生物体维持PH稳定的机制

关于生物体维持PH稳定的机制内环境稳态的重要性第2节第2页,共42页，2024年2月25日，星期天问题探讨：第3页,共42页，2024年2月25日，星期天问题探讨

血浆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。1.为什么血浆的生化指标能反映机体的健康状况？第4页,共42页，2024年2月25日，星期天这说明：（1）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；（2）不同个体存在一定差异。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？第5页,共42页，2024年2月25日，星期天（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、糖尿病的心血管合并症等。（3）甘油三脂超标，可引起高脂血症，易并发冠心病、动脉粥样硬化等。3.从化验单上可以看出那几种成分超出正常范围？这可能会对人体造成什么不利影响？第6页,共42页，2024年2月25日，星期天内环境概念：人体内的细胞外液，构成了体内细胞生活的液态环境，这个液态环境叫做人体的内环境。血浆淋巴组织液细胞内液一、内环境的动态变化第7页,共42页，2024年2月25日，星期天调查体温的日变化规律思考以下问题:1、不同时间段体温相同吗？什么时候最高？这说明了什么？2、父亲与母亲的体温相比较一般谁高？这说明什么？自己与父亲的体温相比较一般谁高？这说明什么？3、若在火热的夏天测同样这一家人的体温，这三人的体温又会如何？第8页,共42页，2024年2月25日，星期天体温的日变化规律调查结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．温度时间36.837.037.237.461012269第9页,共42页，2024年2月25日，星期天2~6时体温最低，14~20时最高，变动范围±0.5℃

儿童体温高于成人，老年人偏低，均为正确范围

女性高于男性，女性经前期妊娠早期轻度升高，月轻期较低

情绪激动、精神紧张、进食等均可使体温暂时性升高

昼夜因素年龄因素性别因素其他因素

正常人的体温并不是一个固定值，而是一个温度范围,一般不超过1℃,体温始终接近37℃，处于动态平衡中。总之：第10页,共42页，2024年2月25日，星期天内环境的理化性质除温度外，还有渗透压、酸碱度，内环境的渗透压是否也处于动态平衡中呢？请举例说明。如：输液必须输生理盐水、多饮多尿、吃太咸就喝多水等。举例吸水胀破失水皱缩第11页,共42页，2024年2月25日，星期天内环境的动态变化健康人的内环境的每一项成分和理化性质都于动态平衡中。

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叫做稳态。pH值、渗透压、温度等的相对稳定稳态的概念：包括：化学成分的相对稳定：

水、无机盐、各种营养物质、代谢产物的相对稳定状态理化性质的相对稳定：第12页,共42页，2024年2月25日，星期天稳态是怎么实现的呢？第13页,共42页，2024年2月25日，星期天二、对稳态调节机制的认识第14页,共42页，2024年2月25日，星期天如果某种器官的功能出现障碍，就会引起稳态失调。例：肾脏是形成尿液的器官，当发生肾功能衰竭时，会出现尿毒症，最终会引起死亡。（1）各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。维持稳态直接相关的系统：消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统第15页,共42页，2024年2月25日，星期天（2）机体内各个器官、系统为什么能保持协调的机制？①贝尔纳推测：内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节。②坎农的解释：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公认的解释：神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。稳态会遭到破坏吗？稳态调节的系统：神经系统、内分泌系统、免疫系统第16页,共42页，2024年2月25日，星期天稳态会遭到破坏吗？发烧的病人高原反应第17页,共42页，2024年2月25日，星期天思考与讨论：1、你有发烧的经历吗？谈谈高烧最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施？高烧时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，还常伴有食欲不振、厌食、恶心的表现。发烧时机体处于一种明显的分解代谢过旺的状态，持续高烧会使器官的功能负荷加重；对器官造成损害。孕妇发烧可能会使胎儿致畸；幼儿持续高烧容易发生惊厥，可能造成脑损害，如智力落后甚至癫痫第18页,共42页，2024年2月25日，星期天2、大量出汗或严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境的渗透压会出现什么变化？这会带来怎样的后果？内环境的渗透压会变小。内环境中的水就较多的通过渗透作用进入细胞，造成细胞吸水肿胀，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。第19页,共42页，2024年2月25日，星期天3、有人到青藏高原后会出现头痛、乏力、心跳加速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？

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。若外界环境的变化不甚剧烈，并且机体调节机制良好，内环境的波动较小，仍能维持稳定。若外界环境变化剧烈，机体的调节能力不好，内环境稳态将受到破坏，就会影响身体健康。第20页,共42页，2024年2月25日，星期天人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。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。第21页,共42页，2024年2月25日，星期天空调病夏天时，空调房间与室外的温差较大，如果经常进出空调房间，就会出现咳嗽、头痛、流鼻涕等感冒症状。如果在温度较低的空调房间呆的时间过长，就会引起关节酸痛或颈僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻、头晕脑胀等。如果呆得太久，由于空气不好，容易使人头晕目眩。这些症状就是空调综合征，俗称空调病。主要表现为：感冒、过敏、风湿痛、黏膜干燥、紧张、烦躁、注意力难以集中、头痛，等等。对人的影响主要在于：空调风使人体表面水分蒸发量加大，毛孔收缩，不能正常排汗，也会引起内分泌的紊乱由于气流方向经常变换，气流速度增加，空气热量不断变动等因素，干扰了人体的嗅觉，削弱了人体对空气中病菌、过敏原和异味的反应。房间内湿度太低，会对眼、鼻等处的黏膜产生不利作用，导致黏膜病。第22页,共42页，2024年2月25日，星期天三．内环境稳态的重要意义内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件（1）正常的血糖水平和血氧含量是供给机体所需能量的重要保障。

（2）适宜的体温和pH是酶发挥催化作用的基本条件（3）渗透压是维持组织细胞结构与功能的重要因素（4）内环境中过多的代谢产物如尿素，二氧化碳等会使机体中毒。

总之：细胞的代谢过程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。内环境稳态失调时，必将引起细胞代谢紊乱。第23页,共42页，2024年2月25日，星期天实验：生物体维持pH稳定的机制复习：正常人的血浆近中性，pH为

。7.35——7.45解决的问题：细胞代谢会产生许多酸性物质，如碳酸乳酸等；人和动物吃的食物消化吸收后经代谢会产生一些酸性物质或碱性物质。这些酸性物质或碱性物质进入内环境，会使pH发生偏转，但一般情况下，机体能使pH稳定在一定范围内，这是为什么呢？第24页,共42页，2024年2月25日，星期天实验目的：通过比较自来水、缓冲溶液和生物材料在加入酸或碱后pH的变化，推测生物体是如何维持pH稳定的。实验原理：

本实验采用对比实验的方法，通过向自来水、缓冲液、生物材料中加入酸或碱溶液引起的pH不同变化，定性说明人体内液体环境与缓冲液相似而不同于自来水，从而说明生物体维持pH相对稳定的机制。第25页,共42页，2024年2月25日，星期天材料用具：生物材料：肝匀浆马铃薯匀浆稀释的鸡蛋清黄瓜匀浆仪器：防护手套烧杯彩色铅笔PH计或PH试纸镊子试剂：自来水物质的量浓度为0.1moL/L的NaOH物质的量浓度为0.1moL/L的HCINa2HPO4与KH2PO4混合溶液pH=7的磷酸缓冲液第26页,共42页，2024年2月25日，星期天方法步骤：（P10)绘制记录表格测量自来水的起始pH值，依次记录加入5、10、15、、、、、30滴0.1moL/LNaOH时的pH值，测量自来水的起始pH值，依次记录加入5、10、15、、、、、30滴0.1moL/LHCI时的pH值，测量缓冲液的起始pH值，依次记录加入5、10、15、、、、、30滴0.1moL/LHCI时pH值，测量自来水的起始pH值，依次记录加入5、10、15、、、、、30滴0.1moL/LNaOH时的pH值，测量生物材料的起始pH值，依次记录加入5、10、15、、、、、30滴0.1moL/LHCI时的pH值测量自生物材料的起始pH值，依次记录加入5、10、15、、、、、30滴0.1moL/LNaOH时的pH值第27页,共42页，2024年2月25日，星期天第28页,共42页，2024年2月25日，星期天实验结果：对酸缓冲能力依此增加的是：

自来水<马铃薯匀浆<鸡蛋清<缓冲液；对碱缓冲能力依此增加的是：

自来水<鸡蛋清<马铃薯匀浆<缓冲液。第29页,共42页，2024年2月25日，星期天第30页,共42页，2024年2月25日，星期天第31页,共42页，2024年2月25日，星期天实验结果:

自来水中加入酸碱物质后，pH逐渐偏小或偏大，而缓冲液和生物材料中加入酸碱后pH几乎不变或变化不大。实验结论：说明生物材料内含有酸碱缓冲物质，从而能维持pH相对稳定。不同的实验材料对酸或碱的缓冲效果不同。第32页,共42页，2024年2月25日，星期天实验结论：仅在某一阶段内，生物材料pH稳定；而且不同的实验材料对酸或碱的缓冲效果不同。在自来水中加入酸或碱物质后，pH变化比较明明显，而缓冲液和生物材料中加入酸碱后pH几乎不变或变化不大，说明生物材料内含有酸碱缓冲物质，从而能维持pH相对稳定。第33页,共42页，2024年2月25日，星期天实验误差分析：（1）加入酸、碱后不摇动或摇动不均匀、不彻底。（2）加入酸、碱后不待其稳定就立即测pH值等。（3）肉眼分辨色度有误差。（4）试剂配制的浓度或使用的量不准确。（5）烧杯清洗不干净。第34页,共42页，2024年2月25日，星期天5．实验讨论（1）就加入酸或碱后pH变化的来说，生物材料是更像自来水还是更像缓冲液？(2)分析缓冲液的pH变化情况为什么与自来水的不同？（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NaH2P04/Na2HPO4，其中NaH2P04/溶液显酸性，当加少量NaOH，可以中和OH-；Na2HPO4呈碱性，当加入少量HCl时，可中和H+，水溶液而不同，因而加入酸碱后pH变化明显。）(3)尝试对生物实验材料维持pH稳定的机制进行解释。（提示：生物材料中含有缓冲对NaH2P04/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用，此外，机体还可通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。）第35页,共42页，2024年2月25日，星期天酸过多：乳酸+NaHCO3

碱过多：乳酸钠+H2CO3（碳酸氢盐）肾脏排尿呼吸排出Na2CO3+

H2CO32NaHCO3肾脏排尿

pH值的调节

缓冲物质：H2CO3/NaHCO3

、NaH2PO4/Na2HPO4第36页,共42页，2024年2月25日，星期天食物中碱性物质如碳酸钠消化系统Na2CO3+

H2CO32NaHCO3泌尿系统组织细胞第37页,共42页，2024年2月25日，星期天（2）举例如：磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4NaH2PO4溶液呈酸性Na2HPO4溶液呈碱