1.2 内环境的稳态 教学设计-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

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1.2 内环境的稳态 教学设计-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

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1.2内环境的稳态教学设计
一、教学目标
(1)生命观念:阐明内环境稳态的概念及内涵,理解稳态的动态性特征;掌握神经—体液—免疫调节网络是稳态的主要调节机制,建立“稳态是生命活动基础”的整体观念。
(2)科学思维:通过分析体温调节、血糖调节等案例,培养逻辑推理能力;结合“稳态失衡”实例,学会用辩证思维理解稳态的重要性,提升“现象—本质”的分析能力。
(3)科学探究:参与“稳态调节机制”小组讨论,尝试设计“影响内环境稳态的因素”探究方案,规范表达探究思路,提升合作与探究能力。
(4)社会责任:结合高血压、糖尿病等稳态失衡疾病,分析生活方式对稳态的影响,提出科学养生建议,树立“健康生活,维持稳态”的社会责任意识。
二、教学重难点
1.教学重点
(1)内环境稳态的概念:明确稳态是“化学成分和理化性质的相对稳定”,而非绝对不变。
(2)稳态的调节机制:理解神经—体液—免疫调节网络的协同作用,掌握各调节方式的特点及关联。
(3)稳态的意义:阐明内环境稳态是细胞正常代谢和机体正常生命活动的必要条件。
2.教学难点
(1)稳态“动态平衡”的理解:突破“稳定=不变”的认知误区,理解稳态是在一定范围内波动的相对稳定状态。
(2)神经—体液—免疫调节网络的协同机制:厘清三种调节方式在稳态维持中的具体作用及相互配合关系,避免孤立看待单一调节方式。
(3)稳态失衡的机理分析:结合具体疾病案例,准确关联“调节机制异常”与“稳态失衡症状”,建立“机制—功能—现象”的逻辑链。
三、教学方法与工具
1.教学方法:采用“情境教学法+案例探究法+问题链驱动法+小组合作法”。以生活中的稳态失衡案例创设情境,用递进式问题链引导学生探究调节机制,通过小组合作深化对网络调节的理解,最终实现知识的内化与应用。
2.教学工具:多媒体课件(展示体温调节动画、血糖调节流程图、疾病案例数据)、“神经—体液—免疫调节关系”模型拼图(小组探究用)、探究任务单(含案例分析表、实验设计模板)、思维导图模板(知识归纳用)、血压血糖监测数据模拟表。
四、教学过程
(一)情境导入:从“稳态失衡的代价”引发探究欲
1.双案例对比呈现:①展示“健康人一天内体温变化曲线”(6:00约36.2℃,14:00约37.1℃,22:00约36.8℃),配文字“健康人体温始终在37℃左右波动”;②展示“糖尿病患者与健康人血糖浓度对比图”(健康人空腹血糖3.9-6.1mmol/L,糖尿病患者空腹血糖超7.0mmol/L,且餐后剧烈波动),配文字“糖尿病患者血糖失控,引发多饮、多尿、体重下降等症状”。
2.递进式问题链:①“健康人体温、血糖为何能保持相对稳定?这种稳定是绝对不变的吗?”②“糖尿病患者血糖失控意味着什么?这种‘失控’会带来哪些危害?”③“人体存在怎样的机制来维持内环境的稳定?”
3.课题引出:教师总结:“健康机体的内环境化学成分和理化性质会保持相对稳定,这种稳定状态称为稳态。当稳态被破坏,就会导致疾病。本节课我们将探究‘内环境的稳态’——它的概念、调节机制及重要意义。”
【设计意图】通过“稳定与失衡”的案例对比,制造认知冲突,让学生直观感受稳态的重要性,同时自然引出课题核心,激发探究兴趣。
(二)探究新知一:内环境稳态的概念——“动态平衡的本质”
1.数据探究:从具体数据理解“相对稳定”
(1)小组任务:发放“健康人内环境部分成分及理化性质波动数据”表,各小组分析数据并讨论:①各指标的波动范围有何特点?②能否用“绝对不变”描述这些指标的状态?
(2)核心数据展示:
指标 正常范围 一天内典型波动值
体温(℃) 36.0-37.2 36.2(6:00)→37.1(14:00)→36.8(22:00)
血糖(mmol/L,空腹) 3.9-6.1 4.2(餐前)→5.8(餐后1h)→4.5(餐后2h)
血浆pH 7.35-7.45 7.38(安静时)→7.36(剧烈运动后)
血浆渗透压(kPa) 770-800 780(饮水后)→790(出汗后)
(3)成果分享与总结:各小组代表发言后,教师提炼核心:①内环境的化学成分(如血糖)和理化性质(如体温、pH)都处于“一定范围内的波动”中,而非绝对不变;②这种“相对稳定的状态”就是内环境稳态。
2.概念深化:明确稳态的内涵与特征
(1)内涵解读:稳态的核心是“动态平衡”——一方面,细胞代谢不断消耗营养物质、产生废物,导致内环境成分和性质发生变化;另一方面,人体通过调节机制不断纠正这些变化,使指标回归正常范围。
(2)特征总结:①相对性:稳态是“相对稳定”,而非绝对不变;②动态性:指标始终处于波动与调节的动态过程中;③整体性:稳态的维持涉及人体多个系统的协调配合。
(3)即时辨析:“有人说‘健康人的内环境指标是固定不变的’,这种说法对吗?为什么?”(答案:不对,健康人内环境指标会在正常范围内波动,如体温昼夜变化,这种动态波动正是稳态的体现。)
【设计意图】通过数据探究和概念辨析,突破“稳态=不变”的认知误区,让学生从“动态平衡”的角度精准理解稳态概念,落实重点。
(三)探究新知二:稳态的调节机制——“神经—体液—免疫的协同作战”
教师引入:“内环境面临细胞代谢和外界环境的双重干扰,却能维持稳态,这背后必然存在强大的调节机制。人体的调节机制是如何运作的?”
1.经典案例探究:体温调节的“双重调节”
(1)情境设置:“寒冬腊月,人在室外会瑟瑟发抖;烈日炎炎,人在户外会大汗淋漓。这些行为变化的目的是什么?背后的调节机制是什么?”
(2)动画演示与分析:播放“人体体温调节动画”,引导学生分析:①寒冷环境中,皮肤冷觉感受器接受刺激,产生兴奋并传至下丘脑体温调节中枢;②中枢通过神经调节使皮肤血管收缩(减少散热)、骨骼肌战栗(增加产热),同时通过体液调节促使甲状腺激素、肾上腺素分泌增加(促进代谢,增加产热);③炎热环境中,皮肤温觉感受器兴奋传至中枢,通过神经调节使皮肤血管舒张(增加散热)、汗腺分泌增加(汗液蒸发散热)。
(3)核心结论:体温稳态的维持依赖“神经调节”和“体液调节”的协同作用——神经调节反应迅速,体液调节作用持久,二者相互配合,实现产热与散热的平衡。
2.拓展探究:免疫调节的“防御与监控”
(1)案例引入:“当病毒入侵人体,会导致内环境稳态破坏吗?人体如何应对?”展示“流感病毒入侵后人体的免疫反应”示意图。
(2)小组讨论:结合初中免疫知识,讨论“免疫系统在稳态维持中的作用”,并完成下表:
免疫成分 在稳态维持中的作用
淋巴细胞(T细胞、B细胞) 识别并清除入侵的病原体(如病毒、细菌),避免病原体破坏细胞和内环境成分
抗体 与病原体结合,抑制病原体增殖或黏附,促进其被吞噬细胞清除
吞噬细胞 吞噬病原体和衰老、受损的细胞,维持内环境成分的稳定
(3)教师补充:免疫系统不仅能防御病原体入侵,还能监控和清除自身异常细胞(如癌细胞),从“防御和净化”两个角度维持内环境的稳定。
3.网络构建:神经—体液—免疫调节网络的协同机制
(1)模型拼图任务:各小组发放“神经、体液、免疫调节关键成分”拼图卡片(如“下丘脑”“激素”“淋巴细胞”“神经递质”等),要求结合前两个案例,用箭头连接各成分,构建“调节网络模型”,并标注各调节方式的相互作用。
(2)网络关系总结:教师结合学生模型,梳理核心关联:①神经调节主导调节中枢:下丘脑是重要的调节中枢,既通过神经控制腺体分泌(神经—体液调节),又能接收免疫细胞分泌的细胞因子信号;②体液调节传递调节信号:激素、细胞因子等通过体液运输,作用于靶细胞,同时激素可影响神经调节和免疫功能(如甲状腺激素能增强免疫细胞活性);③免疫调节提供防御保障:免疫系统清除病原体后,其产生的细胞因子可反馈调节神经和体液系统,终止调节反应。
(3)核心结论:内环境稳态的主要调节机制是“神经—体液—免疫调节网络”,三种调节方式相互联系、相互协调,共同维持稳态的平衡。
【设计意图】通过“单一调节案例→网络协同构建”的递进式探究,让学生从局部到整体理解调节机制,突破“网络协同”这一难点,同时培养模型构建能力。
(四)探究新知三:稳态的意义与失衡——“生命活动的基石与代价”
1.稳态的意义:细胞代谢的“保障系统”
(1)问题驱动:“如果内环境稳态被破坏,细胞代谢会受到什么影响?”结合以下实例分析:①当血浆pH下降至7.0以下(酸中毒),细胞内酶的活性会急剧降低,导致代谢停滞;②当血糖浓度低于3.9mmol/L(低血糖),脑细胞因缺乏能量供应,会出现头晕、意识模糊等症状。
(2)核心总结:内环境稳态是细胞正常代谢的必要条件——①适宜的理化性质(温度、pH、渗透压)保证酶的活性;②稳定的化学成分(血糖、氧气等)保证细胞代谢的原料供应。只有维持稳态,机体才能进行正常的生命活动。
2.稳态失衡:疾病的“根源之一”
(1)案例分析任务:发放“稳态失衡疾病案例”资料,各小组选择一种疾病,分析“失衡指标—调节机制异常—症状表现”的逻辑关系,并完成下表:
疾病名称 失衡指标 调节机制异常 典型症状
高血压 动脉血压持续高于140/90mmHg 神经调节(交感神经兴奋)、体液调节(肾素—血管紧张素系统异常激活)失衡,导致血管收缩过度 头痛、头晕、心脑血管损伤
糖尿病(Ⅰ型) 血糖持续升高,尿中出现葡萄糖 免疫系统异常破坏胰岛B细胞,导致胰岛素分泌不足,血糖调节的体液机制失效 多饮、多尿、多食、体重下降
过敏反应 组织液渗透压升高,血浆成分渗出 免疫系统对过敏原过度反应,产生大量组胺,导致血管通透性增加 皮肤红肿、瘙痒、呼吸困难
(2)拓展讨论:“除了疾病,还有哪些因素会导致稳态失衡?”(答案:①外界环境剧变,如高温、严寒、高原缺氧;②不良生活方式,如熬夜、暴饮暴食、酗酒;③精神压力过大,导致神经调节紊乱。)
3.社会责任引导:“守护稳态,健康生活”
结合讨论结果,教师引导:“稳态的维持与我们的生活方式密切相关。为了维持内环境稳态,我们应该养成哪些健康习惯?”学生发言后,总结建议:①规律作息,避免熬夜(维持神经调节稳定);②均衡饮食,控制高盐、高糖摄入(维持血糖、血压稳定);③适度运动,增强免疫功能(强化免疫调节);④保持良好心态,避免过度焦虑(避免神经调节紊乱)。
【设计意图】通过“意义—失衡—守护”的逻辑链,让学生从“为什么重要”到“如何守护”形成完整认知,同时落实社会责任素养。
(五)知识归纳:内环境稳态核心知识体系
1.小组合作构建思维导图:各小组结合本节课内容,完成“内环境稳态”思维导图,教师提供核心框架引导:
内环境稳态
├─概念:内环境化学成分和理化性质的相对稳定(动态平衡)
├─调节机制:神经—体液—免疫调节网络(协同作用)
│├─神经调节:主导调节中枢(下丘脑),反应迅速
│├─体液调节:激素、细胞因子传递信号,作用持久
│└─免疫调节:防御病原体,清除异常细胞
├─意义:细胞正常代谢和机体生命活动的必要条件
├─失衡因素:疾病、外界环境剧变、不良生活方式
└─守护措施:规律作息、均衡饮食、适度运动、良好心态
2.展示点评:选取2-3组思维导图,教师点评并补充完善,强调“动态平衡”“网络协同”“稳态与健康”三大核心要点。
(六)课堂练习:分层巩固,落实重难点
1.基础题(巩固核心概念)
下列关于内环境稳态的叙述,正确的是()
A.内环境稳态是指内环境成分和理化性质绝对不变
B.稳态的维持只依赖神经调节
C.稳态是细胞正常代谢的必要条件
D.只要维持稳态,人体就不会患病
答案:C
解析:A错误,稳态是相对稳定而非绝对不变;B错误,稳态维持依赖神经—体液—免疫调节网络;C正确,稳态为细胞代谢提供适宜条件;D错误,稳态维持正常仍可能患遗传病等疾病。
下列属于内环境稳态失衡的是()
A.健康人餐后血糖升高后又降至正常范围
B.寒冷环境中人体体温维持在36.5℃
C.过敏反应导致皮肤出现红肿、瘙痒
D.剧烈运动后血浆pH略有下降,随后恢复正常
答案:C
解析:A、B、D均体现内环境的动态平衡,属于稳态;C是免疫系统过度反应导致的稳态破坏,属于失衡。
内环境稳态的主要调节机制是()
A.神经调节B.体液调节C.免疫调节D.神经—体液—免疫调节网络
答案:D
解析:教材明确指出,神经—体液—免疫调节网络是内环境稳态的主要调节机制,三种调节方式协同作用。
2.提升题(强化逻辑推理)
分析下图(人体体温调节示意图),回答问题:
(1)图中①②分别代表什么调节方式?
(2)寒冷环境中,下丘脑通过①释放的化学物质是什么?该物质如何调节体温?
(3)炎热环境中,③代表的生理活动是什么?其作用是怎样的?
答案:(1)①体液调节,②神经调节;(2)促甲状腺激素释放激素(TRH),TRH作用于垂体,促使垂体分泌促甲状腺激素(TSH),TSH作用于甲状腺,促使甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素促进细胞代谢,增加产热;(3)汗腺分泌增加,汗液蒸发带走体表热量,增加散热,维持体温稳定。
解析:本题结合示意图考查体温调节的神经—体液协同机制,需明确下丘脑在两种调节中的核心作用,区分产热与散热的具体措施。
糖尿病患者常出现“三多一少”症状,请结合内环境稳态知识,分析其机理:
(1)糖尿病患者血糖稳态失衡的核心原因是什么?
(2)“多尿”症状与内环境渗透压有何关系?
(3)“体重下降”的原因是什么?
答案:(1)Ⅰ型糖尿病是胰岛B细胞受损,胰岛素分泌不足;Ⅱ型糖尿病是胰岛素受体异常,胰岛素无法发挥作用,均导致血糖无法正常进入细胞被利用;(2)血糖浓度过高,导致血浆渗透压升高,肾小管无法完全重吸收原尿中的水分,尿液增多(多尿);(3)细胞无法利用血糖作为能量来源,转而分解脂肪和蛋白质供能,导致体重下降。
解析:本题关联“血糖调节机制”与“稳态失衡症状”,需建立“调节异常—成分失衡—生理现象”的逻辑链,突破难点。
3.拓展题(培养核心素养)
某同学长期熬夜复习,出现失眠、头晕、免疫力下降(频繁感冒)等症状。请结合本节课知识,回答:
(1)该同学的症状体现了内环境稳态的哪些调节机制失衡?
(2)从维持稳态的角度,为该同学提出3条具体的健康建议,并说明依据。
答案:(1)①神经调节失衡(熬夜导致下丘脑睡眠调节中枢紊乱,出现失眠);②神经—体液调节失衡(血糖调节紊乱,脑细胞供能不足,出现头晕);③免疫调节失衡(神经、体液紊乱影响免疫细胞活性,免疫力下降)。(2)①规律作息,每天保证8小时睡眠——依据:维持神经调节中枢稳定,避免神经调节紊乱;②均衡饮食,睡前避免进食高糖食物——依据:维持血糖稳态,保证脑细胞供能,同时避免血糖波动影响睡眠;③每天进行20分钟适度运动(如散步)——依据:增强免疫细胞活性,强化免疫调节,同时促进神经递质分泌,改善睡眠质量。
解析:本题结合生活实例,综合考查三种调节机制的协同作用,引导学生用生物学知识解释生活现象,并提出科学建议,落实社会责任素养。
(七)课堂小结与作业布置
1.课堂小结
教师引导学生回顾:“本节课我们从‘稳态是什么’‘稳态如何维持’‘稳态为何重要’三个维度认识了内环境稳态。核心是要记住:稳态是动态平衡,依赖神经—体液—免疫调节网络维持,是生命活动的基石,而我们的生活方式直接影响稳态的平衡。”
2.分层作业
(1)基础作业:完成教材第11页“练习”1-5题,巩固稳态概念、调节机制及意义。
(2)提升作业:以“守护我的内环境稳态”为题,撰写一篇300字左右的短文,结合自身生活习惯,分析哪些习惯有利于稳态维持,哪些需要改进。
(3)拓展作业:查阅资料,了解“高原反应的稳态失衡机理及应对措施”,下节课分享交流。
五、教学反思
1.亮点:本节课通过“案例导入—数据探究—模型构建—生活应用”的环节设计,有效突破了重难点。数据探究帮助学生理解稳态的“动态性”,模型构建让抽象的调节网络具象化,生活案例和健康建议则强化了知识的实用性,充分落实了核心素养的培养要求。小组合作探究的设计,也有效提升了学生的参与度和合作能力。
2.不足:①“神经—体液—免疫调节的具体协同实例”讲解时,部分学生可能对激素、神经递质、细胞因子的作用路径理解模糊;②拓展作业中,学生查阅资料的能力差异较大,可能导致分享质量参差不齐。
3.改进:①补充“调节物质作用路径”简化流程图,用不同颜色标注神经递质、激素、细胞因子的传递过程;②提前提供权威资料来源(如国家卫健委官网、生物学科普平台),并为基础薄弱学生提供资料摘要,确保探究任务的可操作性。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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