区别髓鞘和其它生物膜的一个主要的生化特性是髓鞘具有较高的脂质蛋白比?

1855年,耐格里(K.W.Mageli)发现色素透入已损伤和未损伤的植物细胞的情况并不相同。他便通过细胞的渗透特性去研究它的“边界”(他首次把细胞“边界”称为“质膜”)。

耐格里和克拉默(Cramer)一起进行实验,通过实验发现细胞具有敏感的渗透特性,它的体积可以随着周围介质的不同渗透强度而改变。当细胞外面的溶质渗透强度大时,细胞就变小;溶质渗透强度小时,细胞就变大。耐格里提出,细胞与环境之间正是通过这种“边界”发生关系的。

耐格里在试验中还发现这样的情况:把丽藻属(Nitella)长导管细胞的一端放入水溶液内,另一端放进糖溶液,细胞内含物发生了传动障碍。在水中一端的细胞汁液流向糖溶液中的一端,并带着所有可移动的粒子。可是,原先已知的事实表明,蒸腾作用和渗透压加在一起也不足以将液体压到植物的上部,这两种力无法解释植物汁液流动的方向。因而耐格里认为,不得不假设有一股其他的力量,它们在纵壁,更可能在横壁上。这种力量加大了细胞溶液从下往上的流向。

1897年,Crijins和赫定(Hedin)用红细胞做实验,同样也证明分子的通透性与其在脂质中的溶解度有关,且溶解度越大越容易通过.

此外,德国植物生理学家普费弗(W.Pfeffer)对植物细胞的渗透行为进行了大量的试验,并于1897年提出了两个重要的结论:第一,细胞是被质膜包被着的;第二,这层质膜是水和溶质通过的普遍障碍。同时,很快又发现,细胞膜这个屏障具有明显的选择性,一些物质可通过它,而另一些物质几乎完全不能通过。

1899年,英国细胞生理学家奥弗顿(C.Overton)发表一系列关于化合物进入细胞的观察结果,他发现分子的极性越大,进入细胞的速度越小,当增加非极性基团(如烷基链)时,化合物进入的速度便增加。奥弗顿的结论是,控制物质进入细胞的速度的细胞膜是脂肪性物质,其中含有固醇和其他脂类。因此,当时确立了有一层脂质的膜围绕着细胞的认识。

1917年,朗姆瓦(Langmuir)将磷脂溶于苯和水中,当苯挥发完以后,磷脂分子分布散乱,经过推挤,磷脂分子排列成了单层,而且每个分子的一端浸入水中,另一端浮于水面。成功将一层磷脂分子铺在了水面上!朗姆瓦水盘如下图:还原历史本相 了解认知规律 细胞膜的发现

1925年,戈特(E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)用丙酮(一种有机溶剂,可以溶解脂质)提取了人类红细胞质膜的脂类成分,将其铺展在水面,测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积,因而推测细胞膜由双层脂分子组成。成立前提:a.红细胞的全部脂质都在膜上;b.丙酮法抽提完全;c.RBC平均表面积估算正确。(70%~80%偏低);40年后Bar重复这一试验发现红细胞膜平铺面积应不是70%~80%,而是1.5倍还有蛋白质表面,同时干膜面积是99μm2,湿膜面积则为145μm2。两项误差相抵,结果基本正确。根据细胞的生理生化特征,曾先后推测质膜是一种脂肪栅、脂类双分子层和由蛋白质-磷脂-蛋白质构成的三夹板结构。

2O世纪初,科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解,也会被蛋白酶分解。

1935年英国丹尼利(J. Danielli)和戴维森( H.Davson)发现质膜的表面张力比油-水界面的张力低得多,推测膜中含有蛋白质,从而提出了”蛋白质-脂类-蛋白质”的三明治模型。认为质膜由双层脂类分子及其内外表面附着的蛋白质构成的。1959年在上述基础上提出了修正模型,认为膜上还具有贯穿脂双层的蛋白质通道,供亲水物质通过。

1959年罗伯特森(J. D. Robertson)用锇酸处理了细胞膜(蛋白质经锇酸作用后形成高电子密度的锇黑,在电镜下呈黑色),用超薄切片技术获得了清晰的红细胞细胞膜照片,显示暗-明-暗三层结构,厚约7.5nm。这就是所谓的“单位膜”模型。它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成。单位膜模型的不足之处在于把膜的动态结构描写成静止的不变的。

20世纪五六十年代冰冻电镜技术应用于细胞膜的研究,它使人们能在三维空间更好地了解细胞膜的结构,从而认识到罗伯特森“单位膜”模型中脂质双层中含有蛋白质颗粒。

冰冻蚀刻(freeze-etching)亦称冰冻断裂(freeze-fracture)。标本置于-100?C的干冰或-196?C的液氮中,进行冰冻。然后用冷刀骤然将标本断开,升温后,冰在真空条件下迅即升华,暴露出断面结构,称为蚀刻(etching)。蚀刻后,向断面以45度角喷涂一层蒸汽铂,再以90度角喷涂一层碳,加强反差和强度。然后用次氯酸钠溶液消化样品,把碳和铂的膜剥下来,此膜即为复膜(replica)。复膜显示出了标本蚀刻面的形态,在电镜下得到的影像即代表标本中细胞断裂面处的结构。

1970年弗雷(L.D.Frye)和埃迪登(H.Edidin)他们用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子,用红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子,用灭火的仙台病毒促使两种细胞融合。刚刚融合的细胞一个半球带有红色荧光,另一个半球带有绿色荧光。如果把该细胞放在37 ℃条件下培养40 min,加上不同的滤光片观察显示红、绿荧光在细胞表面混合均匀,把该细胞放在l ℃条件下培养40 min,加上不同的滤光片观察显示,细胞保持开始状态,即红、绿荧光没有混合。本实验证明了构成细胞膜的磷质和蛋白质分子大多数不是静止的,而是可以运动的,即细胞膜具有一定的流动性。

1972美国加州大学的辛格(S. J. Singer)和尼克森(G. L.Nicolson)根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果,在“单位膜”模型的基础上提出“流动镶嵌模型”。该模型认为:细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成。磷脂分子以疏水性尾部相对,极性头部朝向水相组成生物膜骨架;蛋白质或嵌在双脂层表面,或嵌在其内部,或横跨整个双脂层,表现出分布的不对称性。该模型的不足之处:忽视了蛋白质分子对脂类分子流动性的限制作用;忽视了膜各部分流动性的不均匀性等, 从而使人们又提出了一些新的模型。

1975年,瓦拉赫(Wallach)提出“晶格模型”。“晶格模型”是对流动镶嵌模型的补充,强调流动的整体性。用膜脂可逆地进行无序(液态)和有序(晶态)的相变来解释生物膜的流动性。膜镶嵌蛋白对脂类分子的运动具控制作用。镶嵌蛋白和它周围的脂类分子形成晶格状态,这些不移动的脂类分子称界面脂质,而流动的脂质呈小片、点状分布。所以脂质的流动是局部的,并非整个脂双层都在流动。

1977年,贾因(Jain)和怀特(White)提出生物膜是由具有不同流动性的板块镶嵌而成的动态结构。该模型强调整个生物膜是由不同组织结构、不同大小、不同性质、不同流动性的可移动的膜块所组成,这些彼此独立移动的脂质区(有序的“板块”)之间被流动的脂质“板块”(无序的)所分割, 两种“板块”之间可能存在一种连续的动态平衡,因而细胞膜实际上是同时存在有不同流动性的板块镶嵌而成的动态结构;这种结构使细胞膜的各部分的流动性处于不均一状态, 并可随生理状态和环境条件的变化而发生晶态和非晶态的相变化。这种板块镶嵌模型有利于说明膜功能的多样性及调节机制的复杂性。

raft)。“脂筏模型”可以说是细胞膜功能最新的功能解释模型。脂筏是在生物膜上富含胆固醇和甘油脂的微结构域(microdomain),该结构域约70nm左右,是一种动态结构,位于以甘油磷脂为主体的生物膜中;由于甘油脂具有较长的饱和脂肪酸链,分子间的作用力较强,所以这些区域结构致密,介于无序液体与液晶之间,称为有序液体。脂筏载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白他们就像一个蛋白质停泊的平台,与膜的信号转导、蛋白质分选、跨膜物质运输等均有密切的关系。脂筏最初可能在内质网上形成,转运到细胞膜上后,有些脂筏可在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联.推测一个100nm大小的脂筏可能载有600个蛋白分子。

从细胞膜的探索历程中我们明确的认识到:科学家研究细胞膜结构的历程是从物质跨膜运输的现象开始的。分析成分是了解结构的基础,现象和功能又提供了探究结构的线索。进而人们在实验观察的基础上提出假说,又通过进一步的实验来修正假说。最终达到认知事物的本质,了解表象下面隐藏的真理。

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高中生物教案范文锦集九篇

  作为一位优秀的人民教师,时常需要编写教案,通过教案准备可以更好地根据具体情况对教学进程做适当的必要的调整。教案要怎么写呢?以下是小编收集整理的高中生物教案9篇,欢迎阅读与收藏。

  来 源 排 出 调 节

  饮水、食物物质、代谢 由肾、皮肤、大肠排出 神经调节、激素调节

  主要来自食盐 主要经肾、其次由汗液、粪便排出 醛固酮(盐皮质激素)调节

  食物 主要经肾、其次未吸收的随粪便排出 醛固酮调节

  意义:水和钠盐在维持细胞外液渗透压稳定方面具有重要意义。由于人在高温条件下工作,剧烈运动或某些疾病(剧烈呕吐、严重腹泻)时,会丢失大部分的水和无机盐,影响血压、心率的稳定。

  钾在维持细胞内液渗透压稳定方面、心肌舒张、兴奋性上具有重要作用。

  水在溶解代谢废物方面具有重要作用。

  关于水、盐调节的几个问题:

  1)尿激素的释放和分泌。

  2)醛固酮的效应有三:促进钠的重吸收、促进钾的分泌排出、促进水的重吸收。

  例1:某人患急性肠胃炎,严重腹泻,并且出现心率加快、血压下降、四肢发冷等症;要缓解以上症状,应:

  A、输入生理盐水。 B、口服生理盐水。

  C、口服钾盐水。 D、输入醛固酮。

  解析:题意中出现的症状是缺少水和钠盐,其次输入比口服效果快。

  例2:人体内K和钠离子的排出特点相比,不同之处是:

  A、多吃多排 B、少吃少排 C、不吃不排 D、不吃也排。

  解析:钾离子的排出特点是:多吃多排,少吃少排,不吃也排。

  钠离子的排出特点是:多吃多排,少吃少排,不吃不排。

  1、 人体内的水的主要来源及排出主要途径是: ( )

  A、 来自饮水,食物和由肾排出。

  B、 来自饮水,食物和由皮肤排出。

  C、 来自饮水,物质代谢和由肺排出。

  D、 来自饮水,物质代谢和由大肠排出。

  2、 离子态的无机盐(如血液中的钾、钙离子)的生命作用不包括: ( )

  A、 细胞结构物之一。

  B、 维持细正常生理功能

  C、 维持细胞的形态。

  D、 调节细胞内的PH值。

  3、 下列有关人体内水分调节的叙述中正确的是: ( )

  A、 大量饮水,则抗利尿激素分泌增加。

  B、 渴觉中枢兴奋,则抗利尿激素分泌减少。

  C、 抗利尿激素分泌减少,则尿量增加。

  D、 细胞外液中渗透压降低,则尿量减少。

  4、 调节无机盐平衡的重要激素是: ( )

  A、抗利尿激素 B、醛固酮 C、肾上腺素 D、甲状腺素。

  5、 下列仅属于水分排出的途径的是: ( )

  A、肾排出 B、大肠排出 C、皮肤排出 D、肺排出。

  6、 不能对肾小管重吸收水分起促进作用的是: ( )

  A、渗透压升高。 B、抗利尿激素升高

  C、 血浆渗透压升高。 D、醛固酮升高。

  7、 下图为肾单位结构模式图。据图回答问题:

  1)当人饮水不足,体内失水过多或吃过咸的食物时,通过下丘脑神经分泌细胞分泌的 促进( ) 和( ) 对的重吸收,减少尿的排出,使细胞外液渗透压恢复正常。

  2)当血钾升高或降低时,可直接刺激 ,使 的分泌量增加,从而促进( ) 和( ) 对 的重吸收和对 的分泌,维持内环境的稳定。

  3)通过显微镜检查发现构成肾小管的细胞线粒体较多,起生理意义是 。线粒体所需的能源物质和氧气由( ) 提供,产生的二氧化碳由( )________ 带 走。

  1、抗利尿激素 1 肾小管 2 集合管

  2、肾上腺 醛固酮 1 肾小管 2 集合管 钠 钾

  3、提供能量,有利于纳的重吸收和钾离子的分泌 3 肾小管毛细血管血液 3 肾小管毛细血管血液

  1、举例说出生命活动建立在细胞的基础上。

  2、说出生命系统的结构层次。

  1、认同细胞是基本的生命系统。

  二、教学重难点:细胞是基本的 生命系统是重点;说出生命系统的层次是难点。

  三、教学用具:ppt幻灯片

  四、课前准备:让学生收集关于冠装病毒相关的资料。

  五、教学课时:1课时

  2、分析细胞是生命活动的基本单位

  3、 生命系统的结构层次(难点)

  课后练习 教师活动

  以“病毒是不是生物?”问题引入,简单复习病毒的结构(没有细胞结构,只有蛋白质外壳和核酸核心,但是能复制)。举引起SAS的 冠状病毒为例,提出问题,病毒在细胞外不具备很多生命的基本特征,它是怎么复制的呢?……冠状病毒在那些细胞里面复制呢?

  小结上面的内容,没有细胞结构的病毒在细胞外表现不出生命的特征,说明细胞是生命的基本特征。(为什么呢?)细胞的任何一部分脱离了细胞就不具有独立生存的能力,大分子物质也不具有生命的特征。所以细胞是生命活动的基本单位。提出问题:细胞能表现出那些生命活动呢?指导学生阅读资料,并开展讨论。

  小结:(幻灯片展示提纲)细胞为什么是生命结构和功能的基本单位。一个细胞能完成各种生命活动;多细胞生物是在在细胞生命活动基础上实现各种的生命功能。(举出一些实例)

  地球上生物的种类和数量可谓是恒河沙数,但是这些生物,小到组成它们身体的细胞,大到一个生物个体,一个物种、甚至一个生态系统、整个生物圈,都可以一个一个的生命系统(什么是系统呢),而且这些生命系统之间还有层次的关系。(以一只龟为例分析)

  单一个心肌细胞就是一个生命系统,(为什么呢?)因为细胞各个部分都是互相依存,互相影响,而使细胞能表现生命特征;心肌也是一个系统(分析略)。引导学生分析心脏、循环系统、个体、种群、群落等也是一个系统 学生活动

  讨论、思考 问题:病毒是怎么样复制的?(在细胞内)

  汇报冠状病毒的相关的资料

  (实例一:草履虫除了分裂和运动,还能镊食、排泄,生长,应激;实例二:精子和卵细胞作为桥梁,胚胎发育与细胞的生长、分裂、分化有关系;实例4:例如疟疾、非典感冒等等

  学生在老师的引导下,理解生物系统的层次性、以及尝试分析后面几个层次作为生命系统的原因。(着重引导说出多个组分互相配合影响成为整体)

  完成资料后的“思考与讨论”。

  第1节 从生物圈到细胞

  一、为什么说生命活动离不开细胞

  生命活动离不开细胞的实例

  生物 生物类型 生命活动 基本特征 说明

  草履虫 单细胞生物 运动和分裂

  人 多细胞生物 生殖和发育

  人 多细胞生物 缩手反射

  病毒 非细胞形态的生物 入人体的淋巴细胞

  人 人和高等动物 免疫

  二、生命系统的结构层次

  层次 概念 举例 学生举例

  细胞 细胞是生物体结构和功能的基本单位 心肌细 胞组织 由形态相似,结构、功能相同的细胞联合在一起 心肌组织器官 不同的组织按照一定的次序结合在一起 心脏系统能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起 循环系统个体 由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动的生物。 单细胞生物由一个细胞构成生物体 龟种群 在一定的自然区域内,同种生物的所有个体是一个种群 该区域内同种龟的所有个体群落,在一定的自然区域内,所有的种群组成一个群落 该区域内龟和其他所有生物的种群生态系统 生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体 龟生活的水生生态系统

  生物圈 由地球上所有的生物和这些生物生活的无机环境共同组成 地球上只有一个生物圈

  三、小结:细胞是最基本的生命系统。

  1、知道染色体的种类及特点,会区分染色质和染色体

  2、知道减数分裂的过程及特点

  3、会根据图形分析染色体条数,DNA分子数

  1、染色体与染色质的关系: 。

  2、染色体主组成成分 和 ,分布在 。

  (1)特点:染色体复制 次,细胞分裂 次,结果是形成 个子细胞,且染色体条数 (变?不变?)

  2、种类: 染色体、 染色体、 染色体

  (1)每种生物的细胞核中的染色体的 和 是相对恒定的。

  (2)大多数生物的体细胞中的染色体是 存在(用 表示),生殖细胞中则是 存在的(用 表示)

  1、概念:是 生殖生物的 细胞成为 细胞的分裂过程。

  2、特点:细胞经过 次连续的分裂,染色体只复制 次,结果是一个原始生殖细胞经过减数分裂形成 个生殖细胞,染色体数是体细胞的 。

  3、 过程:分为 期,减数 分裂(MI)减数 分裂(MII)

  (以细胞中有4条染色体为例)

  染色体已减半、无同源染色体

  一分为二, 分别移向两极

  染色体进入两个核变成染色质

  结果 子细胞 含体细胞一半数目的染色体

  (三)减数分裂过程中染色体条数和DNA分子数的变化规律曲线

  染色体条数 DNA分子数

  (四)同源染色体识别

  1、同源染色体:指一条来自 方,一条来自 方,,其形态、大小 的 条染色体。

  2、四分体:减数第 次分裂的 期,同源染色体相互 ,此时每对同源染色体含有 条 ,所以称之为四分体。

  (1) 对同源染色体 (2) 个四分体

  (3) 条染色体 (4) 个DNA分子

  (5) 条染色单体

  (6) 对姐妹染色单体,分别是 与 , 与 。

  (7) 对非姐妹染色单体,分别是 与 , 与

  1、理解植物细胞吸水和失水的原理;

  2、识记水分在植物体内的运输、利用、散失;

  3、知道合理灌溉在生产和生活这的运用。

  1、重点 :渗透作用的原理;植物细胞吸水和失水的原理。

  2、难点 :渗透作用的概念;植物细胞吸水和失水的条件。

  1、吸水的器官和部位:主要的吸水器官 根 ;

  根尖的结构组成:根冠、分生区、伸长区、成熟区(图)

  吸水最活跃的部位 成熟区的表皮细胞 。(图)

  2、吸水方式: 成熟的植物细胞主要靠 渗透作用吸水 ,

  如: 根尖成熟区表皮细胞、茎叶细胞、根冠细胞

  未成熟的植物细胞主要靠 吸胀作用吸水 。

  如:干燥的种子细胞、根尖分生区细胞

  (1)吸胀吸水的原理:亲水性物质与水发生结合(结合水)

  (2)渗透作用的原理:细胞液与外界溶液通过原生质层发生渗透作用

  A、渗透作用概念:水分子或其他溶剂分子通过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散(如:课本P59图)

  B、渗透作用的产生必需具备两个条件: 半透膜

  半透膜两侧的溶液具有浓度差

  C、成熟的植物细胞是一个渗透系统:

  理由是: 细胞壁―― 全透性,水和溶质都可以透过。

  原生质层――主要包括:细胞膜、液泡膜和两层膜间的细胞质――

  选择透过性――可看做一层半透膜。

  细胞液――具有一定的浓度,与外界溶液之间通常具有浓度差。

  所以:一个成熟的植物细胞就是一个渗透系统,当成熟的植物细胞与外界溶液接触时,细胞液就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用。

  4、植物细胞的吸水和失水(通过细胞图分析、讲述实验)

  1)30%的蔗糖溶液――细胞失水――发生质壁分离――细胞壁伸缩性小于原生质层

  2)清水或低液――― 细胞吸水――质壁分离复原――

  3)所以:当外界溶液的浓度 > 细胞液的浓度时,细胞就通过渗透作用――失水

  可用 质壁分离 实验验证

  可用 质壁分离复原 实验验证

  4)质壁分离的外因:外界溶液浓度 > 细胞液浓度

  质壁分离的内因:细胞壁伸缩性

  质壁分离复原的外因:外界溶液浓度

  质壁分离复原的内因:细胞壁伸缩性

  质壁分离和质壁分离复原实验的作用:

  ① 证明成熟的植物细胞发生渗透作用;

  ② 证明细胞是否具有活性;

  ③ 作为光学显微镜下观察细胞膜的方法;

  ④ 初步测定细胞液浓度的大小。(请设计实验测细胞液浓度大小 )

  5、巩固练习:课本P62:一、二、四 学案P 1、2、3、4

  二、水分的运输、利用、散失

  1、运输: 结构 导管 ,

  从细胞外 → 导管的途径:

  土壤溶液 → 成熟区表皮细胞 → → → 导管(通过渗透作用)

  土壤溶液 → 成熟区表皮细胞的细胞壁以及成熟区表皮细胞以内层层细胞的间隙 → 导管(通过扩散)

  2、利用:一般只有1%-5%的水分保留在植物体内,参与 光合作用 和 呼吸作用 等生命活动。

  3、散失:途径:主要通过 蒸腾作用

  意义:是 植物吸收水分和促使水分在植物体内运输 的重要动力

  三、合理灌溉:(详见课本P61内容)

  4、 巩固练习:课本P62:三

  1下列某同学画的几个结构示意图,请据图回答下列问题:

  (1)注明图中各标号所指的结构名称:

  1. 细胞壁 2 细胞膜

  3. 液泡膜 4 细胞核

  5. 细胞质 6 细胞液 7.外界溶液

  其中2、3、5共同成 原生质层 。

  (2)A→B→C,说明细胞发生了 质壁分离 现象,发生这种现象的细胞结构基础是具有选择透过 性的 原生质层 和一定浓度的 细胞液 、以及全透性的细胞壁;其外在原因是由于外界浓度 大于 细胞液浓度;内在原因 细胞壁伸缩性

  (3)若将C细胞放进清水中,将发生 质壁分离复原 现象,若不发生,

  则说明 细胞已死亡 。

  (4)A→C过程中,细胞液浓度 变大 ,吸水能力 变强 。

  2、用2摩尔/升的乙二醇溶液和2摩尔/升的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察分离现象,得到其细胞体积的变化情况如图所示,请据图回答:

  (1)细胞体积在A~B段的变化说明:在该段时间内水分从细胞 渗出 , 细胞液浓度 变大 。

  (2)在1分钟后,处于2摩尔/升蔗糖溶液中的细胞,其细胞浓度将 不变 ,此时,在细胞壁与原生质层之间充满了 2mol/l的蔗糖溶液 。要使该细胞复原,将其置于 清水 中。

  (3)在1分钟后,处于2摩尔/升乙二醇溶液中的细胞,其细胞体积的变化是由于 乙二醇

  逐渐进入细胞,引起细胞液浓度 变大而吸水 。

  (4)并不是该植物的所有生活细胞均可发生质壁分离,能发生质壁分离的细胞还必须具有 大液泡(原生质层) 。

  3、下面是用新鲜的洋葱表皮进行的一些实验与结果。请分析回答:

  a ①材料置于30%蔗糖溶液中 ①发生质壁分离

  ②然后将材料移到蒸馏水中 ②质壁分离复原

  b ③材料置于60%蔗糖溶液中 ③迅速发生质壁分离

  ④然后移到蒸馏水中 ④质壁分离不能复原

  c ⑤材料置于7%KNO3溶液中 ⑤开始质壁分离,后又自动复原

  d ⑥材料放入100℃热水中3分钟后取出重复(a)组实验 ⑥未发生质壁分离

  (1)洋葱表皮细胞在a、b、c三组实验中均发生质壁分离现象,其结构基础是 同题1(2)

  (2)a组实验可以说明 新鲜洋葱表皮细胞具有与外界溶液发生渗透作用的条件 。

  (3)出现b、d组实验共同现象的原因是 原生质层受破坏,细胞死亡 。

  (4)c组实验结果说明 K+、NO3- 可以被 主动力运输进入细胞内 。

  4、施肥过多,出现烧苗的主要原因是 外界溶液浓度大于根细胞中细胞液浓度,细胞失水过 度而死亡 。

  5、在移栽花木时常常剪去部分枝叶,这是为了( D )

  A、减少叶的呼吸作用 B、降低叶片的光合作用效率

  C、促进植物体的根的吸水 D、维持植物体内水分代谢的平衡

  植物对水的代谢中的运输、利用和散失都在初中的补课上详细讲过,高中这一部分的重点是放在水的吸收上。主要又水的吸收的两种方式、场所,以及两种吸收方式CELL的特点,其中以渗透作用最为重要。这里包括渗透作用的原理、条件和植物的渗透作用以及质壁分离实验的内容。

  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。

  1、〔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。

  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。

  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。

  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。

  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

  (1)×;(2)√;(3)×;(4)√。

  (1)D;(2)D;(3)D。

  (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。

  (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。

  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。

  一.传统发酵技术的应用

  课题1果酒和果醋制作

  理解果酒、果醋制作的原理。

  ①学生根据果酒制作的原理设计果酒制作过程,体验制果酒的实践操作

  ②在对果酒制作结果进行分析与评价环节,培养学生实验分析能力和严谨的思维能力。

  通过果酒酿制历史的追述,培养学生的民族自豪感,同时渗透STS教育。

  ①说明果酒和果醋的制作原理

  ②设计制作装置制作果酒和果醋

  制作过程中发酵条件的控制

  在中华民族悠久的历史长河中,很多事物都走在世界前列,酒也一样,有着它本身的光辉篇章。在酒的记载中,有许多关于酒的有趣传说。猿猴酿酒说――猿猴的主要食物就是含糖水果,猿猴在水果成熟的季节收贮大量的水果在“石洼”中,一段时间后,就有特殊香味的液体流出,这就是最早的果酒。

  在国内市场上,近几年出现了越来越多的果酒,如枸杞酒、青梅酒等。

  果酒与生活――果酒中虽然含有酒精,但含量与白酒、啤酒和葡萄酒比起来非常低,一般为5到10度,最高的也只有14度。因此,被很多成年人当作饭后或睡前的软饮料来喝。果酒简单来说就是汲取了水果中的全部营养而做成的酒,其中含有丰富的维生素和人体所需的氨基酸。有时候即使生吃水果也不能吸收的营养,通过果酒却可以吸收,因为营养成分已经完全溶解在果酒里了。果酒里含有大量的多酚,可以起到抑制脂肪在人体中堆积的作用,使人不容易积累脂肪和赘肉。此外,与其他酒类相比,果酒对于护理心脏、调节女性情绪的作用更明显一些。

  课题1从课题背景人手,然后从实验原理、实验流程示意图和提供的资料,较全面的介绍了果酒和果醋的制作过程。

  1.果酒制作的原理

  阅读课本,完成以下问题:

  (1)果酒的制作需要什么微生物?

  (2)酵母菌的形态、结构、分布、种类及菌落?

  (3)酵母菌的代谢类型及其呼吸过程的反应式如何?

  (4)酵母菌的适宜温度是多少?

  (5)为什么在一般情况下葡萄酒呈红色?

  (6)什么叫发酵?发酵等同于无氧呼吸吗?酵母菌有何实际应用?

  (1)酵母菌形态、结构、分布、种类及菌落

  酵母菌是单细胞真菌,属真核生物,细胞大小为1~30um,呈圆形、椭圆形等。

  思考:你认为酵母菌的细胞中有哪些结构?

  你认为细菌与酵母菌在细胞结构上有什么区别?

  酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖,但多以出芽方式进行无性生殖。温度低时形成孢子,进入休眠状态,温度适宜时,进行出芽生殖,繁殖速度快。③菌落:

  讨论:你知道什么的菌落吗?在生态学上一个菌落属于什么?

  酵母菌在固体培养基上形成的菌落,其表面湿润、黏稠,呈白色或粉红色。(在液体培养基中,有些在液体表面形成菌膜,或在容器壁上出现酵母环,或产生沉淀。)

  自然界中,酵母菌分布广泛,但多分布在含糖较高的偏酸环境中,如水果、花、树皮上,(有些可与昆虫共生,有些使人致病,如白色假丝酵母引发鹅口疮、肺感染。食品中常见的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、鲁氏酵母(酱油酿造)、球拟酵母属、粉状毕赤氏酵母等。)一年四季,土壤始终是酵母菌的大本营。

  思考:在发酵制作葡萄酒的时候,要对葡萄进行消毒吗?为什么?

  其他微生物与酵母菌的关系是什么?

  (2)酵母菌的代谢类型及其呼吸过程

  果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物,

  在有氧条件下,反应式如下:酶

  在无氧条件下,反应式如下:酶

  在发酵过程中,如果要使酵母菌进行大量繁殖,应怎样处理?

  如果要获得酒精呢?为什么?

  广义:是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程。包括有氧发酵(如醋酸发酵、谷氨酸发酵)和无氧发酵(如酒精发酵)。

  狭义:是指微生物的无氧呼吸(包括酒精发酵、乳酸发酵等)。

  2).所以:发酵≠无氧呼吸。

  酿酒、发馒头、面包制作、酒精制造、生产药用酵母片、生产维生素、生产抗菌素等。

  繁殖的最适温度:20℃;

  酒精发酵的最适温度:18~25℃。

  思考:你知道酵母菌需要适宜温度的原因吗?

  酵母菌有不同的最适温度说明了什么?

  补充:温度对发酵的'影响

  酵母菌只能在一定温度下生活。温度低于10℃,酵母菌发育很缓慢。随着温度的升高,繁殖速度加快,20℃时为最佳繁殖温度,此时酵母菌生殖速度快、生活力强。超过35℃,酵母菌生长受到抑制,繁殖速度迅速下降,到40℃酵母菌停止出芽,开始出现死亡。如果想要获得高酒精浓度的发酵液、减少究竟的损耗,必须控制好发酵温度。

  1、一般情况下,葡萄酒呈红色的原因?

  (在发酵的过程中,随着酒精度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈红色。)

  2、葡萄酒分成干红、干白等种类的依据是什么?

  (1、根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡萄酒三种。

  白葡萄酒:用白葡萄酿造,皮汁分离发酵;

  红葡萄酒:用红葡萄酿造,皮汁混合发酵;

  桃红葡萄酒:颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间,皮的发酵时间短。

  2、根据葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四种。

  干葡萄酒:含糖量低于4克/升;

  半干葡萄酒:含糖量介于4克-12克/升之间;

  半甜葡萄酒:含糖量介于12克-50克/升之间;

  甜葡萄酒:含糖量高于50克/升。)

  自然发酵:附着于葡萄皮上的野生型酵母菌。(5)菌种来源:?

  ??人工培养:分离获得得纯净的酵母菌菌种。

  (在果酒的工业生产中为了提高果酒的品质也可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌,例如:干酵母或酒药)

  2、果醋制作的原理

  阅读课本,思考以下问题:

  (1)醋酸菌的形态?细胞结构?

  (2)醋酸菌有哪些方面的实际应用?

  (3)醋酸菌的代谢类型?

  (4)果醋的制作原理?

  1).从椭圆到杆状,有单个,有成对,有成链状,以鞭毛运动或不运动,不形成芽孢,属原核生物,以分裂方式繁殖,新陈代谢类型为异养需氧型。(醋酸菌与酵母菌相比,最主要的

  2).应用:食醋、果醋

  (2)果醋制作的原理,

  醋酸菌是―种好氧性细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明,醋酸菌对氧气的含当量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通人氧气,也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时,醋酸茵将葡萄汁中的果糖分解成醋酸;

  当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸(反应简式如下)。醋酸菌的最适生长温度为30℃一35℃。

  过渡:根据这个原理,我们是怎样设计果酒、果醋制作方案的?

  提示:从以下三个方面考虑:选材、设计实验装置、操作过程

  1.果酒和果醋实验流程示意图

  阅读教材3-4页,对A、B两同学的实验装置进行讨论:

  A:每次排气时只需拧松瓶盖,不要完全揭开瓶盖;制醋时,再将瓶盖打开,盖上一层纱布,进行葡萄醋的发酵。(来防止发酵液被污染,因为操作的每一步都可能混入杂菌)B:分析果酒和果醋的发酵装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接?

  充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的;出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是防止空气中微生物的污染。使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应将充气口连接气泵,输入氧气。

  (1)材料的选择与处理

  选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄进行冲洗,除去枝梗。

  ①、取葡萄500g,去除枝梗和腐烂的叶子。

  ②、用清水冲洗葡萄1-2次除去污物。(注意冲洗次数不宜太多,为什么?)讨论:你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗?为什么?挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵

  第一章第一节细胞生活的环境

  1.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。

  2)情感态度与价值观方面:

  关注维持内环境稳态与健康的关系。

  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:

  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。

  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。

  问答法、举例法、讲解法、探究法、讨论法、多媒体辅助学习法

  四、课时安排:1课时

  师:同学们好!在开始今天新的一章内容学习,首先请大家看几幅图片。

  (播放图片,学生观看)

  师:20xx年12月29日,“黑河好八连”的战士在哨位上站岗执勤。当日,地处中俄边境的黑龙江黑河市气温是零下三十五度。他的体温是多少呢?是不是也是零下三十五度呢?20xx年7月28日下午3时,天气闷热难当。重钢股份公司炼钢厂炼钢炉前温度起码超过100℃,他的体温是不是也达到了100摄氏度呢?

  生:不是,应该是37摄氏度左右。

  展示抗洪展示图片,抗洪抢险战士可能会面临高温,缺干净水的恶劣生活环境抗洪抢险战士生活环境中蚊虫多,细菌等微生物也多,战士们容易患病。。

  师:前面所看到的恶劣环境对人体健康有何影响?在寒冷或炎热环境中人体是如何维持体温的?如何来维持内环境的稳定的?这就涉及到本章所学习的主要内容。下面我们首先来学习

  第1节――细胞生活的环境。

  师:首先我们来看一下问题探讨。

  课件展示草履虫和红细胞的图片:

  讨论1:图1和图2各是什么细胞?请说出细胞的名称。

  讨论2:它们分别生活在什么样的环境中?两者的生活环境有何异同?

  生:图1中是人体血液中的血细胞,图2中是单细胞动物草履虫。

  师:还记得人体血液中的血细胞有几种吗,他们生活的环境和草履虫有相似之处吗?二者又有何不同?

  学生自由讨论,老师点学生起来回答问题。

  教师总结:同学们回答得很好,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,可直接与外界进行物质交换。血浆的理化性质更为稳定,如温度基本恒定等。下面我们就一起来学习一下今天的第一个内容:体内细胞生活在细胞外液中。

  课件展示红楼梦中的林黛玉的剧照。

  师:红楼梦中有这么一句话,女人是水做的,其实不管是女人还是男人都是水做的,人体内含有大量的液体成分。我们就把它称为体液。

  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)

  细胞外液(存在于细胞外,约占1/3)组织液

  师:人体内细胞数量很多,存在于细胞内的液体总和大约占2/3,所以细胞内液多。那么细胞直接生活的环境是什么?

  师:细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴等。下面阅读教材相关内容,思考并讨论以下问题。

  ①体液、细胞内液、细胞外液、内环境之间有何关系?

  ②内环境各部分的物质交换关系如何?

  教师着重讲解几个概念。

  血浆:血液中的液体成分。

  组织液:是存在于组织细胞间隙的液体。

  淋巴:组织液被毛细淋巴管吸收,成为淋巴液。

  内环境:体内细胞生活的环境,即细胞外液。

  教师展示内环境的图片同时请同学们思考几个问题

  1、血细胞直接生活的内环境是什么?

  2、体内绝大多数组织细胞直接生活的内环境是什么?

  3、大量的淋巴细胞和吞噬细胞直接生活的内环境是什么?

  4、毛细血管壁细胞直接生活的内环境是什么?

  提示:血浆和组织液。

  5、毛细淋巴管壁细胞直接生活的内环境是什么?

  提示:淋巴液和组织液。

  请同学们自习看书并回答血浆组织液和淋巴的异同点。

  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。

  (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。 师:接下来我们一起看一下组织液、血浆、淋巴液之间的内在联系。

  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。它们之间的关系我们可以通过下面这个图来显示。由此可见,全身的细胞外液是一个有机的整体。

  (叫学生上来画,教师批改、点评、补充)

  视频展示内环境之间物质交换的示意图。(多放几遍,加深印象,让学生理解组织液、体液、血浆间的内在联系)

  想一想:在血浆、组织液、细胞内液这三种体液中,O2浓度由高到低的顺序是什么?CO2的浓度由高到低的顺序是什么?

  提示:O2浓度由高到低:血浆 > 组织液 > 细胞内液

  CO2浓度由高到低:细胞内液 > 组织液 > 血浆

  接下来我们要学习的是细胞外液的成分。

  首先请同学们阅读课本上的资料。

  讨论:1、如何将表中物质按化学性质进行归类?

  2、除表中所列成分外,血浆中还可能含有哪些物质?

  3、在组成血浆的离子中,哪些离子的含量较多?它们可能起什么作用?

  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,有机物包括糖类、蛋白质、脂质、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。

  提示:还含有气体分子、调节生命活动的各种激素、其他有机物(如维生素)等。 提示:Na+、Cl-含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。

  提示:维持血浆的酸碱平衡。

  二、细胞外液的成份(饼图)

  1、血浆的主要成分无机盐:1%左右

  蛋白质:7%――9%左右

  2.组织液、淋巴的化学成分和含量与血浆相近,但又有所不同。最主要的差异在于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.细胞外液本质上是一种盐溶液,类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。 师:在必修1中我们曾学过植物细胞通过渗透作用来吸水或者失水;红细胞置于清水中渗透

  吸水会涨破,置于高浓度食盐水中渗透失水会皱缩,那么在细胞外液中细胞会出现这种情况吗?首先请学生阅读课本,思考问题。

  1、细胞外液的理化特性主要指哪些性质?

  提示:细胞外液的理化特性主要指渗透压、酸碱度和温度。

  2、什么叫溶液渗透压?

  提示:指溶液中溶质微粒对水的吸引力。

  3、细胞外液渗透压主要由什么决定?

  提示:溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。

  4、正常人血浆的PH是多少?

  5、人为什么能保持血浆PH的相对稳定?

  提示:与它含有HC)O3-、HPO42-等离子有关。

  6、人体细胞外液的温度一般维持在多少度?

  教师对学生的回答做一个总结。

  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。

  师:细胞作为一个开放的系统,可以直接与内环境进行物质交换。

  教师展示内环境之间物质交换的图片。

  请学生思考:氧气是如何进入细胞内的?食物中的葡萄糖又是如何进入细胞的?细胞中的二氧化碳是如何排出细胞的?细胞中的尿素是如何排出的?

  分别点学生起来回答。

  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。由此可见细胞与外界环境之间进行物质交换需要以内环境为媒介。

  师:通过以上讨论可以看出,内环境与外界环境的物质交换过程,需要体内各个器官系统的参与,同时,细胞和内环境之间也相互影响、相互作用的。细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持。

  课件展示:内环境的概念、组成、理化性质及物质交换。

  请同学们自己在笔记本上试着画出本节的概念图。

  第1章 人体的内环境与稳态

  第1节 细胞生活的环境

  一、体内细胞生活在细胞外液中

  3、内环境成分中三者的关系:

  1无机盐:1%左右

  蛋白质:7%――9%左右 其它物质

  2、组织液、淋巴的成分

  3、细胞外液本质上是一种盐溶液

  三、细胞外液的渗透压和酸碱度

  1、细胞外液的主要理化性质酸碱度

  2、正常人血浆的PH值

  四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介

  第1节从生物圈到细胞

  1.举例说出生命活动建立在细胞的基础之上。

  2.举例说明生命系统的结构层次。

  3.认同细胞是基本的生命系统。

  二、教学重点和难点

  (1)生命活动建立在细胞的基础之上。

  (2)生命系统的结构层次。

  生命系统的结构层次。

  生物圈是所有生物共同的家园,生物圈中的生物尽管多种多样,千姿百态,但细胞是构成生物体结构和功能的基本单位,并且有的生物就是由一个细胞构成的,即使是没有细胞结构的微小生物──病毒,也必须依赖活细胞生活。因此,从宏观的生物圈逐级深入到微观的细胞,有利于学生用全局的、系统的观点来认识生物界。同时,从细胞到生物圈这些生命系统的各个结构层次,是本模块和其他模块将要逐一研究和学习的内容。

  本节教学建议用1课时。

  本节在教学上可以采取以下策略。

  选择SARS病毒作为“问题探讨”的素材,是基于以下两点理由。

  (1)SARS病毒给人类的健康造成非常严重的后果,是社会关注的热点,是学生经历过并且相对比较熟悉的一类病毒,容易激发学生的学习兴趣。

  (2)病毒不是一个细胞,不具有细胞的结构,但它不能离开活细胞而独立生活,选择SARS病毒侵害人体肺部细胞作为“问题探讨”的素材,有助于服务“生命活动离不开细胞”的主题。因此,在教学时应注意将病毒与细胞联系起来,但不宜要求学生深入学习SARS病毒的相关知识。

  教师可以展示SARS病毒的电镜照片或模式图、SARS患者肺部X光片示弥漫性阴影图,引导学生回顾初中学习过的病毒的结构组成,并与细胞作简单比较。同时探讨教材中的两个问题,达成“像病毒那样没有细胞结构的生物,也必须依赖活细胞才能生活”的认识。

  关于让学生理解“生命活动离不开细胞”的观点,教材中的资料分析已比较全面,分别是从生命特征的不同方面,不同生物体的不同生命活动等来论证这一观点的。下表反映了编者的意图。

  免疫作为机体对入侵病原微生物的一种防御反应,需要淋巴细胞的参与

  由于本资料中的一些事例是义务教育阶段七年级涉及的内容,因此,在分析本资料时,除按照教材的问题引导学生讨论外,教师还可以补充一些问题供学生思考。例如,草履虫是单细胞生物还是多细胞生物?它具有生物的哪些基本特征?人类发育的起点是从什么细胞开始的?新生儿逐渐发育长大是由于细胞发生了怎样的变化?等等。

  “生命系统的结构层次”是本节的难点,教师应引导学生系统地理解这几个层次,在理解这些结构层次时,教师可以适当地补充各个层次的名词解释,以利于学生从微观到宏观,步步紧扣地理解生命系统的严密性、层次性和多样性。教师可以按下表的方式呈现这几个层次的递进关系。

  教师在引导学生学习这些层次时需要注意以下几点。

  1.在这些层次中,只有种群和群落这两个名词是学生陌生的,需要教师用具体的事例补充讲解。例如,在一个池塘中的全部鲫鱼就是一个种群,而池塘中的全部生物就构成了一个群落。这两个概念不需要掌握,只需要学生能通过具体的事例理解就行。

  2.除种群和群落外,其他的几个层次都是学生在义务教育阶段七年级接触过的概念,可以让学生分组回忆、讨论。

  3.除教材列举的事例外,教师还可以让学生列举其他的事例。例如,与心肌细胞同层次的还有平滑肌细胞、骨骼肌细胞、上皮细胞、神经细胞,等等;与心肌组织同层次的有上皮组织、结缔组织、神经组织,等等。另一方面,教师可以让学生以一个人、一棵松树或一只草履虫为例,用不同生物研究生命系统各个层次的关系,以便理解生命系统的复杂性和多样性。

  1.提示:病毒尽管不具有细胞结构,但它可以寄生在活细胞中,利用活细胞中的物质生活和繁殖。

  2.提示:SARS病毒侵害了人体的上呼吸道细胞、肺部细胞,由于肺部细胞受损,导致患者

  呼吸困难,患者因呼吸功能衰竭而死亡。此外,SARS病毒还侵害人体其他部位的细胞。

  1.提示:草履虫除能完成运动和分裂外,还能完成摄食、呼吸、生长、应激性等生命活动。如果没有完整的细胞结构,草履虫不可能完成这些生命活动。

  2.提示:在子女和父母之间,精子和卵细胞充当了遗传物质的桥梁。父亲产生的精子和母亲产生的卵细胞通过受精作用形成受精卵,受精卵在子宫中发育成胚胎,胚胎进一步发育成胎儿。胚胎发育通过细胞分裂、分化等过程实现。

  3.提示:完成一个简单的缩手反射需要许多种类的细胞参与,如由传入神经末梢形成的感受器、传入神经元、中间神经元、传出神经元、相关的骨骼肌细胞,等等。人的学习活动需要种类和数量繁多的细胞参与。由细胞形成组织,由各种组织构成器官,由器官形成系统,多种系统协作,才能完成学习活动。学习活动涉及到人体的多种细胞,但主要是神经细胞的参与。

  4.提示:例如,胰岛细胞受损容易导致胰岛素依赖型糖尿病;脊髓中的运动神经元受损容易导致相应的肢体瘫痪;大脑皮层上的听觉神经元受损可导致听觉发生障碍,等等。

  5.提示:例如,生物体的运动离不开肌细胞;兴奋的传导离不开神经细胞;腺体的分泌离不开相关的腺(上皮)细胞,等等。

  1.提示:如果把龟换成人,图中其他各层次的名称不变,但具体内容会发生变化。例如,心脏应为二心房、二心室;种群应为同一区域的所有人,等等。应当指出的是,生物圈只有1个。如果换成一棵松树,图中应去掉“系统”这个层次,细胞、组织、器官、种群的具体内容也会改变。如果换成一只草履虫,细胞本身就是个体,没有组织、器官、系统等层次。

  2.提示:细胞层次;其他层次都是建立在细胞这一层次的基础之上的,没有细胞就没有组织、器官、系统等层次。另一方面,生物体中的每个细胞具有相对的独立性,能独立完成一系列的生命活动,某些生物体还是由单细胞构成的。

  3.提示:一个分子或一个原子是一个系统,但不是生命系统,因为生命系统能完成一定的生命活动,单靠一个分子或一个原子是不可能完成生命活动的。

  1.(1)活细胞:A、D、G、I;

  (2)死细胞:B、E;

  (3)细胞的产物:C、F、H。

  2.(1)细胞层次(也是个体层次,因为大肠杆菌是单细胞生物);

  1.提示:不是。病毒不具有细胞结构,不能独立生活,只能寄生在活细胞中才能生活,因此,尽管人工合成脊髓灰质炎病毒,但不意味着人工制造了生命。

  2.提示:人工合成病毒的研究,其意义具有两面性,用绝对肯定或绝对否定的态度都是不全面的。从肯定的角度看,人工合成病毒可以使人类更好地认识病毒,例如,研制抵抗病毒的药物和疫苗,从而更好地为人类的健康服务;从否定的角度看,人工合成病毒的研究也可能会合成某些对人类有害的病毒,如果这些病毒传播开来,或者被某些人用做生物武器,将给人类带来灾难。

  一、教材与学情分析

  《酶的作用和本质》是高中生物必修一第五章第一节《降低化学反应活化能的酶》第一部分内容。在必修一第二章第二节《生命活动的主要承担着――蛋白质》这一节关于蛋白质的功能中提到:“细胞内的化学反应离不开酶的催化作用,绝大多数酶是蛋白质”。这为过渡到本节内容的学习做了很好的铺垫。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢,它离不开酶的催化。《酶的作用和本质》是第一课时的内容,它将是理解呼吸作用、光合作用等知识的基础。本节从细胞代谢的概念入手,通过分析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验,引出酶在细胞代谢中通过降低化学反应的活化能发挥催化作用,并以此实验为依托,进行控制变量的科学方法的学习。学习控制变量法,不仅有方法论意义,而且在科学研究中有着广泛的应用价值。通过科学家对发酵现象和酶研究的相关资料分析,探索酶的本质。这些资料告诉我们,酶的研究经历了近70年的漫长过程,经过众多科学家的不懈努力,才揭示了酶的本质。这不只是向人们讲述了一段科学发展史,更重要的是把科学家的献身精神、严谨的科学态度呈现给我们,给我们以启迪和教益。

  学生在生活中经常会接触到一些与酶有关的生活必须品,比如加酶洗衣粉、多酶片、含酶牙膏等,酶与我们的生活息息相关,但是学生对酶的认识有限,不知道为什么加酶洗衣粉比普通洗衣粉去污力更强;为什么多酶片可以促进消化……所以我们应该让学生更多的了解酶,了解酶的作用和本质,使酶为我们的生活增添更多姿彩。

  二、教学重点和难点

  (1)酶的作用和本质

  (2)控制变量法的科学应用

  确立依据:酶的作用和本质是本节的核心内容,因此确定为教学重点。教材以“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验为依托,介绍控制变量的科学方法,如对照原则、单一变量原则。这一科学方法将贯穿人教版高中生物教材必修部分的始终,因此将控制变量的科学方法确定为本节的第二教学重点,同时也是教学难点之一。

  (1)酶的作用机理是显著降低化学反应的活化能 (2)控制变量法的科学应用

  确立依据:活化能是本节新接触到的一个概念,学生在理解了该概念以后,就要用这一概念理解酶的作用原理,这部分内容陌生而抽象,所以把它确立为另一个教学难点。

  在课程标准的具体内容标准中,对本节提出的具体要求是Ⅱ级要求,即“理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别,并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价”。

  1.知识与技能目标

  (1)说出酶在细胞代谢中的作用和酶的化学本质; (2)了解科学家研究酶的化学本质的历程;

  (3)根据本节内容的学习对生活中所遇到的相关现象作出科学的解释。 2.过程与方法目标

  根据对照原则和单一变量原则,通过学习设计实验和亲自进行实验,使学生学会设置自变量,观察因变量的变化,来设计对照组和实验组。进而初步学会控制变量法,在实验中学

  会操作,观察现象、分析现象,经过推理得出结论。

  3.情感态度与价值观目标

  (1)通过科学家对酶本质的探索历程的学习,认识科学是在不断地探索与争论中前进的,感受科学的严谨性,学习科学家们追求真理,不屈不挠的献身精神;

  (2)认识科学实验的价值,养成科学猜测的习惯。 四、教学方法

  这一节我采用的是探究式教学法,酶的本质放手让学生阅读“资料分析”,小组讨论归纳总结出酶的较完整定义,以此促进学生在探究的过程中主动建构知识。提供给学生实验基本流程,分组探究分析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验,并找出变量学会控制变量,同时引入活化能的概念,再通过对实验现象的分析、探讨,引导学生自己得出酶的作用及作用机理;在教学过程中,运用多媒体辅助教学。

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