摘要:
该高中生物学课件围绕内环境与稳态核心内容,系统涵盖物质交换途径、理化性质(pH、体温、渗透压)、稳态调节机制及失调实例,通过任务驱动(如分析代谢废物排出途径)和真实情境(如辅导作业引发呼吸性碱中毒案例)导入,衔接知识点形成“物质交换—理化性质—稳态调节—失调分析”完整脉络,为学生搭建学习支架。
其亮点在于情境化与探究性结合,以真实医学案例(呼吸性碱中毒)和实验设计(模拟维持pH稳定)驱动科学思维,通过分析稳态失调实例(如高血糖、高热)培养生命观念中的动态平衡观,融入健康问题(腹泻补水、高热降温)强化态度责任中的健康意识。对学生而言,理论联系实际提升解决问题能力;对教师而言,提供结构化资料与多样化活动设计,便于高效实施教学。
内容正文:
任务3:①体内细胞产生的代谢废物(如尿素、二氧化碳),是通过哪些器官排到体外的?
循环系统
组织细胞
血浆
外界环境
呼吸系统
组织液
皮肤
泌尿系统
内环境
外环境
四、内环境与外界环境物质交换
1
内环境
消化系统
食物
循环系统
组织液
淋巴液
血浆
空气
呼吸系统
外环境
组织细胞
四、内环境与外界环境物质交换
任务3:②Na+、葡萄糖、氨基酸和O2等分别是经过什么途径进入内环境的?
内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
2
【检测4】下列有关人体内环境的叙述,错误的是( )
A.②中的CO2含量低于组织细胞
B.图中②是血浆,内含葡萄糖、血浆蛋白和激素等成分
C.图中③与①最主要的区别是③中的蛋白质含量较少
D.图中④是细胞生存的液体环境,又称细胞外液
B
【检测5】下图为“细胞直接与内环境进行物质交换”的图解,其中②④⑤为细胞外液。下列相关叙述正确的是( )
A.图中①和③细胞所处的内环境分别是血液、组织液和组织液
B.若人长期营养不良,⑤中蛋白质含量降低,会使图中②液体增加,引起组织水肿
C.⑤中蛋白质含量比②和④中多,所以⑤的渗透压高于②和④
D.高原地区缺氧,人体内产生的CO2增多,所以⑤的pH会明显下降
B
假期里,父母们少不了给孩子辅导功课,家庭氛围瞬间从“母慈子孝”变“鸡飞狗跳”。“医生,我感觉不行了,胸闷还呼吸困难!”最近,家住上海市嘉定区南翔镇的徐女士因辅导暑期作业与孩子发生争执,出现胸闷、呼吸困难、四肢麻木、肌肉僵直、手指呈爪形等症状,被送往南翔医院急诊救治
情境:
所谓呼吸性碱中毒,是由于过快的呼吸导致身体排出过多二氧化碳,从而血液中酸碱值升高、动脉血二氧化碳分压降低,血浆碳酸氢盐相对增加,引起继发性呼吸性碱中毒等症状体征。
思考题1:血浆中的二氧化碳的正常值是多少?以血浆中的二氧化碳的浓度为例解释“动态平衡的”含义?
思考题2:血浆中的二氧化碳的“动态平衡的”调节机制?
思考题3:当肌肉细胞中产生过量乳酸时,是否会导致内环境的PH剧烈下降?为什么?
血浆pH:7.35~7.45
体温:37 ℃左右
渗透压:约770 kPa
无论春夏秋冬,风云变幻,它却总是轻波微澜。
——第1章 章首页
内环境的理化性质
内环境的成分
内环境的理化性质和各种化学成分处于动态平衡中。
为什么会不断变化?
7
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
来源
去路
内环境pH稳态的调节
内环境的缓冲原理(7.35-7.45)
产热
散热
内环境的相对稳定状态是在多器官、系统的协调配合下实现的“来源”与“去路”的平衡
9
一、内环境的动态变化
内环境
变化
外界环境的变化
体内细胞代谢活动的进行
动态平衡
1. 1 内环境各种化学成分和理化性质变化的原因
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作稳态。
二、对稳态调节机制的认识
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
细胞膜
稳态
基础
神经-体液-免疫调节网络
调节机制
[美]坎农:“我们的身体本身就在行使着医生的职能。”
[法]贝尔纳(1857年)首次提出内环境的概念
内环境保持稳定主要是依赖神经系统的调节。
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。
[美]坎农(1926年)首次提出稳态的概念
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。
二、对稳态调节机制的认识
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任务1:分析内环境稳态与各系统功能关系
如果某种器官的功能出现障碍,对内环境稳态会造成什么影响?
二、对稳态调节机制的认识
二、对稳态调节机制的认识
高血糖
高血脂
来源
去路
稳态失衡
任务2:分析内环境稳态失调实例(1)
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。
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。当外界环境的变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏,危及机体健康。
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二、对稳态调节机制的认识
任务3:分析内环境稳态失调实例
血糖浓度、血液含氧量保持在正常范围:保证细胞正常能量供应
温度、pH在适宜范围内: 酶活性正常,细胞代谢正常
渗透压正常:维持细胞形态和功能
……
细胞代谢紊乱
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
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
细胞膜
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
小结
内环境的变化会引发机体的自动调节,使其维持在相对稳定的范围内,这就是内环境稳态。
机体各器官、系统协调一致地正常运行,是维持内环境稳态的基础。细胞也参与了内环境形成和维持。
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
总结:内环境的稳态
1.概念:正常机体通过调节作用,使各个_____、_____协调活动,共同维持内环境的_________状态。
2.实质:内环境的各种_________和__________都处于动态平衡中。
3.影响内环境稳态的因素
①外因:外界环境因素的变化。
②内因:体内细胞不断进行的代谢活动。
4.内环境稳态的意义:
器官
系统
相对稳定
化学成分
理化性质
是机体进行正常生命活动的必要条件
成分稳定的意义------
渗透压稳定的意义-------
温度和酸碱度(PH)稳定的意义-----
为细胞代谢提供物质和条件
保持细胞正常的形态和功能
保证酶的正常活性
主要是神经-体液-免疫调节网络
三、内环境稳态的重要意义
章首页
稳态概念的发展
P11
进出肺泡壁细胞(2层)
进出毛细血管壁细胞(2层)
进出红细胞(2层)
进出毛细血管壁细胞(2层)
进入组织细胞(1层)
进入线粒体(2层)
O2
(1)O2从外界环境进入组织细胞,至少穿过 层生物膜;
进入组织细胞并加以利用,至少穿过 层生物膜。
2. 细胞与外界环境物质交换的穿膜问题
9
11
练习与应用
1.探究:模拟生物体维持pH的稳定
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,代谢过旺。
引起机体功能异常。
严重可诱发器官功能不全或组织损伤。
分析内环境稳态失调的实例
22
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。
分析内环境稳态失调的实例
补充盐水
23
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。
分析内环境稳态失调的实例
细胞代谢紊乱甚至导致疾病发生
内环境的稳态遭到破坏
调节功能出现障碍(内因)
外界环境变化过于剧烈(外因)
人体维持稳态的调节能力是______________________。
有一定限度的
2018年11月2日,美国圣地亚哥法庭判一个叫做“罗伯特欧阳”(Robert O. Young)的人,赔偿一名癌症患者1.05亿美元。他就是大名鼎鼎的“酸碱体质理论”的创始人。并且当庭承认是骗局!
据报道,美国某法庭判决“酸碱体质理论”的提出者赔偿一名癌症患者1.05亿美元。该 理论的主要意思是:①人的体质有酸性与碱性之分,酸性体质是“万病之源”;②人若要想健康, 应多摄入碱性食物,有些癌症患者受此理论影响,不去医院进行正规治疗,而寄希望于注射碱性物质以达到治愈目的。
课本 P-14
人体内环境pH的变化
依据本节课所学关于内环境稳态调节的相关知识,尝试评价“酸碱体质理论”。
实验表明,人体内环境存在缓冲系统,能够自动调节pH,使之达到动态平衡。普通食物不能引起内环境的酸碱度变化。
若你的亲朋好友为了健康而购买、饮用碱性水,你会怎么做?
人体内环境pH的变化
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课题:探究酸性和碱性物质进入体内,生物体的pH变化
实验对象
自变量
因变量
——生物组织材料
——酸性、碱性物质
——生物体pH的变化
——动物血浆、肝匀浆、蛋清等
——HCl/NaOH(均为0.1 mol/L)
——检测pH(pH计/pH试纸)
空白对照
已知具有减缓pH变化的能力的溶液,阳性对照
1.1 实验设计
1.探究:模拟生物体维持pH的稳定
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1.探究:模拟生物体维持pH的稳定
实验结果记录
实验数据处理
三次测量,取平均值
1.3 实验数据处理
如何更直观地体现pH的变化?
1.2 实验步骤
1.探究:模拟生物体维持pH的稳定
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以酸或碱的滴数(自变量)为横坐标,以pH(因变量)为纵坐标,绘制3种样液pH变化曲线。
实验结果记录
实验数据处理
1.4 实验数据处理
1.探究:模拟生物体维持pH的稳定
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实验结论
加入酸性或碱性物质后,内环境的pH在较小的范围内波动,内环境对外界pH的变化具有一定的缓冲能力。
1.4 实验结果和实验结论
1.探究:模拟生物体维持pH的稳定
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内环境
消化系统
食物
循环系统
组织液
淋巴液
血浆
空气
呼吸系统
外界环境
组织细胞
循环系统
组织细胞
血浆
外界环境
呼吸系统
组织液
皮肤
泌尿系统
内环境
去路
内环境的相对稳定状态是在多器官、系统的协调配合下实现的“来源”与“去路”的平衡
一、内环境的动态变化
来源
稳态
来源
去路
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