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第2节 内环境的稳态
新人教版（2019）
选择性必修一《稳态与调节》
第1章 人体的内环境与稳态
生化指标
正常值
这些成分超出正常范围，这可能会对人体造成什么不利影响？
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？
随着外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行
内环境会因此而剧烈变动吗？
一、内环境的动态变化
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？
内环境的pH
？
探究·实践：模拟生物体维持pH的稳定
一、内环境的动态变化
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：
——生物组织材料（动物血浆、肝匀浆、蛋清等）
——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） ）
任务一：模拟生物体维持pH的稳定
实验设计
因变量
自变量
材料 (25mL) 加入０.1mol/L HCl 加入０.1mol/L 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
空白对照
已知具有减缓pH变化的能力的溶液，标准对照
自变量：
因变量：
一、内环境的动态变化
任务一：模拟生物体维持pH的稳定
材料用具
pH计或pH试纸
一、内环境的动态变化
任务一：模拟生物体维持pH的稳定
实验步骤
A.测酸对自来水pH的影响
B.测碱对自来水pH的影响
a.将25mL自来水倒入50mL烧杯中，测试并记录起始的pH
b.加入酸并测pH变化
一次加一滴0.1mol/L的盐酸轻轻摇动。每加5滴测一次pH，直到加入30滴为止，将pH测定结果记入表中
a.充分冲洗烧杯并向其中加入25mL自来水，测定并记录起始pH
b.如步骤（A）中b，一滴一滴地加入0.1mol/L的NaOH溶液，测定并记录pH
①测自来水pH的变化
一、内环境的动态变化
任务一：模拟生物体维持pH的稳定
实验步骤
　D.充分冲洗烧杯，选用肝匀浆代替自来水，并重复2中步骤，记录结果。
　C.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。
　E.根据所得数据，以酸或碱的滴数为横轴，以pH为纵轴，画出各次实验中pH变化的曲线。
②测缓冲液、血浆pH的变化
一、内环境的动态变化
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
任务一：模拟生物体维持pH的稳定
一、内环境的动态变化
实验结果
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。
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。
任务一：模拟生物体维持pH的稳定
内环境的其他化学成分和理化性质也维持在一定范围吗？
一、内环境的动态变化
【资料1】人体体温的动态变化
不同人的体温因年龄、性别不同有微小的差异：
一般地，青年人>老年人，女性>男性
同一个人的体温在一日内变化幅度一般不超过1℃。
一、内环境的动态变化
【资料2】人体血糖含量的动态变化
一、内环境的动态变化
稳态
1.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。
2.体现：
①稳态不是恒定不变的，而是相对稳定的一种动态变化。
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。
一、内环境的动态变化
3.影响内环境稳态的因素:
动态平衡
外界环境的改变
调节作用
内环境改变
体内细胞代谢活动的进行
稳态是如何实现的呢？需要哪些系统的参与？
稳态
二、对稳态调节机制的认识
2.直接相关的系统
人体各器官、系统协调一致地正常运行。
1.维持内环境稳态的基础
消化系统、
呼吸系统、
循环系统、
泌尿系统
二、对稳态调节机制的认识
外界环境中的物质
消化系统
呼吸系统
皮肤，泌尿、排泄系统
循环系统
血浆
淋巴
组织液
细胞内液
中枢系统
只有机体内各个器官、系统协调合作，内环境才能处于稳态
营养物质
O2、CO2、H2O
水、无机盐、尿素、尿酸
促进
刺激
二、对稳态调节机制的认识
3.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。
二、对稳态调节机制的认识
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
二、对稳态调节机制的认识
4.内环境稳态失调的实例
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措施？
正常的体温是体内细胞进行各种生化反应的最适宜温度，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，同时常伴有食欲不振、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，因此应该注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。
（1）发烧
二、对稳态调节机制的认识
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，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。
4.内环境稳态失调的实例
（2）腹泻
二、对稳态调节机制的认识
青藏高原海拔高，氧气浓度低。低海拔地区的人到了青藏高原后，为什么会出现头晕、心跳加快甚至血压升高等症状？这说明外界环境以内，环境稳态之间有什么关系？
（3）高原反应
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。
4.内环境稳态失调的实例
二、对稳态调节机制的认识
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。
（4）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。
4.内环境稳态失调的实例
二、对稳态调节机制的认识
4.内环境稳态失调的实例
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。
（5）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。
二、对稳态调节机制的认识
4.内环境稳态失调的实例
（6）尿毒症
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。
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。
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。
内环境稳态失调时，必将引起细胞代谢紊乱。
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
(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
三、内环境稳态的重要意义
不同层次的生命系统都存在着类似内环境稳态的特性。
（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；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。
（2）细胞水平：细胞的分裂和分化的稳态等。
（3）器官水平：心脏活动如血压、心率的稳态、消化腺分泌消化液的稳态等。
（4）群体水平：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等。
实质
基础
机制
调节能力
稳态破坏的原因
意义
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
课堂小结
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
练习与应用(P12)
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。
练习与应用(P12)
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
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
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）。

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