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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7.357.45；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(0.81.2g/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0.81.2g/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(7.357.45)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()AHCl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要神经、体液和免疫的调节才能正常进行。,7内环境是人体细胞生活的直接环境，内环境的温度、渗透压、pH及各种化学物质的含量，正常情况下能够维持相对稳定的状态，这是人体完成各项生命活动的必要条件。(1)人体内环境的各种理化性质及化学物质含量会发生变化的原因是_。,(2)人体维持体温相对稳定的调节方式是_。(3)病人呼吸受阻，肌细胞会因为无氧呼吸产生大量乳酸，乳酸进入血液后，会使血液pH_，但乳酸可以与血液中的_发生反应，使血液的pH维持相对稳定。(4)尝试构建人体肝脏内血浆、组织液、成熟红细胞内液间O2、CO2扩散的模型(在图形框间用实线箭头表示O2，用虚线箭头表示CO2；不考虑CO2进入成熟红细胞内液)。,(2014海南，27)根据内环境及其稳态的知识，回答下列问题：(1)某奶牛场为提高产奶量，给奶牛饲喂了大量的某种精饲料后，奶牛瘤胃发酵产酸过多，引起机体血液pH低于正常值，且难以恢复到正常水平。产酸过多使pH难以恢复的原因是：_。pH低于正常值会引起酸中毒，为了避免这一问题，可以在饲料中添加起_作用的物质，以利于奶牛内环境的pH维持在正常水平。机体的内环境是指_，主要包括血浆、_、_。,(2)环境的剧烈变化或惊吓会导致奶牛机体内某些激素水平的变化，从而使产奶量下降，在这个过程中机体的调节方式包括_调节。答案(1)酸性物质过多，超出了机体维持pH相对稳定的能力限度中和由细胞外液构成的液体环境组织液淋巴(2)神经体液,解析(1)饲喂精饲料，奶牛瘤胃发酵产酸过多，超出奶牛自身的调节能力，使pH低于正常值且难以恢复；在饲料中添加酸碱缓冲物质可中和瘤胃产生的过多的酸，从而避免奶牛酸中毒，使内环境的pH维持在正常水平；机体内环境是指由细胞外液构成的液体环境，主要包括血浆、组织液和淋巴。(2)环境的剧烈变化或惊吓可刺激奶牛的神经系统和内分泌系统，如受惊吓会导致肾上腺素分泌增多，这个过程中机体的调节方式包括神经调节和体液调节。,
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