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

选择性必修1《稳态与调节》 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.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。 情境探究 ➽ 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。 讨论: 1、为什么血液的生化指标能反映机体的健康情况？ 肝功能 血 糖 心肌功能 血脂 情境探究 ➽ 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。 讨论 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。 ➽ 情境探究 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。 讨论 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影响？ AST主要反映细胞（如肝脏、心脏或肌肉疾病）损伤，其水平升高更有诊断价值，偏低通常无临床意义 葡萄糖、糖化血清蛋白含量超标，可能是糖尿病； 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。 一、内环境的动态变化 随着外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行， 同学们请思考，内环境会因此而剧烈变动么？ 一、内环境的动态变化 探究.实践：模拟生物体维持PH的稳定 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。 实验材料： 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。 实验步骤： 1、绘制如图所示的实验记录表格 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 自变量 因变量 空白对照 已知具有减缓pH变化的能力的溶液,做标准对照 将测定自来水加入酸或碱后pH的变化值填入表格 将测定缓冲液（肝匀浆）加入酸或碱后pH的变化值填入表格。 探究.实践：模拟生物体维持PH的稳定 实验步骤： 2.将25mL自来水倒入50mL烧杯中。 3.用pH计或pH试纸测起始的pH,并作记录。 4.一次加一滴0.1mol/L的HCl，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。 5.充分冲洗烧杯，用同样的方法把0.1mol/L的NaOH加入自来水中并测定结果。 注意：HCL、NaOH有腐蚀性。应避免它与皮肤和眼睛接触，也不要入口。 若有酸溅到皮肤上，要立即用水冲洗15min，并尽快告诉老师。 ！ 实验步骤： 6.充分冲洗烧杯，用缓冲液代替自来水，重复步骤2至步骤5，记录结果。 7.充分冲洗烧杯，用肝匀浆代替自来水，重复步骤2至步骤5，记录结果。 8.作图，分析结果并得出结论。 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 讨论： 1.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？ 2.缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同？ 3.方法步骤9中所用到的生物材料与肝匀浆的实验结果类似吗？ 肝匀浆加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。 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NaH2PO4/Na2HPO4 ， 其中NaH2PO4呈酸性，当加入少量NaOH时，可以中和OH-；Na2HPO4 呈碱性，当加入少量HCl时，可以中和H+。水溶液则不同，加入酸或碱后，pH变化明显。 类似 一、内环境的动态变化 机体内环境中含有缓冲对HCO3-/H2CO3、HPO42-/H2PO4-等，它们能够对酸和碱起缓冲作用，维持pH稳定。 缓冲对 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。 以NaHCO3/H2CO3为例 (1)剧烈运动产生大量乳酸时： ①乳酸＋NaHCO3→乳酸钠＋H2CO3。 ②H2CO3→H2O＋CO2↑。 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 思考：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 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 一、内环境的动态变化 14 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 一、内环境的动态变化 稳态 （1）定义： 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叫做稳态。 （2）实质： 稳态的实质是内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡之中。 （3）特点： ①稳态不是恒定不变的，而是相对恒定的一种动态变化。 ②这种动态变化保持在一定的范围内。 思考：稳态是如何实现的呢？需要哪些系统的参与？ 二、对稳态调节机制的认识 未吸收的物质 有机废物、水、无机盐 1.直接相关的系统： 消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统 2.起调节作用的系统 神经系统、内分泌系统、免疫系统 人体各器官、系统协调一致地正常运行。 3.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？ 二、对稳态调节机制的认识 内环境稳态主要依赖神经调节 提出稳态的概念，稳态不是恒定不变，而是一种动态的平衡。内环境稳态是在神经和体液调节的共同作用下实现的 后来发现 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。 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？ 二、对稳态调节机制的认识 分析内环境稳态失调的实例 思考讨论 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？ 正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最宜的温度，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。 发热时机体处干一种明显的分解代谢过旺的状态，持续高执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。 思考讨论 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？ 二、对稳态调节机制的认识 分析内环境稳态失调的实例 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。 思考讨论 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 ？ 二、对稳态调节机制的认识 分析内环境稳态失调的实例 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。 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识 21 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 二、对稳态调节机制的认识 稳态失调实例： 22 三、内环境稳态的重要意义 1、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。 (1)血糖和氧含量正常 保证机体能量供应 (2)体温、pH等理化性质相对稳定 保证酶活性、细胞代谢正常 (3)渗透压相对稳定 维持细胞的正常形态和功能 (4)代谢废物排出 可防止机体中毒 内环境稳态 成分处于动态平衡状态 理化性质处于动态平衡状态 细胞代谢正常 2、重要意义：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 1、分子水平上：基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等。 2、细胞水平上：存在细胞的分裂和分化的稳态等 3、器官水平上：存在心脏活动的稳态（血压、心率）、消化腺分泌消化液的稳态等 4、群体水平上：种群数量变化的稳态，生态系统的结构和功能稳态 可见，在生态系统的各个层次上，都普遍存在着稳态。 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。 小结 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 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 $$