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第2节 内环境的稳态
第1章 人体的内环境与稳态
目
录
CONTENTS
对稳态调节机制的认识
一
二
内环境的动态变化
三
内环境稳态的重要意义
问题探讨
在进行常规体检时，通常要做血液生化检查，以了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。下图是某人的血液生化检查化验单的一部分。
讨论：
1. 为什么血液的生化指标能反映机体的健康状况？
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？
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？
3、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。
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。
1、血浆生化指标是指血浆中各种化学成分的具体含量，包括多种代谢产物的含量。当某一项生理功能产生了障碍之时,检测值超出了正常的范围，所以该指标可以反映健康状况。
2、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。
探究 · 实践 模拟生物体维持pH的稳定
1. 实验原理
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。
2. 实验目的
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。
3. 材料用具
一、内环境的动态变化
——生物体pH的变化
——生物组织材料
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：
材料 0.1mol/L的HCl 0.1mol/L的NaOH
加入不同数量液滴后的pH 加入不同数量液滴后的pH
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
自来水
缓冲液
肝匀浆
自变量
因变量
实验组
——酸性、碱性物质
——动物血浆、肝匀浆、蛋清等
——HCl/NaOH（均为0.1 mol/L）
——检测pH（pH计/pH试纸）
空白对照
标准对照
探究 · 实践 模拟生物体维持pH的稳定
4. 实验设计
①在记录本中，画一个如下的表格。
②将25mL自来水倒入50mL烧杯中。
③用pH计或pH试纸测起始的pH,并作记录。
④一次加一滴0.1mol/L的HCl，然后轻轻摇动，加入5滴后再测pH。重复这一步骤直到加入了30滴为止。将pH测定结果记入表中。
⑤用同样的方法把0.1mol/L的NaOH加入自来水中并测定结果。
⑥充分冲洗烧杯，用缓冲液代替自来水，重复步骤2至步骤5，记录结果。
⑦充分冲洗烧杯，用肝匀浆代替自来水，重复步骤2至步骤5，记录结果。
⑧作图，分析结果并得出结论。
5. 实验步骤
探究 · 实践 模拟生物体维持pH的稳定
材料 (25mL) 0.1mol/L的HCl 0.1mol/L的NaOH
加入不同数量液滴后的pH 加入不同数量液滴后的pH
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
标准对照
空白对照
实验组
探究 · 实践 模拟生物体维持pH的稳定
6. 结果与分析
7. 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。
探究 · 实践 模拟生物体维持pH的稳定
自来水
缓冲液
生物材料
讨论1：就加入HCI或NaOH后pH的变化来说，肝匀浆更像自来水还是更像缓冲液？
肝匀浆加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。
探究 · 实践 模拟生物体维持pH的稳定
讨论2：缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同？
缓冲液加入少量酸或碱后，pH变化不明显，原因是磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/ Na2HPO4 ，其中NaH2PO4呈酸性，当加入少量NaOH时，可以中和OH-； Na2HPO4 呈碱性，当加入少量HCl时，可以中和H+。水溶液则不同，加入酸或碱后，pH变化明显。
一、内环境的动态变化
酸碱度的动态变化
人的体温，会因年龄、性别等的不同存在微小差异；
同一个人的体温在一日内也有变化，幅度一般不超过1℃;
尽管气温波动范围较大,但健康人的体温始终接近37℃。
体温的动态变化
如____________________________
HCO3-/H2CO3
HPO42-/H2PO4-
内环境pH维持在一定范围内, 因为其中含有____________
很多缓冲对
小结：健康人体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。
稳态
（1）概念：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（homeostasis）。
（2）实质：内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡之中。
注意：稳态不是恒定不变的，而是在一定的范围内，相对稳定的一种动态变化。
4. 稳态
（3）影响内环境稳态的因素:
①外因：外界环境的变化；②内因：体内细胞代谢活动的进行
pH值、渗透压、温度
二、对稳态调节机制的认识
1、 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，是维持内环境稳态的基础。
2、 直接相关的系统
消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统
3、 直接相关的器官
小肠、肺、肾脏、皮肤等
二、对稳态调节机制的认识
4、 稳态调节机制
[法]贝尔纳（1857年）提出：内环境的稳定是生命能独立和自由存在的首要条件，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）提出稳态的概念。稳态不是恒定不变，而是一种动态的平衡。
他提出：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。
内环境的稳态会不会出现失调的情形呢？
(1)人体维持稳态的调节能力是有_______________。
一定限度的
内环境的稳态遭到破坏
细胞代谢紊乱甚至导致疾病发生
外环境变化过于剧烈
（外因）
调节能力有限
（内因）
二、对稳态调节机制的认识
5、 稳态失调
(2) 稳态失调的原因
二、对稳态调节机制的认识
[思考与讨论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。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，因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。
[思考与讨论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。
[思考与讨论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。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。
病症名称 内环境成分及理化性质的变化 症状
尿毒症 肾功能衰竭时，病人的水和无机盐等的代谢紊乱 全身水肿、尿素氮升高、呕吐等
高原反应 体内缺氧，血氧过低 头痛、乏力、心跳加快
发烧 体温过高，影响酶的活性 头疼、头晕、嗜睡等，同时有食欲不振、厌食、恶心表现
严重腹泻 丢失大量的水和无机盐，内环境渗透压下降 疲倦、全身不适、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等
中暑 体温过高，影响酶的活性 高热、皮肤干燥、呕吐、食欲不振、心悸、头痛等
（2）稳态失调的实例
三、内环境稳态的重要意义
1. 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。
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。如：
①血糖和氧含量正常
②体温、pH等理化性质相对稳定
③渗透压相对稳定
④代谢废物排出
保证机体能量供应
保证酶活性、细胞代谢正常
维持细胞的正常形态和功能
如尿素、CO2等排出可防止机体中毒
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
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
O2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
3. 细胞水平——细胞分裂和分化的稳态
4. 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
5. 群体水平——种群数量的变化存在稳态
6. 生态系统——结构和功能的稳态（稳定性）
在生命系统的各个层次上，普遍存在稳态
1. 个体（生理）水平——内环境的稳态
2. 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
四、稳态概念的发展
小结——内环境的稳态五个重点
1、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。
2、实质：内环境的各种_化学成分_和_理化性质都处于动态平衡中，是通过机体的调节作用实现的。
3、调节机制：_神经—体液—免疫_调节网络。
4、调节能力：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。
5、生理意义：内环境稳态是机体进行__正常生命活动__的必要条件。
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。 ( )
×
×
×
√
练习与应用（P12）
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
课后习题——练习与应用（课本P12）
答：适宜的温度、气体条件、pH和配比合理的营养物质。
“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。
复习与提高(P14）
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 （ ）
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
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 （ ）
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
复习与提高(P14）
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）。
组织液
血浆
O2、
养料
O2、
养料
CO2、
代谢废物
CO2、
代谢废物
渗透压
酸碱度
内环境
本节结束！

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