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(共46张PPT)
第2节 内环境的稳态
Homeostasis of internal environment
学习目标
内环境稳态的概念及意义
01
02
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
汉水丑生侯伟作品
1.为什么血液的生化指标能反应机体的健康状况？
血液生化指标指的是血液中各种化学成分的含量，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，即处于相对稳定的状态。当机体某项生理功能出现障碍，势必影响其代谢产物的含量。进而引起血液生化指标的变化 。
问题探讨
内环境各成分含量不是一成不变的，而是在一定范围内波动，处于动态平衡。
汉水丑生侯伟作品
问题探讨
2.每种成分的参考值都有一个变化范围，这说明什么 ？
2 天冬氨酸氨基转移酶偏低：通常无临床意义；
17 葡萄糖偏高：可能患有糖尿病；
22 甘油三酯偏高：高血脂，易发冠心病等。
汉水丑生侯伟作品
问题探讨
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
读取“体温日变化规律”
1.不同人（年龄、性别）体温变化有何异同？
2.同一个人在一天内的体温变化有何特点？
3.人体温的日变化与当地气温的日变化有差异？
年轻高于年长、女性高于男性；
同一个人的体温在一天之内也有变化，但变化幅度一般不超过1℃。
健康人体温接近37℃，处于动态平衡。
1.不同人（年龄、性别）体温变化有何异同？
2.同一个人在一天内的体温变化有何特点？
3.人体温的日变化与当地气温的日变化有差异？
以上两个实例说明：
人体内环境的各种化学成分和理化性质都在不断的变化。
一、内环境的动态变化
引起变化的原因是？
一、内环境的动态变化
环境
细胞代谢
细胞代谢也会产生酸性物质，食物代谢后会产生酸性或碱性物质，这些物质进入内环境，会使机体的pH发生怎样的变化呢？
？
内环境的理化性质--酸碱度
（1）pH为7.35~7.45
（2）平衡的维持：缓冲对 H2CO3/ HCO3- ; H2PO4-/ HPO42-
缓冲对：
1）概念：内环境中含有许多成对（对酸碱度起缓冲作用）的物质，叫缓冲对。
2）组成：一种弱酸 + 该种弱酸的碱性盐
3）作用：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。
最重要
探究·实践：模拟生物体维持pH的稳定
阅读p7-8，完成讨论题
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
课 题：探究酸性和碱性物质进入体内，生物体的pH变化
防护手套、护目镜、50mL烧杯、50mL量筒、pH计或pH试纸、镊子、自来水、pH为7的磷酸盐缓冲液、肝匀浆、物质的量浓度为0.1mol/L的HCl(盛于滴瓶中)、物质的量浓度为0.1mol/L的NaOH(盛于滴瓶中)等。
材料用具
模拟生物体维持pH的稳定
材料 （25ml） 0.1 mol/L的HCl 0.1 mol/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
方法步骤
模拟生物体维持pH的稳定
1）绘制如图所示的实验记录表格。
2）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。
3）测缓冲液加入酸或碱后pH的变化。充分冲洗烧杯，用缓冲液代替自来水，
重复（2）中步骤，记录结果。
4）测肝匀浆加入酸或碱后pH的变化。充分冲洗烧杯，用肝匀浆代替自来水，
重复（2）中步骤，记录结果。
获得实验前的数据，与实验后溶液pH作比较。
HCl和NaOH都有腐蚀性，使用时要避免接触皮肤和眼睛。
方法步骤
实验结果
材料 (25ml) 0.1 mol/L的HCl 0.1 mol/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
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
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
6.4
6.2
6.1
6.0
6.0
5.9
5.9
6.4
6.4
6.5
6.7
6.7
6.8
7.0
模拟生物体维持pH的稳定
多次记录，取平均值
如何更直观地体现pH的变化？
根据所得数据，以酸或碱的滴数为横坐标，以溶液pH为纵坐标，绘制不同实验材料在各种条件下的pH变化曲线。
模拟生物体维持pH的稳定
实验结论
加入酸性或碱性物质后，内环境的pH在较小的范围内波动，内环境中含有调节pH相对稳定的缓冲物质。
模拟生物体维持pH的稳定
1.就加入HCl和NaOH后pH的变化来说，肝匀浆更像自来水还是更像缓冲液？
2.缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同？
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？
4.请根据模拟试验的结果，尝试对机体维持pH稳定的机制进行解释 。
模拟生物体维持pH的稳定
更像缓冲液。
缓冲液中含有HPO42-/H2PO4-，其中HPO42-呈碱性，当加入少量HCl时，可以中和其中的H+，H2PO4-呈酸性，当加入少量NaOH时，可以中和其中的OH-。
类似。
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
Na2CO3
NaHCO3
乳酸
pH↑
pH↓
缓冲对中的H2CO3
缓冲对中的NaHCO3
pH↓
泌尿系统
外界环境
乳酸钠+H2CO3
pH↑
CO2+H2O
呼吸系统
内环境
外界环境
泌尿系统
进入肝脏，参与代谢
材料 （25ml） 0.1 mol/L的HCl 0.1 mol/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： ；
酸性、碱性物质
不同材料pH的变化
对照组
实验组
无关变量： ；
HCl、NaOH溶液的浓度、含量等
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。若某种成分含量高于或者低于参考值，则预示机体可能处于不健康状态。
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。
一、内环境的动态变化
功能基础
结构基础
稳态的内容：
① 内环境各种成分相对稳定；
② 内环境的各种理化性质相对稳定。
稳态的实质：内环境的组成成分和理化性质的动态平衡。
一、内环境的动态变化
机体是如何实现稳态的？
02
对稳态调节机制的认识
对稳态调节机制的认识
02
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。
直接相关的系统：
消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统
机体内各器官、系统为什么能保持协调一致呢？
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。
某种器官功能出现障碍，就会引起稳态失调。
对稳态调节机制的认识
02
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。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。
起调节作用的系统：
神经系统、内分泌系统、免疫系统
对稳态调节机制的认识
02
自身调节功能出现障碍（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。
内环境的稳态会不会出现失调的情形呢？
02稳态失调的实例发热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？发热时的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。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，机体功能异常。发热时机体分解代谢旺盛，持续高热会引起器官的功能负荷加重，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，出现脑损伤，如智力落后、甚至癫痫，因此应及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。02稳态失调的实例严重腹泻严重腹泻后，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。02稳态失调的实例高原反应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。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强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．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
03
1.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
04
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。 ( )
×
√
×
×
随堂练习
04
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
随堂练习
04
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？
“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
04
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
随堂练习
04
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
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
04
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。
随堂练习
04
（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？
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。
3. 2016年10月，我国神舟十一号载人飞船与“天宫二号”成功实现自动交会对接，航天员顺利进入空间实验室。太空环境是一个高真空环境，人必须穿上特制的航天服，乘坐专门设计的载人航天器，才能在太空中安全地生活和工作。因为航天器和航天服都具备生命保障系统，为宇航员提供一个类似于地面的环境。请搜集有关资料，分析这套生命保障系统中有哪些是为维持内环境的稳态设计的。
航天器和航天服中的生命保障系统，主要由氧源（气瓶）和供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成。它能够为航天员提供呼吸用氧，并控制服装内的压力和温度，清除航天服内CO2、臭味、湿气和微量污染等。这套生命系统与压力服（给宇航员提供正常大气压）一起，在人体周围创造适宜人生存和工作的微小气候环境，有利于宇航员维持机体内环境的稳态。
谢谢
THANKS

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