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對“內環境與穩態”一節教學的幾點建議
對“內環境與穩態”一節教學的幾點建議人教版的《全日制普通高級中學(試驗修訂本·必修)生物第一冊》(以下簡稱新教材)在第三章“生物的新陳代謝”中增加了“內環境與穩態”一節。內環境與穩態是生物學中非常重要的概念,尤其是穩態概念在現代生命科學中已成為普遍使用的一個基本概念,它描述了普遍存在于生命過程中的一個共同規律。增加這一部分內容對于幫助學生認識生命本質和規律具有重要意義。但在實際教學過程中,因學生準備知識不足,難以充分理解穩態的本質內涵,本文提出以下幾點教學建議供參考。
?1 增加“內環境與穩態”概念的發現史
?“內環境與穩態”概念的發現史,對于學生理解內環境與穩態概念的本質及意義有一定幫助。19世紀法國著名生理學家伯爾納(Claude Bernard)發現,一切生命組織都有一個奇妙的共性,這就是它們的內環境(包括組織液、淋巴、血漿)在外界環境發生改變的時候,能夠保持穩定不變。伯爾納認為:“內環境恒定是機體自由和獨立生存的首要條件!薄八猩鼨C制不論如何變化都只有一個目的,就是在內環境中保持生命條件的穩定。”他的這些觀點在50年后被美國生理學家坎農(W.B.Cannon)進一步完善和發展?厕r認為:內環境并不是處于一種靜止的、固定不變的狀態,而是處于一種可變的、可動的相對穩定狀態,并且用穩態(homeostasis)這一術語概括。在教學中增加這些內容,將有助于學生理解穩態概念提出的前提條件,理解穩態概念的動態實質,在有所鋪墊的前提下進一步了解內環境、穩態的概念內涵,將有利于學生有意義學習。
2 降低知識難度,突出穩態的概念內涵
新教材中用緩沖物質對內環境pH值的調節作用來說明穩態現象,可結合高中化學知識幫助學生理解緩沖物質的作用機理,但不必研究過細。由于課時有限,必須把重點放在對穩態概念內涵的理解上。其實,穩態概念內涵在于突出機體處于相對穩定狀態的現象和機制。穩態現象是十分豐富的,新教材在前一節中所探討的血糖含量的相對穩定狀態和肝臟活動之間的動態關系就是一個很好的實例。
傳統的生理學觀點認為,穩態的形成機制是在神經系統和以內分泌系統為主的體液調節的共同協調作用下,通過機體各個器官系統的統一活動而達到維持內環境相對穩定的作用。但現代生物學認為,神經—內分泌—免疫系統的調節網絡才是使機體維持穩態的主要機制。因此,筆者認為,突出機體器官系統之間的平衡和網絡調節作用,其意義更為重要。
3 在教學中滲透機體整體性、開放性以及系統觀、信息觀等現代生命科學思想
近幾十年來,分子生物學飛速發展,分子水平上的研究成果大大豐富了人們的認識,系統論、控制論、信息論不斷滲透到生命科學的各個研究領域,使人們對生命現象的理解上升到全新的高度。在穩態現象的機制問題上,現在已經證實,機體至少有三大調節系統參與到穩態調節中,即神經系統、內分泌系統和免疫系統。前兩者的調節作用早已被公認,成為經典的傳統的生理學對穩態機制的解釋,而后一種調節作用正是當今生命科學的研究熱點之一——神經免疫內分泌學的研究范疇。免疫系統通過游走的免疫細胞感受神經系統和內分泌系統所不能感知的其他類型的刺激(比如異物或外來抗原之類的刺激),并且通過釋放細胞因子(CK)或形成致敏淋巴細胞,消除這一類引起內環境波動的因素,F代分子生物學揭示,神經系統、內分泌系統、免疫系統之間有著共同的語言——信息分子共享,這些信息分子除了體液因子之外,還有許多生物活性分子(比如多肽激素等等),它們參與機體穩態調節,各自發揮著自身特有的作用,各系統之間通過反饋調節協調一致,維持機體的統一性和整體性。
一般系統論的創立者,奧地利生物學家、心理學家貝塔朗菲(Ludwigvon Bertalanffy)認為,生命是一種開放系統,是在同環境進行物質交換的過程中呈現出輸入、輸出,自身物質組分不斷地形成和破壞的過程中存在和發展的系統!吧男问讲皇莾H僅存在著,而是在發生著,它通過有機體的物質和能量的永恒流動而表現。”這個開放系統的重要特征就是穩態、自主和自組織性,它處處表現出有機體的自我調整,F代分子生
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