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2019-2020年高中生物《人體生命活動的調(diào)節(jié)》教案4 蘇教版必修3 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識方面 描述動物和人體的激素調(diào)節(jié) （二）情感態(tài)度與價值觀方面 討論促胰液素的發(fā)現(xiàn)過程中，科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神所起的重要作用 （三）能力方面 運用建構(gòu)模型的方法，建立血糖調(diào)節(jié)的模型（物理模型和圖解式概念模型） 二、教學(xué)重點和難點 1、教學(xué)重點 （1）促胰液素的發(fā)現(xiàn) （2）血糖平衡的調(diào)節(jié) 2、教學(xué)難點 血糖平衡的調(diào)節(jié) 三、教學(xué)過程 [導(dǎo)入] 同學(xué)們，在生活中，只要我們留心觀察，就能隨時發(fā)現(xiàn)生命的美麗與神奇，欣賞到生命系統(tǒng)展現(xiàn)出那一幅幅協(xié)調(diào)穩(wěn)態(tài)的畫卷，傾聽到生命系統(tǒng)譜寫出的那一曲曲和諧優(yōu)美的旋律。下面我們一起來賞析幾個精彩瞬間。 【音像資料：風(fēng)鳥、孔雀、角雉的求偶行為 】 提問：鳥兒們風(fēng)趣、生動的行為是生命系統(tǒng)通過復(fù)雜精巧的調(diào)節(jié)，指令全身各個器官保持高度協(xié)調(diào)的結(jié)果。你們認為這復(fù)雜而精巧的調(diào)節(jié)包括哪些類型？ 生答：通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。 師：除此之外，還有沒有別的調(diào)節(jié)方式？ 生答：通過激素的調(diào)節(jié)。（性激素的調(diào)節(jié)） 師：大家總結(jié)得很好。人和動物的生命活動與神經(jīng)調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)都有關(guān)。這節(jié)課我們一起探究激素調(diào)節(jié)。 板書課題 第2節(jié) 通過激素的調(diào)節(jié) [回顧舊知，啟動知識儲備庫] 師提問1：關(guān)于激素調(diào)節(jié)的知識我們在初中已經(jīng)初步學(xué)習(xí)過了。誰還記得什么是激素？ 生：激素概念：由內(nèi)分泌腺分泌產(chǎn)生的物質(zhì)，直接進入腺體內(nèi)的毛細血管，并隨著血液循環(huán)輸送到全身各處。 師提問2:我們?nèi)梭w主要有哪些內(nèi)分泌腺？能分泌哪些激素？請看圖。誰能說出這些腺體的名稱？ 【CAI投影人體主要內(nèi)分泌腺】 生：答 師：這些腺體能分泌各種激素，其中，……（生答）.當(dāng)激素分泌異常時，人體就會出現(xiàn)相應(yīng)的病癥。 師展示CAI: 巨人癥、侏儒癥、呆小癥、地方性甲狀腺腫圖片 生：借助圖片回憶相關(guān)知識，理解激素對生命活動的調(diào)節(jié)作用。 巨人癥：圖中這個人因過分生長，導(dǎo)致身材過高，他患了什么??？病因是幼年時生長激素分泌過多。 侏儒癥：這是沈陽市第51中的郝眾同學(xué)和他校長的合影。他身高不足一米，卻在今年高考中考了476分，快樂躍入龍門！他和普通人有什么不一樣？患有侏儒癥！病因是幼年時生長激素分泌不足。 癥狀是生長遲緩，身材矮小，但智力正常； 呆小癥：生長遲緩，身材矮小，智力低下；病因是幼年時甲狀腺激素分泌不足 甲亢：病因是甲狀腺激素分泌過多 地方性甲狀腺腫（大脖子?。翰弊幽[大，呼吸困難，心跳快，氣短；病因是山區(qū)和內(nèi)陸地區(qū)的土壤、飲水、和食物中缺少碘，使甲狀腺激素合成不足。 師總結(jié)過渡：通過這些病例，我們可感受到激素對生命活動的重要的調(diào)節(jié)作用?，F(xiàn)在我們站在巨人的肩膀上，可很輕松的了解許多有關(guān)激素的信息。然而在人類認識激素的過程中卻充滿著許多波折。下面我們就沿著科學(xué)家的足跡簡要回顧激素調(diào)節(jié)的發(fā)現(xiàn)歷程。師呈現(xiàn)資料：促胰液素的發(fā)現(xiàn) 19世紀學(xué)術(shù)大背景：在20世紀之前，學(xué)術(shù)界普遍認為，人和動物體的一切生理活動都是由神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的。比如對“胰液的分泌是如何調(diào)節(jié)的？”這一問題19世紀的學(xué)術(shù)界普遍認為，胃酸刺激小腸的神經(jīng)，神經(jīng)將興奮傳給胰腺，使胰腺分泌胰液。 在這種學(xué)術(shù)大背景下，探尋其他的調(diào)節(jié)方式就意味著向權(quán)威觀點提出挑戰(zhàn)，這是需要有勇于探索和創(chuàng)新的精神。下面這兩則小故事可以給我們很多啟迪。 首先來了解法國學(xué)者沃泰默的故事。 沃泰默的實驗 法國學(xué)者沃泰默做了這樣一個實驗：把稀鹽酸注入狗的上段小腸腸腔內(nèi)，發(fā)現(xiàn)會引起胰腺分泌胰液。若直接將稀鹽酸注入狗的血液中則不會引起胰液的分泌。他還進一步作了更為關(guān)鍵的實驗，他切除了通向該段小腸的神經(jīng)，只留下血管，再向小腸內(nèi)注入稀鹽酸時，仍能促進胰液分泌。 師啟發(fā)：同學(xué)們，按照19世紀的權(quán)威觀點，他應(yīng)該看到什么樣的實驗現(xiàn)象呢？ 生：胰腺不分泌胰液。 師：但真實的實驗結(jié)果是仍能促進胰液分泌。 （1）面對這種現(xiàn)象，你認為沃泰默應(yīng)該怎樣解釋他的實驗結(jié)果？ ——說明鹽酸刺激小腸引起胰液分泌的反應(yīng)不是通過神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的。 ——沃泰默對實驗結(jié)果的解釋：他認為，這是由于小腸上微小的神經(jīng)難以剔除干凈的緣故所以是一個十分頑固的神經(jīng)反射。 （2）他為什么會這樣解釋？ 受19世紀的學(xué)術(shù)界權(quán)威觀點的束縛，墨守陳規(guī)，囿于定論，不能從客觀事實出發(fā)下結(jié)論，輕易地失去了一個近在眼前的發(fā)現(xiàn)真理的機會]。真是太可惜了。 [過渡] 然而，受其啟發(fā)，英國的兩位科學(xué)家斯他林和貝利斯卻另辟蹊徑發(fā)現(xiàn)了真理。 師：CAI斯他林和貝利斯的肖像 故事發(fā)生在1902年1月。當(dāng)時斯他林和貝利斯正在研究小腸的局部運動反射，他們看到了沃泰默新發(fā)表的的論文，知道了在小腸和胰腺之間存在著的頑固的局部反射。他們對此產(chǎn)生了很大的興趣，立即用狗重復(fù)了實驗，證實了沃泰默的實驗結(jié)果。但面對同樣的實驗現(xiàn)象，斯他林和貝利斯是怎樣做的呢？他們大膽地跳出“神經(jīng)反射”這個傳統(tǒng)概念的框框，大膽的作出另一種假設(shè)。他們認為這種實驗現(xiàn)象不是神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)果，而是化學(xué)調(diào)節(jié)的結(jié)果：在鹽酸的作用下，小腸黏膜產(chǎn)生了一種化學(xué)物質(zhì)，這種物質(zhì)進入血液后，隨著血流到達胰腺，引起胰液的分泌 （1）你贊同這一觀點嗎？ （2）如果要證明斯他林和貝利斯的觀點，應(yīng)該如何進一步設(shè)計實驗？ 師描述斯他林和貝利斯的實驗設(shè)計 斯他林和貝利斯的實驗 1902年，剪下一段小腸，刮下粘膜， 按照他們的假設(shè)，實驗預(yù)期是胰腺分泌胰液。令人興奮的是 實驗結(jié)果：就是促進胰腺分泌胰液。結(jié)果和預(yù)期相吻合， 這證明他們的假設(shè)是正確的。他們把小腸黏膜分泌的這種化學(xué)物質(zhì)稱為促胰液素。并得出 實驗結(jié)論：胰液的分泌是促胰液素化學(xué)調(diào)節(jié)的結(jié)果。 （1）你能否總結(jié)一下斯他林和貝利斯獲得的科學(xué)發(fā)現(xiàn)包括哪些內(nèi)容？ 他們的科學(xué)發(fā)現(xiàn)主要包括兩個方面的內(nèi)容：其一是發(fā)現(xiàn)促胰液素（是人們發(fā)現(xiàn)的第一種激素）；其二是發(fā)現(xiàn)了一種新的生命活動的調(diào)節(jié)方式—激素調(diào)節(jié)。 （2）“機遇只偏愛那種有準(zhǔn)備的頭腦”。是哪些因素使斯他林和貝利斯抓住了成功的機遇呢？促胰液素的發(fā)現(xiàn)，帶給你什么啟迪？ 師概述：不唯書、不唯上，敢于質(zhì)疑權(quán)威的氣魄，敢于創(chuàng)新求異的思維品質(zhì)，嚴謹科學(xué)的實驗方法，豐富的想象讓他們飽享發(fā)現(xiàn)真理的快樂，令同時代的學(xué)者們自愧不如。對此，俄國著名的生理學(xué)家巴甫洛夫頗有感慨。作為近代消化生理學(xué)的奠基人、諾貝爾獎獲得者，他和他的學(xué)生們在消化腺的神經(jīng)調(diào)節(jié)方面作了大量研究，他們也曾認為小腸中鹽酸導(dǎo)致胰液分泌屬于神經(jīng)反射，在重復(fù)了斯他林和貝利斯的實驗后，巴甫洛夫?qū)W(xué)生深表遺憾的說：“自然，人家是對的。我們失去了一個發(fā)現(xiàn)真理的機會?！? 這樣的例子在科學(xué)發(fā)展史上比比皆是。比如：面對19世紀占統(tǒng)治地位的“混合遺傳觀念”，孟德爾敢于確立“顆粒遺傳”這種新的遺傳觀念，大膽的作出了“遺傳因子”的假說，用豌豆做實驗材料；從單獨研究一對相對性狀的傳遞情況做起；首次應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法對復(fù)雜的生命現(xiàn)象進行量化分析；科學(xué)的設(shè)計實驗的程序。最終叩開了現(xiàn)代遺傳學(xué)大門，成為“遺傳學(xué)之父”。 希望同學(xué)們也能開發(fā)、錘煉我們自身的科學(xué)素養(yǎng)，成長為智慧型、創(chuàng)造型的人才。 [激素調(diào)節(jié)的概念] 師：自促胰液素被發(fā)現(xiàn)后，科學(xué)家又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多種激素?，F(xiàn)在“激素”這一名詞已廣為人知，被廣泛用于化妝品、營養(yǎng)品中，有些還作為特殊藥物治療疾病。誰能概括一下什么是激素調(diào)節(jié)？ 生：由內(nèi)分泌器官（或細胞）分泌的化學(xué)物質(zhì)進行調(diào)節(jié)。 師設(shè)問過渡：那么激素是怎樣調(diào)節(jié)生命活動的呢？ [激素調(diào)節(jié)的實例] 我們就以血糖平衡的調(diào)節(jié)為例，進行探究。 實例一：血糖平衡的調(diào)節(jié) 要想知道血糖平衡是如何維持的，首先需要分析血糖的來源和去向。 （一）血糖的來源和去向 問題探討1：飯后，大量的葡萄糖被吸收到了體內(nèi)，但是正常人的血糖含量只有短暫的升高，很快就恢復(fù)正常，這是為什么？ 師：如果讓你來研究這個問題，你準(zhǔn)備用什么方法追蹤血糖的去向呢？ 生：同位素標(biāo)記法（示蹤法） 師：對，這樣，用放射性同位素標(biāo)記葡萄糖，然后用放射性探測儀器我們就可以追蹤到血糖的去向。請看一段錄像。 生：觀看，總結(jié)。 正常情況下，血糖含量在一個正常范圍內(nèi)波動。這個正常值有這樣幾種表示方法：0.8~1.2g/L，80-120mg/dl，0.1％左右， 問題探討2：馬拉松長跑是賽程超過40km、歷時2h以上的極限運動，運動員每小時至少要消耗300g糖類。 血糖（血液中的葡萄糖）可以補充肌肉因運動而消耗的糖類。正常人的血糖含量大約為5L。 （1）根據(jù)材料計算， 如果僅靠血液中的葡萄糖， 運動員能跑多長時間？ 【0.8分鐘—1.2分鐘】 （2）長跑時消耗了大量的葡萄糖，你認為血糖的濃度會大幅下降嗎？ （3）研究表明，在長跑過程中，盡管血糖在不斷被消耗，但它的含量基本維持在0.9 g/L左右。血糖可以通過哪些途徑得到補充？ 脂肪是細胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì)，當(dāng)生命活動需要時可以分解利用。 糖原是人和動物細胞的儲能物質(zhì)，當(dāng)血糖低于正常含量時，糖原可分解產(chǎn)生葡萄糖及時補充。 生：總結(jié) 師：【CAI 血糖的來源】 師概述過渡：通過上述分析可以看出，肝臟和肌肉細胞中糖原分解或合成的快慢，細胞吸收和利用葡萄糖的速率等情況都可能影響血糖的含量。在正常情況下，我們的機體通過調(diào)節(jié)和控制血糖的來源和去向，維持了血糖的平衡。血糖濃度的相對穩(wěn)定受到多種因素的影響，其中激素是最重要的調(diào)節(jié)因素。參與調(diào)節(jié)的激素有多種，其中，胰島分泌的胰島素和胰高血糖素發(fā)揮著主要作用。 （二）血糖平衡的調(diào)節(jié) 師展示CAI：胰島A細胞和B細胞以及它們分泌的激素 請大家觀看圖。最左邊圖表示了胃、胰腺、十二指腸的位置關(guān)系。取一部分胰腺放大就是第二副圖，從中可看到分布在胰腺中的一個個胰島。將其中一個放大就是最右邊圖。 圖中黃色細胞是胰島B細胞，它能分泌胰島素，胰島素的作用是促進組織細胞加速攝取、利用和儲存葡萄糖，從而使血糖水平降低。此外，胰島素還能夠抑制肝糖元的分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖。 圖中綠色細胞是胰島A細胞，它能分泌胰高血糖素。胰島素的作用是降低血糖，你能否猜出胰高血糖素的作用是什么？ 生：升高血糖。 師：大家能否再想想胰高血糖素是通過哪些途徑升高血糖的？ 生：促進糖原分解；促進一些非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，從而使血糖水平升高。 師概述：大家分析得很棒！ 師引入活動：胰島素和胰高血糖素究竟是怎樣對血糖水平進行調(diào)節(jié)的呢？我們通過以下活動來進行探索。請同學(xué)們先閱讀課本“建立血糖調(diào)節(jié)的模型”的活動介紹，然后4人一組進行模擬活動。每小組自行分配甲乙丙丁角色。甲乙丙的任務(wù)課本已作了明確的要求，丁同學(xué)負責(zé)全程監(jiān)督。請大家分工合作帶著問題一起探索。過一會咱們就交流一下活動成果。哪個小組的同學(xué)能自告奮勇上講臺作示范？ 師：展示討論問題CAI 生：分組活動，并根據(jù)活動討論上述思考題。 師：組織小組交流構(gòu)建模型的過程和結(jié)果，展示小組繪制的血糖調(diào)節(jié)機制示意圖，反饋對上述問題的認識。 【CAI展示血糖調(diào)節(jié)的圖解式模型】 分析與結(jié)論 （1）乙代表什么器官？——胰島 （2）飯后胰島是怎樣進行分泌調(diào)節(jié)的？結(jié)果怎樣？ ——飯后，大量的葡萄糖被吸收到了體內(nèi)，使血糖含量短暫升高，胰島B細胞分泌的胰島素增加，同時胰島A細胞分泌的胰高血糖素減少。反應(yīng)的結(jié)果是將血糖水平降低到正常水平。 （3）馬拉松運動中，胰島是怎樣進行分泌調(diào)節(jié)的？結(jié)果怎樣？ ——馬拉松長跑過程中消耗了大量的葡萄糖，使血糖水平暫時降低，胰島B細胞分泌的胰島素減少，同時胰島A細胞分泌的胰高血糖素增加，從而使血糖水平升高。 （4）請結(jié)合模擬活動的體會,畫出血糖調(diào)節(jié)的圖解式模型用自己的語言說出胰島素和胰高血糖素是怎樣調(diào)節(jié)血糖含量的。 生歸納：當(dāng)血糖水平升高時，胰島素分泌增加，胰高血糖素分泌減少，兩者詰抗作用的結(jié)果促進組織細胞加速攝取、利用和儲存葡萄糖，抑制糖原分解及一些非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，從而使血糖水平降低。 當(dāng)血糖水平降低時，胰島素分泌減少，胰高血糖素分泌增加，結(jié)果是促進糖原分解，并促進一些非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，從而使血糖水平升高。 師：胰島素和胰高血糖素的相互拮抗共同維持血糖含量的穩(wěn)定。此外，血糖濃度的相對穩(wěn)定與神經(jīng)調(diào)節(jié)也有關(guān)。師展示CAI 師：我們再來分析一下，胰島素的作用結(jié)果對胰島素的分泌有沒有影響呢？ 生：在血糖調(diào)節(jié)的過程中，胰島素的作用結(jié)果反過來影響胰島素的分泌，它抑制了胰島素的進一步分泌。胰高血糖素也是如此。 CAI: 師講述：像這樣，在一個系統(tǒng)中，系統(tǒng)本身工作的效果，反過來又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作，這種調(diào)節(jié)方式叫做反饋調(diào)節(jié)。反饋調(diào)節(jié)是生命系統(tǒng)中非常普遍的調(diào)節(jié)機制，它對于機體維持穩(wěn)態(tài)具有重要意義。 反饋調(diào)節(jié)有正反饋和負反饋之分。如果反饋的結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化，就是負反饋。如胰島素的作用結(jié)果反過來抑制了胰島素的進一步分泌。如果反饋的結(jié)果是加速最初發(fā)生變化的成分所發(fā)生的變化就是正反饋。其中負反饋在日常生活及人體的生理活動中都很常見。 師：你能舉出日常生活中一兩個反饋調(diào)節(jié)的例子嗎？ ——在血壓的調(diào)節(jié)中可看到，當(dāng)某種原因引起血壓上升時，對血壓敏感的感受器的傳入沖動就增多，信息經(jīng)傳入神經(jīng)傳向中樞，通過心血管中樞的分析綜合活動，控制信息沿傳出神經(jīng)傳至效應(yīng)裝置，結(jié)果導(dǎo)致血壓下降，使血壓上升受到限制；而血壓下降的本身又會反過來減弱感受器所受的刺激，使傳入沖動相對減少，這樣血壓就不會無限制地下降，從而使血壓保持在一個相對穩(wěn)定的水平上。這種反饋屬于負反饋。負反饋調(diào)節(jié)的作用，是反射產(chǎn)生的效應(yīng)反過來減弱引起該反射的動因，從而使該反射的活動保持相對穩(wěn)定 ——我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫降碾姳?、空調(diào)等的調(diào)溫系統(tǒng)都是根據(jù)負反饋原理來設(shè)計的。 ——人的正常生理活動也存在正反饋，如排尿反射。排尿反射進行時，當(dāng)膀胱收縮時尿流刺激了尿道的感受器，傳入沖動進入中樞進一步加強中樞的活動，并通過傳出神經(jīng)使膀胱收縮更為加強；膀胱收縮加強使尿流刺激也加強，再加強中樞的活動，使排尿過程越來越強烈，直至尿液排完為止。 ——某位同學(xué)經(jīng)過努力在學(xué)習(xí)上取得很大進步后，學(xué)習(xí)的興致更高，更加刻苦。這是一例正反饋。 [分析應(yīng)用] 生：應(yīng)用模型進行分析 （1）當(dāng)身體不能產(chǎn)生足夠的胰島素時，將會發(fā)生什么情況？當(dāng)身體產(chǎn)生的胰島素過多時，又會怎么樣呢？ ——當(dāng)身體不能產(chǎn)生足夠的胰島素時，就會使組織細胞在攝取、利用和儲存葡萄糖等生理活動發(fā)生障礙，而此時肝臟釋放的和由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化來的葡萄糖則增多，因而出現(xiàn)高血糖，導(dǎo)致糖尿病。 ——當(dāng)身體產(chǎn)生的胰島素過多時，就會使組織細胞過分攝取、利用和儲存葡萄糖導(dǎo)致低血糖。 師：可見當(dāng)人體不能正常調(diào)節(jié)血糖的平衡時，就會出現(xiàn)低血糖或糖尿病等病癥。 （2）尤其是糖尿病這種富貴病在現(xiàn)代社會中的發(fā)病率越來越高。想一想，這與人們的飲食狀況和生活方式的變化有沒有關(guān)系？為什么？怎樣防治糖尿病？ 生：糖尿病是由遺傳和環(huán)境因素相互作用而引起的一種常見病，與人們的飲食狀況和生活方式有直接的關(guān)系。飲食過多而不節(jié)制，營養(yǎng)過剩，體力活動過少，從而造成肥胖（脂肪堆積）等是糖尿病的誘因之一。 現(xiàn)代社會人們的壓力越來越大，伴隨著精神的緊張、情緒的激動等多種應(yīng)激狀態(tài)，體內(nèi)升高血糖的激素會大量分泌，從而使血糖升高。糖尿病的治療必須以飲食控制、運動治療為前提。病人應(yīng)控制進食糖類食物，減少高脂肪及高膽固醇食物的攝入量，，適當(dāng)增加高纖維及淀粉類食物。經(jīng)常參加體育運動，盡可能做全身運動，包括散步和慢跑等。在此基礎(chǔ)上，適當(dāng)使用胰島素增敏劑等藥物。 師：關(guān)于激素調(diào)節(jié)的知識這節(jié)課我們先探究到這。 生：小結(jié)。