内容正文:
第2节 内环境的稳态
[学习目标]
1.运用稳态与平衡的生命观,构建内环境稳态模型。
2.通过分析稳态的维持和模型构建得出稳态的定义。
3.结合日常生活常识理解内环境稳态的意义。
4.通过实例分析稳态失衡导致疾病的原因,关注人类健康。
一、内环境的动态变化
1.内环境动态变化的内容和原因
(1)变化的内容:内环境的各种化学成分和理化性质。
(2)变化原因
2.模拟生物体维持pH的稳定
(1)实验原理
本实验采用对比实验的方法,通过对比向自来水、缓冲液(如HP/H2P等溶液,在加入酸或碱时,能使pH的变化减弱)、肝匀浆中加入酸或碱溶液引起的pH变化的差异,说明生物体内液体环境与缓冲液相似而不同于自来水,从而说明生物体pH相对稳定的机制。
(2)实验步骤
①画记录表:设计一表格来记录实验结果
材料
0.1 mol/L的HCl
0.1 mol/L的NaOH
加入不同数量液滴后的pH
加入不同数量液滴后的pH
0
5
10
15
20
25
30
0
5
10
15
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30
自来水
缓冲液
肝匀浆
②测自来水pH的变化
③充分冲洗烧杯,用缓冲液代替自来水,重复②中步骤,记录结果。
④充分冲洗烧杯,用肝匀浆代替自来水,并重复②中步骤,记录结果。
⑤根据所得数据,以酸或碱的滴数为横坐标,以pH为纵坐标,画出各次实验中pH变化的曲线。
⑥尝试用不同生物材料(如动物血浆、用2~5倍水稀释的鸡蛋清或马铃薯匀浆)代替肝匀浆完成实验。
(3)实验结果与结论
材料
图示
结果
自来水
滴加HCl后,自来水pH逐渐减小;滴加NaOH溶液后,自来水pH逐渐增大
续表
材料
图示
结果
缓冲液
在一定的范围内,无论滴加HCl还是NaOH溶液,缓冲液的pH均保持相对稳定
生物
材料
在一定的范围内,无论滴加HCl还是NaOH溶液,生物材料的pH均保持相对稳定
结论
生物材料的性质类似于缓冲液而不同于自来水,说明生物材料内含有缓冲物质,能够维持pH的相对稳定
3.内环境稳态
(1)内容: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。
(2)实质:内环境的化学成分和理化性质的动态平衡。
二、对稳态调节机制的认识
1.内环境稳态实现的基础:人体各器官、系统协调一致地正常运行。
2.对稳态调节机制的探究历程
3.稳态失调:人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。当外界环境的变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏,危及机体健康。
三、内环境稳态的重要意义
1.实例
(1)细胞代谢需要依靠氧化分解葡萄糖来提供能量,只有血糖浓度和血液中的含氧量保持在正常范围内,才能为这一反应提供充足的反应物。
(2)只有温度、pH等都在适宜的范围内,酶才能正常地发挥催化作用。
2.意义:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
3.稳态概念的发展
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
1.内环境的变化不会引起机体自动调节器官和系统的活动。 (×)
2.内环境的稳态就是内环境的成分和理化性质恒定不变。 (×)
3.维持内环境的稳态离不开体内细胞的参与。 (√)
4.内环境稳态遭到破坏时,代谢紊乱,此时代谢速率一定下降。 (×)
知识点一 内环境的动态变化
以下是某小组完成“模拟生物体维持pH的稳定”实验后得到的实验结果:
请分析回答下列问题:
(1)本实验中甲组(自来水)和乙组(缓冲液)起什么作用?两者所起的作用完全一样吗?
提示:均起对照作用;不完全一样(甲组为阴性对照,乙组为阳性对照)。
(2)就加入HCl或NaOH后pH的变化来说,肝匀浆更像自来水还是更像缓冲液?
提示:缓冲液。
(3)缓冲液的pH变化为什么与自来水不同?
提示:本实验所用的缓冲液为磷酸盐缓冲液。滴加HCl时,缓冲液中的磷酸盐会与HCl反应,滴加NaOH时,缓冲液中的弱酸会与NaOH反应,从而减缓pH的变化。
(4)请根据上述实验结果,尝试对机体维持pH稳定的机制进行解释。
提示:肝匀浆等生物材料中可能也含有缓冲对,因而能维持pH的相对稳定。
1.归纳概括内环境稳态的概念
2.构建模型理解人体维持pH稳定的机制
(1)维持的因素:血浆中存在缓冲物质,如NaHCO3/H2CO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。
(2)维持机制:酸性或碱性物质进入血浆后,可以和缓冲物质发生反应,反应产物可以通过肺或肾脏排出体外,从而使血浆的酸碱度保持相对稳定(以H2CO3/NaHCO3缓冲对