1.2 内环境的稳态课件-2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1

第1章　人体的内环境与稳态 第2节　内环境的稳态 学 习 目 标 1.说明内环境稳态及其生理意义,在个体水平认知稳态与平衡观。 2.尝试解释生物体维持pH稳定的机制,简述稳态的调节机制。 3.关注相关健康问题,增强自我保健及关爱他人的意识。 基础知识•落实 主题一　内环境的动态变化 1.模拟生物体维持pH的稳定 (1)实验目的:通过比较自来水、　　　　和　　　　　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。  (2)实验原理:生物组织中pH之所以维持稳定与其含有　　　　　　有关。 (3)实验步骤 ①画记录表:设计一个表格来记录实验结果。 缓冲液 肝匀浆 缓冲物质 ②测定自来水pH的变化 ③充分冲洗烧杯,用　　　　　　代替自来水,重复②中步骤,记录结果。  ④充分冲洗烧杯,用　　　　　　代替自来水,并重复②中步骤,记录结果。 ⑤根据所得数据,以　　　　　　　　　为横轴,以　　　为纵轴,画出各次实验中pH变化的曲线。  【名师点拨】 实验过程中,多次出现了“充分冲洗烧杯”的要求,但目的不同。检测碱对pH的影响前“充分冲洗烧杯”是为了避免残留的HCl与NaOH 反应而使实验现象不明显。更换实验材料前“充分冲洗烧杯”主要是为了防止不同的实验材料混合,影响实验结果。 (4)实验结论: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　　　　　　,能够维持pH的相对稳定。  缓冲液 肝匀浆 酸或碱的滴数 pH 缓冲物质 2.人体内环境的动态变化 (1)人体体温的动态变化 年龄小新陈代谢旺盛 ①正常情况下,不同人的体温,会因年龄和　　　等的不同而存在微小差异。  ②同一个人的体温在一日内也有变化,但变化幅度一般不超过1 ℃。  　　　　 恒温动物体温相对恒定 ③尽管外界环境气温波动范围较大,但健康人的体温始终接近37 ℃。 性别 (2)酸碱度　　　　 弱碱环境 ①正常人的血浆pH:7.35~7.45。 　 由弱酸和相应的强碱盐组成 ②维持因素:人体内环境中有很多缓冲对,其中最重要的是　　 　　,其次还有 等。当一定量的酸性或碱性物质进入后,内环境的pH仍能维持在一定范围内。  (3)变化原因 内环境稳态调节有利于适应变化的环境 ①外因:外界环境因素的变化。 ②内因:体内细胞不断进行的代谢活动。 3.稳态的概念和实质 (1)概念: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。　 不是恒定不变的 (2)实质:健康人内环境的每一种成分和　　　　　　　　都是不断变化的,但都处于　　　　　　　　。  结论语句　辨一辨 (1)内环境的稳态是指内环境的成分和理化性质恒定不变。(　　) (2)内环境中有许多缓冲对,如 等,可以使内环境的pH维持在一定范围内。(　　) (3)肺气肿患者由于呼吸不畅,血液中的pH将略有降低。(　　) 理化性质 一定的范围内 × √ √ 情境探究•提升 资料1　血液生化检验结果报告单(部分) 血液的生化指标指的是血液中各种化学成分含量,包括多种代谢产物含量。当某项生理功能出现障碍时,检测值会超出正常范围,因此该指标可反映健康状况。 检测项目 测定量 单位 参考范围 丙氨酸氨 基转移酶 ALT 11 U/L 9~60 天冬氨酸氨 基转移酶 AST 12 U/L 15~45 葡萄糖 GLU 10.96 mmol/L 3.9~6.1 糖化血清 白蛋白 GA 33.70 % 10.8~17.1 甘油三酯 TG 2.21 mmol/L 0~1.7 总胆固醇 TCHO 5.15 mmol/L 3.1~5.2 请结合上述资料,讨论解决下列问题。 1.血液的生化指标可以反映机体的健康状况、作为诊断疾病的依据,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 机体的成分都处于一定的范围内,若某种成分的含量高于或低于参考值,则预示机体可能处于不健康的状态  2.每种成分的参考值都是一个变化范围,这说明　　　　　 　　　　。 内环境的成分不是恒定不变的,而是在一定范围内波动;不同个体间存在一定差异  3.血浆的各种化学成分都在不断发生变化的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。由此说明内环境稳态的实质是　　　　　　　　　　　　　　　 　。  体内细胞代谢活动的进行和外界环境的变化 内环境的各种化学成分和理化性质都处于动态平衡中 4.生活中经常接触到一些酸、碱性的物质,如小苏打、食用碱和食醋等;剧烈运动时机体会产生大量的乳酸,人体血浆的pH不会发生明显的改变,请以H2CO3/NaHCO3缓冲对为例,建构血浆pH维持稳态的调节过程模型。 提示 方法归纳•拓展 关于“模拟生物体维持pH的稳定”实验的变量 (1)自变量:自来水、缓冲液、生物组织匀浆。 (2)因变量:自来水、缓冲液、生物组织匀浆pH的变化。 (3)无关变量:HCl、NaOH溶液的浓度等。 对点应用•突破 突破点1　内环境的成分和理化性质的动态变化 1.(2024山东济南历城二中月考)如图为血液流经组织细胞时CO2的运输过程,图中Hb为血红蛋白,①②为细胞外液。据图分析,下列说法错误的是(　 ) A.图中①和②分别表示组织液 和血浆 B.Hb能维持红细胞内pH的相对 稳定 C. 出红细胞的同时Cl-进入 红细胞,可维持离子平衡 D.随着CO2的进入,红细胞可能会出现轻微失水现象 D 解析 图中①是组织细胞的生存环境,为组织液,②是红细胞的生存环境,为血浆,A项正确;Hb能和CO2、H+结合,进而维持红细胞内pH的相对稳定,B项正确; 出红细胞的同时Cl-进入红细胞,可维持离子平衡,C项正确;随着CO2的进入,细胞内溶质增加,渗透压增大,红细胞可能会出现轻微吸水现象,D项错误。 突破点2　模拟生物体维持pH的稳定 2.某同学以清水、缓冲液和血浆为实验材料,进行“探究血浆是否具有维持pH稳定的功能”的实验,实验结果如图所示。 下列叙述错误的是(　　) A.血浆组为实验组,清水组和缓冲液组为对照组 B.图中的结果表明缓冲液组维持pH稳定的能力 强于血浆组 C.清水组实验结果异常,可能滴加的是NaOH溶液 D.该实验结果说明血浆组维持pH稳定的能力是有限的 B 解析 根据实验探究目的可知,血浆组为实验组,清水组和缓冲液组为对照组,A项正确;通过对照实验可以得出的结论是血浆与缓冲液一样具有维持pH相对稳定的功能,且血浆的这种能力比较强,B项错误;清水组的实验结果是pH呈上升趋势,可能滴加的是NaOH溶液,而不是HCl溶液,C项正确;加入HCl的量过多后,血浆组的pH也会下降,因此该实验结果说明血浆组中缓冲物质的缓冲能力是有限的,D项正确。 基础知识•落实 主题二　内环境稳态的调节机制及意义 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　　　　　。与内环境稳态调节直接相关的系统:消化系统、呼吸系统、循环系统、 　　　　　　。  基础 泌尿系统 2.对稳态调节机制的认识 神经系统 神经调节 体液调节 神经—体液—免疫 3.人体维持稳态的调节能力特点:　　　　　　　　　　。  4.稳态遭到破坏的原因 (1)外界　　　　的变化过于剧烈。  (2)人体自身的　　　　功能出现障碍。  有一定限度 环境 调节 内环境成分或理化性质 意义 渗透压相对稳定 维持细胞的正常　　　　　　　　　  温度、pH相对稳定 保证酶活性、　　　　　　　　的正常进行  血糖浓度和血液中的含氧量相对稳定 保证机体正常的　　　　供应  代谢废物的及时排出 防止　　　　　　　  5.内环境稳态的重要意义 (1)意义:内环境稳态是机体进行　　　　　　　　　　　的必要条件。  (2)实例 正常生命活动 形态和功能 酶促反应 能量 机体中毒 6.稳态概念的发展 在生命系统的各个层次上都普遍存在着稳态,稳态已成为生命科学的一大基本概念。 分子水平→基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等 ↓ 细胞水平→细胞的　　　　　　的稳态等  ↓ 器官水平→心脏活动的稳态(血压、心率)、消化腺分泌消化液的稳态等 ↓ 群体水平→种群　　　　　　的稳态、生态系统的结构和功能的稳态  分裂和分化 数量变化 情境探究•提升 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。如果某种器官的功能出现障碍,就会引起稳态失调。根据材料思考并回答下列问题。 1.在夏季炎热的日光下,人长时间工作,体内热量若不能及时散失,会造成中暑。中暑的病人体内细胞代谢会发生紊乱,试解释其原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示 中暑的病人体内热量不能及时散失,导致体温升高,酶活性降低,进而引起细胞代谢紊乱 2.严重腹泻后,如果只喝水,不补充盐,会使血浆中无机盐浓度降低,血浆渗透压　　　　　,导致　　　　　　。  3.援藏的技术人员到青藏高原后会出现头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等高原反应症状,原因是______________________________________ 　　　　 　　。这说明　　 　　　　　　　　　。  下降 组织水肿 高原氧气稀薄,导致人体供氧不足,影响了 外界环境的改变会影响内环境稳态 内环境的稳态 方法归纳•拓展 1.内环境稳态的调节机制 2.内环境稳态失调与健康 项目 类型 现象 理化性 质失调 pH失调 酸中毒、碱中毒 体温失调 发热、中暑 渗透压失调 细胞形态、功能异常 化学成分 含量失衡 失水过多 血浆渗透压升高 代谢废物含量升高 尿毒症 血氧过低 乳酸中毒 血钙过低/过高 抽搐/肌无力 血糖平衡失调 低血糖、糖尿病 内环境稳态遭到破坏后,一定会发生疾病;但发生疾病,内环境稳态不一定遭到破坏,比如植物人的稳态可能是正常的。 提醒:内环境稳态≠绝对的稳定:内环境稳态的实质是相对稳定状态,即内环境的各种成分、理化性质在允许的范围内波动,是一种动态的平衡状态。内环境稳态的调节能力是有限的,在内因和外因的干扰下会发生内环境稳态的失调,如发热、脱水、高血糖等。 对点应用•突破 突破点1　内环境稳态的调节机制及意义 3.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,健康人的内环境处于相对稳定的状态。以下关于内环境稳态的说法,正确的是(　　) A.稳态是指组成内环境的各种物质总是处于动态平衡状态 B.草履虫通过内环境与外界进行物质交换,从而实现稳态 C.外界环境的变化和体内细胞的代谢活动均可以影响内环境的稳态 D.机体中血浆、淋巴液、组织液达到稳定时,内环境实现稳态 C 解析 稳态是指组成内环境的各种物质以及理化性质处于动态平衡状态,A、D两项错误;草履虫是单细胞动物,直接与外界进行物质交换,B项错误。 4.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,下列关于内环境和稳态的叙述,正确的是(　　) A.人体的内环境即指体液,内环境稳态的实质是内环境的渗透压、温度和pH等长期保持相对稳定 B.坎农提出内环境稳态是在神经调节与体液调节的共同作用下实现的 C.CO2是人体细胞产生的代谢废物,不参与维持内环境的稳态 D.人体通过神经—体液—免疫调节网络的调节可适应任何环境 B 解析 人体的内环境是指细胞外液,内环境的稳态包括化学成分和理化性质的相对稳定,A项错误;坎农提出内环境稳态是在神经调节与体液调节的共同作用下实现的,B项正确;CO2参与维持内环境的稳态,可以调节人的呼吸频率,维持内环境中气体的相对稳定,C项错误;人体通过神经—体液—免疫调节网络的调节可适应一定的环境,D项错误。 突破点2　内环境稳态失调引起的疾病 5.酸中毒是指体内血液和组织中酸性物质的堆积,其本质是血液中H+浓度上升、pH下降。以下有关说法正确的是(　　) A.正常机体通过调节,可以使血浆pH保持恒定不变 B.为避免酸中毒,人们应该尽可能多吃pH中性的食物 C.血浆pH的维持,主要靠Na+、Cl-等物质 D.肺部疾病的患者,可能由于体内CO2不能及时排出而导致酸中毒 D 解析 正常机体通过调节,可以使血浆pH维持相对稳定而非恒定不变,A项错误;由于内环境中存在缓冲物质,吃酸性或碱性食物通常不会导致pH有较大变化,B项错误;血浆pH的维持,主要靠缓冲物质如H2CO3、 等,C项错误;肺部疾病的患者,可能由于体内CO2不能及时排出,导致血浆pH下降,严重的甚至引起酸中毒,D项正确。 情境探究•提升 内环境稳态的调节机制探究 [教材第12页拓展应用]2017年,科学家研制了一个充满电解质溶液的大塑料袋,并用它来抚育早产的羊羔。羊羔在此“人造子宫”中待了4周。足月后,研究者发现,它们与在母羊子宫中待到足月出生的小羊一样健康。 综合情境探究 1.图中大塑料袋内的电解质溶液是胚胎生存的外界环境,因而　　　　(填“属于”或“不属于”)细胞外液。  2.血氧交换系统充当了　　　　 　　　系统,参与羊羔内环境的代谢废物排出体外的系统是　　　　　　　　　　　　　　　。  3.电解质溶液类似子宫内的羊水,请阐明该“羊水”需要给胚胎提供的营养和环境条件。 提示 该“羊水”应包括多种可以促进羊羔生长的营养物质和生长因子,如蛋白质、糖类、脂肪等,还必须具备适宜的温度和pH。 不属于 呼吸系统和循环 呼吸系统、循环系统和泌尿系统 对点应用•突破 6.在肺炎的诊治过程中,需要监测患者的血氧饱和度、离子浓度、酸碱平衡和血液中肝酶(主要存在于肝细胞中的酶)等各项指标,还需要将药物溶解到适宜浓度的葡萄糖溶液、氯化钠溶液或氯化钾溶液中,再进行静脉滴注给药。下列叙述错误的是(　　) A.溶解药物的葡萄糖溶液能满足机体对能量的需求 B.溶解药物的适宜浓度的葡萄糖溶液、氯化钠溶液或氯化钾溶液属于等渗溶液 C.肺炎重症患者可能出现血氧饱和度下降和酸碱平衡失调等症状 D.肝酶在血浆中仍然可以正常发挥作用 D 解析 将药物溶解到适宜浓度的葡萄糖溶液中,在给药的同时也为机体提供了葡萄糖,可以满足机体对能量的需求,A项正确;溶解药物的适宜浓度的葡萄糖溶液、氯化钠溶液或氯化钾溶液,对于血浆而言属于等渗溶液,不会改变血细胞的形态,B项正确;肺炎重症患者肺部受到损伤,呼吸不畅,血浆中氧气减少,而二氧化碳和乳酸增多,因而病人的血氧饱和度和血浆pH均可能会下降,C项正确;血浆中出现肝酶说明肝细胞膜通透性增加,肝细胞受到一定程度的损伤,肝酶在细胞中发挥作用,在血浆中不能发挥其特有功能, D项错误。 经典图示 晨背要语   1.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叫作稳态。 2.神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。 3.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。 4.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。 再 见 HP/H2P HC/H2CO3 HC/H2CO3、HP/H2P 资料2　人体内环境中也有很多缓冲对,其中最重要的是HC/H2CO3,其次还有HP/H2P等。当一定量的酸性或碱性物质进入后,内环境的pH仍能维持在一定范围内。 HC HC HC $$