1.2 内环境的稳态（优质精讲课）-【上好课】2024-2025学年高二生物同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

内环境的稳态 人教版高中生物选择性必修1 第一章第二节 学习任务 核心素养 学习目标 1.进行生物体维持pH稳定的模拟探究活动，阐明稳态的含义。 2.举例说明机体不同器官、系统协调统一地完成各项生命活动，是维持内环境稳态的基础;阐明稳态的调节机制。 3.通过思考、讨论稳态失调的实例，举例说明人体维持稳态的调节能力是有一定限度的以及内环境稳态对正常生命活动的重要意义。 4.简述稳态概念的发展，认同生命系统的不同层次普遍存在稳态。 运用稳态与平衡观阐明机体通过调节作用维持内环境的相对稳定，以保证机体的正常生命活动； 通过模拟生物体维持pH的稳定体会模拟实验法，通过调查体温日变化活动掌握调查法；通过分析稳态失调的实例，关注健康，增强自我保健并关爱他人的意识 重难点 重点： 以血糖、体温、pH和渗透压等为例，阐明内环境的稳态及其生理意义 难点： 内环境稳态的调节机制 课前须知 2 在进行常规体检时，通常要做血液生化检查，以了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。下图是某人的血液生化检查化验单的一部分。 1、从化验单中读到哪些信息？图表中的上下箭头什么含义？能说明什么？对机体会有什么影响呢？ 肝功能 血 糖 心肌功能 肝功能 血脂 ①葡萄糖、糖化血清蛋白含量超标，可能是糖尿病； ②甘油三脂超标，可能是高脂血症，易并发冠心病、动脉粥样硬化等。 问题探讨 肌酸激酶同工酶顾名思义，是磷酸肌酸激酶的一种特殊形式，主要存在于心肌组织中。肌酸激酶同工酶升高主要就是见于心脏疾病，最常见的最熟悉的也是危险性最高的是急性心肌梗死。 肌酸激酶是反映肌肉的一个重要指标，人体的骨骼、心脏以及平滑肌内肌酸激酶的含量最多，在肺部和肾脏的含量最少。这种物质的作用是促进细胞的运转和肌肉的收缩，所以对于人体的健康至关重要。 乳酸脱氢酶几乎存在于所有的组织中，其中以心脏、骨骼肌和肾脏含量最多，其次是肝脏、脾脏、胰腺以及脑、肺脏等。在临床上采用电泳法，可将人组织中的乳酸脱氢酶、同工酶分离出5种同工酶取代。根据其电泳迁移率的快慢依次为乳酸脱氢酶一、乳酸脱氢酶二、乳酸脱氢酶三、乳酸脱氢酶四和乳酸脱氢酶五。乳酸脱氢酶的正常参考值是每升109-245个单位，增高主要见于心肌梗死、肝炎、恶性肿瘤以及肺梗塞、白血病、溶血性贫血、肾脏疾病、进行性肌萎缩等。正常人的血清中乳酸脱氢酶二含量是大于乳酸脱氢酶一的，如果有心肌酶释放入血，则乳酸脱氢酶一大于乳酸脱氢酶二，利用这个指标可以观察诊断心肌疾病 在进行常规体检时，通常要做血液生化检查，以了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。下图是某人的血液生化检查化验单的一部分。 2、每种成分的参考值（即正常值）都有一个变化范围，这说明什么？ 问题探讨 内环境中各种成分含量不是恒定不变的，而是在一定范围内波动，内环境的稳定是一种动态的相对稳定，不同个体存在一定差异。 肌酸激酶同工酶顾名思义，是磷酸肌酸激酶的一种特殊形式，主要存在于心肌组织中。肌酸激酶同工酶升高主要就是见于心脏疾病，最常见的最熟悉的也是危险性最高的是急性心肌梗死。 肌酸激酶是反映肌肉的一个重要指标，人体的骨骼、心脏以及平滑肌内肌酸激酶的含量最多，在肺部和肾脏的含量最少。这种物质的作用是促进细胞的运转和肌肉的收缩，所以对于人体的健康至关重要。 乳酸脱氢酶几乎存在于所有的组织中，其中以心脏、骨骼肌和肾脏含量最多，其次是肝脏、脾脏、胰腺以及脑、肺脏等。在临床上采用电泳法，可将人组织中的乳酸脱氢酶、同工酶分离出5种同工酶取代。根据其电泳迁移率的快慢依次为乳酸脱氢酶一、乳酸脱氢酶二、乳酸脱氢酶三、乳酸脱氢酶四和乳酸脱氢酶五。乳酸脱氢酶的正常参考值是每升109-245个单位，增高主要见于心肌梗死、肝炎、恶性肿瘤以及肺梗塞、白血病、溶血性贫血、肾脏疾病、进行性肌萎缩等。正常人的血清中乳酸脱氢酶二含量是大于乳酸脱氢酶一的，如果有心肌酶释放入血，则乳酸脱氢酶一大于乳酸脱氢酶二，利用这个指标可以观察诊断心肌疾病 内环境为甚么会波动呢？ 随着外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行， 内环境（如血浆）的各种化学成分和理化性质在不断发生变化。 生物体是如何维持pH的相对稳定的？？？ 问题探讨 目的：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。 6 任务一：阅读课本P7、P8探究实践内容，结合给出的实验，思考以下几个问题： 1、该实验的目的和是原理什么？ 2、该实验的实验材料是什么？有几个组？ 3、实验的自变量、因变量是什么？ 4、就加入HCI或NaOH后的pH的变化来说，肝匀浆更像自来水还是缓冲液？为什么？ 探究.实践：模拟生物体维持PH的稳定 原理：在溶液中加入酸或碱，缓冲对（如：HPO42-/H2PO4-）能使溶液pH的变化减弱；与自来水不能。 自来水、缓冲液、肝匀浆，3个组 6 材料 (25mL) 加入０.1mol/L HCl 加入０.1mol/L 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 20 25 30 自来水 缓冲液 肝匀浆 空白对照 已知具有减缓pH变化的能力的溶液,做标准对照 五. 实验步骤: ①绘制如图所示的实验记录表格。 ②测自来水加入酸或碱后pH的变化。 ③测自缓冲液（肝匀浆）加入酸或碱后pH的变化。 因变量 自变量 探究.实践：模拟生物体维持PH的稳定 自变量？因变量？ 探究.实践：模拟生物体维持PH的稳定 三次测量，取平均值 实验数据处理 如何更直观地体现pH的变化？ 探究.实践：模拟生物体维持PH的稳定 9 以酸或碱滴数为横坐标，以pH为纵坐标，绘制样液pH变化曲线 实验结论：生物材料的性质类似于缓冲液而不同于自来水，说明生物材料内含有缓冲物质，能够维持pH的相对稳定 探究.实践：模拟生物体维持PH的稳定 10 1、为了探究血浆pH能维持稳定，设计实验比较①蒸馏水、②人工配制的缓冲液、③血浆分别滴加0.1 mol/L NaOH和0.1 mol/L HCl后pH变化的情况。下列关于实验设计和分析的叙述，错误的是 A.②和③在加入少量酸或碱后pH没有明显变化 B.本实验中①和②属于对照组，③属于实验组 C.无论是缓冲液还是血浆中都含有碱性物质和酸性物质 D.随意增加NaOH和HCl的浓度不影响实验结果 √ 趁热打铁 缓冲对 NaHCO3/H2CO3 Na2HPO4/NaH2PO4 ①由一种弱酸与该种弱酸的碱性盐组成。 ②既能抗酸，又能抗碱，有缓冲作用。 (1)剧烈运动产生大量乳酸时： ①乳酸＋NaHCO3→乳酸钠＋H2CO3。 结果：CO2 由肺排出体外，缓冲了体内过多的酸。 (2)碱性物质进入血液时： Na2CO3＋H2CO3→2NaHCO3 结果： 过多的 NaHCO3 由肾脏排出，缓冲了体内的碱性变化 以NaHCO3/H2CO3为例 ②H2CO3→H2O＋CO2↑。 弱酸 弱酸 弱碱 弱碱 缓冲液维持pH稳定的机制 机体维持pH稳定的机制 任务二、阅读课本P9，回答内环境的其他化学成分和理化性质也维持在一定范围吗？ 血浆pH： 体温： 渗透压： 无论春夏秋冬，风云变幻， 它却总是轻波微澜。 ——第1章 章首页 体温的日变化规律 真实情况下，不同人的体温，会因年龄、性别等的不同而存在微小差异；同一个人的体温在一日内也有变动，但变化幅度一般不超过1℃。 7.35~7.45 接近37 ℃ 770 kPa 一、内环境的动态变化 小结：健康人体内环境的每一种成分如血糖、血脂，以及渗透压等理化性质都是不断变化的，但都处于一定的范围内。 ——稳态 13 我 0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 36.3 36.8 36.9 37 36.7 36.4 妈妈 0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 36.3 36.6 36.8 36.8 36.6 36.4 爸爸 0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 36.1 36.4 36.5 36.6 36.3 36.2 稳态：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。 内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡之中。 实质： 内环境的动态变化 理化性质 血浆的pH：7.35-7.45 体温：37℃左右 渗透压：770kPa左右 化学成分： 水、无机盐、各种营养物质、代谢产物 稳态构成 恒定不变的？ 注意：稳态不是恒定不变的，而是在一定的范围内，相对稳定的一种动态变化。 阅读教材P9图1-4，回答下列问题: 1、内环境中营养物质、代谢废物、O2、CO2的含量是如何维持相对稳定的？ 2、如果某种器官的功能出现障碍，对内环 境的稳态会造成 什么影响？ 请举例说明 二、对稳态调节机制的认识 直接相关的系统： 起调节作用的系统： 消化系统、呼吸 系统、循环系统和泌尿系统 神经系统、内 分泌系统、免疫系统 各个器官、系统协调一致地正常 运行是维持内环境稳态的基础 机体内各个器官、系统为什么能保持协调一致呢？ ①157年法国贝尔纳 内环境稳态主要依赖 。 ②1926年美国坎农 提出稳态的概念，内环境稳态是在 调节的共同作用下实现的 ③发现免疫系统 能够发现并清除异物、病原微生物等引起内环境波动的因素 目前普遍认为： 神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。 探究历程 神经调节 神经和体液 任务三、阅读课本P10第三段，补充完整表格，并在课本上勾画 免疫系统 二、对稳态调节机制的认识 思考：内环境的稳态在任何时刻都能维持吗？会不会出现失调的情形呢？ 　　1.你有过发高热的经历吗？谈谈高热最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施？ 对于6个月至4岁的幼儿来说，持续高热容易发生惊厥，相当数量的患儿由此出现脑损伤，如智力落后、甚至癫痫，因此应该注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。 发高烧时，各种酶的活性发生变化。 代谢紊乱，代谢过旺。 引起机体功能异常。 严重可诱发器官功能不全或组织损伤。 分析内环境稳态失调的实例 17 　　2. 严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境的渗透压可能会出现什么变化？ 内环境渗透压会降低。 当内环境中的水较多地通过渗透作用进入细胞，造成细胞吸水肿胀，进一步导致细胞代谢紊乱和功能紊乱。严重时人体会出现疲倦、全身不适、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。 分析内环境稳态失调的实例 补充盐水 18 3. 援藏的技术人员到青藏高原后常会出现头痛 、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状，为什么？这说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系 ？ 高原空气稀薄，大气压和氧分压低，易造成体内缺氧。这说明外界环境的变化会影响内环境的稳态。 细胞代谢紊乱甚至导致疾病发生 内环境的稳态遭到破坏 调节功能出现障碍（内因） 外界环境变化过于剧烈（外因） 分析内环境稳态失调的实例 尿毒症 乳酸中毒 抽搐 血钙过低 化谢废物积累 02缺乏 pH失调 酸中毒、碱中毒 体温失调 发热、中暑 组织水肿 血浆中蛋白质含量降低 血糖平衡失调 低血糖、糖尿病 内环境 分析内环境稳态失调的实例 20 稳态的特点： （1）稳态不是恒定不变，而是相对恒定的一种动态变化；这种动态变化保持在一定范围内。 （2）不同的个体存在差异。 （3）稳态的调节能力是有限的。 人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。 外环境变化过于剧烈 (外因) 调节能力出现障碍 (内因) 内环境稳态遭到破坏 细胞代谢紊乱甚至导致疾病发生 二、对稳态调节机制的认知 21 由细胞内众多复杂的化学反应组成的，完成这些反应需要各种物质和条件。 ① 血糖和氧含量正常 ② 体温、pH等理化性质相对稳定 ③ 渗透压相对稳定 保证机体能量供应 保证酶活性、细胞代谢正常 维持细胞的正常形态和功能 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。 三、内环境稳态的重要意义 细胞代谢正常 理化性质处于动态平衡状态 成分处于动态平衡状态 内环境稳态 物质和能量 温度、pH、渗透压 1.细胞代谢 2.重要意义 ④代谢废物排出 可防止机体中毒 体现： 2、内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件。下列叙述错误的是（ ） A.内环境保持相对稳定，有利于机体适应外界环境的变化 B.内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行 C.剧烈运动产生的乳酸较多的进入血液，血浆的PH基本不变 D.内环境中发生的丙酮酸氧化分解给细胞提供能量，有利于生命活动的进行 D 趁热打铁 稳态是生命科学的一大基本概念 不同层次的生命系统都存在着类似于内环境稳态的特性。 四、稳态概念的发展 可见，在生态系统的各个层次上，都普遍存在着稳态。 随生理学及其他学科的发展 24 内环境的稳态 实质 基础 机制 调节能力 稳态破坏的原因 意义 内环境的各种化学成分和理化性质保持相对稳定的状态。 人体各器官、系统协调一致地正常运行 神经-体液-免疫调节网络 有一定的限度 外界环境的变化过于剧烈；人体自身的调节功能出现障碍。 机体进行正常生命活动的必要条件。 五、知识聚焦 外界环境 细胞 物质交换 物质交换 内环境 各器官系统协调运行 细胞膜 稳态 基础 神经-体液-免疫调节网络 调节机制 正常生命活动的必要条件 参与共建 稳态的实质是内环境化学成分和理化性质维持相对稳定。 六、知识概念图总结 26 一、概念检测 1。稳态是生命系统的特征，也是机体存活的条件，判断下列与人体稳态有关的表述是否正确。 （1）人吃进酸性或碱性的食物会使得血浆pH发生紊乱。 （2）有的人常吃咸鱼、咸菜，但他细胞外液的渗透压仍能保持相对稳定。 （3）在正常情况下，一个人的提问是恒定不变的。 （4）CO2是人体细胞呼吸产生的废物，不参与维持内环境的稳态。 2.在长跑比赛中，运动员的体内会发生复杂的生理变化，如机体大量产热、出汗等。下列相关叙述正确的是（ ） A.大量产热会使体温急剧上升 B,大量出汗会使血浆的pH下降 C,大量出汗可使血浆渗透压降低 D,大量出汗有利于机体体温稳定 ╳ √ ╳ ╳ 课后练习 D 课后练习 二、拓展提升 3.生物个体内的稳态是指在“神经—体液—免疫”调节网络的调节作用下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境相对稳定的状态。下列说法正确的是(　　) A.激素、血红蛋白和氨基酸都属于人体内环境的组成成分 B.肾上腺、甲状腺、唾液腺产生的分泌物，均直接排放到内环境中 C.外界环境的变化和体内细胞代谢活动均可影响内环境的稳态 D.血糖浓度、尿液浓度、体内温度、细胞外液渗透压的相对稳定都属于内环境的稳态 C 4.某同学分别以清水、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。下列相关叙述，错误的是(　　) D A.起对照作用的是清水组和缓冲液组 B.所得结果不合理的是清水组 C.该实验结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的 D.图中的结果表明缓冲液组维持pH稳定的能力强于血浆组 课后练习 5. 人在剧烈运动时，体内会发生一些变化。下列相关叙述，正确的是 （ ） A. 大量乳酸进入血液，血浆由弱碱性变为弱酸性 B. 大量消耗葡萄糖，血浆中葡萄糖的浓度会相应降低 C. 大量失钠，对细胞外液渗透压的影响大于细胞内液 D. 大量失水，会引起血浆渗透压和细胞外液渗透压下降 C 课后练习 三、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。请你推测或搜集相关资料，从内环境稳态的角度分析：“人造子宫”必须具备哪些条件？ 【提示】“人造子宫”看起来像一个大塑胶袋，确切地说是用特殊材质制成的一种生物袋。它要代替母羊子宫孕育羊羔，这个生物袋内必须装“羊水”，能够为早产羊羔生活提供适宜的液体环境。该“羊水”模拟自然子宫羊水的成分种类和含量，除水和电解质外，包含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，也包括抗生素、尿素等。此外，这种“羊水”还必须具备适宜的温度和酸碱度。“人造子宫”接有专门管道，需要每天注入定量电解质溶液，以确保“羊水”得到更新，保持相对稳定。 课后练习 $$