内容正文:
1.2 内环境的稳态
学习
目标
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.关注健康问题,增强自我保健和关爱他人的意识。
预习梳理
一、内环境的动态变化
1.动态变化
内环境的各种 和 都处于动态平衡中。
(1)pH:人体通过缓冲对如 和 等维持pH的相对稳定。
(2)体温:不同人的体温,会因年龄、性别等的不同而存在微小差异;同一个人的体温在一日内也有变化,但健康人的体温始终接近 。
(3)内环境的成分如血糖、血脂,以及 等理化性质不断变化,但都处于一定范围内。
2.稳态的概念
正常机体通过 作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的 状态。
二、对稳态调节机制的认识
1.维持内环境稳态的基础:人体 协调一致地正常运行。
2.对稳态调节机制的认识
3.稳态失调的原因
人体维持稳态的调节能力是有 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。
三、内环境稳态的重要意义
1.意义:内环境稳态是机体进行 的必要条件。
2.实例
(1)氧化分解葡萄糖为细胞代谢提供能量,需要 和 保持在正常范围内。
(2)酶正常地发挥催化作用,需要 和 等都在适宜的范围内。
四、稳态概念的发展
预习检测
(1)内环境稳态是指组成内环境的各种物质总是处于动态平衡状态。( )
(2)机体内环境pH的相对稳定主要靠H2P/HP维持。( )
(3)稳态只通过消化、呼吸、循环、泌尿系统的协调活动来维持。( )
(4)当人体的自身调节功能出现障碍时,内环境稳态会失调。( )
(5)只要人体自身的调节功能正常,人体的内环境就可以保持稳态。( )
(6)内环境温度异常会导致细胞内酶的活性改变。( )
(7)内环境是细胞代谢的主要场所。( )
(8)在生命系统的各个层次上,都普遍存在着稳态。( )
任务活动
任务一 探究·实践模拟生物体维持pH的稳定
1.实验目的:通过比较自来水、 和生物材料中加入酸或碱后pH的变化,推测生物体是如何维持pH稳定的。
2.实验步骤
(1)设计实验记录表。
(2)将25mL 倒入50mL烧杯中。
(3)用pH计或pH试纸测试起始的 ,并作记录。
(4)一次加一滴0.1mol/L的HCl,然后轻轻摇动,加入5滴后再测pH,重复这一步骤直到加入了30滴为止。将pH测定结果记入表中。
(5)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(4),一滴一滴地加入0.1mol/L的 ,测定并记录pH。
(6)充分冲洗烧杯,用缓冲液、 代替自来水,重复步骤(2)~步骤(5),记录结果。
3.实验结果与讨论
(1)对自来水的处理
结果:滴加HCl后,自来水pH逐渐减小;滴加NaOH后,自来水pH逐渐增大。
(2)对缓冲液的处理
结果:无论滴加HCl还是NaOH,缓冲液的pH均保持相对稳定。
(3)对生物材料的处理
结果:无论滴加HCl还是NaOH,生物材料的pH均保持相对稳定。
(4)实验结论:比较以上三种曲线的变化规律可知,生物材料的性质类似于 而不同于自来水,说明生物材料内含有 ,从而能维持pH相对稳定。
4.注意事项
(1)实验开始时,需要对自来水、缓冲液、生物材料的pH进行检测。
(2)HCl和NaOH均有腐蚀性,要避免与皮肤和眼睛接触。
(3)加入酸或碱时,要一滴一滴地加入,并严格控制滴数。
(4)实验中每次滴加酸或碱后要摇匀使其充分混合,确保pH检测结果的准确性。
[分析]
1.磷酸缓冲液(含有NaH2PO4/Na2HPO4)中加入少量酸或碱后,pH变化不显著,原因是 。
2.生物材料(如肝匀浆)加入酸或碱后pH基本不发生变化,原因是 。自来水中加入酸或碱后pH变化明显的原因是 。
3.本实验的自变量是 ,该实验的因变量是 ,每组中所加酸或碱的浓度和量属于 变量。每次滴加HCl(或NaOH)的量和浓度相同,遵循了实验中的 原则。
归纳拓展
人体维持pH稳定的机制
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,从而使血浆的酸碱度保持相对稳定(以H2CO3/NaHCO3缓冲对为例)。
例1[多选][2025·江西上饶月考]某生物兴趣小组为了探究“生物体维持pH稳态的机制”,用自来水、鸡蛋清稀释液、李子匀浆等为实验材料进行了相关实验,所得部分实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.实验过程滴加的“某溶液”中应有酸碱缓冲物质
B.据图可知,鸡蛋清稀释液比李子匀浆维持pH稳定的能力更强
C.增加一个缓冲液组,可使实验结果更具有说服力
D.鸡蛋清稀释液中有酸碱缓冲物质,李子匀浆中没有
任务二 内环境的动态变化及内环境稳态的调节机制
【资料1】如图是某人血液生化检验结果报告单。
(1)血液的生化指标能反映机体的健康状况,其原因是 。
(2)在做血液生化检验前要处于“空腹”状态,医学上的“空腹”一般要求采血前12~14小时内禁食,原因是 。
(3)每种成分含量的参考值不是一个常数,而是在一定范围内波动,这说明 。
【资料2】内环境稳态与消化、呼吸、循环、泌尿系统的功能联系如图所示。
(1)与内环境稳态维持直接相关的系统为A: 、B: 、C: 、D: 。
(2)与内环境稳态维持有关的器官有 、肺、 、小肠等。
[拓展]内环境稳态的调节机制——神经—体液—免疫调节网络
(1)神经调节:内环境稳态调节的主要方式,神经系统能够及时感知机体内、外环境的变化并作出反应,以调节各器官、系统的活动,实现机体稳态。
(2)体液调节:某些化学物质,如激素、CO2、H+等通过体液传送的方式对生命活动进行调节,其中主要是激素调节。
(3)免疫调节:免疫系统通过发现并清除异物、病原微生物等对内环境的稳态起调节作用。
反馈评价
例2[2025·广东东莞高二月考]稳态是生命系统的重要特征,内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。下列有关稳态的叙述,正确的是( )
A.机体维持稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节网络
B.内环境中可检测到葡萄糖、血红蛋白、呼吸酶等成分
C.健康人通过内环境稳态的调节,可以适应任何环境变化
D.内环境稳态是指内环境温度、酸碱度和渗透压的相对稳定状态
例3[2025·河北沧州高二月考]正常情况下,转氨酶主要分布在各种组织细胞内,肝脏中的含量最高,血浆中的含量很低。当某种原因使细胞膜通透性增强或组织坏死导致细胞破裂后,可有大量转氨酶进入血浆。下列叙述正确的是( )
A.正常情况下,内环境的各项生化指标都是固定不变的
B.可通过检测血液中转氨酶的量来诊断受检者肝功能是否异常
C.酶和激素都是分泌到细胞外起作用的
D.化学成分的稳定就是内环境稳态的实质
任务三 内环境稳态的重要意义
【资料】(1)人体内体温、pH相对稳定。
(2)人体内渗透压相对稳定。
(3)人体内血糖浓度和氧气含量相对稳定。
(4)人体长时间处于低温条件下,会出现发热等症状。
1.实例(1)(2)涉及内环境的理化性质,实例(1)保证 正常地发挥催化作用;实例(2)可维持细胞正常的 。
2.实例(3)保证机体的 供应。
3.实例(4)产生的原因是 。
归纳拓展
内环境稳态失调引起的疾病
病症名称
内环境理化性质变化
引起的症状
尿毒症
尿素等代谢废物在体内积累
自身中毒和综合病症
糖尿病
血液中葡萄糖含量过高
多食、多饮、多尿、口渴、饥饿感强烈、身体消瘦
高原反应
体内缺氧,血氧过低
头痛、乏力、心跳加快
发烧
体温过高,影响酶的活性
食欲不振、四肢无力
严重腹泻
丢失大量的水和无机盐
疲倦、周身不适、恶心
中暑
高温引起机体体温调节功能紊乱
高热、皮肤干燥、恶心、呕吐、食欲不振、心悸、头痛等
反馈评价
例4内环境稳态是机体细胞进行正常生命活动的必要条件,下列叙述错误的是( )
A.细胞代谢的正常有序进行有助于维持内环境的相对稳定状态
B.内环境稳态有利于维持细胞正常形态和细胞内酶促反应的正常进行
C.内环境中各种化学成分保持相对稳定时,机体内环境就能处于稳态
D.稳态的实现需依赖调节作用,机体维持稳态的调节能力是有限的
例5[多选][2025·江西抚州高二月考]醉氧即低原反应,指长期在高海拔地区工作的人,重返平原居住后会发生不适应,从而出现疲倦、嗜睡、头昏、腹泻等症状。下列叙述正确的是( )
A.患者发生严重腹泻后,补充水分的同时要注意补充无机盐
B.与乙酰胆碱、血红蛋白一样,氧气也是内环境的组成成分
C.醉氧症状的出现是外界环境的变化导致内环境稳态暂时失衡的结果
D.醉氧症状的出现说明内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
答案
预习梳理
一、1.化学成分 理化性质
(1)HC/H2CO3 HP/H2P (2)37 ℃
(3)渗透压
2.调节 相对稳定
二、1.各器官、系统
2.神经系统 神经调节和体液调节 神经—体液—免疫
3.一定限度
三、1.正常生命活动
2.(1)血糖浓度 血液中的含氧量 (2)温度 pH
四、分裂和分化 结构和功能
预习检测
(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)√
[解析] (1)内环境稳态是指内环境的各种化学成分和理化性质处于相对稳定状态。
(2)机体内环境pH的相对稳定主要依靠HC/H2CO3维持,其次还有H2P/HP等。
(3)维持内环境稳态的基础是人体内各器官、系统协调活动,不仅仅是消化、呼吸、循环和泌尿系统。
(5)即使人体自身的调节功能正常,但如果处在恶劣环境中过长时间,人体内环境的稳态也可能会被破坏。
(7)细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
任务活动
任务一
1.缓冲液
2.(2)自来水 (3)pH (5)NaOH (6)生物材料
3.(4)缓冲液 缓冲物质
[分析]
1.磷酸缓冲液中NaH2PO4呈酸性,当加入少量NaOH时,可以中和OH-;Na2HPO4呈碱性,当加入少量HCl时,可以中和H+
2.生物材料中含有缓冲物质 自来水中没有缓冲物质
3.不同实验材料、滴加酸或碱的滴数 每组的pH变化 无关 单一变量
反馈评价
例1 BC [解析] 随着滴加某溶液的量增加,pH升高,可知图中滴加的物质为碱性溶液(如NaOH),不含有酸碱缓冲物质,A错误;据题图可知,随着滴加某溶液的量增加,鸡蛋清稀释液的pH变化幅度小于李子匀浆,因此可说明鸡蛋清稀释液比李子匀浆维持pH稳定的能力更强,B正确;缓冲液可维持自身pH的相对稳定,因此增加一个缓冲液组,可使实验结果更具有说服力,C正确;与自来水组相比,李子匀浆组在一定范围内pH变化较小,说明李子匀浆中也可能存在能维持pH稳定的物质,D错误。
任务二
[资料1] (1)当机体某项生理功能出现障碍时,血浆内相应的代谢产物的含量会发生变化
(2)进食会导致血液成分的含量发生变化,进而影响检验结果
(3)内环境稳态是相对的,处于动态平衡
[资料2] (1)呼吸系统 泌尿系统 消化系统 循环系统
(2)皮肤 肾脏
反馈评价
例2 A [解析] 机体维持稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节网络,A正确;血红蛋白和呼吸酶均位于细胞内,B错误;健康人通过内环境稳态的调节适应环境变化,但机体维持内环境稳态的调节能力是有一定限度的,C错误;内环境稳态还包括内环境中的化学成分的相对稳定状态,D错误。
例3 B [解析] 内环境中各种理化性质和化学成分是相对稳定的,而不是固定不变的,A错误;血浆中转氨酶含量升高可判断肝脏发生了病变,这说明内环境的生化指标能反映机体的健康状况,可作为诊断疾病的依据,B正确;有些酶在细胞内发挥作用,例如呼吸酶,C错误;内环境稳态的实质是各种化学成分和理化性质保持相对稳定,D错误。
任务三
[资料] 1.酶 形态和功能
2.能量
3.人体维持稳态的调节能力是有一定限度的
反馈评价
例4 C [解析] 细胞不仅依赖于内环境,也参与内环境的形成与维持,所以细胞代谢的正常有序进行有助于维持内环境的相对稳定状态,A正确;内环境保持稳态使渗透压、温度、pH等都处于适宜范围内,这有利于维持细胞正常形态和细胞内酶促反应的正常进行,B正确;内环境稳态不仅包括化学成分的相对稳定,还包括体内渗透压、温度、pH等理化性质的相对稳定,C错误;人体对内环境稳态的调节是有一定限度的,当外界环境变化过于剧烈或人体自身调节功能出现障碍时,内环境稳态就会失调,D正确。
例5 ACD [解析] 患者发生严重腹泻后,除了丢失水分外还丢失大量的无机盐,因此补充水分的同时要注意补充无机盐,以保持渗透压的稳定,A正确;血红蛋白是存在于红细胞内的蛋白质,不属于内环境的组成成分,B错误;醉氧是外界环境的变化即外界氧气含量的突然增加导致内环境中氧气含量发生变化的现象,C正确;机体各种生命活动的正常进行需要在一个相对稳定的环境下进行,醉氧说明内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,D正确。
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