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(共28张PPT)
1.2 内环境的稳态
说出内环境稳态及其生理意义
解释生物体维持pH稳定的机制；简述稳态的调节机制
比较自来水、缓冲液、体液对pH变化的调节作用
学习目标：
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。右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？
1.为什么血液的生化指标能反映机体的健康状况？
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。
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、相对的稳定；
②不同个体存在一定差异。
问题探讨
3.从化验单上可以看出哪几种成分超出正常范围？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）甘油三酯超标，可引起高血脂症，易并发冠心病、动脉粥样硬化等。
随着外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行，内环境的各种化学成分和理化性质不断发生变化。
内环境会因此而剧烈变动吗？
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，这些物质进入内环境，会使机体的pH发生怎样的变化呢？
碱性食物
消化系统
正常机体
Na2CO3
NaHCO3
泌尿系统
乳酸
乳酸钠 + H2CO3
H2CO3 / NaHCO3
H2O + CO2
呼吸系统
NaHCO3
乳酸钠
H2O + CO2
剧烈运动
肾
肺
pH↑
pH↓
pH↓
pH↑
内环境
一、内环境的动态变化
探究 · 实践 模拟生物体维持PH的稳定
1、自变量？
2、因变量？
3、实验设计遵循原则？
4、实验预期结果？
提出问题
作出假设
设计实验
探究酸性和碱性物质进入体内，机体pH能否维持在一定范围内？
机体能维持pH的相对稳定
实验材料：
缓冲液、自来水、肝匀浆、马铃薯匀浆、
0.1mol/L HCl、0.1mol/L NaOH
进行实验
——生物体pH的变化
——生物组织材料
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：
实验设计
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
实验步骤
(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。
(1)绘制实验记录表格。
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
分析结果
得出结论
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。
讨论：
1.就加入HCl或NaOH后的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.采用马铃薯匀浆与肝匀浆的实验结果类似吗？
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。
肝匀浆更像缓冲液
HCO3-/H2CO3 缓冲对：
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
缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同？
4. 对机体维持pH稳定的机制进行解释。
(1)剧烈运动产生大量乳酸时：
①乳酸＋NaHCO3→乳酸钠＋H2CO3。
结果：
CO2 由肺排出体外，缓冲了体内过多的酸。
(2)碱性物质进入血液时：
Na2CO3＋H2CO3→2NaHCO3
结果：过多的 NaHCO3 由肾脏排出，缓冲了体内的碱性变化
以NaHCO3/H2CO3为例
②H2CO3→H2O＋CO2↑。
NaHCO3/H2CO3
Na2HPO4/NaH2PO4
①由一种弱酸与该种弱酸的碱性盐组成。
②既能抗酸，又能抗碱，有缓冲作用。
弱酸
弱酸
弱碱
弱碱
缓冲对
内环境的其他化学成分和理化性质也维持在一定范围吗？
人体体温日变化规律
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℃。
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。
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，是存在个体差异的。
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。
特点
一、内环境的动态变化
正常机体通过 作用 ，使 协调活动，共同维持内环境的 状态。
1、定义
2、实质
调节
各个器官、系统
相对稳定
内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡之中
水、无机盐、营养物质、代谢产物
pH值、渗透压、温度
稳态是如何实现的呢？
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。
食物、水和无机盐
CO2
O2
呼吸系统
泌尿系统
消化系统
肺泡表面潮湿且伸缩性很大，有利于气体的交换
肾小球是血管球，参与形成原尿
有机废物、水和无机盐
未被吸收的物质
小肠绒毛增大吸收营养物质的表面积
贫血、昏迷、休克
尿毒症，甚至死亡
细胞
循环系统
稳态调节机制的探究历程
1857年，贝尔纳推测：内环境保持稳定主要依赖神经系统的调节。
1926年，坎农提出稳态的概念。稳态不是恒定不变，而是一种动态平衡。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。
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。
内环境稳态会失调吗？
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
细胞代谢紊乱甚至导致疾病发生
尿毒症
乳酸中毒、高原反应
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、失温
组织水肿
血浆蛋白质降低
血糖平衡失调
低血糖、糖尿病“三多一少”
内
环
境
分析稳态失调的实例
病例1：发烧
高热是新冠肺炎的典型症状，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。
病人感觉头晕、厌食、恶心。
高烧时酶活性改变→代谢紊乱（过于旺盛）→机体功能异常
应采用物理方法或药物来退烧
大量出汗或严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境渗透压会降低。这样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。
病例2 ：腹泻
严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境的渗透压会出现什么变化？
病例3：高原病（高原反应）
援藏的人员到高原后常会出现头痛、乏力、心跳加快、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，并且机体调节机制良好，内环境波动较小，仍能维持稳态；若外界环境变化剧烈，机体调节能力不好，内环境稳态将受到破坏，就会影响身体健康。
说明：人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
肾功能衰竭时，形成尿液不足，尿素等代谢废物在体内积累导致中毒。
尿毒症:
糖尿病:
血液中葡萄糖含量过高
多食、多饮、多尿，身体消瘦
热射病:
高温相关急症中最严重的情况，即重症中暑，是由于暴露在高温高湿环境中身体体温调节功能失衡，产热大于散热，导致核心温度迅速升高，超过40℃
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
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。
四、稳态概念的发展
在分子水平上，存在基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等。
在细胞水平上，存在细胞的分裂和分化的稳态等;
在器官水平上，存在心脏活动的稳态(血压、心率)、消化腺分泌消化液的稳态等;
在群体水平上，种群数量的变化存在稳态，生态系统的结构和功能也存在稳态。
不同层次的生命系统都存在着类似内环境稳态的特性。
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
1.下列有关内环境稳态的叙述，错误的是（　）
A.不同人的体温，会因年龄、性别等不同而存在微小差异
B.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
C.正常情况下，内环境的各种理化性质是保持不变的
D.正常情况下，内环境的各种成分经常处于变动之中，但都保持在适宜的范围内
C
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、出汗等。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
3.下图表示内环境稳态的部分调节机制。下列表述错误的是(　　)
A．内环境稳态的调节机制有神经调节、体液调节和免疫调节等
B．血浆渗透压的大小主要取决于血浆中无机盐和蛋白质的含量
C．内环境由血液、组织液和淋巴组成
D．细胞不仅仅依赖于内环境，还参与内环境的形成和维持
C

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