1.2 内环境的稳态(word教参)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中生物学选择性必修第一册（人教版2019）

第2节　内环境的稳态 　　[课标要求]1.以血糖、体温、pH和渗透压等为例，阐明机体通过调节作用保持内环境的相对稳定，以保证机体的正常生命活动。　2.举例说明机体不同器官、系统协调统一地共同完成各项生命活动，是维持内环境稳态的基础。 （见学生用书P13） 知识点1　内环境的动态变化 1.原因：外界　环境　的变化和体内　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 本实验采用　对比实验　的方法，通过向自来水、缓冲液、生物材料中加入　酸或碱　溶液引起pH的变化，定性说明在一定范围内生物体内液体环境与缓冲液相似，从而说明生物体pH相对稳定的机制。 （2）方法步骤 （3）实验结论 生物材料类似于　缓冲液　，而不同于自来水，生物材料内含有缓冲对物质，加入少量酸或碱不会引起pH的大幅度变动。 3.体温的动态变化 （1）正常情况下，不同人的体温会因　年龄、性别　等的不同而存在着微小的差异。 （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　℃。 4.其他化学成分和理化性质的变化 （1）内环境的每一种成分如血糖、血脂不断变化，但都处于　一定范围内　。 （2）渗透压不断变化，但处于　一定范围内　。 5.内环境稳态 （1）含义：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：健康人的内环境的　每一种成分　和　理化性质　都处于　动态平衡　中。 知识点2　对稳态调节机制的认识 1.内环境稳态的基础 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。 2.对稳态调节机制的认识历程 贝尔纳（法） 内环境保持稳定主要是依赖神经系统的调节 坎农（美） 内环境稳态是在　神经调节　和　体液调节　的共同作用下，通过机体　各种器官、系统　分工合作、协调统一而实现的 现代观点 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 3.调节能力 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。 知识点3　内环境稳态的重要意义 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 体温和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。 3.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。 判断对错（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （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）内环境稳态是指内环境的各种化学成分和理化性质恒定不变。（　×　） （3）稳态是由神经调节、体液调节共同完成的。（　×　） （4）当稳态遭到破坏时，可导致疾病发生。（　√　） （5）人体腹泻引起体液中水和蛋白质大量丢失。（　×　） （6）内环境的稳态有利于酶促反应的正常进行。（　√　） （见学生用书P14） 1.（教材P10“与社会的联系”）炎炎夏季，在高温环境中从事体力劳动的人，最容易发生中暑，严重中暑会使体温超过40℃，病死率比较高。 （1）体温升高会导致食欲不振，你认为最可能的原因是什么？ （2）在高温环境中只要不待过长时间，一般并不会中暑。但在高温环境中长时间大运动量活动，又常常会发生中暑。这一现象与人体的稳态有什么关系？ 提示　（1）体温升高，影响消化酶的活性导致消化不良、食欲不振。 （2）一方面说明人体有维持稳态的能力，另一方面也说明人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。 探究点1　内环境的动态变化 下图为某人的血液生化检查单的一部分（血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分含量，包括多种代谢产物含量）。 （1）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？ （2）从化验单上可以看出什么成分超出正常范围？这可能会对人体造成什么不利影响？ （3）为什么人体的稳态具有调节能力人还是会患病？ 答案　（1）①内环境的各种化学成分的含量不是恒定不变的，而是在一定范围内波动，这说明内环境的稳态表现为一种动态平衡。②不同个体存在一定差异。 （2）①天冬氨酸氨基转移酶（即谷草转氨酶）略低于正常值，这通常没有临床意义，建议定期复查。若该值偏高，则说明肝功能受损。②葡萄糖含量超标，且糖化血清白蛋白严重超标，可能是糖尿病。糖尿病患者长期高血糖，会导致眼、肾、心脏、血管、神经等慢性损害。③甘油三酯超标，可引起高脂血症，易并发冠心病、动脉粥样硬化等。 （3）人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。 1.血浆pH维持稳态的调节机制（以H2CO3/NaHCO3缓冲对为例） 2.内环境的“稳态”≠“绝对的稳定” （1）内环境稳态是相对稳定状态，即内环境的各种化学成分和理化性质在允许的范围内波动，是一种动态的平衡状态。 （2）内环境稳态的调节能力是有限的，在内因和外因的干扰下可能会发生内环境稳态的失调，如发烧、脱水、高血糖等。 【例1】下列各项生理活动中，与内环境的相对稳定无直接关系的是（　　） A.尿液和汗液的排出 B.食物残渣形成粪便排出体外 C.血液运输养料和废物 D.血液中二氧化碳浓度升高使呼吸加快 答案　B 解析　通过汗液和尿液排出代谢废物能够维持内环境的相对稳定，A项不符合题意；食物残渣形成粪便是在消化道中的大肠内形成的，由于消化道与外界环境直接相通，因此不属于内环境，所以将食物残渣形成粪便排出体外与内环境稳态没有直接关系，B项符合题意；细胞通过内环境与外界环境进行物质交换，血液运输养料和废物与内环境稳态直接相关，C项不符合题意；血液中的CO2增加，会刺激呼吸中枢，使呼吸加深，排出CO2，以维持内环境的稳态，D项不符合题意。 【例2】取甲、乙两个试管，向甲试管内加入血浆，乙试管内加入等量的蒸馏水，用pH试纸检测；然后，向甲、乙试管内各滴入等量的几滴盐酸或NaOH溶液，摇匀后，再用pH试纸检测。下列关于此实验的过程和结果的分析，不正确的是（　　） A.“等量”是对照实验中对无关变量的要求，在这种条件下，实验结果才可靠 B.“摇匀”使酸性或碱性物质与试管中的血浆或蒸馏水充分混合，确保pH试纸检测结果的准确性 C.结果是甲试管中血浆pH变化不明显，乙试管中蒸馏水的pH变化明显 D.血浆中有缓冲物质，加入酸或碱后，pH恒定不变 答案　D 解析　“等量”排除了数量多或少对实验结果的影响，使实验结果更加可靠，A项正确；“摇匀”有利于新加入的物质与试管中原有的物质充分反应，使pH试纸检测结果更准确，B项正确；甲试管的血浆中具有缓冲物质，加入酸或碱时，pH会有一定的波动，但变化不明显；乙试管加入的是蒸馏水，无缓冲物质，在本实验中作为空白对照，加入酸或碱时，pH会发生明显的变化，C项正确，D项错误。 探究点2　对稳态调节机制的认识及内环境稳 态的重要意义 1.观察人体与外界环境物质交换示意图，回答下列问题： （1）图中A、B、C对应的系统名称分别是什么？ （2）肺气肿病人由于呼吸不畅，会使内环境中的pH变小，请结合上图分析其中的原因是什么？ 答案　（1）A对应呼吸系统，B对应泌尿系统，C对应消化系统。 （2）氧气不足，细胞进行无氧呼吸产生乳酸，同时CO2排出不畅。 1.内环境稳态的实现基础和调节机制 2.明确神经系统、内分泌系统和免疫系统与内环境稳态的联系 （1）神经调节 稳态调节的主要方式，如体温调节、水盐平衡调节和血糖平衡调节的中枢均位于下丘脑。 （2）体液调节 某些化学物质（如激素、CO2、H＋）通过体液传送对机体进行调节，其中主要是激素调节。 （3）免疫调节 免疫系统通过清除异物、外来病原微生物等对内环境的稳态起调节作用。 3.内环境稳态失调引起的疾病 [注]（1）内环境达到稳态时，人不一定不患病，如镰状细胞贫血是遗传物质改变导致红细胞形态异常造成的。 （2）内环境稳态遭到破坏时，代谢速率不一定下降，如成年人甲状腺激素分泌异常增多时，代谢速率上升，表现出甲亢症状。 （3）内环境不是机体新陈代谢的主要场所，新陈代谢的主要场所是细胞质基质。 【例3】（2022·重庆）某同学登山后出现腿部肌肉酸痛，一段时间后缓解。查阅资料得知，肌细胞生成的乳酸可在肝脏转化为葡萄糖被细胞再利用。下列叙述正确的是（　　） A.酸痛是因为乳酸积累导致血浆pH显著下降所致 B.肌细胞生成的乳酸进入肝细胞只需通过组织液 C.乳酸转化为葡萄糖的过程在内环境中进行 D.促进乳酸在体内的运输有利于缓解酸痛 答案　D 解析　肌肉酸痛是因机体产生乳酸积累造成的，但由于血浆存在缓冲物质的调节作用，血浆pH下降并不明显，A项错误；肌细胞生成的乳酸进入肝细胞需要血液和组织液的运输，B项错误；乳酸转化为葡萄糖的过程在肝细胞中进行，C项错误；肌细胞生成的乳酸可在肝脏转化为葡萄糖被细胞再利用，该过程促进乳酸在体内的运输，降低内环境中乳酸的含量，有利于缓解酸痛，D项正确。 稳态调节的两点提醒 （1）内环境中各种稳态的维持不一定都需要神经系统、内分泌系统和免疫系统共同参与，如内环境中pH稳态调节只与内环境中缓冲物质有关。 （2）能够维持内环境稳态的人，其生命活动不一定正常，如“植物人”。 【例4】下列对稳态的叙述，错误的是（　　） A.有酸性物质产生时，人体血浆pH维持恒定不变，这体现了人体内环境的稳态 B.渗透压的稳定遭到破坏，必然会引起代谢紊乱 C.稳态在生物界中具有普遍性，表现在个体、群体和生物圈三个层次上 D.免疫系统识别并清除外来病原体也是维持内环境稳态的机制 答案　A 解析　有酸性物质产生时，人体血浆pH维持相对稳定，而不是恒定不变，A项错误；内环境渗透压、pH 和温度等保持在适宜范围之内，为组织细胞的正常代谢创造了条件，这种稳态遭到破坏后，酶就不能正常发挥催化作用，会引起细胞代谢紊乱，B项正确；稳态在生物界中具有普遍性，表现在个体、群体和生物圈三个层次上，C项正确；内环境稳态需要神经、体液、免疫的共同调节，免疫系统能发现并清除异物、病原微生物等，也是维持内环境稳态的机制之一，D项正确。 核心知识小结 [要点回眸] [答题必备] 1.稳态是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.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.与稳态直接有关的系统有消化、呼吸、循环和泌尿系统。 4.人体维持内环境稳态的调节能力是有一定限度的。 5.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。 （见学生用书P17） 1.下列关于模拟生物体维持pH的稳定的叙述，错误的是（　　） A.盐酸和氢氧化钠都有腐蚀性，应避免其与皮肤和眼睛接触 B.每种实验材料测定完成后，都必须将烧杯充分洗净，才可倒入等量的其他实验材料 C.从加入HCl或NaOH溶液后的pH变化来看，生物材料更像是缓冲液 D.根据所得实验数据，绘制pH变化曲线时，一般以pH为横轴，以酸或碱的量为纵轴 答案　D 解析　盐酸和氢氧化钠都有腐蚀性，不能接触皮肤和眼睛，否则会对皮肤和眼睛造成伤害，A项正确；每种实验材料测定完成后，都必须将烧杯充分洗净，才可倒入等量的其他实验材料，否则不同实验材料混合会影响实验结果，B项正确；与自来水相比，生物材料中加入盐酸或氢氧化钠溶液后，pH的变化情况与缓冲液的情况很接近，因此，生物材料更像是缓冲液，C项正确；根据所得实验数据绘制pH变化曲线时，一般以酸或碱的量为横轴，以pH为纵轴，D项错误。 2.（2022·辽宁）为研究中医名方—柴胡疏肝散对功能性消化不良大鼠胃排空（胃内容物进入小肠）的作用，科研人员设置4组实验，测得大鼠胃排空率见下表。下列叙述错误的是（　　） 组别 状态 胃排空率（％） 正常组 健康大鼠 55.80 模型组 患病大鼠未给药 38.65 柴胡疏肝散组 患病大鼠＋柴胡疏肝散 51.12 药物A组 患病大鼠＋药物A 49.92 注：药物A为治疗功能性消化不良的常用药物 A.与正常组相比，模型组大鼠胃排空率明显降低 B.正常组能对比反映出给药组大鼠恢复胃排空的程度 C.与正常组相比，柴胡疏肝散具有促进胃排空的作用 D.柴胡疏肝散与药物A对患病大鼠促进胃排空的效果相似 答案　C 解析　由表可知，正常组胃排空率为55.80％，模型组胃排空率为38.65％，与正常组相比，模型组大鼠胃排空率明显降低，A项正确；正常组为对照组，将给药之后的胃排空率和正常组比较，能反映出给药组大鼠恢复胃排空的程度，B项正确；由表可知，正常组胃排空率为55.80％，柴胡疏肝散组胃排空率为51.12％，正常组胃排空率更高，所以与正常组相比不能表明柴胡疏肝散具有促进胃排空的作用，C项错误；由表可知，柴胡疏肝散组与药物A组的胃排空率相似，且均比模型组胃排空率高，柴胡疏肝散与药物A对患病大鼠促进胃排空的效果相似，D项正确。 3.下列关于内环境稳态的叙述，错误的是（　　） A.正常情况下，内环境的理化性质是一成不变的 B.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件 C.内环境维持一定的渗透压对维持细胞的正常功能是有利的 D.神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要机制 答案　A 解析　内环境稳态是指内环境的各种化学成分和理化性质在一定范围内保持动态平衡，而不是一成不变，A项错误。 4.（2023·河北）小鼠注射某药物造成肾功能异常，尿中出现大量蛋白质，血浆蛋白减少。下列叙述错误的是（　　） A.血浆蛋白丢失可造成血液中抗体减少，机体免疫力下降 B.血浆蛋白减少造成血浆渗出至组织液的水增多 C.血浆蛋白形成的渗透压高于血浆Na＋和Cl－形成的渗透压 D.小鼠肾功能衰竭时，血浆中尿素氮升高 答案　C 解析　血浆蛋白是血浆的重要组成成分之一，具有重要的生理功能。抗体是机体重要的免疫活性物质，为专门应对抗原的蛋白质，分布于血浆和组织液等。该小鼠的肾脏功能异常造成的血浆蛋白流失可引起血浆中抗体减少，机体免疫功能降低，A项正确；渗透压是血浆的主要理化性质之一，其大小主要与无机盐、蛋白质含量有关。血浆蛋白减少引起血浆渗透压降低，导致血浆渗出至组织液的水增多，B项正确；渗透压的大小主要取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，血浆中Na＋和Cl－的数目多于血浆蛋白的数目，其形成的渗透压远高于血浆蛋白形成的渗透压，C项错误；内环境稳态的维持需要各器官、系统的协调活动。如果某种器官的功能出现障碍，就会引起稳态失调。肾脏是形成尿液的器官，可通过尿液及时将代谢产生的终产物排出体外。当发生肾功能衰竭时，机体的代谢产物不能及时排出体外，导致血浆中尿素氮等代谢产物浓度升高，D项正确。 5.模拟生物体维持pH稳定 （1）实验原理： 本实验采用对比实验的方法，通过向　　　　、　　　　、　　　　中加入　 　　　溶液引起pH的不同变化，定性说明在一定范围内生物体内液体环境与缓冲液相似，从而说明生物体pH性对稳定的机制。 （2）实验结果： 曲线图：以　　　　为横轴，以　　　　为纵轴，画出各次实验中pH变化的曲线。 　 （3）实验结论： 比较以上三曲线的变化规律可知，生物材料的性质类似于　　　　而不同于自来水，说明生物材料内含有　　　　，因而能够维持pH的相对稳定。 解析　（1）本实验是通过比较自来水、缓冲液和生物材料（肝脏匀浆）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。（2）根据所得到的数据，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。（3）由图中的曲线可知，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，因而能够维持pH的相对稳定。 答案　（1）自来水　缓冲液　生物材料　酸或碱 （2）酸或碱的滴数　pH （3）缓冲液　缓冲物质 学科网（北京）股份有限公司 $$