内环境的稳态

生物学概念

本词条针对高二生物《人体的内环境与稳态》内容章节，采用“问题解决教学”进行教学设计。先引入，再逐步介绍内环境，在学生问题的基础上，逐渐深入，以达到教学目标。

学习准备

教学环境：带多媒体的教室

同学们具备一定的生物知识基础，但对本章内容还不了解，需课前做好预习工作。

教学目标

⊙知识与技能：

1、说明内环境稳态的概念。

2、简述稳态的调节机制。

3、了解稳态的生理意义。

4.通过教师的多媒体讲解，学生掌握泌尿系统、循环系统、内分泌系统和神经系统在维持内环境中的作用

⊙过程与方法：

1、进行实验，了解生物体具有维持内环境稳定的机制。

2、尝试解释生物体维持pH稳定的机制。

⊙情感态度与价值观：

1、关注维持内环境稳态与健康的关系。

2、养成自我保健的意识和习惯。

3、运用这方面的知识关爱家人和亲友。

4、建立敢于质疑尊重事实，严谨、仔细的科学精神和科学态度。

教学重难点

1.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。

(3)泌尿系统以及循环系统在维持内环境稳定中的作用的学习

2.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。

(3)肾脏的产尿过程的掌握，以及循环系统中毛细血管与其他几个系统之间关系的掌握

稳态生理意义

1.内环境的概念：内环境是指人体内(高等的多细胞动物体内)的细胞外液，是人体细胞赖以生存的液体环境。

细胞内液（存在于细胞内，约占2/3）

1.体液血浆

细胞外液组织液

（存在于细胞外，约占1/3）淋巴等

2.单细胞生物与多细胞生物生活环境的差异

(1)生活在水中的单细胞生物（如：草履虫）可以直接与外界环境进行物质交换。

(2)人体内的绝大多数细胞没有直接与外界环境接触，不能直接与外界环境进行物质交换。

2．内环境的稳态

细胞的代谢活动和外界环境的不断变化，必然会影响内环境的理化性质，如pH值、渗透压、温度、各种化学物质的含量等，但内环境通过机体的调节活动能够维持相对的稳定。

（1）血浆pH稳态

人体在新陈代谢过程中，会产生许多酸性物质，如乳酸、碳酸；人的食物(如蔬菜、水果)中往往含有一些碱性物质(如碳酸钠)。这些酸性和碱性的物质进入血液，就会使血液的pH值发生变化。

血浆中有多对对酸碱度起缓冲作用的物质，每对均由一种弱酸和相应的强碱盐组成，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。由于血液中缓冲物质的调节作用，可以使血液的pH值不会发生大的变化，通常稳定在7.35～7.45之间。

水和无机盐的平衡与调节

1.水的平衡与调节

水的平衡

来源：饮水和食物是主要途径，此外还有物质代谢产生的水。

去路：肾脏排尿是主要途径，此外还有皮肤通过汗液排出、肺呼吸、大肠排便。

水平衡调节

2.无机盐的平衡与调节

钠盐主要是维持细胞外液的渗透压；钾盐主要维持细胞内液的渗透压。

血糖平衡

①血糖平衡

②血糖平衡调节

调节中枢——下丘脑；相关激素——胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素

调节方式：神经——体液调节

调节激素：使血糖升高——胰高血糖素和肾上腺素

使血糖下降——胰岛素

教学过程

〖章引入〗让学生阅读章引言并体会内环境的重要性。

〔板书〕第1节细胞生活的环境

〔节引入〕以“问题探讨”引入，学生思考并回答，可进行小组讨论。

〔生答师提示〕

2.血细胞生活在血浆中。草履虫直接生活在外界水环境中。两者生活环境的相似之处是：都是液体环境；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；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。

〔问题〕以“本节聚焦”再次引起学生的思考。

〔板书〕一、体细胞生在细胞外液

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）

1.体液血浆

细胞外液组织液

（存在于细胞外，约占1/3）淋巴等

〔思考与讨论〕学生讨论后回答，老师提示。

1.细胞外液是指存在于细胞外的体液，包括血浆、组织液和淋巴等。血细胞直接生活在血浆中，体内绝大多数细胞直接生活在组织液中，大量淋巴细胞直接生活在淋巴液中。由此可见，细胞外液是体内细胞直接生活的环境。

2.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。

3.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。由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。

〔板书〕血浆、组织液、淋巴关系图

内环境——有细胞外液构成的液体环境叫做内环境。

三、细胞外液的成分

〔资料分析〕有学生分析并回答，老师提示。

1.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.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.Na+、Cl-含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。

4.维持血浆的酸碱平衡。

5.提示：如血浆中的葡萄糖主要来源于食物中的糖类。食物中的淀粉经消化系统消化后，分解为葡萄糖，经小肠绒毛吸收后进入血液，通过血液循环运输到全身各处。进入组织细胞后，葡萄糖主要用于氧化分解放能，最终生成二氧化碳和水，并排入内环境中。二氧化碳通过血液循环被运输到肺，通过呼吸系统排出体外，而多余的水主要在肾脏通过形成尿液排出体外。（其他合理答案也可）。

〔板书〕三、细胞外液的渗透压和酸碱度

〔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。

〔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〕学生讨论后回答，师提示。

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。

教学题目

教学的效果可以通过学生课后做的题目看出。

基础题

（1）影响血液理化性质的主要因素有哪些？

（2）正常人血液的pH是多少？

（3）调节血液pH处于正常范围的方式是什么？

思考加深题

（1）人的体温升高时为什么会思病？

（2）当血液中钙的含量过低或过高时，会引发什么现象？

（3）体内的尿素和无机盐过多时将会导致什么样的后果？

这几道题是根据课程内容列出的需要掌握的题目。如果学生能够明白题目意思，了解题目内涵。则本节课的主要教学任务就基本完成了。

（4）我们的泌尿系统对于维持内环境的稳定的作用是什么？

泌尿系统在维持内环境稳定中，首先肾脏可以过滤血液形成尿液，将内环境中每个细胞所产生的代谢废物统一排出体外，从而调节了水、无机盐以及酸碱PH的一个平衡。那么我们了解了泌尿系统在维持内环境稳定中的的功能了，一旦，代谢废物在细胞外部的组织液中聚集，就会使得我们的内环境中的因素之间就会失去平衡，最终影响到我们的日常生活

（5）我们日常生活中比较常见的一种泌尿系统的疾病——尿毒症产生的主要的原因是什么呢？

本节课我们讨论了有关内环境的两大内容。即：内环境的概念及其包含的成分，稳态的生理意义。特别是内环境的稳态，我们以缓冲对对血液的pH调节为例阐明了稳态的概念，又以酶促反应和血钙为例说明了稳态的生理意义。其实，稳态的调节非常复杂，我们将在第四章中的《神经调节》和《体液调节》中继续讨论。

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