1.2内环境的稳态课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

知识回顾 (1)单细胞生物直接生活在 外界环境。 (2)多细胞动物机体内细胞直接生活在细胞外液(内环境) (3) 血 浆、 组织液和 淋巴 三种细胞外液通过动态的有机联系，共同构成机体内 细胞生活的直接环境。为了区别于个体生物的外界环境，人们把这个由 细胞外液构 成的液体环境叫做内环境。 (4)内环境属于多细胞动物的一个概念，单细胞生物以及 植物 没有所谓的内环 境。 (5)内环境的理化性质包括 渗透压 酸碱度 温度 血浆渗透压主要与 蛋白质 _ 无机盐 有关，细胞外液渗透压主要来源 于 Na+ 、 CI- 。且健康人的内环境的理化性质是处于 动态 平衡中。 第2节内环境的稳态 1.说明内环境稳态及其生理意义。 2.尝试解释生物体维持pH稳定的机制；简述稳态的调节机制。 3.关注内环境稳态与健康的关系。 二、重难点 内环境稳态及其调节机制 一、学习目标 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 18糖化血清白蛋白 19 *肌酸激酶 GLU GA CK 10.96 33.70 126 mmol/L % U/L 3.9-6.1 10.8-17.1 38-174 正常 20肌酸激酶同功酶MB 21 *乳酸脱氢酶 MMB LDH 1.9 173 ng/ml U/L 0.6-6.3 140-271 值 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 [ 讨 论 1 ] 为 什 么 血 液 的 生 化 指 标 能 反 映 机 体 的 健 康 状 况 ? 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。 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 。 检测项目 英文对照 结果 单 位 参考值 问题探讨 生化 指标 1 *丙氨酸氨基转移酶 2 *天冬氨酸氨基转移酶 ALT AST 11 12 U/L U/L 9-60 15-45 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 GLU GA CK MMB LDH TG TCHO 10.96 33.70 126 1.9 173 2.21 5.15 mmol/L % U/L ng/ml U/L mmol/L mmol/L 3.9-6.1 10.8-17.1 38-174 0.6-6.3 140-271 0-1.7 3.1-5.2 [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? 内环境中各种化学成分的含量不是恒定不变的，而是在一定范围内波动，内环 境的稳定是一种动态的相对稳定； [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? 葡萄糖含量超标，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。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。 检测项目 英文对照 结果 单 位 参考值 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。 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 检测项目 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 参考值 9-60 15-45 3.9-6.1 10.8-17.1 38-174 0.6-6.3 140-271 0-1.7 3.1-5.2 英文对照 ALT AST GLU GA CK MMB LDH TG TCHO 单位 U/L U/L mmol/L % U/L ng/mL U/L mmol/L mmol/L 结果 11 12 10.96 33.70 126 1.9 173 2.21 5.15 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。 细胞代谢会产生许多酸性物质，如碳酸等；人和动物吃的食物代谢后 会产生一些酸性或碱性物质。这些物质进入内环境，会使机体的pH 发生 内环境的pH 细胞 细胞 细胞 细胞 胞 A 细 一、内环境的动态变化 怎样的变化呢? 【实验探究】 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。 2.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。 3.材料用具 ——溶液种类、酸性(HCl)、碱性物质(NaOH) 的滴数 — 生物体pH 的变化——检测pH(pH 计/pH 试纸) 0.1 mol/L的HCI 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 空白对照 已知具有减缓pH 变化的能力的溶液，标准对照 自变量 因变 量 滴数 pH 材料 自来水 缓冲液 肝匀浆 【 实 验 探 究 】 模拟生物体维持pH的稳定 4.方法步骤 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 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 6.5 6.5 6.2 6.0 5.5 5.8 5.1 6.5 6.8 7.0 7.5 7.8 8.3 8.5 【实 验 探 究 】 模拟生物体维持pH 的稳定 5.实验结果 结论 生物材料加入HCl 或NaOH 后的pH 变化类似于缓冲液，不同于自来水。 缓冲液的pH 变化为什么与自来水的不同? 磷酸缓冲液中含有Na₂HPO₄/NaH₂PO₄ 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。 一 、内环境的动态变化 模拟生物体维持pH的稳定 乳酸钠 pH↓ pH↑ 乳酸 缓冲对中的NaHCO₃ pH pH↓ Na₂CO₃ 缓冲对中的H₃CO₃→NaHCO₃- 模拟生物体维持pH的稳定 碱性 食物 正常 机体 CO₂ 个 呼吸 系统 个 CO₂+H₂O 刺激 乳酸钠+H₂CO₃ 外界环境 呼吸中枢 消化系统 剧烈运动 NaHCO₃ 泌 尿 系 促进 统 概念：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。 实质：内环境的化学成分和理化性质都处于一种动态平衡中。 化学成分：水、无机盐、血糖、氧气等处于不断变化中，但含量相对稳定。 理化性质： 渗透压 酸碱度 温度 正常范围 37℃左右 体温失调 温度偏高或偏低会影响酶的 活性，使细胞代谢紊乱。 正常范围 770kPa 左右 (37℃时) 渗透压失调 细胞形态、功能异常 正常范围 7.35~7.45 pH失 调 酸中毒、碱中毒 内环境的动态变化 内环境的稳态 食物、水和无机盐 CO₂O₂ 呼吸系统 肺泡表面潮湿且伸缩性很大， 有利于气体的交换 循环系统 二 、对稳态调节机制的认识 1.维持内环境稳态的基础： 机体内各个器官、系统，为什么能够保持协调一致呢?如何做到高度有序? 消化系统、呼吸系统、 循环系统、泌尿系统 人体各器官、系统协调 一致地正常运行。 肾小球是血管球， 未被吸收的物质 有机废物、水和无机盐 参与形成原尿 2.直接相关的系统： 消化系统- 细胞 小肠绒毛增大了 吸收营养物质的表面积 泌尿系统 (1) 法国生理学家贝尔纳： 主要依赖神经系统的调节 (2) 美国生理学家坎农： 提出稳态的概念、动态平衡。内环境在神经调节和体液调节的 共同作用下，通过各器官、系统分工合作、协调统一而实现 二 、对稳态调节机制的认识 免疫系统也起着调节作用，能清除异物、病原微生物等影响稳态的因素 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。 分子生物学发展，人们发现： (3) 二、对稳态调节机制的认识 内环境稳态的调节机制 内环境稳态是指正常机体通过 神经一体液-免疫调节网络 的 调节 作用。使各个器官、系统 协调活动 ，共同维持内环境 成分 和 理化性质 的 相对稳定 状态。 内环境的稳态遭到破坏 人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。 外界环境变化过于剧烈 (外因) 调节功能出现障碍 (内因) 内环境理化性质变化 症状名称 pH失调 酸中毒、碱中毒 体温失调 发热、中暑、失温 渗透压失调等 水中毒、组织水肿 尿素等代谢废物在体内积累 尿毒症 体内缺氧，血氧过低 高原反应 血糖平衡失调 低血糖、糖尿病 血钙过低、过高 抽搐、肌无力 丢失大量的水和无机盐 严重腹泻 室内外温差较大导致机体适应不良 空调病 二、对稳态调节机制的认识 1.大量出汗或严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐， 内环境的渗透压会出现什么变化?这会带来怎样的后果? 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入细胞内，造成细 胞吸水肿胀，进一步导致细胞代谢和功能紊乱。严重时 会出现疲倦、全身不适、恶心、食欲减退、皮下组织肿 胀等症状。 2.你有过发高烧的经历吗?谈谈高烧最严重时的感受。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适宜的温度。发高 烧时，各种酶的活性发生变化，代谢紊乱，机体功能发生异常。 发热时的症状主要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 机体处于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。 孕妇发热可能导致胎儿发育障碍，是一个重要的致畸因子。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 由此造成脑损伤，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。 人体内环境失调引起的疾病 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? 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势必影响内环境的稳态。 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。 人体内环境失调引起的疾病 失温 人体热量流失大于热量补给，造成人体温度降低，并产生 寒颤、心肺功能衰竭等症状，甚至最终造成死亡的病症。 2021年5月22日(气温为9.1~24℃)中午1点左右，在甘肃省白 银市举行的马拉松百公里越野赛高海拔赛段20公里至31公里处， 受突变极端天气影响，局地出现 冰雹、冻雨、大风等灾害性天气， 150多位参赛者有21名遇难。有赛 事亲历者表示，不少选手出现失 温症状，抽搐、口吐白沫，身着 短裤短袖倒在海拔2000多米的赛 道线路旁。 人体内环境失调引起的疾病 夏季防高温中暑 热射病 后期出现 意识模糊 头晕 体温可达40°以上 早期头痛 多汗 肺水肿 颜面潮红 可出现休克 严重时可出现DIC 及肝肾功能损害 四肢无力 高温相关急症中最严重的情况， 即重症中暑，是由于暴露在高温高湿 环境中身体调节功能失衡，产热大于 散热，导致人体温度迅速升高，超过 40℃,伴有皮肤灼热、意识障碍(例 如惊厥、昏迷)及多器官功能障碍的 严重致命性疾病， 一旦发生，死亡率 极 高 。 人体内环境失调引起的疾病 热射病 尿毒症： 肾是形成尿液的器官，当 肾功能衰竭时，病人的水和无机盐 等的代谢会紊乱，不能将体内代谢 产生的废物和过多的水分排出体外。 从而引起全身水肿，尿素氮升高 、 呕吐等症状，即尿毒症，严重时会 导致死亡。 静脉压力表 防气阀和空气监测器 已净化的血液 HD— 患者 血液泵 动脉压力表 待净化的血液 生理盐水- 新鲜透析液 陈旧透析液、 流入压力表- 肝素泵- (用来防止凝血块) 人体维持稳态的调节能力有一定限度 透析膜 正常血糖含 量和含氧量 适宜体温和pH 正常渗透压 代谢废物 排出 机体的能量保障 适宜酶发挥作用 维持细胞形态与功能 防止机体中毒 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。 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。 三、内环境稳态的重要意义 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。 分子水平 细胞水平 器官水平 群体水平 种群数量的变化的稳态、生 态系统的结构与功能稳态。 心脏活动的稳态、 消化腺分泌消化 液的稳态等 基因表达的稳态、 激素分泌的稳态、 酶活性的稳态等。 细胞分裂的稳态 细胞分化的稳态 神经调节 体液调节 免疫调节 调节 器官、系统协调 细胞 生活在 内环境 课堂小结 稳态 反馈 渗透压 酸碱度 温度 系统 实现 成分 理化性质 最基本的 生命系统 调节 包括 课堂练习 1. 稳态是生命系统的特征，也是机体存活的条件。判断下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。 ( X) (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。 ( × ) (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. 在长跑比赛时，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升高 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的稳定 课堂练习 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? “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。 废液输出 电解质溶液 血氧交换系统 “人造子宫”原理图 营养输入 课堂练习 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。 另外， “人造子宫”外部配置了机器胎盘，与早产羊羔的脐带连通。 早产羊羔靠机器胎盘来获得养料，排出代谢废物，以保持羊羔内环境的 稳定：含有养料和O₂ 的新鲜血液源源不断输送到羊羔体内，羊羔的心脏 也将较多含有CO₂ 和其他代谢废物的血液挤压到机器胎盘中，后者将血液 更新之后再回输到羊羔体内。 $