起高脂血症，易并发冠心病、动脉粥样硬化等。
〔问题〕以 “本节聚焦”的问题，再次提起学生的思考。
〔板书〕
一、内环境的动态变化
Homeostasis：正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态叫做稳态。
二、对稳态调节机制的认识
神经——体液——免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制
〔学生互动〕学生思考与讨论，师提示。
1、提示：绝大多数人都有过发高烧的经历，可以让同学先谈谈自己发高烧时的感受。
正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度。在发高烧的状态下，由于内环境发生一系列变化，导致体内的各种反应出现紊乱，于是机体功能发生异常。发热时的主要症状大部分集中在中枢神经系统，病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡等，同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。发热时机体处于一种明显的分解代谢过旺的状态，持续高热必定引起器官的功能负荷加重，有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。孕妇发热可能导致胎儿发育障碍，是一个重要的致畸因子。对于6个月至4岁的幼儿来说，持续高热容易发生惊厥，相当数量的患儿由此造成脑损伤，如智力落后，甚至癫痫，因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。
2、提示：内环境渗透压会变小。当内环境渗透压变小时，内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞内，造成细胞吸水肿胀，进一步导致细胞代谢和功能紊乱。严重时会出现疲倦、周身不适、表情淡漠、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。
3、提示：因为高原空气稀薄，大气压和氧分压低，易造成体内缺氧。这说明外界环境的变化势必影响内环境的稳态。若外界环境变化不甚剧烈，并且机体代偿机制良好，内环境的波动较小，仍能维持稳态；若外界环境变化剧烈，机体代偿机制不好，内环境稳态将受到破坏，就会影响身体健康。
〔社会联系〕生思考，师提示。
〔讲解〕夏天时，空调房间与室外的温差较大，如果经常进出空调房间，就会出现咳嗽、头痛、流鼻涕等感冒症状。如果在温度较低的空调房间呆的时间过长，就会引起关节酸痛或颈僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻、头晕脑胀等。如果呆得太久，由于空气不好，容易使人头晕目眩。这些症状就是空调综合征，俗称空调病。空调病的主要表现为：感冒、过敏、风湿痛、黏膜干燥、紧张、烦躁、注意力难以集中、头痛，等等。据分析，空调对人的影响主要在于：空调风使人体表面水分蒸发量加大，毛孔收缩，不能正常排汗，也会引起内分泌的紊乱；空调房间里，气流方向经常变换，气流速度增加，空气热量不断变动等因素干扰了人体的嗅觉，削弱了人体对空气中病菌、过敏原和异味的反应；房间内湿度太低，会对眼、鼻等处的黏膜产生不利作用，导致黏膜病；室内空气与外界几乎隔绝，干燥而又温度适宜，空气中有害细菌含量快速上升。
〔板书〕三、内环境稳态的重要意义
内环境稳态是机体进行正常生活的必要条件。
〔实验并讨论〕生看或做实验，思考，师提示。
1、生物材料加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。
2、提示：缓冲液加入少量酸碱后，pH变化不明显。原因是磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4，其中NaH2PO4溶液呈酸性，当加入少量NaOH时，可以中和OH-；Na2HPO4溶液呈碱性，当加入少量HCl时，可以中和H+。水溶液则不同，因而加入酸碱后，pH变化明显。
3、提示：生物材料中含有缓冲对NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/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C02和水。血液中的C02增多会刺激呼吸中枢，使呼吸运动增强，增加通气量，从而将C02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。
【关于人体血液pH值缓冲作用原理】
人体血液不会因为进入少量酸性和碱性的物质而使其pH值超出7．35～7．45之间，原因是血液中含有缓冲物质，如H2C03／NaHCO3、NaH2PO4／Na2HPO4等。在此结合有关生化知识对H2C03／NaHCO3在维持血液 pH值稳态中所起的作用加以说明。
它们的电离如下：H2C03一→H+ + HC03- (1) (双向，可逆)；NaHC03一→Na++ HC03- (2)；由于(2)式完全电离，有大量的HC03- 存在，对(1)式电离产生同离子效应，使HC03-和H+ 结合成H2C03 ，也就是说(2)式的结果抑制了(1)式H2C03的电离，因此血液中存在大量的H2C03和HC03- ，而H+浓度很小。
当血液中进入少量酸(例如乳酸、磷酸等)时，由于血液中存在大量HC03-，能和进入的酸中的H+结合成电离度很小的H2C03，使血液中氢离子浓度几乎没有升高，因此血液pH值并不明显降低。
当血液中进入少量碱时，此时血液中的H+与进入碱中的OH- 结合成难电离的H20，当血液中的H+稍有降低时，血液中存在的H2C03，就立即电离出H+来补充血液中减少的H+，使血液pH值并不明显升高。
正是因为H2C03和HC03- 的大量存在才会使血液的pH值不会因为少量碱、酸的进入而造成明显升降。
〔小结〕略（黑体字部分）。
〔作业〕练习一二题。
1．D。 2．C。 3．D。
4．提示：因为人体各种生命活动是以细胞代谢为基础的，细胞代谢本质上是细胞内各种生化反应的总和。内环境为这些生化反应的进行提供了必要的物质和条件。当内环境稳态保持正常时，细胞的代谢活动能正常进行；当内环境稳态失调时，细胞代谢活动就会受影响。因此内环境稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。
拓展题
提示：当动物进食高浓度的糖溶液后，大量的葡萄糖被吸收进入血液，导致血糖浓度暂时升高。血糖浓度的升高会刺激机体加速分泌胰岛素，同时抑制胰高血糖素的分泌。在胰岛素和胰高血糖素的共同调节下，血糖浓度逐渐恢复到正常水平，具体调节机制可参考第2章有关血糖平衡调节的内容。
自我检测的答案和提示
一、概念检测
1、判断
（1）×；（2）√；（3）×；（4）√。
2、选择
（1）D；（2）D；（3）D。
3、画概念图
略
二、知识迁移
（1）水是良好的溶剂，为各种生化反应提供溶液环境；水是体内物质运输的载体；水在体温调节方面有作用；水是某些生化反应的反应物；水是细胞结构的重要组成成分等。
（2）说明健康的人体具有维持体内水平衡的能力。
三、技能应用
（1）否。
（2）血液中的糖分既可来源于食物中的糖类物质，也可来源于其他物质在体内的转化。
四、思维拓展
提示：航天器和航天服中的生命保障系统，主要由氧源（气瓶）和供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成。它能够为航天员提供呼吸用氧，并控制服装内的压力和温度，清除航天服内C02、臭味、湿气和微量污染等。这套生命保障系统与压力服（给宇航员提供正常大气压）一起，在人体周围创造适宜人生存和工作的微型气候环境，有利于宇航员维持机体内环境的稳态。
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