1、把握稳态核心把握稳态核心 建构系统平衡建构系统平衡苏州市教育科学研究院苏州市教育科学研究院 马建兴马建兴电话：电话：13584849311 6295187013584849311 62951870信箱：信箱：ma-jx7tomma-jx7tom一一.初识初识稳态与环境稳态与环境二二.稳态与环境稳态与环境模块的教材设计思路模块的教材设计思路三三.稳态与环境稳态与环境章节分析和教学建议章节分析和教学建议四四.稳态与环境稳态与环境教学反思教学反思一一.初识初识稳态与环境稳态与环境l1.1.为什么模块三称为为什么模块三称为“稳态与环境稳态与环境”？l2.2.稳态与环境稳态与环境模块在高中生物中的地位？
2、模块在高中生物中的地位？l3.3.稳态与环境稳态与环境模块的核心概念是什么？模块的核心概念是什么？l4 4.稳态与环境的主要教育价值是什么？稳态与环境的主要教育价值是什么？（一）理清几个核心概念及概念间的关系（一）理清几个核心概念及概念间的关系l1.为什么模块三叫为什么模块三叫“稳态与环境稳态与环境”？l细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统（生物圈）是不同层次的生命系统，任何一个系系统（生物圈）是不同层次的生命系统，任何一个系统的存在和发展，都需要保持统的存在和发展，都需要保持稳态稳态。l生命系统存在于一定的环境中，是一个开放的系统，
3、生命系统存在于一定的环境中，是一个开放的系统，要与环境不断进行着物质、能量和信息的交流。在要与环境不断进行着物质、能量和信息的交流。在不不断变化的环境断变化的环境中，生命系统能够通过中，生命系统能够通过自我调节自我调节实现实现稳稳态态。细胞细胞基因基因基因选择性表达，细胞分裂、分化基因选择性表达，细胞分裂、分化环境分子与细胞分子与细胞遗传与进化遗传与进化稳态与环境稳态与环境选修模块选修模块l.稳态与环境稳态与环境的核心概念是什么？的核心概念是什么？l关键词：稳态、环境和反馈调节。关键词：稳态、环境和反馈调节。.稳定性与稳态稳定性与稳态例例1 1：桌面上的硬币：桌面上的硬币 但是值得注意的是以往
4、的认识依据了以下的观点但是值得注意的是以往的认识依据了以下的观点:牛顿第一定律认为：物体在没有外力作用时，静者恒静，牛顿第一定律认为：物体在没有外力作用时，静者恒静，动者恒动。稳定性是事物固有的，根本属性；而运动或变动者恒动。稳定性是事物固有的，根本属性；而运动或变化是外力强加的。化是外力强加的。简单地理解：稳态即为。稳定的概念首先是由贝尔纳（稳定的概念首先是由贝尔纳（C.BernardC.Bernard）提出的。）提出的。他认为（他认为（18571857）：）：细胞外液是细胞生活的直接环境，其整体构成机体的细胞外液是细胞生活的直接环境，其整体构成机体的内环境。内环境。内环境具有自我保持稳定的
5、特性。内环境具有自我保持稳定的特性。内环境稳定是机体生理活动正常进行的前提保证内环境稳定是机体生理活动正常进行的前提保证。人类对稳态的认识是逐步发展的（一）坎农（坎农（1926）：）：内环境并不是处于静止的、固定不变的状内环境并不是处于静止的、固定不变的状态，而是动态的稳定。内环境的任何微小变态，而是动态的稳定。内环境的任何微小变化会触发机体化会触发机体调节机制的活动调节机制的活动，从而消除或从而消除或减少这些变化。他将这种由代偿性调节反应减少这些变化。他将这种由代偿性调节反应所形成的稳定状态称为稳态（所形成的稳定状态称为稳态（homeostasis).并指出并指出稳定的相对性稳定的相对性。人
6、类对稳态的认识是逐步发展的（二）稳态的现代概念稳态的现代概念：稳态不局限于内环境的范畴，而是适用于生命稳态不局限于内环境的范畴，而是适用于生命科学的一大基本概念。科学的一大基本概念。分子水平上有基因表达的分子水平上有基因表达的稳态调节、酶活性的稳态调节稳态调节、酶活性的稳态调节，器官水平上如血器官水平上如血压、心率的稳态，个体水平的渗透压、压、心率的稳态，个体水平的渗透压、T、pH、血糖浓度等的稳态血糖浓度等的稳态，宏，宏观水平上如种群数量的稳观水平上如种群数量的稳态、生态系统的稳态、生物圈稳态态、生态系统的稳态、生物圈稳态。人类对稳态的认识是逐步发展的（三）稳态即为 稳态通过调节而实现：稳态
7、通过调节而实现：“所有的生命系统都存所有的生命系统都存在于一定的环境中，在不断变化的环境条件下，依在于一定的环境中，在不断变化的环境条件下，依靠自我调节机制维持其稳态靠自我调节机制维持其稳态”。普通高中生物课程标准普通高中生物课程标准人类对稳态的认识是逐步发展的（四）图中草履虫个体通常生活的外界环境是什么图中草履虫个体通常生活的外界环境是什么?图中组织细胞生活的液体环境是什么图中组织细胞生活的液体环境是什么?种群（桦木）中某一个个体生活的外界环境是什么种群（桦木）中某一个个体生活的外界环境是什么?l控制论中关于反馈的定义控制论中关于反馈的定义：来自受控部分的、反映输出来自受控部分的、反映输出变
8、量变化的信息变量变化的信息,传向控制部分传向控制部分,称为反馈称为反馈 （feedbackfeedback）（来自于工程学的自动控制理论）（来自于工程学的自动控制理论）反馈调节：在一个系统中，系统本身的输出，反过来调节该系统的输入的方式。正反馈（正反馈（+）负反馈（负反馈（-）+负反馈和正反馈：负反馈和正反馈：负反馈负反馈：调节的结果反过来使调节的原因或过程：调节的结果反过来使调节的原因或过程减弱减弱，称，称为负反馈为负反馈 正反馈正反馈：调节的结果反过来使调节的原因或过程：调节的结果反过来使调节的原因或过程加强加强，称，称为正反馈为正反馈 下丘脑下丘脑 垂垂 体体 甲状腺甲状腺寒冷等刺激寒冷
9、等刺激促甲状腺激素释放激素促甲状腺激素释放激素(TRH)(TRH)促甲状腺激素促甲状腺激素(TSH)(TSH)甲状腺激素甲状腺激素促进促进促进促进抑制抑制抑制抑制新陈代谢，抵御寒冷新陈代谢，抵御寒冷例例3 3：（：（20192019年北京高考题）右图为雌性高等动年北京高考题）右图为雌性高等动物性激素分泌的调节示意图。请根据图示回答下物性激素分泌的调节示意图。请根据图示回答下列问题：列问题：（1 1）性激素分泌活动的调节枢纽是）性激素分泌活动的调节枢纽是 _ _。（2 2）促性腺激素可以调节）促性腺激素可以调节 _ _ 的分泌活动。的分泌活动。（3 3）雌激素作用的靶器官主要是）雌激素作用的靶器
10、官主要是 ；靶细；靶细胞主要是胞主要是 。（4 4）孕激素能促进子宫内膜的生长发育，为）孕激素能促进子宫内膜的生长发育，为 _ _ 着床准备条件。着床准备条件。（5 5）当血液中的雌激素和孕激素达到一定水平）当血液中的雌激素和孕激素达到一定水平时，反过来会影响时，反过来会影响 _ _ 和和 _ _ 的分泌活动，的分泌活动，这种调节方式称为这种调节方式称为 _ _。参考答案：参考答案：（1）下丘脑（）下丘脑（2）卵巢（）卵巢（3）雌性生殖器官（包括乳房等）雌性生殖器官（包括乳房等）初级卵母细胞（初级卵母细胞（4）受精卵（）受精卵（5）下丘脑垂体反馈（或负反馈）下丘脑垂体反馈（或负反馈）迁移应用迁
11、移应用冷觉感受器温觉感受器体温调节中枢(下丘脑)血管收缩 血流皮肤立毛肌收缩骨骼肌战栗体温恒定传入神经传出神经血管舒张 血流汗液皮肤传出神经甲状腺代谢垂体甲状腺素传入神经分泌分泌A A细胞细胞B细胞l(1)在知识方面的教育价值：在知识方面的教育价值：l从系统的视角认识生命活动的规律和本质。从系统的视角认识生命活动的规律和本质。l个体水平：动物（人）和植物生命活动的调节方式和个体水平：动物（人）和植物生命活动的调节方式和机理。机理。l群体水平：种群、群落和生态系统的自我调节。群体水平：种群、群落和生态系统的自我调节。l系统水平系统水平:生态系统的物质循环、能量流动与信息传递生态系统的物质循环、能
12、量流动与信息传递中的动态平衡。中的动态平衡。l深入理解稳态、反馈调节、环境等核心概念。深入理解稳态、反馈调节、环境等核心概念。定性分析定性分析划分边界，确定组分，划分边界，确定组分，分析层次、明确问题及研究目标；分析层次、明确问题及研究目标；定量研究定量研究定量研究各组分间的定量研究各组分间的 影响关系，建立系统数学模型；影响关系，建立系统数学模型；模型分析模型分析确定系统模型的参数，确定系统模型的参数，进行模型实验，优化功能；进行模型实验，优化功能；结构优化结构优化优化系统结构，实行优化系统结构，实行 系统调控，实现优化的系统功能。系统调控，实现优化的系统功能。具体研究一个生命系统具体研究一
13、个生命系统认认识识系系统统系统的边界系统的边界系统的成分及其相互作用系统的成分及其相互作用系统的产生、发展与消亡系统的产生、发展与消亡系统的调控系统的调控标准系统标准系统细胞细胞生态系统生态系统种群种群迁移应用迁移应用例例1：以箭头表示能量流动方向，在图一中建以箭头表示能量流动方向，在图一中建立能量流动的模型。立能量流动的模型。例例2：据图建立生态系统的碳循环模型：据图建立生态系统的碳循环模型划分边界，确定组分划分边界，确定组分美国国家科学教育标准美国国家科学教育标准中的表述：模型是与真中的表述：模型是与真实物体、单一事件或一类事物对应的而且具有解释力实物体、单一事件或一类事物对应的而且具有解
14、释力的试探性体系或结构。的试探性体系或结构。物理学物理学物理现象的观测物理现象的观测数学模型的数学模型的描述描述F=maE=MC2物理学的描述物理学的描述经验阶段经验阶段理性阶段理性阶段生命科学生命科学生命现象的观测生命现象的观测数学模型的数学模型的描述描述？生物学的描述生物学的描述经验阶段经验阶段理性阶段理性阶段模型方法使生命科学走向真正的科学模型方法使生命科学走向真正的科学物理模型实例物理模型实例人体人体细胞与外界环境的物质交换模型细胞与外界环境的物质交换模型淋巴淋巴图片、框架相结合的概念图图片、框架相结合的概念图框架为主体的概念图框架为主体的概念图场 所包 括包 括场 所主 要 场 所发
15、 生发 生提 供ATP、NADPH产 生丙 酮 酸产 生提 供 CO2提 供 O2吸 收光 合 作 用叶 绿 体基 粒囊 状 结 构有 氧 呼 吸线 粒 体细 胞 质 基 质基 质光 反 应暗 反 应有 机 物太 阳 光图集为主体的概念图图集为主体的概念图1 1右图是由右图是由 3 3个圆所构成的类别关系概念图，其个圆所构成的类别关系概念图，其中中为大圆，为大圆，和和分别为大圆之内的小圆。下分别为大圆之内的小圆。下列各项中符合这种类别关系的是列各项中符合这种类别关系的是A A特异性免疫、特异性免疫、体液免疫、体液免疫、抗体抗体B B细胞分化、细胞分化、基因选择性表达、基因选择性表达、细胞的形细胞的形态、结构和生理功能稳定性差异态、结构和生理功能稳定性差异C C生态系统的信息、生态系统的信息、行为信息、行为信息、物理信息物理信息D D种群数量变化、种群数量变化、种群数量增长、种群数量增长、“J”“J”型增长型增长表格为主体的概念图表格为主体的概念图例例2.2.下表中、所对应的概念由大到小排下表中、所对应的概念由大到小排列正确的是列正确的是选项A组成细胞的分子脂质脂肪C、H、O、NB染色体DNA基因核糖核苷酸C细胞增殖有丝分裂间期DNA复制D物质跨膜运输被动运输协助扩散红细胞吸收K+将概念图用于探究活动将概念图用于探究活动
