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第一章 人体的内环境与稳态
第2节 内环境的稳态
教学目标
目标
01
02
03
通过模拟实验，探究生物体维持PH稳定的原理，培养科学探究的精神。
（科学探究）
通过对人体渗透压、酸碱度和温度等细胞外液理化性质的学习，关注人类健康。
（社会责任）
通过掌握内环境的组成成分及相互关系，形成稳态与平衡观和生命的系统关。
（生命观念）
问题探讨
下图是某人的血液生化检验结果报告单的一部分。
讨论：(1)1.为什么血浆的生化指标能够反映出人体的机体的健康状况？
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。
血液生化检验结果报告单
课本P7
问题探讨
下图是某人的血液生化检验结果报告单的一部分。
血液生化检验结果报告单
讨论：(2)每种成分的参考值（即正常值）是定值吗，这说明什么？
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
②说明不同个体存在一定差异
课本P7
问题探讨
下图是某人的血液生化检验结果报告单的一部分。
血液生化检验结果报告单
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
课本P7
(1)天冬氨酸氨基转移酶(即谷草转氨酶)略微低于正常值，这通常没有临床意义，建议定期复查。若该值偏高，说明肝功能受损。(2)葡萄糖含量超标，且糖化血清白蛋白产重超标，可能是糖尿病。糖尿病患者长期明高血糖，会导致眼、肾、心脏、血管、神经等慢性摄害。(3)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。
【例2】在血液生化检查化验单上,每种成分的参考值(即正常值)都有一个变化范围。下列相关叙述错误的是(　　)
A.内环境稳态不是恒定的,而是可在一定范围内波动
B.内环境稳态是一种动态的、相对的稳定状态
C.年龄、性别等个体差异会导致内环境的成分存在差异
D.该变化范围主要考虑了检测结果的误差
D
主要考虑人体的正常生理变化
一
内环境的动态变化
细胞 代谢
酸性物质
（H2CO3）
食物
酸性物质
碱性物质
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。
酸性物质
碱性物质
这些物质进入内环境，会使机体的pH发生怎样的变化呢？
内环境
1、HCO3-/H2CO3 缓冲对：
2、HPO42-/H2PO4- 缓冲对：
溶液中酸性物质增加时：
溶液中碱性物质增加时：
HPO42- + H+ → H2PO4-
H2PO4- + OH- →HPO42- +H2O
乳酸+ NaHCO3→乳酸钠 + H2CO3
CO2 + H2O
OH- + H2CO3→HCO3- + H2O
溶液中酸性物质增加时：
溶液中碱性物质增加时：
思考：内环境有哪些缓冲对？这些缓冲对如何起作用？
课本P9
一
内环境的动态变化
细胞 代谢
酸性物质
（H2CO3）
食物
酸性物质
碱性物质
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。
酸性物质
碱性物质
这些物质进入内环境，会使机体的pH发生怎样的变化呢？
内环境
内环境的其他化学成分和理化性质也维持在一定范围吗？
内环境的pH仍维持在一定范围内
一、内环境的动态变化
【探究●实践】探究生物体维持温度的稳定
同学们对家庭成员的体温进行了调查，结果如下表，从中能得出什么结论？
成员 上午 6h 上午 9h 中午 12h 下午 3h 傍晚 6h 晚上
9h
母亲 37.0℃ 37.2℃ 37.3℃ 37.4℃ 37.2℃ 37.1℃
父亲 36.8℃ 37.0℃ 37.1℃ 37.3℃ 37.1℃ 36.9℃
自己 37.1℃ 37.3℃ 37.4℃ 37.5℃ 37.3℃ 37.1℃
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
体温
时间
36.8
37.0
37.2
37.4
6
9
12
15
18
21
自己
母亲
父亲
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差异；
同一个人的体温在一日内也有变动，但变化幅度一般不超过1℃。
结论：健康人的体温始终接近_______℃，且处于____________中。
37.0
动态平衡
课本P9
一、内环境的动态变化
稳态是如何实现的呢？
课本P9
（2）体现：
（1）定义：
1.稳态
①稳态不是恒定不变的，而是相对恒定的一种动态变化。
②这种动态变化保持在一定的范围内。
③稳态的实质是内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡之中。
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。
【例1】下列属于内环境稳态的重要组成部分的是(　　)
①细胞中ATP和ADP的平衡　 ②Na+、K+平衡
③CO2、O2平衡　 ④体温平衡　 ⑤氨基酸平衡
A.②④　　　　　　　　B.②③④
C.②③④⑤ D.①②③④⑤
解析:内环境的稳态是指内环境的各种理化性质和各种化学成分维持相对稳定的状态。④体温平衡属于内环境理化性质的稳定;②Na+、K+平衡,③CO2、O2平衡和⑤氨基酸平衡属于内环境化学成分的稳定;①细胞中ATP和ADP的平衡不在内环境中进行。
答案:C
练习与应用
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。 ( )
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
课本P12
动态平衡
内环境改变
外界环境的改变
体内细胞代谢活动的进行
调节作用
1.稳态
（3）影响内环境稳态的因素:
一、内环境的动态变化
稳态是如何实现的呢？需要哪些系统的参与？
课本P9
二、对稳态调节机制的认识
1、内环境稳态调节的基础：
各器官、系统协调一致地正常运行
讨论：1、维持内环境稳态过程的基础？
如器官出现功能障碍会引起稳态失调，如肾衰竭会引起尿毒症
2、维持内环境稳态过程中直接参与的系统有哪些？
是什么机制使机体的各器官、系统保持协调一致？
课本P9
2.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
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
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。
二
对稳态调节机制的认识
课本P10
稳态失调
生病
调节能力有限
外环境变化剧烈
思考：内环境稳态会失调吗？
内环境稳态的实质是相对稳定状态，即内环境的各种成分、理化性质在允许的范围内波动，是一种动态的平衡状态。
内环境稳态≠绝对的稳定
二、对稳态调节机制的认识
思考.讨论
---分析内环境稳态失调的实例
任务：分析内环境稳态失调的实例
2、你有过发高烧的经历吗？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？
酶功能紊乱（人体内酶的最适温度在37℃左右→细胞代谢紊乱→机体功能异常
头疼、头晕、嗜睡、食欲不振、厌食、恶心等
3.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？
内环境渗透压变小；细胞渗透吸水膨胀，导致细胞代谢和功能紊乱。严重时，疲倦、周身不适、皮下组织肿胀。
课本P10
二、对稳态调节机制的认识
思考.讨论
---分析内环境稳态失调的实例
4、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。
5、在高温环境中只要不待过长时间，一般并不会中暑。但消防人员穿着厚重且密不透风的消防服，连续工作多个小时，随时面临着中暑的危险，这一现象与人体的稳态有什么关系？
这一现象一方面说明人体有维持稳态的能力，另一方面也说明人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
课本P10
知识拓展
病症名称 内环境理化性质变化 疾病的症状
尿毒症
高原反应
糖尿病
感冒发烧
严重腹泻
稳态失调与相关疾病
尿素等代谢废物在体内积累
自身中毒和综合病症
体内缺氧，血氧过低
头痛、乏力、心跳加快
血液中葡萄糖含量过高
多食、多饮、多尿、口渴、饥饿感强烈，身体消瘦
体温过高，影响酶的活性
食欲不振，四肢无力
丢失大量的水和无机盐
疲倦、周身不适、恶心
二、对稳态调节机制的认识
3、稳态失衡
原因：人体维持稳态的调节能力是有一定限度的，当外界环境变化过于剧烈（外因），或调节功能出现障碍（内因），内环境的稳态会遭到破坏，导致细胞代谢紊乱甚至疾病的发生（结果）。
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的
外环境变化过于剧烈
(外因)
调节能力出现障碍
(内因)
内环境稳态遭到破坏
细胞代谢紊乱甚至导致疾病发生
课本P10
【例3】(2020·广州)体温的“调定点学说”认为,人的正常体温调定点为37 ℃。当体温超过37 ℃时,体温调节中枢会感受到“热”的信号,从而增加散热,将体温调节至调定点水平;反之,当体温低于37 ℃时,机体也能将体温升高至37 ℃。某些情况下,如病毒感染时,人的体温调定点可能会升高。下列叙述错误的是( )
A.只要体温保持正常,内环境就处于稳定状态
B.调定点升高后体温会升高,从而导致“发热”症状
C.人体体温的维持与神经—体液—免疫调节网络有关
D.若某人体温调定点变为40 ℃,当其高烧至39 ℃时仍会觉得冷
A
化学成分和理化性质处于动态平衡
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、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。
2、重要意义：
（1）正常的血糖浓度和血液中的含氧量，能为细胞代谢提供充足的反应物。
（2）适宜的温度和pH等能保证酶正常地发挥催化作用。
课本P11
【例4】下列有关内环境稳态意义的叙述,错误的是 (　　)
A.内环境稳态有利于酶促反应的正常进行
B.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
C.当内环境稳态遭到破坏时,可导致疾病发生
D.当血液的成分稳定时,人一定不会发生疾病
解析:酶促反应需要适宜的温度等条件,因此内环境稳态有利于酶促反应的正常进行,A项正确;内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,B项正确;当内环境稳态遭到破坏时,可导致疾病发生,C项正确;血液的成分稳定是内环境稳态的一个方面,其稳定时,人也可能会患病,如遗传病,D项错误。
答案:D
分子水平
细胞水平
器官水平
群体水平
基因表达、激素分泌、酶活性稳态等。
分裂、分化的稳态
心脏活动、消化腺分泌消化液等的稳态。
种群数量、生态系统结构与功能的稳态等
不同层次的生命系统都存在着类似内环境稳态的特性。
四
稳态概念的发展
稳态已成为生命科学的一大基本概念
课本P11
【探究●实践】模拟生物体维持pH的稳定
一、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。
二、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。
三、实验用具:
自来水；pH为7的磷酸盐缓冲液(HPO42-/H2PO4-)、肝匀浆、鸡蛋清、黄瓜匀浆、西红柿汁、0.1mol/L HCl、0.1mol/L NaOH、PH计或PH试纸等
自变量
因变量
PH计
课本P7
四、实验设计:
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。
1）绘制如图所示的实验记录表格。
自变量
因变量
空白对照
已知具有减缓pH变化的能力的溶液，标准对照
课本P7-8
自变量
2）实验步骤
①.测自来水加入酸或碱后pH的变化将25mL自来水倒入50mL烧杯中，测试并记录起始pH。一次加一滴0.1mol/L的HCl（或NaOH），轻轻摇动。每加5滴测试并记录一次pH，直到加入30滴为止。
②.充分冲洗烧杯，用缓冲液代替自来水，重复上述过程，记录结果。
③.充分冲洗烧杯，用肝匀浆代替自来水，重复②过程，记录结果。
3) 实验结果记录、实验数据处理。
材料 (25mL) 0.1mol/L的HCl滴数 0.1mol/L的NaOH滴数 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
多次记录，取平均值
思考：如何更直观地体现pH的变化？
课本P8
根据所得数据，以______________为横坐标，以_____为纵坐标，画出每次实验中pH变化的曲线。
酸或碱的滴数
PH
4)分析实验数据
材料 (25mL) 0.1mol/L的HCl滴数 0.1mol/L的NaOH滴数 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
课本P8
五、实验结论:
实验结论：生物组织匀浆类似于_______，加入少量酸或碱后pH不会发生___________。
缓冲液
大幅度变动
人体内环境中也有很多缓冲对，其中最重要的是HCO3-/H2CO3，其次还有HPO42-/H2PO4-等。当一定量的酸性或碱性物质进入后，内环境的pH仍能维持在一定范围内。
课本P8
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。
2.缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同？
磷酸缓冲液中含有HPO42-/H2PO4-,其中H2PO4-呈酸性，当加入少量NaOH时，可以中和OH-； HPO42-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。
课本P8
4. 请根据模拟实验的结果，尝试对机体维持pH稳定的机制进行解释
机体内含有缓冲物质HC03-/H2C03 ， HPO42-/H2PO4-等，它们能够对pH的变化起缓冲作用。
3. 方法步骤9中所用到的生物材料与肝匀浆的实验结果类似吗？
类似
在一定范围内，生物组织匀浆的性质类似于________而不同于_________，这说明________________________，能够____________________；
五.实验结论:
缓冲液
自来水
生物材料内含有缓冲物质
维持pH的相对稳定
（人体内环境也有很多缓冲对，其中最重要的是HC03-/H2C03，其次还有HPO42-/H2P04- 等）。
课本P8 讨论
2.关于“模拟生物体维持pH的稳定”的实验,下列说法正确的是(　　)
A.根据实验数据画pH变化曲线时,一般以pH为横坐标,以加入的酸或碱的量为纵坐标
B.每一组实验都进行了自身前后对照
C.生物材料的缓冲作用都要通过神经—体液—免疫调节
D.血浆中含量最多的缓冲对是HPO42-/H2PO4-
B
3.根据“模拟生物体维持pH的稳定”的实验结果,得出的有关判断错误的是 (　　)
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的相对稳定
C.若只用缓冲液和生物材料对照,不能充分说明生物材料具有缓冲作用
D.若只用自来水和生物材料做对照,不能充分说明生物材料中有类似缓冲液中的缓冲物质
B
二、拓展应用
2017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？
【提示】“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。
课本P12
练习与应用
实质
基础
机制
调节能力
稳态破坏的原因
意义
课堂小结
内环境的稳态
内环境的各种化学成分和理化性质保持相对稳定的状态
人体各器官、系统协调一致地正常运行
神经-体液-免疫调节网络
有一定的限度
外界环境的变化过于剧烈；人体自身的调节功能出现障碍
机体进行正常生命活动的必要条件
复习与提高
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
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
C
课本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）。
复习与提高
课本P14
复习与提高
2.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，并通过查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
课本P14
(2)现在有些生产厂家在售卖饮用水时，宣称碱性水为“健康水”。若你的亲朋好友为了健康而购买、饮用碱性水，你会怎样做
(1)请运用本章所学关于内环境稳态的有关知识，并通过查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。
(1)“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)细胞乃至或患有某些疾病(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，应多摄入碱性食物。这也没有科学根据。食物虽有酸性、碱性的区分，但内环境相关知识表明，普通食物不可能引起内环境的酸碱度变化，因为人体内存在缓冲系统可以自动调节pH，使之保持一种动态的平衡。若日常饮食受该理论影响，将可能导致人体营养失衡，由此会引发更多疾病。
课本P14
(2)积极向亲朋好友宣传相关科学知识，劝阻他们不要受生产厂家的广告误导。
(2)现在有些生产厂家在售卖饮用水时，宣称碱性水为“健康水”。若你的亲朋好友为了健康而购买、饮用碱性水，你会怎样做

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