内容正文:
第二节 内环境的稳态保障正常生命活动
知能目标
素养目标
1.认识稳态的概念与意义,理解稳态是指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.认识稳态的调节机制,理解这些调节机制相互协调,共同维持内环境的稳态
3.了解内环境稳态失衡的影响,掌握当内环境稳态失衡时,会出现各种疾病症状
1.通过归纳与概括等科学思维方法认识内环境处于动态变化的相对稳定状态,逐步建立稳态与平衡的生命观念
2.通过内环境偏离平衡的病例分析等活动,学会运用证据、归纳与概括等科学思维方法
(见学生用书P8)
知识点一 内环境处于动态变化的相对稳定状态
1.稳态的概念:动物体通过 调节 作用使得机体内部环境保持 相对稳定 的状态。
2.稳态的特点:不是固定不变的,而是指一种 可变的却又相对稳定 的状态。
3.稳态的实例:人体血浆中葡萄糖的含量通常在 80~120 mg/dL ,正常人体检时空腹血糖的含量会在这个范围内,但测定值并不是恒定不变的。
小思考: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,原因是什么?
【答案】 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状态。
知识点二 各器官系统协调统一共同维持内环境稳态
1.内环境稳态案例
(1)当血液中葡萄糖的浓度下降时,胰腺中的特定 胰岛细胞 感受到血糖浓度的下降,会分泌相关 激素 ,引起 肝 释放葡萄糖进入血液以维持一定的血糖浓度。肝的活动维持着血糖浓度以及整个 组织液 中糖浓度的稳定。血糖稳定主要依赖 体液调节 来实现。
(2)当外界气温降低时,身体的 神经系统 会参与体温的调节,机体出现 战栗 、皮肤血管 收缩 等现象,同时身体中某些 激素 的分泌量会增加以促进细胞代谢产热。体温稳定主要依赖 神经调节 来实现, 体液调节 也共同参与。
(3)当外界病原体入侵机体时,身体的 免疫系统 会清除入侵机体的病原体以维持内环境的稳态。
2.内环境稳态意义和调节机制:人体任何内、外环境出现变化都需要多个器官系统 协调统一 来维持内环境的相对稳定。这就是说,人体内环境稳态是依靠 神经——体液——免疫 调节机制来实现的。
小思考: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,这个事实说明内环境稳态具有什么特点?
【答案】 人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)内环境稳态是指内环境的成分和理化性质恒定不变。( × )
(2)健康人内环境能保持稳态,内环境保持稳态时,人一定健康。( × )
(3)稳态是指三种细胞外液的成分和含量处于相对稳定状态。( × )
(4)内环境的任何变化,都会引起机体自动调节组织和器官的活动,使它们产生相应的反应来减少内环境的变化,这个过程需要依靠神经系统和内分泌系统的活动来实现。( √ )
(5)人体所有细胞都需要通过内环境才能与外部环境进行物质交换。( × )
(6)外界环境的变化和细胞代谢活动均可影响内环境的稳态。( √ )
2.情境分析:常规体检时,通常要做血液生化六项的检查,以了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。下表是某男子血液生化六项检查的化验单:
项目
测定值
单位
参考范围
丙氨酸氨基
转移酶
ALT
17
IU/L
0~45
肌酐
CRE
1.9
mg/dL
0.5~1.5
尿素氮
BUN
14.6
mg/dL
6~23
血清葡萄糖
GLU
223
mg/dL
60~100
甘油三酯
TG
217
mg/dL
50~200
总胆固醇
TC
179
mg/dL
150~220
(1)血液的生化指标可以反映机体健康状况,作为诊断疾病的依据,原因是什么?
【答案】 当某项生理功能出现障碍时,血液内其代谢产物的含量会发生变化。
(2)肌酐是人体肌肉代谢的产物,属于小分子物质,可通过肾小球滤过,全部随尿液排出。根据此化验单中肌酐的数值,可推测该男子什么器官的功能可能损伤,严重情况下可进一步引起什么平衡的失调?
【答案】 肾脏;渗透压平衡。
(3)血清中葡萄糖为什么要空腹时进行检测?根据化验单中血清葡萄糖的数值,可以判定该男子可能患什么病?
【答案】 饮食后,食物经过消化吸收可以转变成血糖,所以为了排除饮食等方面对血糖浓度的影响,需要进行空腹检测;糖尿病。
(4)科学家用化学分析的方法测得人体血浆的化学组成中,血浆蛋白含量为6.9%,无机盐含量不足1%,但血浆渗透压的大小主要取决于无机盐,原因是什么?【答案】 血浆中虽然含有大量的蛋白质,但蛋白质分子量大,单位体积溶液中蛋白质微粒数目少,产生的渗透压小。
(5)人体内环境理化性质保持相对稳定的原因是什么?
【答案】 人体内存在神经——体液——免疫调节机制。
(见学生用书P10)
类型一内环境稳态理解误区归纳
误区
解释
内环境的稳态是固定不变的静止状态
内环境的稳态不是固定不变的静止状态,而是处于动态平衡状态,表现为内环境的理化性质只在很小的范围内波动
内环境相对稳定,则细胞代谢活动一定正常进行
内环境的相对稳定是细胞正常生存的必要条件,所以内环境相对稳定,则细胞代谢活动可能正常进行;细胞代谢活动正常进行,内环境肯定相对稳定
在任何条件下内环境都会保持相对稳定
内环境自我调节能力有限,超过一定范围,稳态会被破坏
内环境稳态被破坏后,细胞代谢出现紊乱且代谢强度下降
内环境稳态被破坏后,细胞代谢出现紊乱,但代谢强度不一定下降,比如甲状腺激素含量过高会导致甲亢,甲状腺激素含量过高会导致新陈代谢更旺盛
人体剧烈运动时厌氧呼吸所产生的乳酸使血浆pH明显降低
由于血液中缓冲物质的作用,血浆pH维持相对稳定
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。下列关于内环境稳态的说法中,正确的是( C )
A.血液中积累大量的乳酸不会破坏内环境的稳态
B.内环境的稳态只涉及温度、酸碱度和渗透压三个方面
C.激素可调节内环境稳态,其含量相对稳定也是内环境稳态的一部分
D.任何一种稳态的维持都必须有神经、体液和免疫调节同时参与
【解析】 血液中积累大量的乳酸降低了血浆pH,不利于维持内环境的稳态,A错误;内环境的稳态包括内环境成分和理化性质两个方面,其中内环境的理化性质包括温度、酸碱度和渗透压三个方面,B错误;激素可调节内环境稳态,激素属于内环境的成分,其含量相对稳定也是内环境稳态的一部分,C正确;有些稳态的维持不需要免疫系统的参与,如pH 稳态的维持,D错误。
1.下列关于人体内环境稳态的叙述,错误的是( D )
A.细胞内的各种酶促反应需要内环境的相对稳定
B.人体维持内环境稳态的调节能力是有一定限度的
C.血糖稳定的调节主要依赖体液调节
D.内环境稳态的调节由消化、呼吸、循环、泌尿四个系统共同完成
【解析】 细胞内的各种酶促反应需要温和的条件(一定的温度和酸碱度),需要内环境的相对稳定,A正确;人体具有调节内环境稳态的能力,但这种能力是有限的,B正确;血糖稳态的调节主要依赖体液调节,C正确;内环境稳态是机体在神经-体液-免疫的调节机制下,各器官、系统分工合作,协调统一的结果,D错误。
2.内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件,当内环境的稳态遭到破坏时,必将引起( D )
A.酶促反应速率减弱 B.渗透压下降
C.体温升高 D.细胞代谢紊乱
【解析】 当内环境稳态遭到破坏时,可能会导致酶促反应速率减弱,A错误;当内环境稳态遭到破坏时,不一定会引起渗透压下降,B错误;当内环境稳态遭到破坏时,不一定会导致体温升高,C错误;内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,因此当内环境稳态遭到破坏时,必然会引起细胞代谢紊乱,D正确。
类型二内环境稳态小结
在日常生活中,很多因素会引起内环境发生变化。下列相关叙述中错误的是( C )
A.剧烈运动中,内环境的pH略有下降
B.食物中长期缺少蛋白质会导致血浆蛋白含量下降,进而引起组织水肿
C.中暑是神经调节紊乱造成的,与体液调节无关
D.佝偻病与内环境的稳态失衡有一定的关系
【解析】 机体的稳态是在神经和体液的共同调节下得以维持的。剧烈运动中产生的乳酸,会使内环境的pH略有下降;食物中长期缺少蛋白质会导致血浆蛋白含量下降,进而使血浆内进入组织液的水分多于回流的水分,引起组织水肿;人体的体温调节属于神经-体液调节;佝偻病是机体缺少钙盐引起的。
高等动物和人的内环境必须保持相对稳定。下列各项生理活动中,与内环境的稳态没有直接关系的是( B )
A.通过尿和汗排泄废物
B.将食物残渣形成粪便排出体外
C.血液运输氧和废物
D.血液中的CO2增加,会使呼吸速率加快
【解析】 内环境中的代谢废物通过排泄系统排出体外,维持内环境的稳态,A不符合题意;食物残渣没有进入内环境,与内环境的稳态无关,B符合题意;内环境中的养料和废物需要血液运输,C不符合题意;血液中的CO2增加,会使呼吸加速排出多余的CO2,使内环境保持相对稳定,D不符合题意。
类型三 几种稳态失调实例
2023·嘉兴一中检测一名27岁女患者因出现呼吸急促、四肢麻木、肢体抽搐等症状到医院就医,经医生诊断为情绪过激导致的呼吸性碱中毒。下列叙述错误的是( A )
A.该患者呼吸急促导致其体内CO2含量偏高
B.该患者的症状是内环境稳态失调的一种表现
C.发生这种情况时,应及时平稳患者的情绪,对其进行积极的心理疏导
D.若手足抽搐的症状难以缓解,可以注射适量的葡萄糖酸钙溶液进行治疗
【解析】 该患者呼吸急促,使CO2大量排出,导致其体内CO2含量偏低,造成血浆pH升高,导致呼吸性碱中毒,A错误;内环境稳态失调会导致细胞代谢紊乱,该患者出现呼吸急促、四肢麻木、肢体抽搐等症状是内环境稳态失调的一种表现,B正确;该患者是因为情绪过激导致的呼吸性碱中毒,所以发生这种情况时,应及时平稳患者的情绪,对其进行积极的心理疏导,C正确;人体血钙含量太低会出现抽搐症状,若该患者手足抽搐的症状难以缓解,可以注射适量的葡萄糖酸钙溶液进行治疗,D正确。
1.下列关于人体内环境稳态失调的叙述,错误的是( D )
A.淋巴管阻塞引起组织水肿
B.血浆中钙离子含量过高引起肌无力
C.流感病毒感染人体后引起机体发热而出现发烧的症状
D.腹泻引起体液中水和蛋白质大量丢失
【解析】 淋巴管阻塞引起组织水肿,组织水肿是由组织液增多引起的,这属于内环境稳态失调;血浆中的钙离子属于内环境成分,血浆中钙离子含量过高引起肌无力属于内环境稳态失调;体温属于内环境的理化特性,因此流感病毒感染人体后引起机体发热而出现发烧的症状属于内环境稳态失调;腹泻会引起体液中水和无机盐的大量丢失,不会引起蛋白质大量丢失。
2.稳态失衡是机体病理生理变化之一。下列关于恢复机体稳态的方法,错误的是( D )
A.脑组织水肿患者可使用提高血浆渗透压的药物
B.急性腹泻患者可输注含特定无机盐的生理盐水
C.长期进食障碍患者可输注葡萄糖生理盐水
D.炎症患者可输注蒸馏水配制的水溶性药物
【解析】 脑组织水肿的原因是毛细血管壁通透性增加,一些蛋白质进入脑组织液中,导致组织液渗透压升高,引起脑组织水肿,使用提高血浆渗透压的药物,可使组织液中的水流向血浆,减轻症状,A正确;人在腹泻时会失去大量水分和无机盐,故应注射含特定无机盐的生理盐水维持渗透压平衡,B正确;长期进食障碍患者可输注葡萄糖,为机体提供能量,输注生理盐水可维持细胞的正常渗透压,C正确;炎症患者输注蒸馏水配制的水溶性药物,会使细胞渗透吸水,导致细胞吸水涨破,D错误。
课
堂
检
测
1.对维持内环境稳态不起作用的是( D )
A.肝糖原的分解与合成
B.呼吸系统呼出CO2和吸入O2
C.泌尿系统把代谢终产物不断排出体外
D.胃酸分泌过多,吃苏打饼干可缓解症状
【解析】 肝脏是调节血糖的重要器官,肝糖原的分解与合成能够维持人体内环境中血糖的稳态,A不符合题意;肺根据需要按一定速率呼出CO2和吸入O2,能够维持内环境中CO2和O2含量的相对稳定,B不符合题意;泌尿系统把尿素等代谢终产物不断排出体外,维持了内环境稳态,属于内环境稳态的调节,C不符合题意;胃液属于消化液,不属于内环境的成分,吃苏打饼干可缓解胃酸分泌过多症状,但对维持内环境稳态不起作用,D符合题意。
2.内环境各种化学成分和理化特性不断发生变化的原因是( D )
A.细胞的代谢活动
B.外界环境因素的变化
C.神经-体液-免疫调节
D.外界环境因素的变化和细胞代谢活动
【解析】 内环境稳态的动态变化与外界环境因素的变化及细胞代谢活动有关,D正确。
3.下列有关人体内环境的说法,正确的是( A )
A.血浆是内环境中最活跃的部分
B.人体的细胞都不能和外部环境直接接触
C.外部环境经常发生变化,但机体的内环境不会变化
D.小肠绒毛上皮细胞生活的内环境为组织液和消化液
【解析】 血浆属于循环系统,是内环境中最活跃的部分,A正确;人体的细胞并不是都不能和外部环境直接接触,如消化道细胞,B错误;内环境处于相对稳定的状态,会在一定范围内波动,C错误;消化液不属于内环境,D错误。
4.2023·宁波中学检测若给人静脉注射一定量的0.9%NaCl溶液,则一段时间内会发生的生理现象是( C )
A.机体血浆渗透压降低,排出相应量的水后恢复到注射前水平
B.机体血浆量增加,排出相应量的水后渗透压恢复到注射前水平
C.机体血浆量增加,排出相应量的NaCl和水后恢复到注射前水平
D.机体血浆渗透压上升,排出相应量的NaCl后恢复到注射前水平
【解析】 因为静脉注射的是与血浆等渗的生理盐水,所以机体血浆渗透压是不发生改变的,A、D错误;正常情况下,水盐代谢要平衡,即进多少则出多少,所以给人静脉注射一定量的0.9%NaCl溶液后,一段时间内会发生的生理现象是机体血浆量增加,排出相应量的NaCl和水后恢复到注射前水平,B错误,C正确。
5.在血液生化六项检查的化验单上,每种成分的参考值即正常值都有一个变化范围。对此理解不正确的是( D )
A.内环境稳态不是恒定的,可在一定范围内波动
B.内环境稳态是一种动态的、相对稳定的状态
C.年龄、性别等个体差异会导致内环境的成分存在差异
D.该变化范围主要考虑了化验结果的误差
【解析】 内环境稳态的实质是健康人的内环境每一种成分和理化性质都处于动态平衡中,因此,内环境稳态是一种动态的、相对稳定的状态,不是恒定的,可在一定范围内波动;年龄、性别等个体差异会导致内环境的成分存在差异;每种成分的变化范围与化验结果误差无关。
6.2023·湖州中学检测下图是关于人体内环境稳态调节的示意图,下列有关分析不正确的是( B )
A.①②是体液调节和免疫调节,③④可以是体温和渗透压
B.内环境的稳态只要有三种调节方式即可,不需要其他器官或系统参与
C.酸碱度的相对稳定主要依靠血液中的缓冲物质,与其他器官或系统也有关
D.内环境其维持自身稳定的能力是有限的
【解析】 正常机体通过神经-体液-免疫调节机制,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的酸碱度、体温和渗透压等相对稳定,但是维持稳态的调节能力是有一定限度的。
7.某人进入高原缺氧地区后呼吸困难、发热、排尿量减少,检查发现其肺部出现感染,肺组织间隙中蛋白质增多,并出现红细胞,被确诊为高原性肺水肿。补救措施可以采取输液、吸氧和强心治疗。下列说法正确的是( B )
A.只要内环境保持稳态,人就不会生病
B.患者肺部组织液的渗透压升高,组织液增加,导致肺水肿
C.患者处于缺氧环境中导致呼吸困难,其体内产生大量乳酸,pH明显下降
D.补充高浓度的葡萄糖溶液可减轻肺水肿的原因是葡萄糖提供的能量增加
【解析】 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,但能够维持内环境稳态的人未必完全健康,如遗传病患者,A错误;患者肺组织间隙中蛋白质增多导致渗透压升高,组织液因吸水而增加,导致肺水肿,B正确;患者处于缺氧环境中导致呼吸困难,其体内产生大量乳酸,但由于人体内存在许多缓冲物质,pH不会明显下降,C错误;补充高浓度葡萄糖溶液可使血浆渗透压升高,进而从组织液中吸收水分,以减轻肺水肿症状,D错误。
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