内容正文:
第2节 内环境的稳态
学习目标
1.通过对内环境稳态的实质及其生理意义的学习,形成稳态与平衡的生命观。
生命观念
2.模拟生物体维持pH的稳定,类比推测生物体调节pH稳定的机制。
科学探究、科学思维
3.通过分析人体稳态失调的相关实例,形成关注人体健康的生活理念和态度。
社会责任
一、内环境的动态变化
1.原因
(1)外因:外界环境的变化。
(2)内因:体内细胞代谢活动的进行。
2.模拟生物体维持pH的稳定
(1)实验原理:在溶液中加入酸或碱,缓冲对能使溶液pH的变化减弱;与自来水相比,生物组织匀浆更类似于缓冲液。
(2)目的要求:通过比较自来水、缓冲液和肝匀浆在加入酸或碱后pH的变化,推测生物体是如何维持pH稳定的。
(3)方法步骤
①画记录表:设计一表格来记录实验结果。
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,重复步骤②,记录结果。
④充分冲洗烧杯,用肝匀浆代替自来水,重复步骤②,记录结果。
(4)数据处理:根据所得数据,以酸或碱的滴数为横坐标,以pH为纵坐标,分别画出自来水、缓冲液和肝匀浆在滴加酸或碱后的pH变化曲线。
(5)得出结论:根据实验结果,说出不同实验材料pH变化的特点。
[点拨]
(1)加入酸或碱时,要一滴一滴加入,并严格控制滴数。
(2)HCl和NaOH均有腐蚀性,避免其与皮肤和眼睛接触,也不要入口。
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:内环境的组成成分和理化性质的动态平衡。
二、对稳态调节机制的认识及意义
1.内环境稳态调节的基础
人体各器官、系统协调一致地正常运行,是维持内环境稳态的基础。直接相关的系统:消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统。
2.对稳态调节机制的探究历程
3.稳态失调
(1)人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
(2)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。
4.内环境稳态的意义
(1)实例分析
内环境成分或理化性质
意义
渗透压正常
维持组织细胞正常的形态与功能
温度和pH相对稳定
酶活性正常,保证酶促反应正常进行
血糖、氧气含量稳定
保证机体正常的能量供应
(2)意义:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
5.稳态概念的发展
生命系统的各个层次都存在着稳态。
进入海拔3千米以上地区时,第1~2日急性高原反应症状最明显,之后逐渐减轻,大多6~7日基本消失,少数可持续存在。主要表现为头痛、记忆与思维能力减退及失眠、多梦等。患者呼吸加深、频率增加。部分患者有发绀、血压升高等反应。结合所学知识判断:
(1)人体剧烈运动后,由于无氧呼吸产生乳酸,使血浆pH明显降低。(×)
(2)内环境的变化不会引起机体自动调节各器官和系统的活动。(×)
(3)内环境稳态遭到破坏时,代谢紊乱,此时代谢速率一定下降。(×)
(4)稳态是一种动态平衡,由体液调节、神经调节共同完成的。(×)
(5)外界环境变化不大时,机体一定能维持内环境的稳态。(×)
探究点一 模拟生物体维持pH的稳定
[情境探究]
1.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。
(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,缓冲液中的弱酸的强碱盐会与HCl反应;滴加NaOH时,缓冲液中的弱酸会与NaOH反应;从而维持pH的相对稳定。
(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。
2.如下表是某中年男子血液化验单中的部分数据,分析并探究以下问题。
项目
测定值
单位
参考范围
血清葡萄糖
223
mg/dL
60~110
甘油三酯
247
mg/dL
50~200
总胆固醇
280
mg/dL
150~220
(1)由表中数据可推测该男子可能患有何种疾病?
提示:该男子可能患有糖尿病、高血脂、高血压。
(2)每种成分的正常参考值是一个范围,这说明内环境的理化性质有什么特点?
提示:内环境的理化性质不是恒定不变的,而是在一定范围内波动。
(3)该男子经治疗后,其血糖、血脂和血压等方面都相对正常,能否说明此人的内环境一定保持相对稳定?请说明理由。
提示:不能,内环境稳态包括组成内环境的各种化学成分和渗透压、酸碱度、温度等