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第2节 内环境的稳态
人教版 选择性必修1
1.说出内环境稳态的实质及其生理意义；
2.尝试解释生物体维持pH稳定的机制，简述稳态的调
节机制。
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报告单，讨论：
1.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？
3.每种成分的参考值(即正常值)都有一变化范围，这说明什么 ？
2.为什么血液的生化指标能反映机体的健康状况？
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么？
1.实验目的
探究酸性和碱性物质进入体内，生物体的pH变化
探究实践：模拟生物体维持pH的稳定
2.实验对象
生物组织材料
（肝匀浆）
自变量
酸性、碱性物质
HCl / NaOH 溶液（0.1mol/L)
因变量
生物体pH的变化
pH试纸、pH计
空白对照
已知具有缓冲能力的溶液，阳性对照，又称为标准对照
一、内环境的动态变化
3.实验步骤
4.实验结果和结论
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
三次测量，取平均值
思考：如何更直观地体现pH的变化？
自变量：
因变量：
——酸性、碱性物质添加的滴数（ 轴）
——生物体pH的变化（ 轴）
空白对照
标准对照
实验组
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酸碱缓冲物质，从而能维持pH相对稳定。
（1）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。
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人后，内环境的PH仍能维持在一定范围内。
HCO3- / H2CO3 缓冲对
HPO42- / H2PO4- 缓冲对
溶液中酸性物质增加时：
OH- +H2CO3 →HCO3- +H2O
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
溶液中酸性物质增加时：
溶液中碱性物质增加时：
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
（2）请根据模拟实验的结果，尝试对机体维持pH稳定机制进行解释。
体温的日变化规律调查结果
成员 上午6h 上午10h 中午12h 下午2h 傍晚6h 晚上9h
母亲 37.0℃ 37.0℃ 37.3℃ 37.4℃ 37.2 ℃ 37.1℃
父亲 36.8℃ 36.8℃ 37.1℃ 37.3 ℃ 37.1℃ 36.9 ℃
自己 37.1 ℃ 37.1 ℃ 37.4 ℃ 37.5 ℃ 37.3 ℃ 37.1 ℃
37℃
健康人体温始终接近37 ℃，处于动态平衡中
不仅体温如此，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。化学成分和理化性质（即正常值）都有一个变化范围。
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叫做稳态。
（2）实质
770 kPa
血浆pH
体温
渗透压
7.35~7.45
接近37℃
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
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化学成分和理化性质处于动态平衡之中。
动态平衡
内环境改变
外界环境
的改变
体内细胞进行
的代谢活动
调节作用
如果外界环境发生变化时，稳态是如何实现的呢？
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。
2.直接相关的系统
稳态的调节机制是什么？
消化系统
循环系统
呼吸系统
泌尿系统
二、对稳态调节机制的认识
3.内环境稳态调节机制的探索历程
神经调节
1857
贝尔纳
首次提出内环境概念，内环境保持稳定主
要是依赖神经系统的调节。
首次提出稳态的概念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。
1926
坎农
神经-体液调节
神经-体液-免疫调节网络
目前
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。
4.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)
调节能力出现障碍
(内因)
内环境稳态遭到破坏
细胞代谢紊乱甚至导致疾病发生
发高烧时，各种酶的活性发生变化，代谢紊乱，机体功能发生异常。症状主要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。
分析内环境稳态失调的实例：
实例1：同学们有过发高热的经历吗？高热最严重时的感受是什么？体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施？
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。
实例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？
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。
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？
热射病（重症中暑）
失温
其他病例
尿毒症
空调病
人体内环境失调引起的疾病
内环境
代谢废物积累
1
尿毒症
2
3
4
5
6
7
pH失调
酸中毒、碱中毒
02缺乏
乳酸中毒
体温失调
发热、中暑
血钙过低
抽搐
血糖平衡失调
低血糖、糖尿病
血浆中蛋白质含量降低
组织水肿
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。
意义：内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
血糖和氧含量正常
保证机体能量供应
体温、pH等理化性质相对稳定
渗透压相对稳定
代谢废物排出
保证酶活性、细胞代谢正常
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
稳态概念的发展
在生命系统的各个层次上都普遍存在着稳态，稳态已成为生命科学的一大基本概念。
分子水平
细胞水平
器官水平
群体水平
_________的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等
细胞的___________ 的稳态等
心脏活动的稳态(血压、心率)、消化腺分泌消化液的稳态等
种群__________的稳态、生态系统的结构和功能的稳态
基因表达
分裂和分化
数量变化
1.下列有关稳态的叙述中,不正确的是(　　)
A.运动时,人体的内环境稳态会遭到破坏
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,可能导致疾病发生
D.稳态有利于酶促反应的正常进行
A
2.关于“模拟生物体维持pH的稳定”实验的叙述中,正确的是(　　)
A.肝匀浆的pH为7.35~7.45,其能维持稳定的90%来自Na+和Cl-
B.滴定时,要戴手套,有酸或碱溅出,立即用水冲洗
C.一般以滴数为纵坐标,pH变化为横坐标,绘制实验结果
D.生物材料的缓冲结果接近自来水组、背离缓冲液组
B
3.人体稳态的调节能力是有一定限度的。下列现象不属于内环境稳态失调的是(　　)
A.寒冷时出现不自主战栗,起“鸡皮疙瘩”
B.从平原到高原,有的人出现肺水肿症状
C.有的人接触花粉皮肤出现红疹
D.血液中钙离子不足引起肌肉抽搐
A
神经-体液-免疫调节网络
稳态
内环境
外界环境
细胞
物质交换
物质交换
调节机制
参与共建
正常生命活动的必要条件
器官系统协调运行
基础

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