第一篇:稳态教案
第2节 内环境稳态的重要性
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
四、教学过程
〔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。
莲山课件
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第二篇:人体内环境与稳态教案
《人体内环境与稳态》教案设计
【扫描高考】
本节知识点主要有内环境的组成及各组分间的相互关系、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介、内环境的动态变化、对稳态调节机制的认识、内环境稳态的重要意义等。从近几年的高考试题来看,细胞内环境的局部模式图、细胞与外界环境的物质交换图是常用的命题素材,常以选择题的形式出现,主要考查一些和内环境与稳态相关的基础知识。
一、教学目标:
1、知识目标:掌握内环境概念、作用及理化特性,理解稳态意义。
2、能力目标:训练图文转化能力、获取信息能力、识图析图能力、设计实验能力
3、a)以自己为例,认识生物体局部与整体的辩证统一关系。
b)通过对内环境与新陈代谢关系的分析,逐步树立科学保健的生活观念。
二、教学重、难点:
重
点:稳态的概念及其生理意义
落实方案:
1、以人体为例,首先阐明内环境的概念、内环境的组成及其成分间的相互关系。
2、精讲典型实例——缓仲物质对pH的调节过程,说明pH对内环境稳态的影响。
3、结合新陈代谢的过程与实例归纳出内环境稳态的生理意义。
难 点:内环境稳态的概念
突破策略:
1、理解内环境组成成分之间的相互关系。
2、通过人体内血液的PH调节过程,使学生掌握内环境稳态的基本原理。
3、配合典型题例加深理解。
三、学法指导
1.指导学生预习。列出预习提纲,寻找相关疑点。
2.指导学生思考。根据预习情况对提出的疑点寻找思考线索。
3.指导学生归纳。通过运用实例分析,图解说明、小组讨论等教学手段,最终引导学生归纳出核心内容“内环境稳态“的概念。教学方法:谈话法、讨论法、四、课时安排: 1课时
五、教学过程
1、导入本节学习内容。
2、学生预习并思考:
A、内环境: 体液的概念及组成;内环境及其各组分之问的关系并用图形描述。B、内环境与外界环境的物质交换过程
概念:---。
血液PH维持 正常值:----------
维持因素:血液中存在许多多对酸碱度起:-----------。
C、稳态 机制:在-------------共同调节下,各系统器、官协调活动的结果。
意义:是机体正常生命活动的----------------------------------。
破坏:将引起代谢紊乱,导致疾病。如血液中Ca、P含量降低时,会导致----病(成年)和-------------------病(儿童);血钙过高导致--------。
六、课时演练:
1、在人体内,何处的水分不属于体液()
A、血液中的水分B、组织间隙中的水分 C、线粒体基质中的水分D、消化道中的水分
2、毛细血管壁和毛细淋巴管壁所处的内环境分别是()A、血浆和组织液、淋巴和组织液 B、淋巴和组织液、血浆
C、血浆、淋巴 D、血浆和组织液、淋巴和组织液
3、长期营养不良,血浆蛋白含量降低,会引起组织水肿,原因是 A.血浆渗入组织液的速度降低 B.组织液回渗速率降低 C.血浆中的酒精增多了 D.血浆中的K+减少了
4、下列哪些疾病与体内营养与内环境稳态无关()
1糖尿病 ○2坏血病 ○3抽搐 ○4色盲 ○5性腺发育不全 ○A、1、2、3 B、3、4 C、2、5 D、4、5
5、正常情况下,转氨酶主要分布在各种组织细胞内,以心脏和肝脏含量最高,在血浆中含量很低。当某种原因使细胞膜通透性增高或因组织坏死细胞破裂后,可有大量转氨酶进入血浆。这项事实可作为下列哪项结论的证据 A.内环境是不稳定的,其稳态是不存在的
B.内环境的生化指标能反映机体的健康状况,可作为诊断疾病的依据 C.稳态的动态变化将不利于机体的正常代谢 D.内环境的稳态不受细胞代谢过程的影响
答案: 稳态:
课时演练
1、D
2、D
3、B
4、D
5、B
第三篇:高一生物内环境与稳态教案[模版]
内环境与稳态
【教学目的】
理解内环境的知识;理解体内细胞物质交换是通过内环境而实现的;理解内环境稳态的概念及其意义。
【重点难点】
重点:稳态的概念及其意义。难点:稳态的概念。
【教学过程】
1、内环境
(1)内环境的概念
(2)内环境的组成和关系
.
内环境是细胞外液构成的体内细胞赖以生存的液体环境。体内细胞和内环境之间可以进行物质交换。血浆中的水分和一切能透过毛细血管壁的物质都可以通过毛细血管壁进入组织细胞间隙形成组织液,绝大部分组织液可以通过毛细血管壁又回到血浆中,小部分组织液可透过毛细淋巴管形成淋巴;淋巴液经淋巴循环到达左右锁骨下静脉回到血液中。
2、稳态的概念(1)缓冲物质
概念 组成 作用
(2)稳态概念(3)意义
【疑难辨析】
一、体内细胞的气体交换
(一)单细胞动物的气体交换 直接与环境进行气体交换
(二)多细胞动物的气体交换 通过呼吸系统和内环境而实现的。
包括:
1、外呼吸
2、气体在血液中的运输
3、内呼吸
二、体内细胞与外界的物质交换
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与新陈代谢直接有关的四个系统是循环、呼吸、消化、泌尿系统。但其他各种器官、系统与新陈代谢也都有一定的关系,例如:内分泌、神经系统对新陈代谢起着调节作用。
三.尿液的形成:
⑴肾小球的过滤作用 将血液过滤,形成原尿(每日约150----180升);⑵ 肾小管的重吸收作用 将原尿中对人体有用的物质重新吸收回血液,剩余物为尿液(含尿素、水和部分无机盐), 排尿不仅是排出废物,而且对调节体内水和无机盐的含量,使内环境成分保持相对稳定起重要作用。
四.排泄和泌尿的区别:排泄是将体内代谢终产物排出体外的过程。代谢终产物是指含氮废物(如尿素、尿酸等)、二氧化碳、代谢中产生的多余的水分和无机盐。
排泄有三条途径:人体中除二氧化碳以外的大部分代谢终产物通过泌尿系统排出体外;二氧化碳的排出是由呼吸系统来完成的,同时也排出了少量的水分;出汗也是一种排泄方式,可排出少量的水、无机盐和尿素,并且出汗还具有调节体温的作用。
由此可知泌尿是一种排泄途径,但排泄的概念远比泌尿为大。此外,粪便的主要成分是食物残渣,故排粪不能称作为排泄,而称作排遗
【练习】
1人体中占体液总量百分比最大的是()
A.细胞内液 B.细胞外液 C.血液 D.淋巴液 2在下列物质中,不属于人体内环境组成成分的是()
A.血液和组织液 B.组织液和淋巴 C.淋巴和血液 D.血浆
3毛细淋巴管壁由单层上皮细胞组成,这层细胞所生活的具体内环境是()A.淋巴 B.组织液 C.血浆 D.淋巴和组织液 4血浆中的水来自()
A.组织液、细胞液 B.消化道、组织液、淋巴 C.淋巴、组织液 D.血浆、消化道 5脂类物质被小肠绒毛上皮细胞吸收后,输送到各部分组织细胞,依次经过的内环境是()①血浆②组织液③淋巴
A。①③② B。②③① C。①② D。②③①②
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6下列各项中,是血液中一对缓冲物质的是()
A.H2CO3/NaHCO3 B.NaHCO3/Na2CO3 C.HCl/NaOH D.HNO3/NaNO3 7图是人体内细胞与内环境物质交换示意图,请据图回答:
(1)指出图中各部分的名称:①;
②;③;④.(2)组成内环境成分的是图中标号.8图是高等动物体内细胞与外界进行物质交换图。
(1)图中虚线内物质总称为其中A代表,B代
表,C代表。
(2)填写图中D、E系统的名称:D ;E ;
9运动员在剧烈运动时,肌肉中产生大量的乳酸和碳酸等物质,并且进入血液,但血液中的PH值始终在7.35-7.45之间,请分析原因。
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第四篇:第二节 生态系统的稳态 教学设计 教案
教学准备
1.教学目标
1.知识目标:
⑴说出生态系统能量流动的概念;分析生态系统能量流动的过程和特点;概述研究生态系统能量流动的意义。
⑵通过图解分析各种元素在生物圈中的循环情况,通过比较总结物质循环的基本过程与特点。
2.能力目标:
⑴引导学生用数据来分析能量流动的特点,让学生在归纳总结的基础上,阐述出生态系统能量流动具 有的两个特点。
⑵指导学生构建能量流动的概念模型、数学模型、物理模型。
⑶对生态系统中能量流动和物质循环加以分析,培养知识迁移和运用能力。3.情感、态度和价值观目标:
⑴通过小组分工与自主性学习相结合,培训同学发现问题解决问题以及与他人合作交流的能力。
⑵注重生态学观点的培养,同时关注农业的发展和生态农业的建设。⑶培养实事求是的科学态度,树立科学服务于社会的观点。
2.教学重点/难点
重点:
⑴生态系统能量流动的过程和特点。⑵研究生态系统能量流动的意义。⑶比较各种物质循环的基本过程与特点。难点:
⑴生态系统中能量流动、物质循环、的特点。⑵掌握生态系统中能量流动和物质循环的关系。
3.教学用具 多媒体
4.标签
生物,苏教版,教案
教学过程(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
教师:根据你所完成“草地(或湖泊)生态系统与农田生态系统的能量流向与能量的利用率”的课外生物科技活动,完成由感性知识向理性知识的转化的实践。请你问答:两个不同的生态系统中,哪个生态系统的能量更多地流向人类。学生:农田生态系统。
教师:产生这种现象的原因是什么?
学生:在人的干预下缩短了食物链,并给予了该生态系统的最大能量和物质的输入。
教师:那么什么叫做能量流动?物质循环又是指的什么呢?能量流动和物质循环的关系是怎样的呢?
学生:随着温度的升高,蚂蚁活动加剧直至死亡。
师生共同分析:从上述例子不难看出,环境中的各种因素对生物的影响是十分深刻的。因此,我们把环境中影响生物的形态、生理和分布的因素,叫做生态因素。
教师:根据有无生命的特征可以把生态因素分为非生物因素和生物因素。生物因素指周围环境中的其他生物,包括同种和不同种生物的个体和种群。非生物因素包括光、温度、水等很多种,下面我们重点讲述光、温度和水这三种非生物因素对生物的影响。
(三)合作探究、精讲点拨。探究一
对能量流动的理解
阅读课本P83-84相关内容,结合“塞达伯格湖的能量流动图解”,进行分析、思考并小组讨论下列问题: 〖问1〗图中各箭头代表的是什么意思?何谓能量流动?
【讲述】该生态系统中的能量流动的方向及能量的多少。能量流动是指生态系统中能量的输入、传递和散失的过程,称为生态系统中的能量流动。〖问2〗分析图示可知能量流动具有什么样的特点?生态系统能量的作用又是什么?
【讲述】从方向上看能量流动是单向流动的,从数值上看能量流动是逐级递减的。生态系统能量的作用:是维持生态系统稳态的动力。
〖问3〗生态系统中所需要的能量主要来自于哪?能量流动是从什么地方开始的?输入生态系统的总能量是多少?能量流动的渠道是什么? 【讲述】生态系统中能量的源头:太阳能。能量流动的起点:从生产者固定的全部太阳能开始。流经生态系统的总能量:生产者所固定的太阳能总量。能量流动的渠道:食物链和食物网。
〖问4〗生产者固定的能量,流经第二营养级的能量来源及去处如何? 【讲述】每个营养级的能量来源。(1)生产者:来自太阳能。
(2)消费者:一般来自上一个营养级。(3)分解者:来自生产者和消费者。各营养级能量的去处:
(1)一是自身通过呼吸作用分解一部分有机物,释放能量;(2)随尸体、排泄物等流入到分解者中;
(3)有一小部分有机物中的能量流入到下一个营养级。〖问5〗为什么一个营养级的能量不能全部流向下一个营养级?
【讲述】由于每一营养级的生物在呼吸的过程中都会消耗一部分能量,加上动物在摄食过程中总有一部分的能量会消耗在动物排出的粪便中,因此流经生态系统的能量在数量上是不断发生变化的。〖问6〗分析每一营养级上能量的“流入”和“流出”是否平衡。试分析原因。【讲述】不平衡。原因是能量流动具有单向流动和逐级递减的特点,即(1)单向流动:
①食物链中各营养级的顺序是不可逆转的,因为捕食关系不可逆转,这是长期自然选择的结果。
②各营养级的能量大部分以呼吸作用产生的热能的形式散失,这部分能量是不能被重复利用的。(2)逐级递减
①每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。②各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量。③各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。(3)传递效率平均约为10%。
〖问7〗为什么一条食物链中营养级一般不超过五个?
【讲述】能量通过四个左右的营养级,已减少到不足以维持下一个营养级的生命活动的程度,所以一条食物链中营养级一般不超过五个。〖问8〗能量流动的最终归宿是什么?
【讲述】能量流动的途径:食物链和食物网。能量的变化情况是:太阳能→生物体中的化学能→热能。因此热量是能量流动的最终归宿。〖问9〗能量散失的过程是怎样的? 【讲述】
〖问10〗
初级消费者粪便中的能量包括在它的同化量中吗?为什么? 【讲述】粪便是未消化吸收的食物残渣形成的,所以初级消费者粪便中的能量是他没有同化的,因此这部分能量不是初级消费者的,而是他的上一营养级——生产者的同化量,其关系式为:消费者摄入量=同化量+粪便量,同化量=积累量+呼吸量,积累量=下一营养级同化量+分解者(+未被利用)。〖问11〗研究能量流动的意义,并最终指导学生归纳。
【讲述】通过学习生态系统的能量流动,我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。能量是一切生命活动的动力,是生态系统的基础。能量的流动维持各个营养级的生命和繁衍,使得一个生态系统得以存在和发展。探究二
生态系统有关能量的计算
阅读课本P83相关内容,结合“塞达伯格湖的能量流动图解”,进行分析、思考并小组讨论下列问题:
〖问12〗分析“塞达伯格湖的能量流动图解”可知第二营养级获得第一营养级所同化的效率是多少?第三营养级获得第二营养级所同化的效率是多少?能量在相邻的营养级之间传递的效率是多少?
【讲述】62.8/464.6×100%=13.5%;12.6/62.8×100%=20%;10%~20%。〖问13〗计算某一个营养级一段时间的能量变化。
【讲述】输入=输出+未利用,该营养级全部个体同化的能量。
输出:呼吸消耗的能量+被分解者分解释放的能量+传递给下一营养级的能量。〖问14〗计算某一个生物群落一段时间的能量变化。
【讲述】输入=输出+未利用,该生物群落中生产者固定的全部太阳能。输出:该生物群落中所有生物(包括分解者)的呼吸作用释放的能量。〖问15〗温带地区一年四季中生物群落的能量是如何波动的? 【讲述】春末~秋初:生物群落总能量逐渐增加。秋末~来年早春:生物群落总能量逐渐减少。
〖问16〗根据以上几问,试总结能量最值的计算规律? 【讲述】(1)若一食物网中,已知最高营养级增重为N:
①要求最多需第一营养级多少时,按最长食物链,最低传递效率计算。②要求至少消耗第一营养级多少时,按最短食物链,最高传递效率计算。(2)若一食物网中,已知第一营养级重量M:
①要求最高营养级最多获得多少能量时,应按最短食物链,最高传递效率计算。②要求最高营养级最少获得多少能量时,应按最长食物链,最低传递效率计算。以上措施可表述为:
〖问17〗请用表格的形式,将图中营养级之间能量流动的数据进行整理。并计算能量传递的效率。【讲述】
〖问18〗根据以上知识,构建能量流动的数学模型与物理模型 【讲述】
数学模型:第n营养级获得的能量最多为,最少为 物理模型:生态金字塔
探究三
生态系统的物质循环
阅读课本P84相关内容,思考并小组讨论下列问题:
〖问20〗生态系统中的物质循环与生物地球化学循环是否是同一概念?其特点是什么?
【讲述】是指在生态系统中,组成生物体的C、H、O、N、P、Ca等元素,不断进行着从无机环境到无机环境,再回到生物群落的循环,又叫生物地球化学循环。
特点:循环流动,反复出现
〖问21〗既然物质是循环的,为什么人们还不断向农田中施加氮肥? 【讲述】物质在生物圈范围内是循环的。农田中不断有粮食产出,所以要不断施加氮肥。
〖问22〗碳在生物群落中以什么形式传递? 【讲述】碳水化合物。
〖问23〗参与循环的物质指的是什么?
【讲述】参与循环的物质是组成生物体的各种元素。
〖问24〗碳在生物群落与无机环境之间以什么形式循环?在生物群落内部以什么形式循环? 【讲述】碳循环是在生物群落和无机环境之间以CO2形式循环,而不是在生物群落内部循环,碳循环在生物群落内部流动的形式是有机物。〖问25〗造成温室效应的主要原因是什么?
【讲述】化学燃料的大量燃烧会产生大量的CO2,导致全球气候变暖,从而造成温室效应。
〖问26〗生物圈中水循环的主要过程如下图所示。分析图示可知生物圈的水循环中包括了哪些元素的循环?其中生物圈中水循环有几条途径?在生物圈中水循环的动力是什么?
生物圈中水循环的主要过程
【讲述】水循环中包括了H、O元素的循环。海洋水和陆地水蒸发以及植物的蒸腾作用散发的水分在空中形成云,通过降雨返回地表或海洋,一部分地表水渗入地下,地表水和地下水都有一部分流入海洋。水循环是依托水在气态、液态和固态之间的转换才完成的,而这三态的转换需要太阳光的照射,也就是来自太阳光能。
〖问27〗仔细阅读p87课题研究,思考:小张、小王、小李三人的说法错在哪里?你能设计出更科学合理的实验来探究氮肥和磷肥含量与池塘富营养化的关系吗?设计实验时注意对照实验的设置。
【讲述】(1)水体的富营养化是指湖泊、河流、水库等水体中氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。
(2)水体富营养化的危害:过多的氮磷流入水体可能造成水体富营养化,使水生植物(藻类等)过度繁殖,在淡水体中形成“水华”,在海洋中形成“赤潮”,进而导致生态系统的稳态被破坏。
(3)具体分析如下:水体中N、P增加→藻类等浮游植物过度繁殖→大量植物死亡,被好氧细菌分解→消耗水中溶氧,水体缺氧→水生生物死亡。(4)实验设计:①可分别检测3个水样,即随机各检测5个样品,平均藻类个体数多的样品密度大,反之密度小。
②使水质贫营养化,以便进行后面的实验。
③协调的营养(一定的N、P比)可促进藻类的生长发育,也是水质富营养化的原因之一。
④加设一个烧杯,其中只加入洗衣粉而不加尿素。⑤天然池塘可能富含固氮细菌,因而磷元素成为制约因素。
〖问28〗氮元素以什么形式被植物吸收?生物群落中的氮通过怎样的途径转化为大气中的氮气?
【讲述】硝化细菌把氨氧化成硝酸盐;进入生物体的氮可形成尿素可被转化为氨,并可进一步转化N2;反硝化细菌可把硝酸盐转化为N2。〖问29〗请表格法归纳总结能量流动与物质循环的关系。【讲述】物质循环和能量流动的关系
课堂小结
本教案已多次用于实际教学中,课后我对整节课作了反思,归纳以下几点: 1.成功点:教学中,由于引入了网络功能,使得教学中知识点更加生动,便于理解。在课堂上通过学生的互相讨论,学生的思维被充分地调动起来,主动参与学习,成为学习的主人。从而使复杂性的问题简单化。同时我努力引导学生通过多手段、多角度的探索,多次运用模型构建的方法分析问题、解决问题,发展创新意识。使学生能很好的理解并运用所学知识。
2.疑惑点:本节课知识点多且难,而课标要求只能用一课时来教学。故教学中难度与广度很难把握。知识点稍为拓深,时间就会超出要求。如何做到在一节课内,完成本节课所以知识点,还需探讨更有效率的教学方法。3.感悟点:通过追踪教学过程,审视教学环节。我发现兴趣仍是大部分学生的学习推动力。而通过多媒体的教学手法则很好的调动了学生的学习兴趣。当然,认真严谨的教学设计也是必需的。如今,网络已经改变了人们的生活。若能合理的搜索网络资源并整合到教学中,将于教于学都大有裨益。
课后习题
1.对下列两条食物链的分析正确的是()①玉米→人 ②玉米→牛→人
A.一个吃玉米的人获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 B.能量沿食物链单向流动,传递效率随营养级升高而逐级递减 C.长期坚持素食可缓解世界粮食短缺问题
D.若种植玉米的土壤中含相同浓度的某重金属盐,则②中的人比①中的人重金属元素积累少
2.如图甲表示某生态系统的能量锥体图,P为生产者,Q1为初级消费者,Q2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析,其中分析不正确的是(注:图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量,e、e1、e2表示呼吸消耗量)()
A.b+c+d+e为本流入该生态系统的总能量 B.c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量 C.b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量 D.初级消费者产生的粪便中所含的能量是包含在c中的
3.某生态系统中的四种生物构成一条食物链a→b→c→d,通过测定得到这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为M1、M2、M3和M4。下列叙述中错误的是()A.M1一定不是a种群固定的太阳能总量 B.若M1<5M2,则生态系统稳态可能遭到破坏 C.d个体所含的有机物的质量应比c个体的小 D.若M2大量增加,一般会导致M1减少、M3增加
4.如图为草原生态系统的能量流动图解模型,A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量,D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量,G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量,J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中,正确的是()
A.图中A=D,B=E,C=F B.K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量 C.食物链中能量最少的是分解者所处的营养级 D.第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D 1.C 【解析】能量的传递效率是10%~20%,与营养级高低没有直接关系,故B错误;长期坚持素食,可减少能量传递过程中的损失,有利于缓解世界粮食短缺问题,故C正确;重金属元素在食物链中流动时存在富集现象,营养级越高,富集作用越强,所以②中的人体内重金属元素积累相对较多,故D错误。2.D 【解析】由图可知,c、c1分别是生产者流入初级消费者、初级消费者流入次级消费者的能量,即初级消费者、次级消费者同化的能量。b+c+d+e为生产者固定的能量,即本流入该生态系统的总能量;b和d(b1和d1、b2和d2)之一可代表粪便、遗体残骸等传递给分解者的能量;初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量,应包含在b或d中。
3.C 【解析】生产者固定的太阳能总量中会通过细胞呼吸损失一部分,故A正确;根据能量流动的特点,前一营养级同化的能量要大于或等于后一营养级同化的能量的5倍,才能满足后一营养级的能量需要,故B正确;相对较高营养级的个体不一定比相对较低营养级的个体小,如虎与兔,故C错误;一定时间内,M2大量增加会导致被捕食者减少,捕食者增多,故D正确。4.B 【解析】图中应是A>D,B>E,C>F;食物链中能量最少的是狼所处的营养级;第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A。
板书
第二节 生态系统的稳态
一、生态系统的能量流动
二、生态系统的物质循环
概念
物质
特点
循环
与能量流动的关系
水、碳、氮、磷循环的主要过程
第五篇:示范教案一(1.1.1内环境与稳态)
示范教案一(1.1.1内环境与稳态)●教学目标 知识目标
理解:1.理解内环境概念的内涵和外延,并能解释和说明其意义。2.理解内环境稳态的概念及其生理意义,并且能够解析一些实例。能力目标
1.图形辨析能力、图形和文字信息的转换能力。2.基本的绘图能力。3.一定分析综合能力。情感目标
1.整体和局部的关系。
2.善待自然、珍爱生命的意志品质。3.事物都是对立统一及相互联系的观点。●重点·落实方案
重点
稳态的概念和生理意义。
落实方案
1.精讲实例缓冲物质对pH的调节过程,说明pH对内环境稳态的影响。2.结合新陈代谢中酶促反应的条件与实例归纳出内环境稳态的生理意义。●难点·突破策略
难点
稳态的概念。
突破策略
1.播放微课件直观显示内环境的动态变化过程,理解内环境组成成分之间的相互关系。2.补充直接维持内环境稳态的四大系统的有关内容,使学生在宏观上掌握内环境稳态的基本原理。
●教具准备
微课件、投影片、试管、血浆、蒸馏水、1%的盐酸、pH试纸等。●学法指导
1.指导学生预习。寻找相关疑点。
2.指导学生思考。根据预习情况对提出的疑点寻找思考线索。3.回忆人体的四个系统的知识。●教法建议 1.谈话法。2.讨论法。3.实验法。●课时安排 一课时
●教学过程
[导课]
细胞是如何与外界环境进行物质交换的?我们知道单细胞动物如草履虫等在其生活过程中,可以和它生存的环境直接进行物质交换。那么人体的体内细胞,是如何与外界环境进行物质交换的呢?
[教学目标达成]
一、内环境
学生阅读:内环境的内容。
教师演示:微课件(体内细胞与内环境之间物质交换的动态过程)学生思考:(1)环境概念中“内”“外”的含义。(2)淋巴的形成过程。
师生总结:内环境的概念和组成。
学生活动:用箭头连线的方式,将内环境中组织细胞、组织液、血浆和淋巴的关系表示出来。
师生总结:由此可见,组织细胞可以直接与内环境进行物质交换。
教师提问:内环境中的营养物质又是怎样获得的?(多媒体课件展示)
学生分析,归纳:内环境是体内细胞与外界环境间接地进行物质交换的场所。体内的细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换。
教师指点:内环境是体内细胞生存的直接环境,细胞与内环境、内环境与外界环境之间不断进行物质交换,因此,细胞的代谢活动以及外界环境的不断变化,必然会影响内环境的理化性质。那么,内环境的理化性质会不会发生剧烈的变化呢?这就是我们要讨论的第二个问题。
二、内环境的稳态
学生阅读:内环境的稳态的内容。投影片:(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?
学生阅读后,回答:(1)主要因素有pH、渗透压、温度等。(2)正常人血液的pH为7.35~7.45。(3)缓冲物质(缓冲对)的缓冲作用。下面以内环境的pH为例来说明
学生探究性实验:1.用加了抗凝血剂(柠檬酸钠)的血浆为实验材料,取两只洁净的试管,甲试管中加入2 mL血浆,乙试管中加入等量的蒸馏水,分别用pH试纸测试,并进行比较。
2.在两支试管中分别加入一滴质量分数为1%的盐酸溶液,分别用pH试纸测试,并进行比较。
讨论:请部分学生将其实验结果在投影仪上展示,并分析实验现象。
例如:人在剧烈运动时,肌肉组织中会产生大量的乳酸,碳酸等物质,当这些酸性物质进入血液后,血液的pH将发生什么变化?(多媒体展示)
师生总结:不会发生太大的变化。因为当乳酸进入血液后,乳酸就会与NaHCO3发生反应,生成乳酸钠和H2CO3,H2CO3是一种弱酸且不稳定,很容易分解成二氧化碳和水,所以对血液的pH影响不大。血液中增多的二氧化碳会刺激控制呼吸活动的神经中枢,促使呼吸运动增强,增加通气量,从而将血液中过多的二氧化碳排出体外。如果有过多的Na2CO3发生反应,生成NaHCO3,过多的NaHCO3可以从肾脏排出体外。
教师总结:由于血液中缓冲物质的调节作用,可以使血液的酸碱度不会发生剧烈的变化,从而维持在相对稳定的状态。内环境的其他理化性质,如温度、渗透压、各种化学物质的含量等,也都能够保持在一个相对稳定的状态,通过实验、实例的分析,我们归纳出稳态的概念。稳态是正常机体在神经和体液调节下,通过各器官系统协调运动,共同维持内环境的相对稳定状态。
稳态在生命活动中有什么生理意义呢?
三、稳态的生理意义
教师讲解:稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。如内环境的稳态遭到破坏,就会引起代谢紊乱,并可导致疾病。
教师投影:(1)人的体温升高时为什么会患病?
(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? 学生回答:(1)酶促反应受阻,代谢紊乱。
(2)血钙过低影响骨发育,血钙过高则引起肌无力等症状。(3)引起尿毒症等疾病。[教学目标巩固]
1.在下列物质中,不属于人体内环境组成成分的是 A.血红蛋白
B.葡萄糖
C.二氧化碳和氧
D.氨基酸
分析:内环境指的是细胞外液,不包括细胞内液,血红蛋白是红细胞内的一种含铁的蛋白质,它不可能是内环境的成分。
答案:A 2.人在静脉注射时所用的生理盐水的浓度必须与血浆浓度基本相同,其原因是 A.维持内环境渗透压的稳定 B.使体内增加水分
C.使体内增加无机盐
D.使体内营养物质保持稳定
分析:人的内环境必须保持稳态,机体才能进行正常代谢。注射入人体内的生理盐水与血浆浓度相同,使血液保持正常的渗透压,维持了细胞的生活环境稳定,否则,就会引起细胞失水变形或吸水破裂,影响人体健康甚至危及生命。
答案:A 3.人体发生花粉等过敏反应时,由于毛细血管壁的通透性增加,血浆蛋白渗出,会造成局部
A.血浆量增加
B.组织液减少 C.组织液增加
D.淋巴减少
分析:毛细血管壁正常情况下,只允许水、葡萄糖、无机盐等小分子进出,进入细胞间隙,形成组织液。但当毛细血管壁受过敏反应的影响通透性增加时,原来应留在血管中的血液大分子蛋白质也能透出细胞间隙,组织液的浓度就会增加,渗透压提高,水渗出增多,导致组织液有所增加。
答案:C 4.下列各项中不影响内环境稳定的因素是 A.pH
B.渗透压
答案: C 5.维持血液pH恒定的缓冲物质是 A.强酸和相应的强碱盐 C.弱酸和相应的强碱盐
B.强酸和相应的弱碱盐 D.弱酸和相应的弱碱盐 C.酶
D.温度
分析:影响内环境稳态的因素主要有pH、渗透压和温度及各种化学物质的含量。
分析:血液中的每对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的强碱盐组成的,如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。
答案:C [布置作业] 复习题一、二。●板书设计