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(共47张PPT)
第2节 内环境的稳态
第1章 人体的内环境与稳态
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。
生化指标
正常值
问题探讨
讨论1：化验单上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？
高血脂
高血糖
肝功能受损。
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？
(1)天冬氨股氨基转移酶(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。
(2)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。糖尿病患者长期高血糖,会导致眼、肾、心脏、血管、神经等慢性损害。
(3)甘油三脂超标,可引起高血脂症,易并发冠心病、动脉粥样硬化等。
讨论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？
①内环境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；
②不同个体存在一定差异。
讨论1. 为什么血液的生化指标能反映机体的健康状况？
血液生化指标指的是血液中各种化学成分的含量，其中包括机体多种代谢产物的含量。当机体某项生理功能出现障碍时，会影响其代谢产物的含量，从而可以反映机体的健康状况，并可以作为诊断疾病的依据。
小组思考并说一说
讨论4：为什么血浆的各种化学成分都在不断发生变化？
体内细胞代谢活动的进行和外界环境的变化。
内环境会因此而剧烈变动么？
一、内环境的动态变化
酸性食物：经代谢可产生酸性物质。
碱性食物：经代谢可产生碱性物质。
酸性或碱性物质进入内环境，会使机体的pH发生怎样的变化？
一. 实验目的:
二. 实验原理:
探究·实践 模拟生物体维持pH的稳定
三. 材料用具:
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。
在溶液中加入酸或碱后，缓冲对能使溶液pH的变化______；
通过向自来水、缓冲液、肝匀浆中加入酸或碱溶液引起的pH不同变化，对比说明在一定范围内生物组织匀浆（生物体内的液体环境）与_________相似，从而说明生物体的pH维持相对稳定与其含有__________有关
缓冲液
缓冲物质
自来水、pH为7的磷酸盐缓冲液(HPO42-/H2PO4-)、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)
pH计或pH试纸
减弱
四. 方法步骤:
1. 画记录表
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
滴数
pH
材料
自变量
因变量
——酸性、碱性物质
——HCl/NaOH（均为0.1 mol/L）
——生物体pH的变化
——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，标准对照
2.测自来水pH的变化
(1)测酸对自来水pH的影响
①将25mL自来水倒入___mL烧杯中；
③加入酸并测pH变化
一次加___滴0.1mol/L的盐酸轻轻摇动；
每加____滴测一次pH，重复这一步；
直到加入____滴为止；
将pH测定结果记入表中；
①__________烧杯并向其中加入25mL自来水，测定并记录__________；
②如步骤(1)中③，一滴一滴地加入0.1mol/L的NaOH溶液，测定并记录pH；
(2)测碱对自来水pH的影响
②用_______或________测试__________，并记录；
50
pH计
pH试纸
起始的pH
1
5
30
充分冲洗
起始的pH
3.测缓冲液pH的变化
_________烧杯，用 代替自来水，重复2中步骤，记录结果；
充分冲洗
4.测肝匀浆pH的变化
_________烧杯，用 代替自来水，重复2中步骤，记录结果；
充分冲洗
5.绘制曲线
根据表格中记录的数据，以______________为横坐标，以____为纵坐标，画出各实验中pH变化的曲线
酸或碱的滴数
pH
为了使实验结果更可信，应尝试用不同生物材料完成实验。
缓冲液
肝匀浆
自来水组
缓冲液组
肝匀浆组
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_________________________；
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
6.结果:
7.结论:
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？
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。
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
除了酸碱度，内环境的其他化学成分和理化性质也维持在一定范围内吗？
①正常情况下，不同人的体温，会因年龄、性别等的不同存在微小的差异；
同一个人的体温在一日内也有变化，但变化幅度一般不超过____℃;
尽管气温波动范围较大,但健康人的体温始终接近_____℃；
②健康人内环境的每一种______如血糖、血脂，以及渗透压等_________都是不断变化的，但都处于一定的范围；
1
37
成分
理化性质
一般青年人高于老年人
女性高于男性
健康人的内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中。
比如人体体温、血浆的PH及渗透压.
二 、对稳态调节机制的认识
维持内环境稳态的基础
直接相关的系统
人体各器官、系统协调一致地正常运行。
消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统
调节机制？
肾功能衰竭时，可出现尿毒症，严重时会导致死亡。
机体内各个器官、系统，为什么能够保持协调一致呢
神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
现代观点
法国 贝尔纳
内环境稳态主要依赖于神经系统的调节。
美国 坎农
提出稳态的概念，认为内环境稳态是在神经系统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？
二 、对稳态调节机制的认识
稳态的定义：
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。
强调：
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成分和理化性质处于动态平衡之中。
影响内环境稳态的因素:
①外因:_________________________
②内因:_________________________
外界环境的变化
体内细胞代谢活动的进行
感冒发烧
严重腹泻
尿毒症
人体自身的调节功能出现障碍，也会导致稳态失调。
稳态失调实例
中暑
空调病
高原反应
外界环境的变化过于剧烈，会导致稳态失调。
稳态失调实例
分析内环境稳态失调的实例
　　1. 高热最严重时有何感受？体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施？
思考·讨论
资料
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。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。
　　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？
资料
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·讨论
分析内环境稳态失调的实例
　　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？
资料
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。
思考·讨论
分析内环境稳态失调的实例
肾脏是形成尿液的器官,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。
尿液的形成
尿毒症是内环境稳态失调引起的疾病，尿毒症患者肾功能出现障碍，体内代谢废物积累。治疗尿毒症的方法有血液透析法、腹膜透析法和肾移植法。
尿毒症与内环境稳态失调有何关系？你知道如何治疗尿毒症吗？
尿毒症
尿毒症与内环境稳态失调有何关系？你知道如何治疗尿毒症吗？【答案】尿毒症是机体内环境稳态失调引发的疾病。当某种原因导致肾功能衰竭时，则形成的尿液不足，代谢产物不能排出体外，致使大量含氮废物及其他毒性物质在体内堆积，水电解质代谢及酸碱平衡紊乱，机体内环境的稳态遭到破坏，由此所引起的自身中毒和产生的综合征状称为尿毒症。治疗尿毒症的方法主要有血液透析、腹膜透析和肾移植。血液透析是将患者的血液经血管通路引入透析机，在透析机中透过透析膜与透析液之间进行物质交换，以排出血液中的代谢废物。每周需治疗2~3 次，每次4~5 h。腹膜透析是在腹腔中置一导管，将腹透析液灌入腹腔，靠腹膜的半透膜性质，使血液与腹透析液间进行物质交换，以排出体内毒素。透析液每日置换4~6 次， 替代肾维持生命。肾移植是尿毒症的根治疗法，如果成功，病人的生活质量将明显改善，能像正常人一样生活，但移植后必须长期服用免疫抑制剂，以降低病人出现的排斥反应。由于肾源不足，供体短缺已成为限制肾移植的重要因素。
4. 与生活的联系
(1)炎炎夏季，在高温环境中从事体力劳动的人，最容易发生中暑。
中暑是指高温引起机体体温调节功能紊乱所表现出的一系列症状，如高热、皮肤干燥、恶心、呕吐、食欲不 振、心悸、头痛等。严重中暑会使体温超过40 °C,病死率比较高。
(2)5月22日，甘肃一山地马拉松赛遭遇极端天气，21人死亡多人受伤。一群热爱运动、热爱生命的人却被意外无情地剥夺了生命，造成事故的主要原因——就是失温。
失温是指人体热量流失大于热量补给，从而造成人体核心区温度降低，并产生一系列寒颤、迷茫、心肺功能衰竭等症状，甚至最终造成死亡的病症。一般来说，如果人体的核心温
度低于35度，就是医学上的失温，也就是低体温。
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
化谢废物积累
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
以上实例说明：
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）
调节能力有限
（内因）
内环境的稳态遭到破坏
细胞代谢紊乱甚至导致疾病发生
危及机体健康
三、内环境稳态的重要意义
(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
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
稳态概念的发展
稳态已成生命科学的一大基本概念。
不同层次的生命系统都存在着类似于内环境稳态的特性。
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
细胞膜
稳态
基础
神经-体液-免疫调节网络
调节机制
课堂小结
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
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。
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
【答案】“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。
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。
（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？
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。
【提示】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。
【答案】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。
1.在血液生化六项检查的化验单上,每种成分的参考值都有一个变化范围，对此错误的理解是（ ）
A. 该变化范围主要考虑了化验结果的误差
B. 内环境稳态是一种动态的、相对的稳定状态
C. 内环境稳态不是恒定的，可在一定范围内波动
D. 年龄、性别等个体差异会导致内环境的成分存在差异
A
课堂反馈
2.生物个体内的稳态是指在“神经—体液—免疫”调节网络的调节作用下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境相对稳定的状态。下列说法正确的是（ ）
A.激素、血红蛋白和氨基酸都属于人体内环境的组成成分
B.肾上腺、甲状腺、唾液腺产生的分泌物，均直接排放到内
环境中
C.外界环境的变化和体内细胞代谢活动均可影响内环境的稳
态
D.血糖浓度、尿液浓度、体内温度、细胞外液渗透压的相对
稳定都属于内环境的稳态
C
3. 当内环境的稳态遭到破坏时，必将引起（ ）
A. 酶促反应速率加快 B. 渗透压下降
C. 细胞代谢紊乱 D. 糖尿病
例6. 对于高烧不退的病人，可采用一些辅助治疗措施降低体温。下列措施中不正确的是 （ ）
A. 加盖棉被，增加排汗量
B. 在额头上敷用冷水浸泡过的毛巾
C. 用酒精棉球擦拭四肢等部位
D. 适当撤减衣被
C
A
4.下列有关稳态生理意义的叙述，错误的是（ ）
A.稳态有利于酶促反应的正常运行
B.稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
C.当稳态遭到破坏时，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
D
5. 下列说法不正确的是（ ）
A.内环境的各种化学成分和理化性质总在不断发
生变化着
B.尽管外界环境的气温波动范围较大，但健康人
的体温始终是37 oC
C.内环境稳态是人体进行生命活动的必要条件
D.人体维持内环境稳态的能力是有限的
B
1. 内环境的稳态是指（ ）
A.由于血液中缓冲物质的调节作用，使内环境维持在相对稳定的状态
B.温度、渗透压、各种化学物质的含量维持在一个相对内环境的稳定的状态
C.正常机体在神经系统、激素的作用下，通过各组织器官的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态
D.正常机体通过调节作用，使各器官、系统协调活动，功能维持内环境的相对稳定状态
D
课堂反馈
2. 在剧烈运动时，血浆中乳酸大量增加而pH基本不变。对此现象的解释，不正确的是（ ）
A.血浆是一种缓冲溶液体系
B.乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3
C. H2CO3分解生成的CO2可经呼吸系统排出
D.大量乳酸进入血液后，马上被稀释或被彻底分解
D
课堂反馈
课堂反馈
3.某同学以清水、缓冲液和血浆为实验材料进行“探究血浆是否具有维持pH稳定的功能”的实验，预期结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A.起对照作用的是清水组和缓冲液组
B.三组实验中，预期结果不合理的是清水组
C.预期结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的
D.图中结果表明缓冲液组维持pH稳定的能力强于血浆组
D

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