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

第1章 人体的内环境与稳态 第2节 内环境的稳态 2、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？ 北京市医疗机构临床检验结果报告单 血糖 血脂 可能是糖尿病 易引发动脉粥样硬化等 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。 1、每种成分的参考值都是一个变化范围，这说明什么？ 3、为什么血液的生化指标能反映机体的健康状况？ ①动态平衡； ②个体差异 肝功能 可能是熬夜 生化指标 正常值 导： 2 随着外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行， 内环境会因此而剧烈变动吗？ 一、内环境的动态变化 3 细胞 代谢 酸性物质 （H2CO3） 食物 酸性物质 碱性物质 酸性物质 碱性物质 内环境 细胞代谢会产生许多酸性物质，如碳酸等；食物代谢后也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发生怎样的变化呢？ 学习任务一  模拟生物体维持pH的稳定 1.小组合作阅读课本P7-8探究内容，回答以下问题。 （1）就加入HCl或NaOH后的pH的变化来说，肝匀浆更像自来水还是更像缓冲液？ （2）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。 2.实例（P9）： （1）人体体温的日变化规律。正常情况下，不同人的体温，会因______、_______等的不同而存在着微小的差异；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___________摄氏度？ (2)血浆中的缓冲物质主要是___________,其次还有___________等。当一定是的酸性或碱性物质进入后，内环境的pH ___________（会/不会）发生在幅度变化。 (3)pH维持机制，酸性或碱性物质进入血浆后，可以和缓冲物质发生反应，反应产物可以通过肺或肾脏排出体外，血浆pH维持在___________ ,一般变化很___________ ，从而维持了血浆pH的相对稳定。 3.构建概念：稳态 （1）稳态： （2）稳态的实质： （3）特点： 思： 议： 展： 探究·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。 NaHCO3/H2CO3 Na2HPO4/NaH2PO4 弱酸 弱酸 弱碱 弱碱 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。 缓冲对 6 HCO3-/H2CO3 缓冲对： HPO42-/H2PO4- 缓冲对： 溶液中酸性物质增加时： 溶液中碱性物质增加时： HPO42- + H+ → H2PO4- H2PO4- + OH- →HPO42- +H2O 乳酸+ NaHCO3→乳酸钠 + H2CO3 CO2 + H2O OH- + H2CO3→HCO3- + H2O 7 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。 自变量 因变量 酸或碱溶液 生物材料（如肝匀浆） 缓冲液 酸或碱溶液 自来水 酸或碱溶液 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 空白对照 已知具有减缓pH变化的能力的溶液，标准对照 实验组 3.实验步骤 8 4.实验结果 三次测量，取平均值 重复原则：避免偶然性，减小误差 9 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 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 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 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 如何更直观地体现pH的变化？ 自变量： 因变量： ——酸性、碱性物质添加的滴数（𝔁轴） ——生物体pH的变化（𝔂轴） 4.实验结果 10 标准对照 空白对照 实验组 5.实验结论 4.实验结果 生物组织匀浆类似于_______，加入少量酸或碱后pH不会发生___________。 缓冲液 大幅度变动 11 6.思考与讨论 请根据模拟实验的结果，尝试构建机体维持PH稳定机制的模式图。 乳酸钠 +NaHCO3 +H2CO3 H2O+CO2 蔬菜水果中的OH‾进入血液 OH‾ +H2CO3 HCO3 ‾+H2O 机体剧烈运动 乳酸 由泌尿系统 肾脏排出 由呼吸系统排出CO2 内环境pH的稳态主要靠缓冲对调节 12 内环境的其他化学成分和理化性质也能维持在一定范围吗？ 结论：尽管气温波动范围较大，健康人的体温始终接近37.0℃，处于动态平衡中。 1、不同人的体温，会因年龄、性别不同存在微小差异； 体温的日变化规律 2、同一个人的体温，在一天不同时间也有变化，但变化幅度一般不超过1℃。 13 酸碱度 体温 血糖 血脂 渗透压 都是不断变化的，但都处于一定的范围内 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。 (1)概念: (2)实质: 内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡之中。 化学成分；如：水、无机盐、血糖、血脂 理化性质；如：温度、酸碱度、渗透压 维持相对稳定 (3)特点: ①稳态不是恒定不变，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范围内。 (4)影响因素: 外因: 内因: 外界环境的变化 体内细胞代谢活动的进行 14 肾是形成尿液的器官，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，即尿毒症，严重时会导致死亡。 你知道尿毒症吗？ 内环境稳态有没有可能被打破呢？如何维持内环境稳态？ 动态平衡 内环境改变 外界环境的改变 体内细胞代谢活动的进行 调节作用 （3）影响内环境稳态的因素: 稳态是如何实现的呢？需要哪些系统的参与？ 4.稳态 一、内环境的动态变化 16 学习任务二  对稳态调节机制的认识 阅读教材P9，完成以下内容： 1.【讨论展示】小组讨论，完成人体各器官、系统协调一致的正常运行，维持内环境稳态。2.阅读课本第10页，完成对稳态调节机制的探究历 3.【讨论辨析】对稳态失调的认识 （1）你阳过？高热是新冠肺炎的典型症状，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？ （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？ （3）援藏的人员到高原后常会出现头痛、乏力、心跳加快、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？ 思： 议： 展： 1、维持内环境稳态的基础是什么？ 人体各器官、系统协调一致地正常运行。 直接相关的系统： 消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统 直接相关的器官： 小肠、肺、肾脏、皮肤等 食物、水和无机盐 co2 o2 泌尿系统 消化系统 细胞 循环系统 呼吸系统 有机废物、水和无机盐 未被吸收的物质 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 小肠绒毛增大了吸收营养物质的表面积 内环境稳态与消化、呼吸、循环、泌尿系统的功能联系 1 维持内环境稳态的基础 二、对稳态调节机制的认识 机体内各个器官、系统，为什么能够保持协调一致呢？ 18 2 稳态调节机制的探究历程 1857年，贝尔纳推测：内环境保持稳定主要依赖神经系统的调节。 1926年，坎农提出稳态的概念。稳态不是恒定不变，而是一种动态平衡。提出：内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。 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。 二、对稳态调节机制的认识 内环境的稳态会不会出现失调的情形呢？ 贝尔纳 坎农 19 　　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？ 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，因此应该注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。 发高烧时，各种酶的活性发生变化。 代谢紊乱 引起机体功能异常。 严重可诱发器官功能不全或组织损伤。 3 分析内环境稳态失调的实例 20 　　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？ 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。 3 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 ？ 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。 21 稳态失调的原因 外环境变化过于剧烈 (外因) 调节功能出现障碍 (内因) 内环境的稳态遭到破坏 细胞代谢紊乱甚至导致疾病发生(危及机体健康) 人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。 3 分析内环境稳态失调的实例 通过以上学习，同学们能总结出内环境稳态失调的内因和外因吗？ 22 内环境稳态失调引起的健康问题 学习任务三  内环境稳态的重要意义 阅读教材P11，完成以下内容： (1)血糖和氧含量正常，保证机体_____________供应。 (2)________________等理化性质相对稳定，保证酶活性、细胞代谢正常。 (3)_________________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 。 内环境稳态是机体进行______________的必要条件。例如温度过高、过低或pH过小、过大都会直接影响_____________，从而影响细胞代谢。 思： 议： 展： ② 体温、pH等理化性质相对稳定 ③ 渗透压相对稳定 ④ 代谢废物排出 保证酶活性、细胞代谢正常 维持细胞的正常形态和功能 如尿素、CO2等排出可防止机体中毒 ① 血糖和氧含量正常 保证机体能量供应 意义：内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。 细胞代谢正常 理化性质稳定 化学成分稳定 内环境稳态 三、内环境稳态的意义 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。 25 稳态概念在不同层次上如何理解？ 心脏活动的稳态（血压、心率）、消化腺分泌消化液的稳态等 细胞的分裂和分化的稳态等 分子水平： 基因表达的稳态(如原癌基因和抑癌基因)、激素分泌的稳态（如胰岛素和胰高血糖素）、酶活性的稳态等 细胞水平： 器官水平： 群体水平： 种群数量的变化存在稳态 可见，在生态系统的各个层次上，都普遍存在着稳态。稳态已成为生命科学的一大基本概念. 个体水平： 内环境的稳态 生态系统： 生态系统的结构和功能存在稳态等 四、稳态概念的发展 26 炎炎夏季，在高温环境中从事体力劳动人，最容易发生中暑。中暑，即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。 分析内环境稳态失调的实例 与社会的联系 中暑分类 热射病：患者体温可达40℃以上，并伴有意识障碍、多器官功能损伤等。要迅速降温，体温越高持续时间越长，死亡率越高。 热衰竭：机体钠盐丢失过量、水电解质代谢紊乱以及有效循环血量不足的一种综合征。体温升高（不超过40℃）、多汗、眩晕。通过降低体温、补充含盐液体，及时治疗。 热痉挛：症状较轻，体温正常，常表现为腹部、腿部痉挛。主要是由于机体大量出汗，钠盐丢失过量有关，及时补充钠盐，短时间内恢复。 失温 失温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，并产生一系列寒颤、迷茫、心肺功能衰竭等症状，甚至最终造成死亡的病症。一般来说，如果人体的核心温度低于35度，就是医学上的失温，也就是低体温。 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。 29 外界环境 细胞 物质交换 物质交换 内环境 器官系统协调运行 稳态 基础 神经-体液-免疫调节网络 调节机制 正常生命活动的必要条件 参与共建 稳态的实质是内环境化学成分和理化性质维持相对稳定 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。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。 31 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $