1.1细胞生活的环境教学设计-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修1

西安市车辆中学教师专用教案 年级 至 学年度 第 学期 科 第 周 教师 课题 1.1《细胞的生活环境》（共2课时） 教材 分析 《细胞生活的环境》是高中生物选择性必修一《稳态与环境》第一章第一节的内容。本章作为教材的开篇，着重阐述生命系统的稳态与调节，而本节课是学生系统学习内环境与稳态知识的起点，为后续深入学习血糖平衡调节、体温调节、水盐平衡调节等内容奠定坚实基础。教材从学生熟悉的细胞入手，逐步引出细胞外液、内环境等重要概念，通过图文结合、实例分析等方式，引导学生理解细胞与外界环境进行物质交换的过程，体现了从微观到宏观、从现象到本质的认知规律，有助于学生构建生命系统的整体观念 。 学情 分析   高中学生在之前的学习中，已对细胞的基本结构和功能有了一定的了解，具备了一定的生物学基础知识和认知能力。然而，对于细胞生活的环境，尤其是细胞外液、内环境等抽象概念，学生的认知还较为模糊。此阶段的学生思维活跃，好奇心强，具有一定的自主探究和合作学习能力，但在分析复杂的生物学现象和建立知识间联系方面仍存在一定困难。教学过程中需通过生动的实例、直观的模型和有效的问题引导，激发学生的学习兴趣，帮助他们突破学习难点，构建清晰的知识体系。 教学 目标 与 核心 素养 准确描述内环境的组成和理化性质。理解细胞与外界环境进行物质交换的过程。（生命观念） 通过对基因频率计算的练习，提升数学计算和逻辑推理能力。 通过分析资料和讨论，提升分析、归纳和表达能力。借助构建概念图，培养构建知识网络的能力。 (科学思维)  借助分析实例，培养运用所学知识解释生物进化现象的能力。组织学生开展小组讨论，培养学生提出问题、设计实验方案、收集和分析数据、得出结论的科学探究能力。鼓励学生对生活中相关的生物学现象进行观察和思考，培养学生的探究意识和创新精神。(科学探究) 认识到生命系统的复杂性和统一性，形成稳态与平衡观。关注健康生活，增强自我保健意识。(社会责任) 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。 教学难点 1.内环境的理化性质，尤其是渗透压、酸碱度和温度的维持机制。 2.理解细胞、内环境和外界环境之间的物质交换关系。 教法 讲授法、实验演示、直观演示法、问题引导法 学法 多媒体课件、读书引导法，小组合作学习法 课时 2课时 教具准备 教 学 过 程 【情境导入】 问题探讨 图中所示细胞生活的环境？尝试说出它们生活环境的异同。 相同之处：都是液体环境 不同之处： 教师讲解 【问题探讨】 单细胞生物 直接生活在外界水环境中，从中直接获取养料和氧， 并将代谢废物直接排入水中。 多细胞生物 未直接与外界环境接触， 不能直接与其进行物质交换。 人体内其它细胞直接生活的环境是什么？ 体液：生物体内以水为基础的液体统称为体液。 体液包括细胞内液和细胞外液 细胞内液：存在于细胞内约占2/3，进行新陈代谢的主要场所。 如：细胞质基质、线粒体基质、叶绿体基质、细胞液(液泡内)、核液 细胞外液：存在于细胞外约占1/3，主要包括组织液、血浆、淋巴液等。 细胞生活的直接环境。 【细胞外液的组成】 （1）血浆 血浆是血细胞的直接生活环境 思考：有人说：“血液就是血浆”你认为这种说法恰当吗？ 注意：血浆、血液、血红蛋白、血浆蛋白之间的关系 （2）组织液： 存在于组织细胞间隙的液体，又叫组织间隙液。 绝大多数细胞都浸浴在组织液中 注意：手上磨出的水泡中的液体即为组织液，呈淡黄色。 务一：观察下图，组织液的来源和去路分别是什么？ 来源：由血浆通过毛细血管壁渗出到细胞间形成。 功能：物质交换（小分子） 主要去路：组织液大部分通过毛细血管静脉端回收，少部分进入毛细淋巴管。 （3）淋巴液：存在于淋巴管中，是由一部分组织液经毛细淋巴管壁进入毛细淋巴管而形成的。 淋巴液是淋巴细胞、吞噬细胞直接生活的环境。 （4）淋巴、组织液和血浆之间的关系 血浆、组织液、淋巴通过动态的有机联系共同构成机体细胞生活的直接环境。由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。 为什么组织液和淋巴液之间是单向关系？ 任务二：为什么说细胞外液是细胞直接生活的环境？ 细胞外液是指存在于细胞外的体液，包括血浆、组织液和淋巴液等。 由细胞外液构成的液体环境叫做内环境 （1）内环境 = 细胞外液 = 组织液+血浆+淋巴液等 （2）内环境只包含血浆、组织液、淋巴液吗？ 脑脊液、房水、关节滑液也属于内环境组成成分。 （3）单细胞生物有内环境吗？ 内环境的概念是对绝大多数多细胞动物而言的，单细胞动物 (如草履虫)、简单的多细胞动物(如水螅)和植物没有内环境。 1、请对组织液、血浆、细胞内液三者中O2、CO2浓度大小分别进行排序 O2浓度：血浆＞组织液＞细胞内液 CO2浓度：细胞内液＞组织液＞血浆 2、人体代谢所需的O2从外界环境到达组织细胞被利用，至少穿过几层生物膜？葡萄糖呢？ O2从外界环境进入组织细胞，至少穿过 9 层生物膜； 进入组织细胞并加以利用，至少穿过 11 层生物膜。 与生活的联系 静脉注射（输液）和肌肉注射（打针），药物到达组织细胞发挥作用的运输途径有什么不同？ 静脉注射（输液）：药→血浆→组织液→靶细胞（细胞内液） 肌肉注射（打针）：药→组织液（少数进入淋巴，淋巴液又汇入血浆）→血浆→组织液→靶细胞（细胞内液） 第二节课 【细胞外液的成分】 血浆的成分复杂，主要为水。科学家测得人体血浆中部分成分的含量如下表。 1. 血浆的组成成分 水（约占90%） 蛋白质（约占7~9%）无机盐（约占1%） 血液运输的其他物质 营养物质：葡萄糖、核苷酸、脂质等 代谢废物：尿素、尿酸等 气体：O2、CO2等 抗体、激素（如胰岛素）、神经递质等 【内环境的理化性质】 渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化性质的三个主要方面。 1、 渗透压 （1）概念：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。 （2）渗透压的大小： 取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。（溶质微粒 越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高； 反之，溶液渗透压越低。） （3）影响渗透压的因素 ①血浆渗透压大小：主要与无机盐、蛋白质含量有关。血浆中的蛋白质最多，渗透压最高。 ②细胞外液的渗透压：90%以上来源于Na＋和 Cl－。 ③细胞内液渗透压：主要来源于K+。 与生活的联系 血浆的渗透压与0.9%NaCl溶液或5%的葡萄糖溶液的渗透压大致相等，故0.9%的NaCl溶液或5%的葡萄糖溶液为血浆的等渗溶液，前者又叫生理盐水。凡浓度高于0.9%NaCl溶液的溶液称为高渗溶液，低于则称为低渗溶液。 2、酸碱度 （1）正常人的血浆pH近中性，为 7.35-7.45 。 （2）平衡的维持：缓冲物质—H2CO3/NaHCO3; NaH2PO4/ Na2HPO4 1、剧烈运动会使肌肉产生大量乳酸等酸性物质，这会影响血浆的pH吗？ 在这种情况下，机体是如何维持细胞外液的酸碱度的？ 3、 温度 人体细胞外液的温度一般维持在_37摄氏度______左右。 意义：为各种酶提供适宜的温度，保证各类酶促反应的正常进行。 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 补充材料（或教后感） 草履虫生活在外界水环境中，血细胞生活在血浆中 体液不与外界相通，即正常情况下不会排出体外，汗液、泪液、消化液、尿液等不属于体液。 血液≠血浆 。 组织液是绝大多数细胞直接生活的环境 末端（盲端）允许组织液流入毛细淋巴管， 不允许倒流。 组织液和淋巴液之间是单向关系 学生们自己填写表格。 由此可见，细胞外液是体内细胞直接生活的液体环境。 （人体“内”，细胞“外”） 自然选择决定生物进化的方向 稳态 不是 恒定不变，而是 是动态平衡 。 板 书 设 计  细胞生活的环境 一、细胞外液 1. 组成：血浆、组织液、淋巴 2. 关系：血浆⇌组织液→淋巴→血浆 二、内环境 1. 概念：细胞外液构成的液体环境 2. 作用：细胞生活的直接环境 三、内环境的理化性质 1. 渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力 2. 酸碱度：血浆pH维持在7.35 - 7.45 3. 温度：人体约37℃ 四、细胞与外界环境的物质交换 1. 媒介：内环境 2. 参与系统：消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统 教 学 反 思 在教学过程中，需关注学生对抽象概念的理解程度，及时调整教学方法和节奏。对于内环境的理化性质等难点内容，可通过更多的实例和实验演示帮助学生理解。同时，鼓励学生积极参与课堂讨论和互动，培养学生的生物学核心素养。 课后练习 第1章第1节 细胞生活的环境 一、单选题 1．人体内环境保持相对稳定以维持正常生命活动。下列物质不存在于内环境中的是（ ） A．Ca2+ B．淀粉 C．葡萄糖 D．氨基酸 2．渗透压是指溶液中溶质微粒对水分子的吸引力。Na+、Cl-等离子和血浆蛋白等分子是血浆中主要的溶质微粒。下列相关叙述错误的是（　　） A．Na+、Cl-等离子通过细胞膜，有利于及时调节细胞内液的渗透压 B．血浆蛋白不易穿过毛细血管壁，是血浆维持水含量的重要因素 C．血浆渗透压和细胞内液渗透压相当，可以维持血细胞正常的形态 D．蛋白质相对质量远大于无机盐离子，故血浆渗透压由血浆蛋白决定 3．如图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程，①②③表示直接参与该过程的几种系统，④⑤表示相关物质，a、b、c表示三种液体。下列叙述错误的是（ ） A．氨基酸、性激素、抗体都是内环境的组成成分 B．图中b和c是毛细血管壁细胞生活的液体环境 C．④可表示营养物质、氧气，⑤可表示代谢废物、二氧化碳 D．该图表明人体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 4．下列生理过程不会发生在人体的内环境中的是（ ） A．血液中pH值的稳定 B．淀粉的水解 C．神经递质的分解 D．抗原抗体的结合 5．细菌性感冒患者口服头孢拉定（抗生素）后不能喝酒，原因是头孢类分子能抑制乙醛脱氢酶的活性，造成酒精在人体内无法彻底代谢，引起体内乙醛大量堆积。头孢拉定常包裹胶囊以利于服用。下列叙述错误的是（　　） A．头孢拉定外裹胶囊可使药物在胃酸环境下不被溶解而进入肠道释放 B．口服头孢拉定后，小分子抗生素药物经肠道毛细血管吸收进入血浆 C．进入内环境的头孢拉定可抑制乙醛脱氢酶活性，导致乙醛大量堆积 D．细菌性感冒患者咽喉水肿可能与细菌产生的毒素增大毛细血管壁的通透性有关 6．血浆是人体内环境的重要组分，为血细胞提供适宜的生存环境。下列叙述正确的是（　　） A．血浆中含量最多的两种离子是Na+和K+ B．血浆是血细胞进行代谢反应的主要场所 C．血浆中的某些蛋白质能与特定的抗原结合 D．血浆中的缓冲对有助于维持血浆的弱酸性 7．青光眼是导致人类失明的三大致盲眼病之一，可由房水过多引起。研究表明，房水中的蛋白质含量仅为血浆中的0.5%，葡萄糖含量约为血浆中的80%。房水的主要作用是给角膜和晶状体等提供营养，并排出其代谢产物和维持眼内压。下列叙述错误的是（ ） A．推测房水中无机盐的相对含量低于血浆中的 B．房水是机体内环境的一部分 C．房水的渗透压大小主要取决于Na⁺与Cl⁻的浓度 D．利用药物促进房水排出是治疗青光眼的措施之一 8．细菌、病毒、真菌等病原微生物感染人体时，会引发肺炎，进而出现肺水肿。下列关于肺水肿患者各项指标的检查结果可能有误的是（ ） A．血浆蛋白浓度升高 B．组织液渗透压升高 C．淋巴回流速度异常 D．血氧浓度降低 9．人体内的细胞外液构成了体内细胞生活的液体环境，它是沟通组织细胞和机体与外界环境之间的媒介。如图为人体中a细胞及三种细胞外液间的物质交换关系，图中箭头代表物质交换方向。下列叙述正确的是（ ） A．若人体摄入的食盐过多，会引起甲的量减少，而a细胞内液量增加 B．正常情况下，甲中的物质可通过毛细血管的静脉端重新吸收进入乙 C．若局部毛细血管通透性增加，会导致血浆蛋白进入乙中，使乙增多 D．给病人输入的NaCl及葡萄糖会等比例进入a细胞及甲、乙、丙中 10．下列关于人体内环境的叙述，正确的是（ ） A．氨基酸、血红蛋白、抗体均属于内环境的成分 B．内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介 C．无氧呼吸产生乳酸的过程发生在内环境中 D．手脚磨出的“水泡”中的液体主要是细胞内液 二、多选题 11．如图为高等动物的体内细胞与外界环境的物质交换示意图，下列错误的是（　　） A．①③都必须通过消化系统才能完成 B．人体的体液包括细胞外液和内环境 C．细胞与内环境交换的④包括养料和O2 D．⑥可表述为：体内细胞可与外界环境直接进行物质交换 12．如图表示人体体液各成分之间的相互关系，a、b、c、d代表各种体液，下列相关叙述正确的是（ ） A．d中的蛋白质含量明显高于b、c B．维持d渗透压的主要是蛋白质和无机盐 C．b、c、d中的Na⁺浓度比a中的高 D．神经递质、激素、血红蛋白等都属于b的成分 13．如图为人体甲细胞与三种细胞外液间的物质交换关系，图中箭头代表物质交换方向，甲细胞可表示肝细胞和肌细胞等。下列有关叙述正确的是（　　） A．甲细胞也可表示红细胞，其直接与细胞外液乙进行物质交换 B．肝细胞、乙、丙三部位的O2浓度大小关系为丙>乙>肝细胞 C．丙中的氧气通过自由扩散至少穿过4层磷脂分子层进入乙 D．缺氧条件下肌细胞产生的乳酸导致乙、丙、丁的pH明显下降 三、解答题 14．健康是人生最宝贵的财富，内环境稳态的维持与人体健康有密切的关系。某人因咽喉肿痛、声音嘶哑去医院就诊，医生诊断为急性咽喉炎，需注射头孢呋辛钠治疗。医嘱：使用头孢呋辛钠期间及用药后1~2周内不能饮酒。回答下列问题： (1)肌肉注射和静脉滴注头孢呋辛钠治疗时，药物首先进入的内环境分别是_____和_____，两者在成分上的主要区别是_______的含量不同。 (2)有些细菌侵入人体后，其产生的毒素可增加毛细血管壁的通透性，人体将会出现____现象。 (3)血浆渗透压的大小主要与_____的含量有关。 (4)肝脏是酒精的主要代谢场所，头孢类分子可抑制乙醛脱氢酶活性，造成乙醛中毒，重者可导致呼吸抑制、急性心衰等。 ①饮酒者血浆中的酒精少量随肺部呼吸排出体外，肺泡壁细胞生活的内环境是______。 ②乙醛中毒引起的呼吸抑制会使通气量减少，导致二氧化碳积累，造成血浆中的pH呈______趋势，但会被缓冲物质中和而稳定。 15．如图为人体内环境的局部示意图，A、B代表血液流动方向，①－⑦分别代表液体或结构，请据图回答。 (1)图中的____________（填序号）构成体液，接种新冠疫苗时，疫苗直接进入了图中的____________（填序号），某人长途跋涉脚底磨出了水泡，水泡内的液体主要来自于图中的____________（填序号）。 (2)若图表示肝脏局部组织，空腹时A、B两点血糖浓度较高的是______________，原因是________________。 (3)⑤的渗透压大小主要与_________的含量有关，与①在成分上的主要区别是________________。 (4)红细胞运输的氧气被组织细胞利用，经过的途径是___________（用图中的数字和箭头表示）。肺气肿患者由于呼吸不畅，血液的pH会略有__________（上升或下降），这是因为____________。 16．某人因咽喉肿痛去医院就诊，医生诊断为急性喉炎，需注射头孢呋辛钠治疗。医嘱：使用头孢呋辛钠期间及用药后1~2周内不能饮酒。 (1)肌肉注射和静脉滴注头孢呋辛钠治疗时，药物首先进入的内环境分别是______和______，两者之间在成分上的主要区别是______的含量不同。 (2)有些细菌入侵人体后，其产生的毒素可增加毛细血管壁的通透性，人体将会出现______现象。 (3)肝脏是酒精的主要代谢场所，酒精的代谢途径如下图所示。头孢类分子可抑制乙醛脱氢酶活性，造成乙醛中毒，严重者可致呼吸抑制、急性心衰等。 ①饮酒者血浆中的酒精少量随肺部呼吸排出体外，该过程酒精至少穿过______层磷脂分子，毛细血管壁细胞生活的内环境是______。 ②正常人血浆中的pH为______。乙醛中毒引起的呼吸抑制，使通气量减少导致二氧化碳积累，血浆中的pH变小。为维持血浆pH的相对稳定，参与调节的缓冲物质主要有______等。 (4)肺炎患者的肺泡上皮细胞及肺毛细血管壁细胞受损后，出现肺水肿的原因是______。 一、单选题 1. 答案：B 2. 答案：D 3. 答案：B 4. 答案：B 5. 答案：C 6. 答案：C 7. 答案：A 8. 答案：A 9. 答案：C 10. 答案：B 二、多选题 11. 答案：ABD 12. 答案：ABC 13. 答案：BC 三、解答题 14. (1) 组织液；血浆；血浆蛋白 (2) 组织水肿 (3) 无机盐和蛋白质 (4) ① 组织液 ② 下降 15. (1) ①②③④⑤⑥；⑤；③ (2) B；肝脏将肝糖原分解为葡萄糖并释放到血液中 (3) 无机盐、蛋白质；⑤中蛋白质含量高于③ (4) ⑤→③→⑥→⑦；下降；呼吸不畅导致CO₂积累，血浆中H⁺浓度升高 16. (1) 组织液；血浆；蛋白质 (2) 组织水肿 (3) ① 4；血浆和组织液 ② 7.35~7.45；HCO₃⁻、HPO₄²⁻ (4) 肺泡上皮细胞和毛细血管壁细胞受损后，通透性增加，血浆蛋白和液体进入肺泡和组织间隙，导致肺水肿 学科网（北京）股份有限公司 $$