高二生物必修三细胞生活的环境教学设计
第1节 细胞生活的环境
一、 教学目标
描述内环境的组成和理化性质。
2.说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
3.尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。
二、教学重点和难点
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。
2.教学难点
(1)内环境的理化性质。
三、教学策略
关于章节引入的设计
任何一堂课，引言的设计都至关重要。好的开头不仅使学生能够迅速集中注意力，有效帮助学生进入学习状态，并且能够激发学生学习的主动性和积极性，为上好本节课奠定基础。“细胞生活的环境”这一课是本章教学的第一课，这节课的引入涉及两个环节：章题的引入和节题的引入。
章题的引入可以利用教材提供的章题图来完成。通过启发学生观察章题图、思考图中内容与本章内容的关系，激发学生学习本章的兴趣。同时通过图片还可以使学生感受到边防战士、炼钢工人、抗洪抢险战士工作环境的恶劣，体会他们工作的艰苦，认识他们工作的重要性，这也是一种人文精神的渗透。由于本章内容与人体健康的关系密切，也可以考虑从人类生活中的健康问题入手来引入。
节题的引入可以利用教材提供的“问题探讨”来完成。问题探讨中人体血细胞、草履虫的图片，可以启发学生比较两者生活环境的异同，引出体内细胞生活的环境 ──内环境。若有条件，可以出示装有血液(离心后)和草履虫培养液的试管代替图片，这样的情景更为直观和真实，更容易激发学生的学习热情。
2.组织学生开展阅读、思考与讨论、资料分析等活动，在活动中引导学生主动建构内环境及其理化性质的知识。
有关人体内环境组成的内容很抽象，充分利用学生已有的知识、经验和直观图片搭建学习新知识的桥梁，将有助于学生对这部分内容的理解和掌握。例如，可以让学生观察教师展示的血浆实物，或引导学生回忆在初中曾经做过的观察活动;也可以启发学生回忆手脚磨出水泡的情景，说明水泡中的液体主要是组织液等，这样都有利于学生建立对细胞外液的感性认识。关于组织液、血浆和淋巴三者间的内在联系，教材写得比较具体，而且配有插图，可以先让学生阅读课本相关内容，同时参考教科书中的图1-1和1-3，进行独立思考，再在此基础上引导学生理解三者间的关系。在看图过程中，首先应该引导学生识别图中各种结构和成分，弄清各结构间的关系，这是理解组织液、血浆和淋巴内在联系的基础。教材提供的插图只反映人体局部组织中的情况，要说明全身的细胞外液是一个有机的整体，有必要再提供人体循环系统(包括血液循环和淋巴循环)的整体图，从而有助于学生建立对人体细胞外液的整体认识。
内环境的理化性质是一个更为抽象、更难以理解的深层次问题。一般的讲解难以在学生的头脑中留下深刻印象。可以引导学生开展资料分析、实验现象分析等讨论活动，使学生理解这部分内容。在资料分析中，5个讨论题是为学生自学课本内容设计的，讨论题1和2围绕有关细胞外液成分的问题;讨论题3和4与细胞外液的渗透压和酸碱度有关;讨论题5与内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介有关。要让每个学生独立完成这5个题的讨论是有一定难度的，因此教师应根据实际情况，针对不同的学生，采用不同的教学策略。例如，如果学生基础较好、能力较强，可以把他们分成小组，提供充足的时间，放手让他们讨论，并自学课本上的相关内容，最后由教师进行简单总结。对于基础较差和能力较弱的学生，教师宜给予适当的引导，再根据教学进程安排学生分阶段进行讨论。如学习细胞外液成分时，先讨论1、2题，学习渗透压和酸碱度时，再讨论3、4题，第5题则可以放到“内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介”标题下的“思考与讨论”中去。这样做有利于分散难点，突破每一阶段的重点。
3.以任务驱动讨论的开展，以讨论促进任务的完成，通过建立与已有知识的联系，最终实现对“内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介”的充分理解。
这部分教学内容与学生在必修1中学过的物质出入细胞的内容，及初中学过的消化、呼吸、循环、泌尿系统等知识联系紧密。教材提供了“思考与讨论”和“技能训练”两项学生活动，旨在通过活动引导学生回忆学过的相关知识，并建立起与新知识间的联系，从而理解内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
教学时，建议将“技能训练”作为一项任务布置给学生，要求每一位学生利用课下的时间独立完成。学生在接受任务后，会开始思考自己应该如何完成这项任务。他们可能会面临两个问题：一是人体细胞与外界环境的物质交换过程是如何完成的?二是选择哪种表现形式来表达。这时他们就会产生与他人交流的愿望。老师可提出，为了帮助同学降低完成任务的难度，同时保证任务完成的质量，要求同学以小组为单位，在课堂上就自己面临的问题展开讨论，也可根据“思考与讨论”中的问题展开讨论。由于学生是带着任务参与讨论的，因此会很投入、很积极，讨论的效果就能得到保证。讨论结束后，应由同学或老师总结人体细胞与外界环境进行物质交换的过程，这样可以帮助学生扫清知识上的障碍，为课下完成任务奠定基础。同时，提供给学生一个制作好的范例，如图解(见图1-1)或课件，使学生明确这项任务的要求，即制作时首先要注意科学性，其次要注意形式的多样化。在指导学生完成任务的过程中还应发挥评价的作用，促进学生积极地、高质量地完成任务。例如，学生完成任务后，教师要给予及时评价，成绩可以记入学期总评，或选出优秀作品在课堂展示、交流、点评等。
图1-1体内细胞与外界环境进行物质交换的过程
四、答案和提示
(一)问题探讨
图1中是人体血液中的血细胞，包括红细胞、白细胞等;图2中是单细胞动物草履虫。
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。
(二)思考与讨论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。它们之间的关系如图1-2所示。由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。
图1-2组织液、血浆、淋巴之间的关系
(三)资料分析
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)
(四)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。
(五)思考与讨论2
提示：na 和cl-等直接来自于食物，不需要经过消化就可以直接被吸收。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，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：
hco-3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，再通过呼气运动排出体外。
(六)练习
基础题
c。
2.b。
3.b。
4.毛细血管壁细胞的直接生活环境是血浆和组织液，毛细淋巴管壁细胞的直接生活环境是淋巴和组织液。
拓展题
(1)肺泡壁、毛细血管壁。(2)食物的消化和营养物质的吸收。 (3)肾小管的重吸收。 (4)皮肤。
五、参考资料
血浆、组织液、淋巴化学成分的差别
血浆是血液中的液体成分，90%以上是水，其中含有数千种物质，包括蛋白质、脂质、糖类、各种盐类、氨基酸、维生素、激素、抗体和各种细胞代谢产物等;组织液是血浆经过毛细血管滤过而形成的，其中各种离子成分与血浆相同，也存在各种血浆蛋白，但其浓度明显低于血浆;组织液中的物质进入毛细淋巴管，就成为淋巴，因此淋巴的成分与组织液类似。与血浆相比，淋巴中水分的含量明显较多，另外，由肠道吸收的脂肪绝大部分是经过淋巴而进入血液的。