把握稳态核心建构系统平衡.ppt
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1、把握稳态核心 建构系统平衡 苏州市教育科学研究院 马建兴 电话:13584849311 62951870 信箱:ma-,一. 初识稳态与环境 二.稳态与环境模块的教材设计思路 三.稳态与环境章节分析和教学建议 四.稳态与环境教学反思,一. 初识稳态与环境,1.为什么模块三称为“稳态与环境”? 2.稳态与环境模块在高中生物中的地位? 3.稳态与环境模块的核心概念是什么? 4.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,1.为什么模块三叫“稳态与环境”? 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,任何一个系统的存在和发展,都需要保
2、持稳态。 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。在不断变化的环境中,生命系统能够通过自我调节实现稳态。,2.稳态与环境模块的地位是什么? (1)从认知发展的角度看本模块的地位,(2)从必修三个模块间的关系看本模块的地位,多层次生命系统的关系(基因是生命的核心;细胞是生命的基本系统;与环境综合作用,表现出了细胞、个体与群体水平的稳态):,细胞,基因,基因选择性表达,细胞分裂、分化,环境,必修,选修,生物1:分子与细胞(其他模块的基础),生物2:遗传与进化,生物3:稳态与环境,选修1:生物技术实践(侧重实验),选修2:生物科学与社会(侧重生物科学与
3、社会联系),选修3:现代生物科技专题(侧重现代生物科技的基本概念和原理),基础,拓展,(3)从必修与选修的整体关系看本模块的地位,.稳态与环境的核心概念是什么? 关键词:稳态、环境和反馈调节。,稳态 环境 (反馈)调节,引导学生围绕这些概念建立:良好的生命活动调节与生态系统的知识结构;从系统的视角认识生命活动的规律和本质;系统分析方法和建立数学模型分析问题的的方法。,(1)何谓“稳态”?,.稳定性与稳态,例1:桌面上的硬币,稳定,不稳定,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,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
4、的。,?这是机械的静态稳定观,即稳定等于无变化。,结论一:稳定性一般是指系统具有的抗干扰性,从而保持自身原状的性质。一个系统抵抗外来的或内部的干扰的能力越强,就表示该系统的(抵抗力)稳定性越强。,例2:这些例子值得深思 每天都有成千上万的微生物进入我们的体内,但绝大多数人都没有生病。 人们每天饮水量不同,出汗多少不等,但体温、体内的pH值、血液粘稠度等基本上是恒定的。 一个稳定的种群,总有一部分个体出生、另一部分个体死亡,一部分个体迁出、另一部分个体迁入,但总体数量基本稳定。 随着昼夜、四季的变化,生物圈中的二氧化碳浓度会发生一定的变化,但总体基本稳定(人为干扰因素不太大的前提下)。,这些事例
5、用静态的稳定观都无法解释!,结论二:现代的稳定观不再是牛顿认为的静态稳定性,而是动态的稳定、发展状态的稳定。 静中有动,动中有静,是对立统一,稳态的概念,简单地理解:稳态即为动态稳定。,稳定的概念首先是由贝尔纳(C.Bernard)提出的。他认为(1857): 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。,人类对稳态的认识是逐步发展的(一),坎农(1926): 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化会触发机体调节机制的活动,从而消除或减少这些变化。他将这种由代偿性调节反
6、应所形成的稳定状态称为稳态(homeostasis).并指出稳定的相对性。,人类对稳态的认识是逐步发展的(二),稳态的现代概念: 稳态不局限于内环境的范畴,而是适用于生命科学的一大基本概念。分子水平上有基因表达的稳态调节、酶活性的稳态调节,器官水平上如血压、心率的稳态,个体水平的渗透压、T、pH、血糖浓度等的稳态,宏观水平上如种群数量的稳态、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),稳态在自然界中普遍存在,在生物学中,稳态也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。分子水平上有基因表达的稳态调节、酶活性的稳态调节,器官水平上如血压、心率的稳态,宏观水平上个
7、体内环境稳态、如种群数量的稳态、生态系统的稳态。,贝塔朗菲(L.Bertalanffy)在一般系统论一书中说,系统观的中心问题是对稳定性的理解。 注意:系统分析方法是本模块的重要方法。,稳态即为动态稳定,稳态通过调节而实现,稳态通过调节而实现: “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,依靠自我调节机制维持其稳态”。 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?,(2)什么是环境?,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?,主体存在的场所,即把某个主体的外界称为这个主体的环境。
8、主体一般是指个体或个体的集群,此外,把单个的细胞、组织等当作主体来研究也是不少的。 生物学词典(科学出版社),强调所有的生命系统都存在于一定的环境(生命与非生命的)之中,在不断变化的环境条件下,维持其稳态需要依靠自我调节机制。,控制论中关于反馈的定义:来自受控部分的、反映输出变量变化的信息,传向控制部分,称为反馈 (feedback),(3)反馈调节的概念,(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。,+,+,负反馈和正反馈: 负反馈:调节的结果反过来使调节的原因或过程减弱,称为负反馈 正反馈:调节的结果反过来使调节的原因或过程加强,称
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- 关 键 词:
- 把握 稳态 核心 建构 系统 平衡
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