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第2节　内环境的稳态
第1章　人体的内环境与稳态
1.模拟生物体维持pH的稳定
(1)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。
(2)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
(3)实验步骤：
(5)实验结论：在自来水中加入酸或碱后，pH变化较大；在缓冲液和生物材料中加入酸或碱后，pH变化不明显。
生物材料中含有缓冲物质，能够维持pH的相对稳定。
1.模拟生物体维持pH的稳定
(4)实验现象
自来水
缓冲液
肝匀浆
注：实线表示加入酸后pH的变化，虚线表示加入碱后的pH的变化。
【合作探究】结合模拟生物体维持pH的稳定的实验结果分析，完成以下问题讨论。
(1)磷酸缓冲液（含有NaH2PO4/Na2HPO4）中加入少量酸或碱后，pH变化不显著，原因是什么？
(2)生物材料（如肝匀浆）加入酸或碱后pH基本不发生
变化，原因是什么
提示：磷酸缓冲液中NaH2PO4呈酸性，加入少量NaOH时，可以中和OH-；Na2HPO4呈碱性，当加入少量HCl时，可以中和H+。
提示：生物材料中含有HCO3-/H2CO3等缓冲物质
1.模拟生物体维持pH的稳定
【小结】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。当一定量的酸性物质或碱性物质进入后，内环境的pH仍能维持在一定范围内。
小贴士
NaH2PO4/Na2HPO4发挥作用的原理与左图相似。H2PO4-呈酸性，可与OH-反应，生成HPO42-和H2O；HPO42-呈碱性，可与H+反应生成H2PO4-。
【总结】机体维持pH稳定的机制（以NaHCO3/H2CO3为例）
2.内环境的动态变化
但处于一定范围内【相对稳定】
不断变化
化学成分
血糖
血脂等
酸碱度
渗透压
温度
理化性质
稳态
概念：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。
实质：内环境的各种化学成分和理化性质都处于动态平衡中。
不是恒定不变的
【合作探究】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验结果报告单的一部分。
提示：避免进食导致血液成分的含量发生变化
(1)体检化验单显示血液中每种成分的正常参考值是一个范围，这说明内环境的理化性质有什么特点？
(2)血液的生化指标可以反映机体健康状况，作为诊断疾病的依据，原因是什么
(3)做血液生化检查前要处于空腹状态，医学上的“空腹”一般要求采血前12~14小时内禁食，其原因是什么？
提示：内环境的理化性质不是恒定不变的，而是在一定范围内波动。
提示：机体的成分都处于一定范围内，若某成分的含量高于或低于参考值，则预示机体可能处于不健康状态。
【基础诊断】
1.血浆pH的相对稳定主要靠H2PO4-/HPO42-（ ）
2.内环境的稳态就是内环境的成分和理化性质恒定不变（ ）
3.人体腹泻引起体液中水和蛋白质大量丢失（ ）
1.×　提示：血浆中的主要缓冲对是HCO3-/H2CO3
2.×　提示：内环境的稳态体现在内环境的成分和理化性质处于动态平衡中
3.×　提示：人体腹泻时会引起水和无机盐的大量丢失
1.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？
1.对稳态调节机制的认识
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。
学生总结内环境稳态的概念
1.对稳态调节机制的认识
【思考讨论1】大量出汗或严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境的渗透压会出现什么变化？这会带来怎样的后果？
【思考讨论2】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？
提示：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。严重时会出现疲倦、全身不适、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。
提示：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势必影响内环境的稳态。若外界环境变化不剧烈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。
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的
影响因素？
【合作探究】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。严重中暑会使体温超过40 ℃，病死率比较高。
(1)体温升高会导致食欲不振，你认为最可能的原因是什么？
(2)在高温环境中只要不待过长时间，一般并不会中暑。但在高温环境中长时间大运动量活动，常常会发生中暑。这一现象与人体的稳态有什么关系？
【合作探究】援藏的技术人员到青藏高原后会出现头痛、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？
提示：(1)体温升高，影响消化酶的活性，导致消化不良、食欲不振。
(2)一方面说明人体有维持稳态的能力，另一方面说明人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
提示：因为高原氧气稀薄，导致人体供氧不足，影响了内环境的稳态。这说明外界环境的改变会影响内环境稳态。
当外界环境的变化过于剧烈，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，危及机体健康。
2.内环境稳态的实例及意义
（1）举例
血糖和氧
含量正常
代谢废物
排出
体温、pH
相对稳定
渗透压
相对稳定
保证机体能量供应
酶活性正常，保证酶促反应正常进行
维持细胞的正常形态和功能
可防止机体中毒
（2）意义：
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
【基础诊断】
1.血浆、组织液、淋巴液的成分稳定时，机体不一定达到稳态（ ）
2.内环境达到稳态时，人一定不得病（ ）
3.内环境稳态遭到破坏时，代谢紊乱，此时代谢速率一定下降（ ）
4.人体具有维持稳态的机制，因此人体不会出现代谢紊乱（ ）
5.除了内环境稳态，人体内还存在基因表达的稳态、酶活性的稳态等（ ）
1.√　
2.×　提示：患有红绿色盲症、白化病等遗传病的患者，其内环境也能达到稳态。
3.×　提示：内环境中甲状腺激素升高，引起人患甲亢，代谢速率反而会升高。
4.× 提示：人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
5.√
【易错提醒】内环境稳态的几个“不一定”
(1)内环境达到稳态时，人不一定不患病，如镰状细胞贫血是由遗传物质改变造成的。
(2)内环境稳态遭到破坏时，代谢速率不一定下降，如成年人甲状腺激素分泌异常增多时，代谢速率上升，表现出甲亢症状。
(3)内环境维持稳态，生命活动不一定正常，如植物人。
【概念记忆】
1.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作稳态。
2.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。
3.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
4.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剧烈，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。课时分层训练(二)　内环境的稳态
知识点1　内环境的动态变化
1．生物个体内的稳态是指在“神经—体液—免疫”的调节作用下，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境相对稳定的状态，下列说法正确的是(　　)
A．血糖浓度、体内温度、尿液浓度的相对稳定都属于内环境的稳态
B．内环境的稳态是指人体内环境中的每种成分都处于动态平衡中
C．内环境的稳态是指人体内环境中的各种化学成分和理化性质处于动态平衡中
D．稳态只需要消化、呼吸、循环、泌尿这四个系统的协调活动来维持
C　[尿液不属于内环境，因此尿液浓度的相对稳定不属于内环境稳态，A错误；内环境的稳态是指人体内环境中的各种化学成分以及理化性质都处于动态平衡中，B错误，C正确；稳态是机体通过调节作用，使各个器官和系统的协调活动来维持的，D错误。]
2．下列关于“模拟生物体维持pH的稳定”的实验，叙述错误的是(　　)
A．盐酸和氢氧化钠都有腐蚀性，应避免其与皮肤和眼睛接触
B．每种实验材料测定完成后，都必须将烧杯充分洗净，才可倒入等量的其他实验材料
C．从加入盐酸或氢氧化钠溶液后的pH变化来说，生物材料更像是缓冲液
D．根据所得实验数据，绘制pH变化曲线时，一般以pH为横坐标，以酸或碱的量为纵坐标
D　[绘制pH变化曲线时，一般以酸或碱的量为横坐标，以pH为纵坐标，D错误。]
知识点2　对稳态调节机制的认识
3．下列有关内环境稳态调节的说法，不正确的是(　　)
A．最初贝尔纳认为内环境稳态的调节主要依赖神经调节
B．后来坎农提出内环境稳态是在神经调节与体液调节的共同作用下实现的
C．目前认为神经—体液—免疫调节网络是机体维持内环境稳态的主要调节机制
D．健康人通过内环境稳态的调节，可以适应任何环境变化
D　[内环境维持稳态的调节能力是有一定限度的，环境变化超过此限度时会引起内环境稳态失调，D错误。]
4．(不定项)随着生理学及其他学科的发展，稳态的概念得到了巩固和发展，下列关于稳态的说法正确的是(　　)
A．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
B．在细胞水平上，原癌基因和抑癌基因的表达存在着稳态
C．在器官水平上，存在心脏活动的稳态、消化腺分泌消化液的稳态等
D．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存在稳态
ACD　[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，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，如果这个稳态受到破坏，正常细胞就可能变成癌细胞，A正确，B错误；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，C正确；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存在稳态，D正确。]
知识点3　内环境稳态的重要意义
5．下列有关稳态的生理意义的叙述中，错误的是(　　)
A．维持生物体pH的稳定
B．当稳态遭到破坏时，可导致疾病发生
C．是机体进行正常生命活动的必要条件
D．当血液的成分稳定时，人一定不会患病
D　[内环境稳态能维持生物体温度、渗透压和pH的相对稳定，A正确；稳态遭到破坏时，细胞代谢紊乱，有可能导致疾病发生，B正确；内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件，C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错误。]
6．下列稳态失调与相应疾病间的对应关系，不正确的是(　　)
A．感冒发烧，食欲不振——体温过高，酶活性降低
B．中暑——机体体温调节失调，水盐平衡失调
C．高原反应——机体散热受阻，致使散热量小于产热量
D．尿毒症——尿素等代谢废物在体内积累
C　[感冒发烧时，食欲不振，是因为体温升高，酶活性降低，导致代谢活动紊乱，A正确；中暑是由于天气炎热，机体体温调节失调，同时由于机体丢失大量水和无机盐，导致水盐平衡失调，B正确；高原反应是人体暴露于低压低氧环境后产生的各种病理性反应，但散热量等于产热量，C错误；尿毒症是由于肾脏发生病变，无法排出体内多余的尿素、水、无机盐等代谢废物，使其在体内积累，D正确。]
7．近年来，去西藏旅游的人越来越多，但高原地区氧气稀薄，一些人可能会出现组织水肿等高原反应。下列相关说法正确的是(　　)
A．高原反应可能还包括呼吸、心跳加速
B．因高原反应出现水肿时，人组织液减少
C．高原反应的产生是因为机体丧失了内环境稳态的调节能力
D．高原反应的产生与内环境酸碱平衡失调无关
A　[高原反应是氧气供应不足导致的，机体会通过提高呼吸、心跳频率，促进对氧气的吸收和运输，A正确；人发生水肿时，水分大量进入组织间隙，使组织液增多，B错误；高原反应的产生是因为外界环境引起机体内环境的改变超过了机体的自我调节能力，而不是机体丧失了内环境稳态的调节能力，C错误；因为缺氧，机体可能进行更强的无氧呼吸作用，从而产生更多的乳酸，引起内环境酸碱平衡失调，影响代谢的正常进行，导致高原反应的产生，D错误。]
8．(不定项)人体细胞与外界环境进行物质交换需要媒介，下列关于该媒介的成分、理化性质及其稳态的调节机制的叙述中，错误的是(　　)
A．麦芽糖属于小分子物质，可存在于该媒介中
B．该媒介的稳态指的是理化性质的动态平衡
C．内环境的稳态需要多种系统和器官的共同配合
D．该媒介pH的稳定与和等离子有关
AB　[麦芽糖属于二糖，存在于植物细胞内，不存在于人体内环境中，A错误；内环境稳态是指理化性质和各种化学成分保持相对稳定，B错误；内环境的稳态需要多种系统和器官的共同配合，C正确；内环境中pH的稳定与和等离子有关，D正确。]
9．人体能适应冬夏气温较大的变化，而人体的单个细胞却只能在37 ℃左右的环境中生活。金鱼能在pH＝10的水中生活较长时间，而金鱼的细胞在pH＝10的培养液中培养会很快死亡。下列关于内环境及其稳态的说法中，错误的是(　　)
A．内环境的稳态是生物对多变环境的适应
B．单个细胞适应环境变化的能力远低于多细胞生物本身
C．内环境稳态就是指血浆渗透压、酸碱度、温度的稳态
D．多细胞生物依赖于神经—体液—免疫调节网络维持稳态，单个细胞缺少此
机制
C　[内环境的稳态是生物对多变环境的适应，A正确；多细胞生物依赖于神经—体液—免疫调节网络维持稳态，单个细胞缺少此机制，因此单个细胞适应环境的能力差，B、D正确；内环境稳态包括理化性质、化学成分等多方面的稳态，C错误。]
10．下图是某同学总结的内环境及其稳态的有关概念图，回答下列相关问题：
(1)写出图中方框①②③表示的内容：
_____________________________________________________________________。
(2)在下表中填出图中所列人体内环境理化特性的三项重要指标及健康人的相应正常值。
指标 正常值(范围)
(3)在进行常规体检时，如果内环境某种成分的指标超出正常范围，会对身体造成不利影响，请填写下列相应内容：
①发生严重腹泻后，只喝水，不补充盐，
_____________________________________________________________________。
②发高烧时，__________________________________________________________。
③血糖浓度过低时，____________________________________________________。
④血液中钙的含量过低时，______________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)免疫、神经、体液
(2)
指标 正常值(范围)
渗透压 约为770 kPa(37 ℃时)
体温 37 ℃左右
酸碱度 血浆pH为7.35～7.45
(3)①内环境渗透压变小，细胞吸水膨胀　②酶促反应受阻，代谢紊乱　③出现低血糖症状　④会出现抽搐现象，严重时影响骨骼发育

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