内容正文:
内环境的稳态
内环境的成分和理化性质保持相对稳定的状态
稳态的调节机制
稳态的意义
一轮复习
内环境的稳态
什么是稳态
稳态的概念
1.血液生化检查
2.缓冲物质在维持内环境pH稳定中的作用
3.体温波动
稳态怎样
维持
稳态调节机制
1.基础:各器官、系统协调一致运行
2.机制:神经-体液-免疫调节网络
稳态的意义
机体进行正常生命活动的必要条件。
内环境的成分
内环境的
理化性质
3.调节能力有限
检测项目 英文对照 结果 单位 参考值
丙氨酸氨基转移酶 ALT 11 U/L 9~60
天冬氨酸氨基转移酶 AST 12 ↓ U/L 15~45
葡萄糖 GLU 10.96 ↑ mmol/L 3.9~6.1
糖化血清蛋白 GA 33.70 ↑ % 10.8~17.1
肌酸激酶 CK 126 U/L 38~174
肌酸激酶同工酶MB MMB 1.9 ng/ml 0.6~6.3
乳酸脱氢酶 LDH 173 U/L 140~271
甘油三酯 TG 2.21 ↑ mmol/L 0~1.7
总胆固醇 TCHO 5.15 mmol/L 3.1~5.2
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桧查化验单的一部分。
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。
外界环境变化
内环境
代谢活动
内环境会因此
而剧烈变动吗?
1.探索·实践:模拟生物体维持pH的稳定
①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。
一、内环境的动态变化
自来水
缓冲液
生物匀浆
②目的要求
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。
③主要材料用具
烧杯、量筒、pH计或pH试纸、自来水、0.1mol/L的HCl、0.1mol/L的NaOH、pH为7的磷酸盐缓冲液、肝匀浆、土豆匀浆、鸡蛋清等。
自来水
缓冲液
生物匀浆
自来水与缓冲液对照,说明缓冲液对酸碱具有缓冲作用。
生物匀浆与缓冲液对照,说明生物组织对酸碱具有缓冲作用(或含有缓冲物质)。
④实验步骤
第1步:在记录本中,画一个如下表格
材料
(25mL) 0.1mol/L的HCl滴数 0.1mol/L的NaOH滴数
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
自来水
磷酸
缓冲液
肝匀浆
自变量:
因变量:
处理的材料(自来水、缓冲液、生物匀浆)以及加入酸或碱的多少
各处理材料中加入酸或碱后的pH
第2步:将25mL自来水倒入50mL烧杯中
第3步:用pH计或pH试纸测定起始的pH,并做记录
第4步:一次滴加一滴0.1mol/L的HCl,然后轻轻摇动。加入5滴后再测定pH。重复这一步直到加入30滴为止。将pH测定结果记入表中
第5步:充分冲洗烧杯并向其中倒入25mL自来水。测定并记录起始的pH。再如步骤四,一滴一滴地加入0.1mol/L的NaOH,测定并记录pH。
材料
(25mL) 0.1mol/L的HCl滴数 0.1mol/L的NaOH滴数
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 70 8.8 9.4 9.8 10.0 10.5 11.0
第6步:充分冲洗烧杯,用缓冲液代替自来水,重复步骤2~5,记录结果
材料
(25mL) 0.1mol/L的HCl滴数 0.1mol/L的NaOH滴数
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 70 8.8 9.4 9.8 10.0 10.5 11.0
磷酸
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
第7步:用肝匀浆代替自来水,重复步骤2~5,记录结果。
材料
(25mL) 0.1mol/L的HCl滴数 0.1mol/L的NaOH滴数
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
磷酸
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
第8步:根据所得数据,以酸或碱的滴数为横坐标,以pH为纵坐标,画出自来水变化的曲线。以实线表示加入酸后pH的变化,虚线表示加入碱后的pH的变化。
画出缓冲液的pH变化情况
画出肝匀浆的pH变化情况
第9步:尝试用不同生物材料(如动物血浆、用2~5 倍水稀释的鸡蛋清或马铃薯匀浆)代替肝匀浆完成实验。
材料
(25mL) 0.1mol/L的HCl滴数 0.1mol/L的NaOH滴数
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
磷酸
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
鸡蛋清 8.5 8.3 8.0 7.2 6.8 6.6 6.5 8.3 9.0 9.3 9.7 9.8 10.0 10.0
土豆
匀浆 6.5 6.5 6.2 6.0 5.8 5.5 5.1 6.5 6.8 7.0 7.5 7.8 8.0 8.2
⑤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。
自来水
缓冲液
肝匀浆
1.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
2.某同学欲依据教材中的探究·实践“模拟生物体维持 pH 的稳定”,设计实验“探究血浆是否具有维持pH 稳定的功能”,下列有关判断不合理的
是( )
A.本实验需要设置自来水组、缓冲液组、血浆组三组对照组
B.酸或碱加入到磷酸盐缓冲液中与加入到清水相比,pH 的变化减弱
C.若只用缓冲液和血浆做对照,不能充分说明血浆对酸碱物质具有缓冲作用
D.若只用清水和血浆做对照,不能充分说明血浆中有类似缓冲液中的缓冲物质
A
3. 实验试剂的选择和实验条件的控制是实验成功的关键。下列实验中,所使用的试剂或实验条件控制错误的是( )
A.“绿叶中色素的提取和分离”实验,选用层析液分离绿叶中的色素
B.“PCR反应”,应在缓冲溶液中进行
C.“希尔反应”实验,应控制在有CO2的溶液中进行
D.“模拟生物体维持pH 的稳定”实验,选用 HCl、NaOH 溶液可分别创设酸性和碱性环境
C
人体内环境中也有很多缓冲对,其中最重要的是HC03-/H2C03,其次还有HPO42-/H2P04-等。当一定量的酸性或碱性物质进入后,内环境的pH仍能维持在一定范围内。
食物
消化
系统
正常机体
Na2CO3
泌尿
系统
乳酸钠 + H2CO3
H2CO3 / NaHCO3
呼吸
系统
NaHCO3
乳酸钠
H2O + CO2
剧烈运动
肾
肺
pH↑
pH↓
pH↓
pH↑
内环境
NaHCO3
乳酸
H2O CO2
CO2+血红蛋白→
氨基甲酰
血红蛋白
CO2
H2O
碳酸酐酶
H2CO3
HCO3-
H+
血红蛋白
缓冲作用
CO2
CO2+H2O→H2CO3
CO2
H2O
HCO3-
Cl-
Cl-
组织液
血浆
红细胞
拓展:
(5%)
(7%)
(88%)
红细胞对酸碱平衡的调节的作用:提供碳酸氢盐。
CO2在血液中主要以碳酸氢盐形式运输,氧气主要以氧合血红蛋白形式运输。
O2
O2
血红蛋白
氧合血红蛋白
(98.5%)
20
2.人体体温日变化规律
成员 上午6h 上午9h 中12h 下午3h 傍晚6h 晚上9h
母亲 37.0℃ 37.2℃ 37.3℃ 37.4℃ 37.2℃ 37.1℃
父亲 36.8℃ 37.0℃ 37.1℃ 37.3℃ 37.1℃ 36.9℃
自己 37.1℃ 37.3℃ 37.4℃ 37.5℃ 37.3℃ 37.1℃
不仅体温和pH如此,健康人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。若某种成分含量高于或低于参考值, 则预示机体可能处于不健康状态。
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。
稳态的定义
如:血糖、血脂、水分
如:温度、酸碱度、渗透压
内环境
化学成分
理化性质
维持相对稳定
二、对稳态调节机制的认识
1. 稳态维持的基础
循环系统
CO2
O2
食物、水和无机盐
未被吸收的物质
有机废物、水和无机盐
消化系统
呼吸系统
泌尿系统
细胞
人体各器官、系统协调一致地正常运行。
循环系统
CO2
O2
食物、水和无机盐
未被吸收的物质
有机废物、水和无机盐
消化系统
呼吸系统
泌尿系统
细胞
小肠绒毛增大了吸收营养物质的表面积
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
2. 稳态调节的机制
①157年法国贝尔纳 内环境稳态主要依赖神经调节
②1926年美国坎农 内环境稳态在神经和体液调节的共同作用下实现
③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,
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.维持稳态的调节能力是有限的
当外界环境的变化过于激烈,或人体自身功能出现障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏,危及机体健康。
外界环境变化
激烈
内环境
功能障碍
稳态遭到破坏
发高烧
腹泻
糖尿病
空调病
高原反应
三、内环境稳态的重要意义
细胞代谢包括众多反应,完成这些反应需要各种物质和条件。
①正常血糖含量和含氧量 机体的能量保障
②适宜体温和pH 适宜酶发挥作用
③正常渗透压 维持细胞形态与功能
内环境稳态失调必将引起代谢紊乱。
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
1.下列有关内环境稳态的叙述,正确的是( )
A.内环境成分中含有CO2、尿素、神经递质、血红蛋白、葡萄糖等物质
B.内环境中的血浆、淋巴、组织液等的成分稳定时机体就达到稳态
C.人在剧烈运动时大量的乳酸进入血液,血浆的pH仍能维持相对稳定
D.抗原刺激导致体内B细胞增殖和分化属于人体内环境稳态失调
C
2.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
3.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.维持内环境中Na+、K+浓度的相对稳定有利于维持神经细胞的正常兴奋性
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
4.下列关于动物内环境和稳态的叙述中,错误的是( )
A.葡萄糖、生长激素、抗体属于人体内环境的成分
B.若内环境稳态不能维持,机体的正常生命活动就会受到威胁
C.血浆渗透压的大小主要取决于血浆中无机盐和蛋白质的含量
D.人体剧烈运动时产生的乳酸会导致血浆pH显著下降
D
稳态概念的发展
分子水平 ①基因表达的稳态
②激素分泌的稳态
③酶活性的稳态等
细胞水平 ①细胞分裂的稳态
②细胞分化的稳态等
器官水平 ①心脏活动的稳态
②消化腺分泌消化液的稳态等
群体水平 ①种群数量的变化的稳态
②生态系统的结构与功能的稳态
总结:人体的内环境与稳态
淋巴液
组织液
血浆
组成
内环境
内环境稳态
酸碱度
例如
温度
例如
渗透压
例如
细胞
O2、养料
CO2、代谢废物
外环境
CO2、代谢废物
O2、养料
$$