1.2 内环境的稳态 课件-【新教材】2021-2022学年高二生物选择性（2019）必修一

内环境的稳态Homeostasisofinternalenvironment学习目标内环境稳态的概念及意义0102内环境稳态的调节机制03生物体内维持pH稳定的机制01内环境的动态变化内环境的动态变化01剧烈运动会使肌肉产生大量乳酸等酸性物质，这会影响血浆的pH吗？在这种情况下，机体是如何维持细胞外液的酸碱度的？食物代谢后会产生酸性和碱性物质，细胞代谢也会产生酸性物质，这些物质进入内环境，会使机体的pH发生怎样的变化呢？模拟生物体维持pH的稳定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。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。实验目的模拟生物体维持pH的稳定防护手套、护目镜、50mL烧杯、50mL量筒、pH计或pH试纸、镊子、自来水、物质的量浓度为0.1mol/L的HCI(盛于滴瓶中)、物质的量浓度为0.1mol/L的NaOH(盛于滴瓶中)、pH为7的磷酸盐缓冲液、肝匀浆等。材料用具模拟生物体维持pH的稳定按照下表进行实验并记录实验结果材料0.1mol/L的HCl0.1mol/L的NaOH加入不同数量液滴后的pH加入不同数量液滴后的pH051015202530051015202530自来水缓冲液土豆匀浆注：缓冲液为pH=7的磷酸盐缓冲液。材料均加入25mL。方法步骤内环境的动态变化01课题：探究酸性和碱性物质进入体内，生物体的pH变化实验对象自变量因变量——生物组织材料——酸性、碱性物质——生物体pH的变化——动物血浆、肝匀浆、蛋清等——HCl/NaOH（均为0.1mol/L）——检测pH（pH计/pH试纸）空白对照已知具有减缓pH变化的能力的溶液，阳性对照模拟生物体维持pH的稳定实验结果材料0.1mol/L的HCl0.1mol/L的NaOH加入不同数量液滴后的pH加入不同数量液滴后的pH051015202530051015202530自来水缓冲液土豆匀浆6.86.56.36.05.04.13.87.08.89.49.810.010.511.07.07.06.86.66.56.46.37.07.27.37.57.88.08.26.56.56.26.05.55.85.16.56.87.07.57.88.38.5模拟生物体维持pH的稳定＋NaOH/滴＋HCl/滴3025201510551015202530pH111098654自来水马铃薯匀浆磷酸缓冲液模拟生物体维持pH的稳定实验结论生物材料（肝匀浆）可以更好的维持pH稳定生物体可以维持pH的稳定缓冲液维持pH稳定的机制缓冲对实验分析NaHCO3/H2CO3Na2HPO4/NaH2PO4弱酸弱酸弱碱弱碱①由一种弱酸与该种弱酸的碱性盐组成。②既能抗酸，又能抗碱，有缓冲作用。生物体维持pH稳定的机制碱性食物正常机体消化系统剧烈运动Na2CO3NaHCO3乳酸pH↑pH↓缓冲对中的H2CO3缓冲对中的NaHCO3pH↓泌尿系统NaHCO3外界环境乳酸钠+H2CO3pH↑CO2+H2O呼吸系统CO2促进呼吸中枢刺激内环境内环境的动态变化01和pH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，但都处于一定的范围内。化学成分和理化性质（即正常值）都有一个变化范围。稳态：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状态叫做稳态。机体是如何实现稳态的？02对稳态调节机制的认识内环境的动态变化021.维持内环境稳态的基础以血浆pH调节为例，缓冲物质主要为HCO3-/H2CO3，其次为HPO42-/H2PO4-肾是形成尿液的器官，当发生肾功能衰竭时，病人的水和无机盐等的代谢会紊乱，可出现全身水肿，尿素氮升高、呕吐等一系列症状，即尿毒症，严重时会导致死亡。H2O碳酸氢钠碳酸钠碳酸CO2乳酸乳酸钠碳酸氢钠内环境的动态变化021.维持内环境稳态的基础人体各器官、系统协调一致地正常运行。直接相关的系统：起调节作用的系统：消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统神经系统、内分泌系统、免疫系统机体内各器官、系统为什么能保持协调一致呢？内环境的动态变化022.稳态调节机制的探究历程[法]贝尔纳（1857年）首次提出内环境的概念。并推测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。[美]坎农（1926年）首次提出稳态的概念。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。内环境的动态变化02内环境稳态是指正常机体通过的作用。使各个器官、系统，共同维持内环境和的状态。神经-体液-免疫调节网络调节协调活动成分理化性质相对稳定调节功能出现障碍（内因）外环境变化过于剧烈（外因）内环境的稳态遭到破坏人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。机体内如何实现稳态？内环境的动态变化021.你有过发高烧的经历吗？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？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，机体功能发生异常。发热时的症状主要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。内环境的动态变化022.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？内环境渗透压会降低。当内环境渗透压降低时，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、全身不适、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。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势必影响内环境的稳态。若外界环境变化不剧烈，并且机体代偿机制良好，内环境的波动较小，仍能维持稳态；若外界环境变化剧烈，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。人体内环境稳态失调引起的疾病尿毒症乳酸中毒抽搐血钙过低代谢废物积累02缺乏pH失调酸中毒、碱中毒体温失调发热、中暑组织水肿血浆中蛋白质含量降低血糖平衡失调低血糖、糖尿病内环境内环境稳态的重要意义03内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件(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内环境稳态的重要意义031.分子水平：基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等。例如：①在正常生长和分裂的细胞中，原癌基因和抑癌基因的表达存在着稳态。如果这个稳态被破坏，正常细胞就可能会变成癌细胞。②正常人体内调节血糖的胰岛素和胰高血糖素等激素是处于动态平衡的。如果他们的分泌紊乱，人体血糖的稳态就会受到破坏。2.细胞水平：细胞的分裂和分化的稳态等。3.器官水平：心脏活动的稳态（血压、心率）、消化腺分泌消化液的稳态等。4.群体水平：种群数量变化存在稳态、生态系统的结构和功能存在稳态等。可见，在生态系统的各个层次上，都普遍存在着稳态。不同层次的生命系统都存在着类似内环境稳态的特性课堂总结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基础神经-体液-免疫调节网络调节机制正常生命活动的必要条件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。习题巩固随堂练习041.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。()×√××随堂练习042.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随堂练习042017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？“人造子宫”看起来像一个大塑胶袋，确切地说是用特殊材质制成的一种生物袋。它要代替母羊子宫孕育羊羔，这个生物袋内必须装“羊水”，能够为早产羊羔生活提供适宜的液体环境。该“羊水”模拟自然子宫羊水的成分种类和含量，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，也包括抗生素、尿素等。此外，这种“羊水”还必须具备适宜的温度和酸碱度。“人造子宫”接有专门管道，需要每天注入定量电解质溶液，以确保“羊水”得到更新，保持相对稳定。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：含有养料和O2的新鲜血液源源不断输送到羊羔体内，羊羔的心脏也将较多含有CO2和其他代谢废物的血液挤压到机器胎盘中，后者将血液更新之后再回输到羊羔体内。随堂练习041.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C随堂练习042.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（）A.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随堂练习04二、非选择题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）。随堂练习042.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。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