1.2内环境的稳态课件 -2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

内环境的稳态 讨 论 ： 1.为什么血液的生化指标能反映机体的 健康状况? 血液生化指标指的是血液中各种 化学成分的含量，包括机体多种代谢 产物的含量。健康机体的生化指标一 般都处于正常范围内， 即处于相对稳 定的状态。当机体某项生理功能出现 障碍，势必影响其代谢产物的含量， 进而引起血液生化指标的变化，因此 血液的生化指标可以反映机体的健康 状况，并可以作为诊断疾病的依据。 TLA 检验编号： 姓 名 ： 登记号： 出生日期： 标本日期： 流水号：150 性 别 ： 男 科别：综合科18 申请医师： 标本种类：血 仪器： 年龄：70岁 医嘱项：生化2 床号：1802床 申请日期：2018-11-21 初步诊断： 采样时间：2018-11-2207:08:41 检测项目 英文对照 结果 单位 参考值 1 *丙氨酸氨基转移酶 ALT 11 U/L 9-60 2 *天冬氨酸氨基转移酶 AST 12 U/L 15-45 17 *葡萄糖 GLU 10.96 mmol/L 3.9-6.1 18糖化血清白蛋白 GA 33.70 % 10.8-17.1 19 *肌酸激酶 CK 126 U/L 38-174 20肌酸激酶同功酶MB MMB 1.9 ng/mL 0.6-6.3 21 *乳酸脱氢酶 LDH 173 U/L 140-271 22 *甘油三酯 TG 2.21 mmol/L 0-1.7 23 *总胆固醇 TCHO 5.15 mmol/L 3.1-5.2 备注： 签字： 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。 接 收 者 ： 接收时间：2018-11-2207:29:27 操 作 者： 审 核 者 ： 注：1.本报告仅对送检标准负责，结果供医生参考。 审核时间：2018-11-2211:01:14 2. 如对检测结果有疑问，请于报告时间后三日内与相应的检验室联系。 3.*项目代表北京市三级医院检验结果通用项目。 4.检测结果中★为危急值，十为高于参考值，+为低于参考值，▲不在参考参考范围内。 问题探讨 北京市医疗机构临床检验结果报告单 (1)天冬氨酸氨基转移酶(即谷草转氨酶)略微低于正常值，这通常没有临床意义，建 议定期复查。若该值偏高，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，可引起高血脂症，易并发冠心病、动脉粥样硬化等。 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? 内环境成分的含量不是恒定不变的， 而是在一定范围内波动，内环境稳态表 现为一种动态平衡； 不同个体存在一定差异。 1 *丙氨酸氨基转移酶 2 *天冬氨酸氨基转移酶 17 *葡萄糖 18糖化血清白蛋白 19 *肌酸激酶 20肌酸激酶同功酶MB 21 *乳酸脱氢酶 22 *甘油三酯 23 *总胆固醇 ALT AST GLU GA CK MMB LDH TG TCHO 11 12 10.96 33.70 126 1.9 173 2.21 5.15 U/L U/L mmol/L % U/L ng/mL U/L mmol/L mmol/L 9-60 15-45 3.9-6.1 10.8-17.1 38-174 0.66.3 140-271 0-1.7 3.1-5.2 接 收 者 ： 接收时间：2018-11-2207:29:27 操 作者 : 审 核 者 ： 注：1.本报告仅对送检标准负责，结果供医生参考。 审核时间：2018-11-2211:01:14 2. 如对检测结果有疑问，请于报告时间后三日内与相应的检验室联系。 3.*项目代表北京市三级医院检验结果通用项目。 4.检测结果中★为危急值，十为高于参考值，+为低于参考值，▲不在参考参考范围内。 3.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的影响? 姓 名 ： 登记号： 出 生 日 期 ： 标本日期： 流水号：150 性别：男 科别：综合科18 申 请 医 师 ： 标本种类：血 仪器： 年龄：70岁 医嘱项：生化2 床号：1802床 申请日期：2018-11-21 初步诊断： 采样时间：2018-11-2207:08:41 北京市医疗机构临床检验结果报告单 TLA 检 验 编 号 ： 问题探讨 检测项目 英文对照 结果 单位 参考值 备注： 签字： 消化系统 血浆 呼吸系统 组织液 淋巴液 随着外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行，内环境的各种化 学成分和理化性质在不断发生变化。 各种化学成分和理化性质不断发生变化 内环境会因此而剧烈变动么? 营养 物质 O₂ cO₂ 废物 泌尿系统 皮肤 细胞内液 循环系统 外界环境 探究 ·实践 模拟生物体维持pH的稳定 1.实验目的：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。 自 变 量 ：实验材料的种类，加入酸、碱性物质的量 因变量： 溶 液PH 的变化 无关变量：所加试剂的量等 2. 实验原理：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； 与自来水相比，生物组织匀浆更类似于缓冲液。 探究 ·实践 3.实验材料 防护手套、护目镜、50 mL烧杯、50 mL量简、pH 计或pH试纸、镊子、 自来水、物质的量浓度为0.1mol/L 的HCI(盛于滴瓶中)、物质的量浓度 为0.1mol/L的NaOH (盛于滴瓶中)、pH 为7的磷酸盐缓冲液、肝匀浆等。 ①测酸对自来水PH的影响：将25mL自来水倒人50mL烧杯中用pH计或pH试纸测 试起始的pH并作记录；一次加一滴0.1mol/L的HCI,然后轻轻摇动。加入5滴 后再测pH。重复这一步骤直到加入了30滴为止。将pH测定结果记入表中。 ②测碱对自来水PH的影响：将25mL自来水倒人50mL烧杯中用pH计或pH试纸 测试起始的pH并作记录；一次加一滴0.1mol/L的NaOH,然后轻轻摇动。加入 5滴后再测pH。重复这一步骤直到加入了30滴为止。将pH测定结果记入表中。 探究 ·实践 4 . 实验步骤： (1)绘制记录表 ( 2 ) 测自来水加入酸或碱后pH 的变化 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 20 25 30 自来水 缓冲液 肝匀浆 材料 加入0.1mol/L HCI 加入0.1 mol/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 6.8 6.5 6.3 6.0 5.0 4.1 3.8 7.0 8.8 9.4 9.8 10.0 10.5 11.0 缓冲液 7.0 7.0 6.8 6.6 6.5 6.4 6.3 7.0 7.2 7.3 7.5 7.8 8.0 8.2 肝匀浆 6.4 6.2 6.1 6.0 6.0 5.9 5.9 6.3 6.4 6.5 6.7 6.7 6.8 7.0 (3)充分冲洗烧杯，用缓冲液代替自来水，重复上述过程，记录结果。 (4)充分冲洗烧杯，用肝匀浆代替自来水，重复上述过程，记录结果。 探究 · 实践 (5) 绘制曲线：根据所得数据，以酸或碱的滴数为横坐标，以pH 为纵坐标，画出各实 验中pH变化的曲线。 12.0 10.0 ……… 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 05 10 15 20 25 30 甲 ：对自来水处理 乙 ：对缓冲液处理 丙：对生物材料的处理 探究 · 实践 pH值。 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 0 5 10 15 20 25 30 讨论 ： (1)就加入HCl或NaOH 后pH 的变化来说，生物材料更类似于自来水还是缓 冲液? 生物材料加入HCI或NaOH后pH的变化更类似于缓冲液。 (2)缓冲液的pH 变化为什么与自来水的不同?并说明变化原因? 缓冲液加入少量酸或碱后，pH 变化不明显，原因是磷酸缓冲液中含 NaH₂ PO₄/Na₂ HPO₄ , 其 中NaH₂ PO₄呈酸性，当加入少量NaOH时，可以 中和OH-;Na₂HPO₄ 呈碱性，当加入少量HCI时，可以中和H+。水 溶 液 则不同，加入酸或碱后，pH 变化明显。 探究 ·实践 (3)请根据模拟实验的结果，尝试对机体维持pH 稳定的机制进行解释。 机 体内环境中含有缓冲对HCO₃-/H₂CO₃、HPO₄2-/H₂PO₄- 等 ，能 对 酸 和 碱起缓冲作用。机体还可以对生理活动进行调节来维持pH稳定。 a.剧烈运动产生大量乳酸时： b. 碱性物质进入血液时： ① 乳 酸 +NaHCO₃ → 乳 酸 钠 +H₂CO₃ 。 Na₂CO₃+H₂CO₃→2NaHCO₃ ②H₂CO₃→ H₂O+CO₂。 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。 过多的NaHCO₃ 由肾脏排出，缓冲了 体内的碱性变化 CO₂ 可由肺排出体外，缓冲了体内 过多的酸。 思考 · 讨论 温度 37.4 37.2 37.0 36.8 6 10 12 14 18 21 成员 上午6h 上午10h 中午12h 下午2h 傍晚6h 晚上9h 母亲 37.0℃ 37.0℃ 37.3℃ 37.4℃ 37.2 ℃ 37.1℃ 父亲 36.8℃ 36.8℃ 37.1℃ 37.3℃ 37.1℃ 36.9℃ 自己 37.1 ℃ 37.1 ℃ 37.4 ℃ 37.5 ℃ 37.3℃ 37.1 ℃ 体温的日变化规律调查结果： 一、内环境的动态变化 时间 正常情况下，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 内也有变化，但变化幅度一般不超过1℃ 。尽管气 温波动范围较大，但健康人的体温始终接近37℃。 不仅体温如此，健康人内环境的每一种化学成分如血糖、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。 37.4 37.2 37.0 36.8 6 10 12 14 18 21 一、内环境的动态变化 温度 时间 1.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叫做稳态。 2.稳态的特点： · 稳态不是恒定不变的，而是相对恒定的一种动态变化。 · 这种动态变化保持在一定的范围内。 3.稳态的实质：内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡之中。 4.稳态的影响因素： 外 因 ：外界环境的变化 内 因：体内细胞代谢活动的进行 一 、内环境的动态变化 CO₂O₂ / 呼吸 系统 循环 系统 消化 系统 未被吸收的物质 有机废物、 肺泡表面潮湿且 伸缩性很大，有 利于气体的交换 肾小球是血管球， 参与形成原尿 二 、对稳态调节机制的认识 小肠绒毛增大吸收 营养物质的表面积 泌尿 系统 食物、水和无机盐 水和无机盐 细 胞 1.维持稳态的基础 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。 与稳态的基础直接有关的系统：消化、呼吸、泌尿、循环系统 与稳态的基础直接有关的器官：小肠、肺、肾脏、皮肤等 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? 当发生肾功能衰竭时，病人的水和无机盐等的代谢会紊乱，可出现全身水肿，尿 素氮升高、呕吐等一系列症状(尿毒症)。 二、对稳态调节机制的认识 157年法国贝尔纳 内环境稳态主要依赖神经调节。 1926年美国坎农 提出稳态的概念，内环境稳态是在神经和体液 调节的 共同作用下实现的 发现免疫系统 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 2.维持稳态的调节机制 机体内各个器官、系统为什么能保持协调一致呢? 神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。 二、对稳态调节机制的认识 目前普遍认为： 发热时机体处干一种明显的分解代谢过旺的状态，持续高热必定引起 器官的功能负荷加重，有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。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，因此应注意及时采用物理方法或服用 药物来退烧降温。 正常的体温是体内细胞进行各种生化反应的适 宜温度，发高烧时，各种酶的活性发生变化，代谢 紊乱，机体功能异常。发热时的症状大部分集中在 中枢神经系统，病人感觉不适、头 疼、头 晕、嗜 睡 等，同时常有食欲不振、厌 食、恶 心的表现。 思考 ·讨论 分析内环境稳态失调的实例 1.你有过发高热吗?谈谈高热的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温? 内环境渗透压会降低。当内环境渗透压 降低时，内环境中的水将较多地通过渗透作 用进人细胞内，造成细胞吸水肿胀，进一步 导致细胞代谢和功能系乱。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。 思考 ·讨论 分析内环境稳态失调的实例 2.严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境的渗透压会出现什么变化? 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。若外界环境变化不剧烈，并且机体代 偿机制良好，内环境的波动较小，仍能维 持稳态；若外界环境变化剧烈，机体代偿 机制不好，内环境稳态将受到破坏，就会 影响身体健康。 思考 ·讨论 分析内环境稳态失调的实例 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? 外界环境变化过于剧烈 自身调节能力有限 (外因) (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 人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。 二、对稳态调节机制的认识 稳态失调： 体外降温：需要降低中暑患者体外的温度，需要立即转移到通风好、室温较低的环境中，并 脱去患者身上的衣物，对患者皮肤进行按摩，促进散热，若患者没有出现虚脱现象，也可以 用冷水浸浴或者是冰水浸浴，如果已经出现虚脱，则可以使用冷水对患者皮肤反复擦拭，进 行降温； 体内降温：体外降温没有效果的患者，还需要在医生的指导下使用盐水进行直肠灌洗，以降 低患者体内温度。 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。中暑是指高温引起机体 体温调节功能紊乱所表现出的一系列症状，如 高热、皮肤干燥、恶心、呕吐、食欲不振、心 悸、头痛等。严重中暑会使体温超过40℃病死 率比较高。 治疗方法： 头晕目 眩 中 暑 的 征兆 体温升高 心 律 不齐 排 汗减少 恶心呕吐 治疗方法 ： 脱离失温环境：在低温环境中遭遇失温，应快速转移，寻找一个尽量避风、干燥、温暖的环 境，避免低温的环境加速热量的丢失。 减少热量散失：潮湿的衣服会在水分蒸发时带走人体的热量，需及时更换潮湿的衣物，换上 干燥保暖的衣物。 及时到医院就诊：因为失温会导致生命体征的影响，应及时送至医院，给予生命体征监测， 包括血压、血氧、脉搏、心率等，观察患者有无异常。 失温症是指人体热量流失大于热量补给， 从而造成人体核心区温度降低，并产生不 寒颤、意识不清、心肺功能衰竭等 最终造成死亡的病症。一般来说，5 核心温度低于35度，就是医学上的 #武功山回应女子登山失温去世#Q热援 【#甘肃山地马拉松事故21人遇难#】22日，甘肃一 山 地马拉松赛遭遇极端天气。截至23日早上8点，共搜救 培回参寒人品151 人 甘 由Q 人轻伤 在匠院培受救 导语：近日，有消息称江西萍乡武功山风景名胜区一名女游客 穿着单薄登山，因山上天气变化，导致失温去世。 阅读量201万讨论量85详情> 主持人：澎湃新闻|6家媒体发布 人民日报幽 ◎ 首发5-23来自微博weibo.com已编辑 与社会的联系 是 低 体 温 。 三、内环境稳态的重要意义 细胞代谢是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。 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 可防止机体中毒 血糖和氧含量正常 体温、pH 等理化性 质相对稳定 渗透压相对稳定 代谢废物的排出 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。 四 、稳态概念的发展 不同层次的生命系统都存在着类似内环境稳态的特性。 基因表达、激素分泌、 酶活性的稳态 分子 种群数量变化、生态 水平 系统结构和功能的稳态 细胞分裂和 细胞 群体 分化的稳态 水平 水平 器官 心脏活动、消化腺 水平 分泌消化液的稳态 可见，在生态系统的各个层次上，都普遍存在着稳态。 人体稳态的调节能力是有一定限度的。下列现象不属于内环境稳态 失调的是( A.夏天长期待在空调房间容易引起“空调病” B.人感冒发高烧时，食欲不振，引起四肢无力 C. 人屏息一段时间后，呼吸运动会明显加强 D.人长期处于高温环境中可能会引起中暑 小试牛刀 稳态和平衡观是生命科学中重要的观念，下列有关说法错误的是( C ) A. 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 B. 免疫系统能发现并清除异物、病原微生物等可以引起内环境波动 C. 细胞依赖内环境生存，但不参与内环境的形成和维持 D. 在器官水平上，存在心脏活动的稳态，消化腺分泌消化液的稳态 小试牛刀 小试牛刀 下列有关稳态生理意义的叙述，不正确的是( D ) A.稳态有利于酶促反应的正常进行 B.稳态是机体进行正常生命活动的必要条件 C.当稳态遭到破坏时，可导致疾病发生 D.当血液成分稳定时，人一定不会患病 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，一个人的体温是恒定不变的。 (X (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。 (×) 练习与应用 练习与应用 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( D ) 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 “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。 二、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? 废液输出 营养输入 电解质溶液 练习与应用 血氧交换系统 "人造子宫"原理图 $$