内容正文:
1.2 内环境的稳态
【本节聚焦】
1.什么是内环境的稳态?它有什么重要意义?
2.稳态调节的机制是什么?
3.在日常生活中,如何更好地维持内环境的稳态?
第一章 人体的内环境与稳态
讨论1:为什么血液的生化指标能反映机体的健康状况?
北京市医疗机构临床检验结果报告单
血液生化指标指的是血液中各种化学成分的含量,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,即处于相对稳定的状态。
当机体某项生理功能出现障碍,势必影响其代谢产物的含量,进而引起血液生化指标的变化。
新课导入
讨论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?
北京市医疗机构临床检验结果报告单
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。
新课导入
讨论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?
北京市医疗机构临床检验结果报告单
天冬氨酸氨基转移酶(即谷草转氨酶)略微低于正常值,这通常没有临床意义,建议定期复查。若该值偏高,说明肝功能受损。
葡萄糖含量超标,且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。
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。
肝功能
血糖
心肌功能
肝功能
血脂
高血糖
高血脂
新课导入
一.内环境的动变化
细胞代谢产生酸性物质,如碳酸等;
人和动物吃的食物代谢后也会产生一些酸性或碱性物质。
pH
pH发生变化的原因
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。
任务一:阅读课本P7-8探究实践“模拟生物体维持pH的稳定”,思考以下问题:
1.本实验的自变量,因变量分别是什么?
2.尝试对机体维持pH稳定的机制进行解释?
思考
生物机体是如何维持pH稳定的呢?
【探究●实践】模拟生物体维持pH的稳定
1.实验原理
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.实验目的
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。
3.材料用具
自来水;pH为7的磷酸盐缓冲液(HPO42-/H2PO4-)、肝匀浆、鸡蛋清、动物血浆、马铃薯匀浆、0.1mol/L HCl、0.1mol/L NaOH、PH计或PH试纸等
PH计
自变量——不同溶液、滴加酸或碱的数量
因变量——溶液pH的变化
一.内环境的动变化
4.实验步骤
a.绘制如图所示的实验记录表格。
因变量
自变量2
自变量1
b. 测自来水加入酸或碱后pH的变化。
将25mL自来水倒入50mL烧杯中,测试并记录起始pH。一次加一滴0.1mol/L的HCl(或NaOH),轻轻摇动。每加5滴测试并记录一次pH,直到加入30滴为止。
c. 测缓冲液加入酸或碱后pH的变化。
充分冲洗烧杯,用缓冲液代替自来水,重复b中步骤,记录结果。
一.内环境的动变化
4.实验步骤
d. 测肝匀浆加入酸或碱后pH的变化。
充分冲洗烧杯,用肝匀浆代替自来水,重复c中步骤,记录结果。
e.实验结果记录、实验数据处理。
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
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
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。
一.内环境的动变化
0.1moL/L HCl滴数
0.1moL/L NaOH滴数
pH
一.内环境的动变化
自来水 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 3.8 4.1 5 6 6.3 6.5 6.8 7 8.8 9.4 9.8 10 10.5 11 缓冲 液 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 6.3 6.4 6.5 6.6 6.8 7 7 7 7.2 7.3 7.5 7.8 8 8.2 肝匀浆 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 5.9 5.9 6 6 6.1 6.2 6.4 6.3 6.4 6.5 6.7 6.7 6.8 7
5.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。
人体内环境中也有很多缓冲对,(HCO3-/H2CO3,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。
内环境的其他理化性质和化学成分也维持在一定范围吗?
一.内环境的动变化
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温度
时间
36.8
37.0
37.2
37.4
6
10
12
2
6
9
体温的日变化规律调查结果
正常情况下,不同人的体温因年龄、性别等的不同而存在微小差异;
同一人的体温一日内有变化,变化幅度一般不超过1℃。
健康人的体温始终接近37℃,处于动态平衡。
一.内环境的动变化
(1)实质:
内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡之中。
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。
(2)特点:
①稳态不是恒定不变的,而是相对恒定的动态变化。
②这种动态变化保持在一定的范围内。
稳态:
思考:稳态是如何实现的呢?需要哪些系统的参与?
(3) 影响因素:
①外因-外界环境的变化。
②内因-体内细胞代谢活动。
一.内环境的动变化
任务二:阅读教材9-11,思考下列问题:
(1)内环境稳态基础,调节机制?
(2)稳态失调的原因?
(3)内环境稳态的意义?
食物、水和无机盐
CO2
O2
未吸收的物质
有机废物、水和无机盐
循环系统
二、对稳态调节机制的认识
食物、水和无机盐
CO2
O2
未吸收的物质
有机废物、水和无机盐
循环系统
呼吸系统
消化系统
泌尿系统
消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统
1.与稳态调节直接相关的系统:
人体各器官、系统协调一致地正常运行。
2.维持内环境稳态的基础:
思考:机体内各个器官、系统,为什么能够保持协调一致呢?
问题一、内环境稳态基础,调节机制?
二、对稳态调节机制的认识
3.稳态调节的机制
内环境
保持稳定!
主要
神经系统调节
内环境
动态平衡!
神经调节
+
体液调节
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。
后来发现免疫系统能够发现并清除异物、病原微生物等引起内环境波动的因素。
二、对稳态调节机制的认识
思考:内环境的稳态会不会失调?
4.稳态失调
实例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?
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。
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。
问题二、稳态失调的原因?
二、对稳态调节机制的认识
实例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
4.稳态失调
二、对稳态调节机制的认识
4.稳态失调
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。
二、对稳态调节机制的认识
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。
二、对稳态调节机制的认识
(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
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。
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
问题三、内环境稳态的意义?
二、对稳态调节机制的认识
分子水平
细胞水平
器官水平
群体水平
基因表达、激素分泌、酶活性的稳态等。
细胞的分裂和分化的稳态等。
心脏活动、消化腺分泌消化液的稳态等。
种群数量变化、生态系统的结构和功能也存在稳态。
不同层次的生命系统都存在着类似内环境稳态的特性
二、对稳态调节机制的认识
三、课堂小结
正常生命活动的必要条件
基础
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
神经-体液-免疫调节网络
调节机制
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。
四、练习与应用
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。判断下列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。( )
×
√
×
×
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
一、选择题
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 ( )
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
2.人在剧烈运动时,体内会发生一些变化。下列相关叙述,正确的是 ( )
大量乳酸进入血液,血浆由弱碱性变为弱酸性
B. 大量消耗葡萄糖,血浆中葡萄糖的浓度会相应降低
C. 大量失钠,对细胞外液渗透压的影响大于细胞内液
D. 大量失水,会引起血浆渗透压和细胞外液渗透压下降
C
第二节
C
复习提高
1.在下图空白框和括号中填写适当的名词(箭头表示流动方向)。
二、非选择题
复习提高
第二节
2.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。
(1)请运用本章所学关于内环境稳态的有关知识,并通过査阅相关资料获得更多的证据,尝试对“酸碱体质理论”进行评判。
“酸碱体质理论”缺乏充足的科学依据,理由如下:
①该理论中的“酸碱体质”概念模糊,在现代医学和中医学中都没有酸性体质和碱性体质的分法。
②该理论认为身体偏碱就是健康的,其实是偷换概念的错误命题。内环境相关知识显示,体内细胞的生活环境——内环境(即细胞外液,包括血浆、组织液和淋巴液等)的正常pH稳定在7.35~7.45,呈弱碱状态,但这并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。
复习提高
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。
③该理论认为,酸性体质是“万病之源”,这是颠倒因果关系。在临床中,的确有很多酸中毒(pH低于7.35)的情况发生,但这不是酸中毒致病,而是因为服用了某些药物(如利尿剂) 或患有某些疾病(如糖尿病、肾功能衰竭、腹泻)而出现酸中毒。
④该理论认为,若要健康,应多摄入碱性食物。这也没有科学根据。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。若日常饮食受该理论影响,将可能导致人体营养失衡,由此会引发更多疾病。
(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”。若你的亲朋好友为了健康而购买、饮用碱性水,你会怎样做?
复习提高
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