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

该高中生物学课件围绕“内环境稳态”这一核心概念展开，从血液生化检查引入，通过实验探究、案例分析与问题驱动层层递进，构建起从现象到本质、从个体到系统、从理论到应用的学习支架，帮助学生理解生命活动的动态平衡机制。 其亮点在于深度融合生命观念、科学思维与探究实践三大核心素养，以模拟pH稳定实验为典型范例，引导学生设计对比方案、分析数据并得出结论，体现结构与功能观和物质能量观，同时借助尿毒症、高烧等真实病例强化健康意识与社会责任。教学内容逻辑清晰，环节紧凑，既培养了学生的理性思维与实证精神，又提升了教师课堂组织与跨学科整合能力，助力学生形成科学的生命观和解决实际问题的能力。

第一章 人体的内环境与稳态 第2节 内环境的稳态 问题探讨 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。右图是某人的血液生化检查化验单的一部分。 1、为什么血液的生化指标能反映机体的健康状况？ 血液生化指标：血浆中各种化学成分的含量，其中包括机体多种代谢产物的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内。当机体某项生理功能出现障碍时，势必影响其代谢产物的含量。 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，内环境稳态表现为一种动态平衡；不同个体存在一定差异。 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？ （1）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。（2）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。 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)各种化学成分和理化性质在不断发生变化。 内环境会因此而剧烈变动吗? 食物代谢后会产生酸性和碱性物质，细胞代谢也会产生酸性物质，这些物质进入内环境，会使机体的pH发生怎样的变化呢？ 目标一：模拟生物体维持pH的稳定 1.实验原理：本实验采取对比实验的方法，通过向自来水、缓冲液和生物材料中加入酸或碱溶液引起pH的不同变化，定性说明在一定范围内生物体内液体环境与缓冲液相似，生物体的pH维持相对稳定与其含有缓冲物质有关。 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。 2.材料用具： （1）生物材料（必须是新鲜的）：肝匀浆、马铃薯匀浆、动物血浆、用2～5倍水稀释的鸡蛋清。 （2）试剂：pH为7的磷酸盐缓冲液、物质的量浓度为0.1mol/L的HCl（盛于滴瓶中）、物质的量浓度为0.1mol/L的NaOH（盛于滴瓶中）、自来水。 （3）用具：防护手套、护目镜、50mL烧杯、50mL量筒、pH计或pH试纸、镊子。 具有减缓pH能力的溶液 加了自来水稀释的生物材料现用现配，不可在4℃或者室温下存放，以避免微生物污染 3.实验步骤 （1）设计记录表：设计一个表格来记录不同实验材料的pH变化 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 空白对照 已知具有减缓pH变化能力的溶液，标准对照 （2）检测酸对自来水的pH的影响： ①将25ml自来水倒入50ml烧杯中，并测试起始pH ②加入酸并测量pH变化：一次加一滴0.1mol/L的HCl溶液，轻轻摇动，每加5滴测一次pH，直到加入30滴为止，将pH测定结果记入表中。 （3）检测碱对自来水的pH的影响 ①充分冲洗上述烧杯并向其中重新倒入25ml自来水，并测定起始pH ②如上述步骤②，一滴一滴加入0.1mol/L的NaOH溶液，测定并记录pH。 （4）充分冲洗烧杯，用缓冲液代替自来水，重复上述步骤 （5）充分冲洗烧杯，选不同生物材料代替自来水，并重复上述步骤。 3.实验步骤 加酸或加碱时，要一滴一滴加入，并严格控制滴数 目的：避免残留的HCl与NaOH反应，使实验现象不明显 目的：为了防止不同的材料混合，影响实验结果 4.结果分析 如何更直观地体现pH的变化？ 根据所得数据，以酸或碱的滴数为横坐标，以溶液pH为纵坐标，绘制不同实验材料在各种条件下的pH变化曲线。 肝匀浆 自来水 磷酸缓冲液 结果分析：在一定范围内，生物材料的性质类似于缓冲液而不同于自来水，推测生物材料内含有缓冲物质，能够维持pH的相对稳定。 结论：滴加盐酸后，自来水pH逐渐减小。滴加NaOH溶液后，逐渐增大 结论：无论滴加盐酸还是NaOH溶液，缓冲液的pH均保持相对稳定 结论：无论滴加盐酸还是NaOH溶液，生物材料的pH均保持相对稳定。 5.注意事项 （1）HCl和NaOH均有腐蚀性，要避免其与皮肤和眼睛接触。 （2）至少选两种生物材料进行实验。 （3）加入酸或碱时，要一滴一滴的加入，并严格控制滴数。 （4）加入酸或碱后要待其稳定后再测pH。 （5）一定要充分冲洗烧杯等。 合作学习 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 1.在“模拟生物体维持pH的稳定”实验中，其自变量、因变量、无关变量分别有哪些？ 自变量：自来水、缓冲液、肝匀浆 酸性、碱性物质HCl/NaOH（均为0.1 mol/L） 因变量：自来水、缓冲液、肝匀浆pH的变化 无关变量：HCl、NaOH溶液的浓度等 2.本实验的设计原则有哪些？ 对照原则、单一变量原则、等量原则 1.内环境稳态： （1）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叫做稳态。即化学成分（水、无机盐、各种营养物质、代谢产物）和理化性质（pH值、渗透压、温度）处于动态平衡。 （2）实质：内环境的各种化学成分和理化性质都处于动态平衡中。 pH：7.35～7.45 ；温度：37℃左右 ；渗透压：约770kPa（37℃时） 目标二：内环境的动态变化 一 思考： 剧烈运动会使肌肉产生大量乳酸等酸性物质，这会影响血浆的pH吗？在这种情况下，机体是如何维持细胞外液的酸碱度的？ 食物代谢后会产生酸性和碱性物质，细胞代谢也会产生酸性物质，这些物质进入内环境，会使机体的pH发生怎样的变化呢？ 目标二：内环境的动态变化 内环境pH能维持在一定范围内,是因为其中含有____________ 很多缓冲对 人体内环境最重要的缓冲对是___________其次是__________ HCO3-/H2CO3 HPO42-/H2PO4- 人体内环境缓冲pH变化的调节需要多个器官、系统的协调 ①酸碱度的动态变化 现在有些生产厂家在售卖饮用水时，宣称碱性水为“健康水”。若你的亲朋好友为了健康而购买、饮用碱性水，你会怎样做？ ②体温的动态变化 a.不同人的体温，会因年龄、性别等的不同存在微小的差异； b.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1℃; c.尽管气温波动范围较大,但健康人的体温始终接近37℃。 （3）体现： ①稳态不是恒定不变的，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的范围内 ③稳态的实质是内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡之中。 （4）影响内环境稳态的因素: ①外因:_________________________ ②内因:_________________________ 外界环境的变化 体内细胞代谢活动的进行 【典型例题】 例1.在连续恒速给药（如静脉输注）的过程中血药浓度会逐渐增高，一段时间后可达稳定而有效的血药浓度，此时药物吸收速度与消除速度达到平衡，这时的血药浓度称为稳态血药浓度。结合相关知识判断下列说法错误的是（ ） A．稳态是内环境的各种化学成分维持相对稳定状态，注射药物不影响其稳态 B．注射量相同的情况下，静脉注射比肌肉注射会使药物更快达到全身各部位 C．理想的给药剂量应使稳态血药浓度维持在最小中毒浓度与最小有效浓度之间 D．当治疗效果发生不良反应时，可通过测定稳态血药浓度对给药剂量加以调整 A 目标三：对稳态调节机制的认识 (1)人体各器官、系统协调一致地正常运行，是维持内环境稳态的基础。 外界环境 食物 O2 CO2 H2O、无机盐、尿素等 消化系统 呼吸系统 泌尿系统 皮肤 循环系统 组织细胞 内环境 淋巴液 血浆 组织液 养料 O2、养料 CO2等代谢产物 O2 CO2 代谢产物 代谢产物 O2、养料 CO2等代谢产物 1.维持内环境稳态的基础 食物、水 和无机盐 CO2 O2 未吸收的物质 有机废物、 水和无机盐 呼吸系统 消化系统 泌尿系统 循环系统 直接相关的系统： 起调节作用的系统： 消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统 神经系统、内分泌系统、免疫系统 目标三：对稳态调节机制的认识 人体各器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。 二 尿毒症: 例如，肾是形成尿液的器官，当发生肾功能衰竭时，形成的尿液不足，代谢废物无法排出体外，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。 糖尿病：由于胰岛素活性不足以及胰升糖素活性过多引起糖、脂肪、蛋白质的代谢紊乱。 只有机体内各个器官、系统协调合作，内环境才能处于稳态 （2）如果某种器官的功能出现障碍，就会引起稳态失调。 最初推测（法国，贝尔纳）内环境保持稳定主要依赖神经系统的调节。 经典解释（美国，坎农）：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。 现代观点：神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。 2.内环境稳态的调节机制 02 外环境变化过于剧烈 （外因） 功能障碍 （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 3.内环境稳态失调的原因 人体维持内环境稳态的调节能力是有限的。当外界环境变化过于剧烈，或人体自身的调节功能出现障碍时，内环境稳态就会遭到破坏。 Ⅰ呼吸系统 Ⅱ消化系统 ①消化作用 Ⅲ泌尿系统 ②重吸收 Ⅳ皮肤 ③滤过作用 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示4种能直接与内环境进行物质交换的器官或系统，①②③表示生理过程 合作学习 例2.下图是一张生物概念图，下列有关分析不正确的是（ ） A．①、②是体液调节和免疫调节，③、④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．内环境的稳态和生态系统的平衡一样，其维持自身稳定的能力是有限的 B 【典型例题】 病例1：发烧 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。 病例2 ：腹泻 大量出汗或严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境渗透压会降低。这样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、周身不适、表情淡漠、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。 病例3：高原病 这说明外界环境的变化会影响内环境的稳态。 到高原后会出现头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状，这是因为高原空气稀薄，大气压和氧分压低，易造成体内缺氧。 病例4：中暑 中暑是指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。 病例5：失温 2021年5月22日，甘肃一山地马拉松赛遭遇极端天气，21人死亡多人受伤。一群热爱运动、热爱生命的人却被意外无情地剥夺了生命，造成事故的主要原因——就是失温。 病例5：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。 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件 内环境稳态 成分稳定 理化性质稳定 物质和能量 细胞代谢 条件（酶活性强） pH适宜 供应 保证 温度适宜 (4)代谢废物排出 (1)血糖和氧含量正常 保证机体能量供应 (2)体温、pH等理化 性质相对稳定 保证酶活性、细胞代谢正常 (3)渗透压相对稳定 维持细胞的正常形态和功能 可防止机体中毒 三 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件 目标四：内环境稳态的重要意义 (1)渗透压是维持组织细胞结构与功能的重要因素 食物过咸会直接使血浆渗透压升高，使得组织细胞通过渗透作用失水，水分进入组织液中，进而流入血管，导致口干舌燥。 (2)适宜的体温和pH是酶正常发挥催化作用的基本条件 人体内正常情况下，pH应保持在7.35~7.45，过酸过碱均可以依赖于缓冲对NaHCO3/H2CO3 Na2HPO4/NaH2PO4进行调节，但过多的酸碱性物质则对身体有毒害作用。 血浆蛋白异常： 血浆蛋白过少导致血浆渗透压下降，组织液渗透压吸水引发组织水肿。 血糖异常： (3)正常的血糖水平和血含氧量是供给机体所需能量的重要保障 人体低血糖会出现四肢发冷甚至昏迷的现象，需及时补充糖分；血糖过高会导致糖尿病，糖尿病患者会有三多一少现象——吃得多、喝得多、尿的多、体重减少。 (4)内环境中过多的代谢产物如尿素、CO2等会使机体中毒。 血钙含量异常： 机体缺乏血钙会导致抽搐，而血钙含量过多会导致肌无力。 尿素等代谢产物异常： 代谢产物加重了肾脏的负担，严重时会导致尿毒症、肾衰竭。 注意： （1）内环境达到稳态时，人不一定不患病，如镰刀细胞贫血是遗传物质改变导致红细胞形态异常造成的。 （2）内环境稳态遭到破坏时，代谢速率不一定下降，如成年人甲状腺激素分泌异常增多时，代谢速率上升，表现出甲亢症状。 （3）内环境维持稳态，生命活动不一定正常，如植物人。 例3.内环境是体内细胞和外界环境进行物质交换的媒介，下列关于人体内环境及其稳态的叙述，正确的是（ ） A.血浆渗透压的大小主要与蛋白质的含量有关 B.血钠过低会引起组织水肿并影响兴奋的传递 C.肌肉细胞无氧呼吸产生乳酸进入血浆，使血浆PH显著降低 D.内环境各个成分的含量稳定时，细胞各项生命活动就能正常进行 【典型例题】 B 可见，在生态系统的各个层次上，都普遍存在着稳态。 1.不同层次的系统都存在着类似内环境稳态的特性 分子 细胞 器官 群体 如胰岛素、胰高血糖素 ATP、ADP 如细胞分裂、分化 如血压、心率 如种群数量变化、 生态系统的结构和功能 合作学习 人体的内环境与稳态 【知识总结】 当堂检测 1．稳态是生命系统的特征，也是机体存活的条件。下列叙述正确的是（    ） A．内环境的稳态是指内环境的理化性质保持相对稳定 B．机体内酶活性保持相对稳定体现分子水平上存在着稳态 C．K+和Cl-和对于维持内环境渗透压的稳态具有关键性作用 D．神经-激素-免疫调节网络是机体维持内环境稳态的主要调节机制 B 2．血液中丙氨酸氨基转移酶（ALT）的正常含量为0-40U/L，是肝脏细胞受损程度的检测指标之一，下列对人体内ALT的说法正确的是（    ） A．ALT是血浆蛋白，主要在细胞外液中发挥催化作用 B．ALT在血液中含量的波动说明内环境稳态的失调 C．血液中ALT超标，ALT对肝脏细胞的调节会出现紊乱 D．ALT超标很可能是由于肝脏细胞受损释放到血液所致 D 3．血氧饱和度是指血液中与氧结合的血红蛋白占全部血红蛋白的比例。正常情况下，人体的血氧饱和度应为95%～100%，饱和度低于90%时具有一定的危险性，此时应尽快吸氧。下列有关叙述错误的是（　　） A．已经与血红蛋白结合的氧气不属于内环境的成分 B．血氧饱和度降低导致头晕与脑细胞能量供应不足有关 C．血氧饱和度下降时交感神经的兴奋性可能会增强 D．血浆各项成分处于正常范围内说明机体的内环境处于稳态 D 4.内环境稳态的维持与人体健康有密切的关系。下图是人体内环境稳态概念图，据图回答有关问题 (1)图①②分别代表__________和__________。 (2)正常人血浆的pH能保持相对稳定，与它含有_______________ __________________等缓冲对有关。 (3)一个人长时间发高烧，会出现全身乏力、食欲不振等症状，主要原因是___________________________。 (4)内环境渗透压稳态的意义是____________________________。 (5)目前普遍认为，____________________调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。 组织液 内环境 H2CO3/HCO3- H2PO4-/HPO42- 体温过高使体内酶的活性降低 维持细胞正常的形态和功能 神经-体液-免疫 这个生物袋内必须装“羊水”,能够为早产 羊羔提供适宜的液体环境。该“羊水”除水 和电解质外，还应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，与早产羊羔脐带连通。早产羊羔靠机器胎盘来获得养料，排除代谢废物，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内。 【知识链接】 人造子宫 课堂 小结 内环境 细胞 物质交换 外界环境 物质交换 器官系统协调运行 稳态 基础 参与共建 正常生命活动的必要条件 神经-体液-免疫调节网络 调节 机制 $