内容正文:
选择性必修一 第一章 人体的内环境与稳态
无论春夏秋冬,风云变幻,
它却总是轻波微澜。
稳态是生命系统的特征,
也是机体存活的条件。
它让每一个细胞分享,
又靠所有细胞共建。
第二节 内环境的稳态
1
知识点一 内环境的动态变化
01实验探究——模拟生物体维持pH的稳定;
02稳态概念、实质、影响因素;
知识点三 内环境稳态的重要意义
01内环境稳态的重要意义;
知识点四 内环境稳态的发展
01内环境在分子、细胞、器官、系统等水平领域的发展;
知识点二 对稳态调节机制的认识
01维持内环境稳态的基础和参与的系统;
02稳态调节机制的认识历程;
03内环境稳态失调的实例
目 录
2
尝试解释生物体维持pH稳定的机制
说明内环境稳态及其生理意义
学习目标
简述稳态的调节机制
1
2
3
3
1. 重点:
2. 难点:
学习重、难点
①内环境稳态的概念与实质。
②内环境稳态的调节机制。
③内环境稳态的生理意义。
①理解内环境稳态是动态的相对稳定,而非恒定不变。
②理解神经—体液—免疫调节网络的协同作用,辨析稳态调节的限度。
③结合具体实例分析稳态失调的原因与对机体的影响。
4
内环境的动态变化
知识点 1
1.疫情期间大家每天都要测几次体温,右图是一家三口一天的体温变化,同一个人是否完全相同?家人的体温间是否完全相同?一般相差多少?
问题探讨
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℃。尽管气温波动范围较大,但健康人的体温始终接近37℃。
一、内环境的动态变化
血液生化指标指的是血液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,因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况,并可以作为诊断疾病的依据。
我
0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 36.3 36.8 36.9 37 36.7 36.4 妈妈
0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 36.3 36.6 36.8 36.8 36.6 36.4 爸爸
0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0. 875 36.1 36.4 36.5 36.6 36.3 36.2
2.剧烈运动体温会适度升高,但经过大量排汗,毛细血管舒张,血流量增加。很快恢复正常温度,这一过程反映了内环境怎样的特点?
问题探讨
机体可以通过调节作用,会使体温在一定范围内波动,处于动态平衡。
一、内环境的动态变化
血液生化指标指的是血液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,因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况,并可以作为诊断疾病的依据。
健康人的餐后血糖变化
进食后,食物中的碳水化合物被消化吸收,转化为葡萄糖进入血液循环,血糖水平逐渐升高达到峰值,随着时间推移,葡萄糖转运到细胞内进行代谢或储存,血糖逐渐下降,回到餐前水平。
问题探讨
3.血糖浓度会随进食发生怎样的波动,为什么不会持续升高或降低?
一、内环境的动态变化
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。
内环境会因此而剧烈变化吗?
一、内环境的动态变化
1.“酸碱体质理论”中的以下观点你认同吗?
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
人们真的可以通过调节饮食而改变内环境的pH吗?要了解这个问题我们通过实验来探究一下。
一、内环境的动态变化
与生活的联系
实验探究——模拟生物体维持pH的稳定
1.实验目的:
3.自变量:
4.因变量:
通过比较自来水、缓冲液(如:HPO42-/H2PO4-)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.实验原理:
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。
酸/碱性物质(0.1mol/L 的 HCl,0.1mol/L 的 NaOH)
不同组别 pH 的变化
一、内环境的动态变化
实验探究——模拟生物体维持pH的稳定
5.实验材料:
防护手套
护目镜
pH计
pH试纸
50mL量筒
50mL烧杯
一、内环境的动态变化
实验探究——模拟生物体维持pH的稳定
6.方法步骤:
①在记录本中,画一个表格;
②将25ml自来水、缓冲液、生物材料分别倒入50ml烧杯中,用pH计或pH试纸测定起始pH并做记录;
③一次滴加一滴0.1mol·L-1的HCl或NaOH,轻轻摇动,加了5滴后测定并记录一次pH,重复这一步骤直至滴入30滴;
④以pH为纵坐标,以酸或碱的滴数为横坐标,将记录数据作图;
⑤比较并得出结论。
一、内环境的动态变化
实验探究——模拟生物体维持pH的稳定
6.方法步骤:
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
已知具有缓冲能力的溶液,做标准对照
实验组
一、内环境的动态变化
视频演示——模拟生物体维持pH的稳定
材料
(25mL) 0.1mol/L的HCl滴数 0.1mol/L的NaOH滴数
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
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 6.4 6.2 6.1 6.0 6.0 5.9 5.9 6.3 6.4 6.5 6.7 6.7 6.8 7.0
7.实验结果:
实验探究——模拟生物体维持pH的稳定
一、内环境的动态变化
8.实验结论:
生物材料的性质类似于缓冲液而不同于自来水,说明生物材料内含有缓冲物质,能够维持pH的相对稳定。
实验探究——模拟生物体维持pH的稳定
一、内环境的动态变化
人体内环境中也有很多缓冲对,其中最重要的是 ,其次还有HPO42-/H2PO4-等。当一定量的酸性或碱性物质进入后,内环境的pH仍能维持在一定范围内。
机体维持pH稳定的机制:
HCO3-/H2CO3
一、内环境的动态变化
1.“酸碱体质理论”中的以下观点你认同吗?
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
(1)请运用本章所学关于内环境稳态的知识, 尝试对“酸碱体质理论”进行评判。
思维训练:
“酸碱体质理论”缺乏充足的科学依据,理由如下。
现代医学和中医学中都没有酸性体质和碱性体质的分法,人体内环境正常pH稳定在7.35~7.45,呈弱碱状态,但不意味着健康身体的每部分都偏碱性。例如,胃液呈强酸性,尿液呈弱酸性,阴道分泌物也呈弱酸性。食物虽有酸性、碱性的区分,但内环境相关知识表明,普通食物不可能引起内环境的酸碱度变化,因为人体内存在缓冲系统可以自动调节pH,使之保持一种动态的平衡。
1.“酸碱体质理论”中的以下观点你认同吗?
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
(2)现在有些生产厂家在售卖饮用水时,宣称碱性水为“健康水”。此说法是否可信?你会给周围人什么建议?
思维训练:
说法不可信。应积极向亲朋好友宣传相关科学知识,劝阻他们不要受生产厂家的广告误导。
1.分别向20 mL的新鲜血浆中滴加相同浓度的稀HCl和稀NaOH溶液,在一定范围内,血浆酸碱度变化与滴加滴数的关系正确的是( )
D
随堂检测
解析:由于血浆中有缓冲物质,故滴加少量酸或碱,其pH基本不变,但这种调节能力是有限的,若滴加过量的碱,pH会升高,滴加过量的酸,pH会降低。
像PH、体温一样,健康人内环境的每一种成分如血糖血脂,以及渗透压等理化性质都是不断变化的,但通过机体的调节作用都处于一定的范围内,处于动态平衡。
PH
血糖
体温
我
0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 36.3 36.8 36.9 37 36.7 36.4 妈妈
0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 36.3 36.6 36.8 36.8 36.6 36.4 爸爸
0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0. 875 36.1 36.4 36.5 36.6 36.3 36.2
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(动态平衡)状态叫作稳态。
稳态:
(1)定义:
(2)实质:
内环境的各种化学成分和理化性质在不断变化,都处于一种动态平衡中。
一、内环境的动态变化
常规体检血液生化检查报告
健康机体各种化学成分的含量一般都处于正常范围内,当机体某种生理功能出现障碍会引起指标的变化以了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。
一、内环境的动态变化
某单位职工代表队A与专业运动员B进行了一次足球友谊赛。如图为比赛阶段和赛后血液中的乳酸含量变化情况;
一、内环境的动态变化
健康人内环境的每一种成分如血糖、血脂,以及渗透压等理化性质都是不断变化的,但都处于一定的范围内,若某种成分含量高于或低于参考值;则预示机体可能处于不健康的状态。
。
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(动态平衡)状态叫作稳态。
1.稳态:
(1)定义:
(2)实质:
(3)影响内环境稳态的因素:
内环境的各种化学成分和理化性质在不断变化,都处于一种动态平衡中。
外因:
内因:
外界环境的改变过于剧烈
人体自身的调节功能出现障碍
一、内环境的动态变化
练一练
27
1.初到高原的人往往发生高原反应,出现呼吸困难、发热、尿量减少等症状,严重时还会导致肺气肿。如图表示某人从初进高原到完全适应,其体内血浆中乳酸浓度的变化曲线。重返平原后会发生低原反应(俗称“醉氧”),出现疲倦、无力、嗜睡、胸闷、头昏、腹泻等症状。下列叙述正确的是 ( B )
B
随堂检测
A.图中AB段上升的原因是人体主要进行无氧呼吸,产生大量的
乳酸进入血浆
B.高原反应过程中,人体血浆的pH可能会略有降低
C.“醉氧”是由内环境中血红蛋白过多导致运输氧气能力过强
D.高原反应或“醉氧”的产生是由于机体丧失了对内环境稳态
的调节能力
27
稳态是如何实现?稳态调节机制的认识又经历怎么的过程呢?
对稳态调节机制的认识
知识点 2
正常人和糖尿病患者餐后的血糖变化
说明内环境成分和理化性质需要各器官、系统协调一致地正常运行,否则也会失衡。
问题探讨
1.健康人餐后通过相应器官和系统的调节作用,可以将血糖很快恢复到正常水平。但糖尿病患者由于相应器官或细胞受损等原因,很难将血糖调节到正常水平,这说明什么?
二、对稳态调节机制的认识
问题探讨
2.分析教材P9图1-4,请3名同学分别说一说内环境中营养物质和代谢废物、O2和CO2、水的来源与去路。
二、对稳态调节机制的认识
(1)基础:
(2)直接相关的系统:
人体各器官、系统协调一致地正常运行。
消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统
二、对稳态调节机制的认识
1.维持内环境稳态:
人类是如何发现机体维持稳态的机制呢?又是怎样逐步完善的呢?请同学们仔细阅读教材P10—11。
二、对稳态调节机制的认识
[法]贝尔纳(1857年)提出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。
01
02
03
[美]坎农(1926年)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。
2.认识历程:
内环境的稳态会不会出现失调的情形呢?
二、对稳态调节机制的认识
34
3.内环境稳态失调实例
思考.讨论:
1.你有过高热的经历吗?回忆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?
①症状集中在中枢神经系统,病人头疼、头晕、嗜睡等,同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。
②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,机体功能异常。持续高热会引起器官的功能负荷加重,可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。
二、对稳态调节机制的认识
思考.讨论:
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?
内环境的渗透压降低,导致内环境中的水过多地渗透入细胞内,造成细胞吸水肿胀,进一步导致细胞代谢或功能紊乱。严重时,人体出现倦怠、全身不适,恶心,食欲减退,皮下组织肿胀等症状。
3.内环境稳态失调实例
二、对稳态调节机制的认识
思考.讨论:
3.援藏的技术人员到青藏高原后常出现头痛、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?
海拔高,大气氧分压下降,易造成缺氧。若外界环境变化不剧烈,机体代偿机制良好,内环境波动较小,仍能维持稳态。若外界环境变化剧烈,代偿机制运行不好,内环境受到破坏,会影响机体健康。
3.内环境稳态失调实例
二、对稳态调节机制的认识
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。
3.内环境稳态失调实例
二、对稳态调节机制的认识
热射病: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。
3.内环境稳态失调实例
二、对稳态调节机制的认识
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。
3.内环境稳态失调实例
二、对稳态调节机制的认识
人体维持稳态的调节能力有一定限度!
外环境变化过于剧烈
(外因)
调节能力出现障碍
(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
说明
二、对稳态调节机制的认识
内环境理化性质变化 症状名称
pH失调
体温失调
渗透压失调等
尿素等代谢废物在体内积累
体内缺氧,血氧过低
血糖平衡失调
血钙过低、过高
酸中毒、碱中毒
发热、中暑、失温
水中毒、组织水肿
尿毒症
高原反应
低血糖、糖尿病
抽搐、肌无力
3.内环境稳态失调实例
二、对稳态调节机制的认识
内环境稳态的重要意义
知识点3
内环境稳态
代谢废物排出
1.内环境稳态的意义:
三、内环境稳态的重要意义
是机体进行正常生命活动的必要条件。
血糖和血氧含量正常
体温、pH相对稳定
渗透压相对稳定
保证机体能量供应
保证酶活性、细胞代谢正常
可防止机体中毒
维持细胞的正常形态和功能
内环境稳态的发展
知识点4
基因表达、激素分泌、酶的活性等的稳态
心脏活动、消化腺分泌消化液的稳态等
细胞分裂、分化的稳态等
。
种群数量变化;生态系统的结构和功能;的稳态
分子
水平
细胞
水平
群体水平
器官
水平
四、内环境稳态的发展
46
稳态
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
参与共建
正常生命活动的必要条件
基础
调节机制
神经-体液-免疫调节网络
稳态的实质是内环境化学成分和理化性质维持相对稳定(即动态平衡)。
课题小结
一、概念检测
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。 ( )
(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。( )
×
√
×
×
练习与应用 (P12)
一、概念检测
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、岀汗等。下列相关叙述正确的是( )
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
D
练习与应用 (P12)
二、拓展应用
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?
该“羊水”模拟自然子宫羊水;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,此外,还必须具备适宜的温度和酸碱度。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:
练习与应用 (P12)
1. 正常情况下,人体具有维持内环境相对稳定的能力。下列相关叙述错误的是( )
A. 偶尔吃咸的食物不会长时间影响血浆渗透压的稳定
B. 在高温或寒冷条件下,正常人的体温总是接近 37℃
C. 血浆的 pH 是由血浆中的氢离子维持的, 与其他物质无关
D. 喝水多则尿多,出汗多则尿少,以维持体液中水含量的稳定进行
解析:
血浆的 pH 的维持主要是由HCO3-/H2CO3,其次还有HPO42-/H2PO4-,所以C错误。
随堂检测
C
1.下列有关稳态及调节的叙述中,正确的是( )
A.只要内环境中的成分稳定就能维持稳态
B.内环境稳态的调节机制是神经—体液调节
C.任何环境下,健康人都有维持稳态的调节能力
D.内环境稳态是细胞进行正常代谢的必要条件
D
解析:
内环境稳态的实质是内环境的化学成分和理化性质相对稳定,A错误;
内环境稳态的调节机制是神经—体液—免疫调节,B错误;
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,不是在任何环境下,都有维持 稳态的调节能力,C错误;
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,D正确。
随堂检测
3.(2024·高二云南师大附中校考)下列现象不属于内环境稳态失调的是( )
A.高原空气稀薄,氧分压低导致高原反应
B.在高温环境中从事体力劳动的人发生中暑
C.肾衰竭导致水盐平衡失调、尿素氮升高等症状
D.剧烈运动后体温暂时升高
随堂检测
D
解析:
剧烈运动后,产热多于散热,体温暂时升高,过后会通过加快散热,恢复体温,不属于内环境稳态失调,D符合题意。
4.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。下表是某人的血液生化检验结果报告单的一部分。请回答下列问题:
项目 测定值 单位 参考范围
①丙氨酸氨基转移酶 ALT 17 IU/L 0~45
②肌酐 CRE 1.9 mg/dL 0.5~1.5
③尿素氮 BUN 14.6 mg/dL 6~23
④血清葡萄糖 GLU 223 mg/dL 60~110
⑤甘油三酯 TG 217 mg/dL 50~200
⑥总胆固醇 TCH 179 mg/dL 150~220
(1)血液中每种成分的正常参考值是一个范围,这说明:稳态是指一种 的状态。
(2)从报告单上可以看出超出正常范围的指标有 (填表中序号),说明此人可能患有的疾病有 (多选)。A.肝功能受损B.肾功能受损C.糖尿病D.高血脂E.高血压F.哮喘
注:肌酐是肌肉细胞代谢产生的废物,通过肾脏排出。
相对稳定
②④⑤
BCD
随堂检测
4.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。下表是某人的血液生化检验结果报告单的一部分。请回答下列问题:
(3)为避免进食导致血液化学成分含量发生变化,在血液生化检查前要处于_____状态。
(4)若该病人为了避免病症加重,长期控制饮食,造成了营养不良,身体出现“虚胖”现象,这是 的表现,其原因可能是长期营养不良的病人, 含量降低,血浆渗透压会_____(填“降低”或“升高”),组织液渗透压相对_____(填“降低”或“升高”),水分向组织液渗透量增加。
(5)人体内环境稳态是依靠 调节机制来实现的。
(6)如果你是医生,对该病人饮食有何建议 。
空腹
组织水肿
血浆蛋白
降低
升高
神经—体液—免疫
运动、锻炼、低脂饮食、低糖饮食等
随堂检测
Lavf58.20.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
$