高中生物 第1章 第2节 内环境稳态的重要性课件 新人教必修3.ppt

成才之路 生物 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修3 人体的内环境与稳态 第一章 第2节内环境稳态的重要性 第一章 说明稳态的生理意义 情境导入 学习目标 1 说明内环境稳态及其生理意义 简述稳态的调节机制 重点 2 关注内环境稳态与健康的关系 3 尝试解释生物体维持ph稳定的机制 重 难点 一 内环境的动态变化1 体温变化规律 1 等不同 体温存在微小的差异 2 同一个人的体温在一日内也有变化 一般不超过 2 动态变化 内环境 和 处于动态平衡中 3 稳态 正常机体通过 作用 使各个 协调活动 共同维持内环境的 状态 年龄 性别 1 成分 理化性质 调节 器官 系统 相对稳定 二 对稳态调节机制的认识1 最初推测 内环境的恒定主要依赖于 的调节 由法国生理学家贝尔纳提出 2 经典解释 内环境稳态是在 和 的共同作用下实现的 由美国生理学家坎农提出 3 现代观点 调节网络是机体维持稳态的主要调节机制 神经系统 神经调节 体液调节 神经 体液 免疫 4 稳态失调 人体维持稳态的调节能力是 的 当外界环境的变化过于剧烈 或人体自身的调节功能 时 内环境的稳态就会遭到破坏 三 重要意义内环境稳态是机体进行 的必要条件 有一定限度 出现障碍 正常生命活动 1 调查 体温的日变化规律 1 不同家庭成员的体温并不完全一致 说明不同年龄 不同性别的人体温不同 2 同学之间比较 同一年龄同一性别的同学体温也不一致 3 将体温变化情况与当地实际气温日变化的大致情况进行对比会发现 尽管周围的气温波动较大 但健康人的体温始终接近37 其日变化规律如图所示 内环境的动态变化 由以上调查可以看出 正常情况下 不同人的体温 会因年龄 性别等的不同而存在微小的差异 同一个人的体温在一日内也有变化 但一般不超过1 提示 不同家庭成员的体温测量部位 测量时间应一致 以减小误差 避免得出不正确的结论 2 稳态的概念生理学家把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 3 对内环境稳态的理解 1 内环境的各种化学成分和理化性质是不断变化的 影响内环境稳态的因素如下 外因 外界环境因素的变化 内因 体内细胞不断进行的代谢活动 2 内环境的各种变化是有一定范围的 不是固定在某一恒定值上 例如 在正常状态下 人的体温始终接近37 血浆ph的变化范围为7 35 7 45 血浆渗透压相当于质量分数为0 9 的nacl溶液 37 时 血糖含量也维持在相对正常的范围内 0 8 1 2g l 想一想 进行血液常规检查时 化验单中血糖浓度 血脂含量 谷丙转氨酶等的参考值为什么都有一个范围 提示 内环境中各种成分的含量处于动态平衡中 不同个体存在差异 有关内环境稳态的下列描述中 阐明其实质的是 a 是体内细胞生活不可缺少的条件b 在神经和体液共同调节下实现的c 各个器官系统协调活动的结果d 温度 ph等理化特性呈现动态平衡 解析 本题考查内环境稳态概念的理解 其实质是内环境成分和理化性质处于一种动态平衡状态 答案 d 有关人体内环境稳态的叙述 错误的是 a 有3种以上的生理系统参与维持机体内环境稳态b 人体内环境稳态的失调与外界环境无关c 人体维持内环境稳态的调节能力有限d 稳态有利于参与其调节的器官保持机能正常 答案 b 解析 本题考查人体内环境稳态的相关知识 维持机体内环境稳态 需要消化 呼吸 循环 泌尿等系统直接参与 还需要内分泌系统和神经系统的调节作用 稳态有利于参与其调节的器官保持机能正常 以维持正常的生命活动 人体维持内环境稳态的调节能力是有限的 与外界环境有关 当外界环境变化超出人体调节能力的时候 内环境稳态就处于失调状态 1 各器官 系统的协调活动是内环境稳态实现的结构基础 对稳态调节机制的认识 1 直接相关的系统 消化系统 呼吸系统 循环系统 泌尿系统 2 参与调节的系统 神经系统 内分泌系统和免疫系统 3 如果某器官的功能出现障碍就会引起稳态失调 如 肾脏是形成尿液的器官 当发生肾功能衰竭时 就会出现尿毒症 最终会导致死亡 胰岛b细胞受损 将导致内环境中胰岛素含量减少 使人出现糖尿病 并出现各种并发症 2 调节作用是内环境稳态实现的功能基础 1 机体调节作用的重要性 没有机体的正常调节就没有内环境稳态 如没有胰岛素和胰高血糖素等的调节 血糖含量就不能保持在0 8 1 2g l之间 摄取糖后 血糖含量将不断提高 运动时 血糖因不断消耗而使含量不断降低 2 内环境稳态的主要调节机制目前普遍认为 神经 体液 免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制 其中神经调节是占主导地位的调节机制 3 调节失衡实例任何调节都有一定的限度 当外界干扰超过一定的限度时 内环境的稳态就会被破坏 1 造成稳态破坏的原因 外界环境变化过于剧烈 或者人体自身的调节功能出现障碍 2 举例 渗透压平衡的破坏 当患肠胃炎时 我们常常感到四肢无力 其原因是体内丢失了大量的水和无机盐 使水和无机盐平衡遭到破坏 因此需要输液来补充 血糖平衡的破坏 当我们长时间没有进食时 常感到四肢无力 头晕眼花 这是由于葡萄糖供应不足 大脑得不到足够的能量而引起的 体温恒定的破坏 当我们感冒发烧时 食欲低下 精神不佳 这是由于体温升高 影响了消化酶等各类酶的催化功能 导致消化不良和其他代谢活动的紊乱 有人到青藏高原后会出现头痛 乏力 心跳加快甚至血压升高等症状 对此现象分析不正确的是 a 人体维持稳态的调节能力是有一定限度的b 当外界环境剧烈变化时 内环境的稳态就会遭到破坏c 人体稳态不会随外界环境的变化而改变d 人到高原地区后细胞代谢会发生紊乱 解析 人体稳态是相对的 是随外界环境的改变而发生变化的 但正常情况下是在一定范围内波动 人到高原后由于缺氧等因素 会导致细胞代谢紊乱 如有氧呼吸能力降低 答案 c 内环境稳态的维持要依靠机体的调节 但外界环境也会影响稳态 下列事实哪一项不是外界环境因素变化引起的 a 夏天长期待在空调房间容易引起 空调病 b 有人到青藏高原后会头疼乏力 血压升高c 人屏息一段时间后 呼吸运动会明显加强d 长期处于高温环境可能会引起 中暑 答案 c 解析 本题以不同的实例来说明内环境稳态 内环境稳态的维持主要依靠机体的调节 但外界环境改变过大 也会使这种稳态受到破坏 人屏住呼吸时 与外界环境不发生气体交换 从而使co2大量积累在血浆中 刺激呼吸中枢 进而使呼吸加快 但不是外界环境变化引起的 内环境稳态的重要意义 2 稳态破坏的危害内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件 一旦遭到破坏 细胞正常的代谢活动就不能正常进行 从而引起疾病的发生 例如 血糖过低引起低血糖 血糖过高引起糖尿病 血钙过高引起肌无力 血钙过低引起肌肉抽搐等 想一想 内环境稳态的人一定不会生病 对吗 提示 不对 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件 但内环境稳态的人未必完全健康 如 植物人 及遗传病患者 1 实验原理本实验采用对照实验的方法 通过向自来水 缓冲液 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 从而说明生物体ph相对稳定的机制 实验 探究生物体维持ph稳定的机制 2 实验步骤 3 设计一个表格记录实验结果 略 4 对本实验的对比分析 提示 1 加入酸或碱时 要一滴一滴加入 并严格控制滴数 2 盐酸和氢氧化钠均有腐蚀性 避免其与皮肤和眼睛接触 3 冲洗烧杯一定要充分 否则将影响实验结果 4 生物材料至少选两种进行实验 5 绘制ph变化曲线时一定要用不同颜色的笔或实虚线标明 取甲 乙两支试管 向甲内加入血浆 乙内加入等量蒸馏水 用ph试纸检测 然后 向甲 乙试管内各滴入等量的几滴盐酸或naoh溶液 摇匀后 再用ph试纸检测 关于此实验的过程和结果的判断分析不正确的是 a 等量 是对照实验中对无关变量的要求 只有在这种条件下 实验结果才可靠b 摇匀 使酸性或碱性物质与试管中的血浆或蒸馏水充分混合 确保ph试纸检测结果的准确性c 结果是甲试管中血浆ph变化不明显 乙试管中蒸馏水的ph变化明显d 可见血浆中有缓冲物质 ph保持稳定不变 解析 a项中 等量 是为了排除数量多少对实验结果的影响 即为了平衡无关变量 b项中 摇匀 是为了让参与反应的物质混合均匀 有利于反应充分进行 c项中 甲试管血浆中含有缓冲物质 乙试管是空白对照 不含缓冲物质 因此各自加入盐酸或naoh溶液后 甲试管中ph变化不明显 乙试管中ph变化明显 d项中 血浆中含有缓冲物质 因此ph保持相对稳定 但是在一定范围内波动 而不是稳定不变 答案 d 根据 生物体维持ph稳定的机制 中的实验数据 得出的有关判断不合理的是 a 生物材料中加入酸或碱后ph的变化更像缓冲液b 生物材料可以通过对生理活动的调节来维持ph稳定c 若只用自来水和生物材料作对照 不能充分说明生物材料中有类似缓冲液中的缓冲物质d 若只用缓冲液和生物材料对照 不能充分说明生物材料对酸碱物质具有缓冲作用 答案 b 解析 生物材料和缓冲液中都有缓冲物质 而自来水中不具有 所以加入酸或碱后 前两者ph的变化相似 a项正确 生物体ph稳定的机制 除能通过缓冲对起缓冲作用外 还可通过对生理活动的调节来维持ph稳定 但离体的生物材料的生理活动已不能正常进行 b项错误 用自来水 缓冲液与生物材料对比分析 形成两组对照才可充分说明生物材料具有缓冲物质 对酸或碱具有缓冲作用 c和d项正确 一 问题探讨1 提示 血浆的生化指标指的是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 例如 正常情况下 转氨酶主要分布在各种组织的细胞内 以心脏和肝脏的活性最高 在血浆中的活性很低 当某种原因使细胞膜通透性增高时 或因组织坏死细胞破裂后 可有大量转氨酶进入血浆 引起血浆中转氨酶活性升高 2 提示 这说明内环境中各种化学成分的含量不是恒定不变的 而是在一定范围内波动 内环境的稳定是一种动态的相对稳定 不同个体存在一定差异 3 提示 1 肌酐含量超标 肌酐是有毒的代谢废物 积累过多会影响健康 这表明肾脏的排泄功能有障碍 2 葡萄糖含量超标 血糖含量过高可并发酮症酸中毒 糖尿病的心血管并发症等 甘油三酯超标 可引起高脂血症 易并发冠心病 动脉粥样硬化等 二 思考与讨论1 提示 绝大部分人都有过发高烧的经历 可以让同学们先谈谈自己发高烧时的感受 正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度 在发高烧的状况下 由于内环境发生一系列变化 导致体内的各种反应出现紊乱 于是机体功能发生异常 发热时的主要症状大部分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 2 提示 内环境渗透压会变小 当内环境渗透压变小时 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 3 提示 因为高原空气稀薄 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势必影响内环境的稳态 若外界环境变化不甚剧烈 并且机体代偿机制良好 则稳态能正常保持 机体代偿机制不好 内环境稳态将受到破坏 就会影响身体健康 三 实验1 生物材料加入hcl或naoh后ph的变化更像缓冲液 2 提示 缓冲液加入少量酸碱后 ph变化不明显 原因是磷酸缓冲液中含有nah2po4 na2hpo4 其中nah2po4溶液呈酸性 当加入少量naoh时 可以中和oh na2hpo4溶液呈碱性 当加入少量hcl时 可以中和h 水溶液则不同 因而加入酸碱后 ph变化明显 3 提示 生物材料中含有缓冲对nah2po4 na2hpo4 h2co3 nahco3等 它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用 此外 机体还可以通过对生理活动进行调节来维持ph稳定 例如 当机体剧烈运动时 肌肉中会产生大量的乳酸和碳酸 乳酸进入血液后 可与血液中的碳酸氢钠发生作用 生成乳酸钠和碳酸 碳酸是一种弱酸 可以分解成co2和水 血液中的co2增多会刺激呼吸中枢 使呼吸运动增强 增加通气量 从而将co2排出体外 所以对血液的ph影响不大 当乳酸钠进入血液后 与血液中的碳酸发生作用 形成碳酸氢盐 过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出 这样由于血液中缓冲物质的调节作用 以及机体的调节作用 可以使血液的酸碱度维持相对稳定 人体内环境ph相对稳定的调节机制 1 缓冲对的调节正常人血浆中的ph 7 35 7 45 偏碱性 且相对稳定 这是由于人体内存在着调节内环境ph稳态的许多对对酸碱度起缓冲作用的物质 缓冲对 主要是h2co3 nahco3和nah2po4 na2hpo4 当人体代谢产生酸性物质如乳酸 碳酸等或酸性物质进入血液时 这些酸性物质又与nahco3反应产生乳酸钠和碳酸 乳酸钠是中性盐 碳酸可分解成co2和h2o 其中的co2又可以通过呼吸系统排出体外 因而内环境中的ph也基本维持不变 2 神经 体液的调节当细胞呼吸产生的co2含量升高时 通过体液运输到脑干中的呼吸中枢 并刺激使其调节呼吸运动加快加强 有利于co2的呼出 可见 ph维持稳定也与神经 体液的调节有关 1 人体中内环境稳态所包含的内容不包括 a 线粒体基质中ph的相对稳定b 血浆中各种化学成分的相对稳定c 组织液温度的相对稳定d 血浆渗透压的相对稳定 答案 a 解析 内环境稳态的实质是指内环境中各种化学成分和温度 渗透压 酸碱度等理化性质的相对稳定 而线粒体基质在细胞内部 不属于内环境 2 下列关于美国生理学家坎农对内环境稳态维持机制的解释 以下哪一项是正确的 a 内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节b 内环境稳态的维持依赖于神经和体液调节的共同作用c 内环境稳态的维持主要依赖于体液调节d 内环境稳态的维持依赖于神经 体液 免疫调节 答案 b 解析 坎农提出了内环境稳态维持机制的经典解释 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 3 在日常生活中 很多因素会引起内环境发生变化 下列相关叙述中错误的是 a 剧烈运动中 内环境的ph不会有明显下降趋势b 食物中长期缺少蛋白质会导致血浆蛋白含量下降进而引起组织水肿c 中暑是神经调节紊乱造成的 与体液调节无关d 佝偻病与内环境的稳态平衡有一定的关系 答案 c 解析 中暑是气温过高 人体内产热大于散热 使体温升高 内环境代谢紊乱 与体液调节有关 4 下列关于 生物体维持ph稳定的机制 实验的叙述中 错误的是 a hcl和naoh溶液都有腐蚀性 应避免其与皮肤和眼睛接触b 每种实验材料测定完成后 都必须将烧杯充分洗净 才可倒入等量的实验材料c 从加入hcl或naoh溶液后的变化来说 生物材料更像是缓冲液d 根据所得实验数据 画ph变化曲线时 一般以ph为横轴 以酸或碱的滴数为纵轴 答案 d 解析 a b两项描述的是本实验应该注意的问题 根据所测得的实验数据 画ph变化曲线时 一般以酸或碱的滴数为横轴 而以ph为纵轴 结果显示 生物材料中加入hcl或naoh溶液后的变化情况与缓冲液很接近 5 下列关于人体内环境及其稳态的叙述 正确的是 a 人体剧烈运动后 血浆的ph会明显下降b 蛋白质消化分解成氨基酸发生在人体的内环境中c 有三种以上的生理系统参与维持人体内环境稳态d 血浆渗透压与蛋白质含量有关 与无机盐离子含量无关 答案 c 解析 人体剧烈运动后会产生乳酸 但由于乳酸进入血液后 与血液中的nahco3发生作用 生成乳酸钠和碳酸 从而使血浆ph保持稳定 a项错误 食物中蛋白质的消化过程发生在人体消化道中 细胞内也存在蛋白质的消化过程 即细胞内蛋白质的水解 两者都没在内环境中 b项错误 直接参与内环境物质交换的系统为 呼吸系统 消化系统 循环系统 泌尿系统 c项正确 血浆渗透压的大小主要与无机盐 蛋白质的含量有关 d项错误 二 非选择题6 如图表示内环境稳态与各系统的功能联系示意图 据图在下列横线上填写适当内容 1 图中食物 水和无机盐 经 系统处理后才能进入循环系统 最后由大肠排出的是 2 呼吸系统可以吸入 排出 从图中可以看出 人体细胞与外界环境的气体交换 至少需要 系统和 系统的参与 3 由泌尿系统排出的是 4 人体细胞要与外界环境进行物质交换必须要通过 才能完成 5 目前普遍认为 机体维持稳态的主要调节机制是 调节网络 答案 1 消化未被吸收的物质 2 氧气二氧化碳和少量水呼吸循环 3 尿素 水和无机盐等代谢废物 4 内环境 5 神经 体液 免疫 解析 细胞与内环境直接进行物质交换 内环境通过消化 呼吸 循环 泌尿系统的直接参与完成与外界的物质交换 所以内环境是细胞与外界物质交换的桥梁 细胞 内环境与外界物质交换还需