1、 第第2节节 内环境的稳态内环境的稳态第第1 1章章 人体的内环境与稳态人体的内环境与稳态学习目标学习目标核心素养核心素养1.描述内环境稳态的概念描述内环境稳态的概念2.说出内环境稳态的调节机制说出内环境稳态的调节机制3.举例说明内环境稳态的重要意义举例说明内环境稳态的重要意义4.尝试解释生物体内维持尝试解释生物体内维持pH稳定稳定的机制的机制1.通过对内环境稳态的实质及其生理意通过对内环境稳态的实质及其生理意义的学习，形成稳态与平衡的生命观义的学习，形成稳态与平衡的生命观2.通过通过“人体维持人体维持pH稳定的机制稳定的机制”实验，实验，训练实验设计及实验结果分析与讨论的训练实验设计及实验结
2、果分析与讨论的能力能力3.通过总结内环境稳态失调引起的疾病，通过总结内环境稳态失调引起的疾病，形成关注人体健康的态度形成关注人体健康的态度问题探讨1.为什么血液的生化指为什么血液的生化指标能反应机体的健康状标能反应机体的健康状况？况？2.每种成分的参考值每种成分的参考值(正正常值常值)都有一个变化范都有一个变化范围，这说明什么？围，这说明什么？3.图中哪种成分超出正图中哪种成分超出正常范围？这可能对人体常范围？这可能对人体造成什么不利影响？造成什么不利影响？生生化化指指标标正正常常值值讨论 1.为什么血浆的生化指标能反映机体的健康状况？血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分的含量，其中包括机体多
3、种代谢产物的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内。当机体某项生理功能出现障碍时，势必影响其代谢产物的含量，因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况，并可以作为诊断疾病的依据。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？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稳定；不同个体存在一定差异。讨论 3.从化验单上可以看出那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？高血糖高血脂（1）天冬氨酸氨基转移酶略微低于正常值，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
4、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。随着随着外界环境外界环境的变化和体内的变化和体内细胞代谢活细胞代谢活动动的进行，内环境中的进行，内环境中化学成分化学成分和和理化性质理化性质在在不断发生变化不断发生变化。一、一、内环境的动态变化内环境的动态变化酸性食物：经代谢可产生酸性物质。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酸性或碱性物质进入内环境，会使机体的境，会使机体的pHpH发生怎样的发生怎样的变化
5、？变化？模拟生物体维持模拟生物体维持PH的稳定的稳定实验材料：实验材料：自来水、缓冲液、肝匀浆、自来水、缓冲液、肝匀浆、0.1mol/L HCl、0.1mol/L NaOH提出问题作出假设设计实验机体机体pH能否维持在一定范围内？能否维持在一定范围内？机体能维持机体能维持pH的相对稳定的相对稳定实验目的：实验目的：通过比较自来水、缓冲液和肝匀浆在加入酸或碱通过比较自来水、缓冲液和肝匀浆在加入酸或碱后后pH的变化，推测生物体是如何维持的变化，推测生物体是如何维持pH稳定的。稳定的。探究探究实践：模拟生物体维持实践：模拟生物体维持pHpH的稳定的稳定自变量自变量因变量因变量模拟生物体维持模拟生物体
6、维持PH的稳定的稳定提出问题作出假设设计实验进行实验（1）自来水组（加酸、加碱）：）自来水组（加酸、加碱）：将将25mL自来水倒入自来水倒入50mL烧杯中。烧杯中。测试并记录起始测试并记录起始pH。一次加一滴一次加一滴0.1mol/L的的HCl（或（或NaOH），轻轻摇），轻轻摇动。每加动。每加5滴测试并记录一次滴测试并记录一次pH，直到加入，直到加入30滴为止。滴为止。方法步骤方法步骤1.1.设计实验记录表记录设计实验记录表记录实验结果实验结果。2.2.进行实验进行实验重复取平均值重复取平均值（2 2）肝匀浆组、缓冲液组：）肝匀浆组、缓冲液组：处理方法与自来水组相同。处理方法与自来水组相同。
7、清水组清水组缓冲液组缓冲液组肝匀浆组肝匀浆组材料(25mL)0.1mol/L的HCl0.1mol/L的NaOH加入不同数量液滴后的pH加入不同数量液滴后的pH051015202530051015202530自来水6.86.56.36.05.04.13.87.08.89.49.810.010.511.0缓冲液7.07.06.86.66.56.46.37.07.27.37.57.88.08.2肝匀浆6.46.26.16.06.05.95.96.36.46.56.76.76.87.0标准对照标准对照空白对照空白对照 实验组实验组内环境的动态变化模拟生物体维持模拟生物体维持PH的稳定的稳定内环境的动态
8、变化模拟生物体维持模拟生物体维持PH的稳定的稳定提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果得出结论u机体能维持机体能维持pH的稳定。的稳定。u生物材料的生物材料的pH变化较小，类似于缓冲液而不同于自来水变化较小，类似于缓冲液而不同于自来水机体机体pH能否维持在一定范围内？能否维持在一定范围内？机体能维持机体能维持pH的相对稳定的相对稳定内环境的动态变化模拟生物体维持模拟生物体维持PH的稳定的稳定思考与讨论思考与讨论1、就加入、就加入HCl或或NaOH后后pH的变化来说，肝匀浆更像的变化来说，肝匀浆更像自来水还是更像缓冲液自来水还是更像缓冲液？2、缓冲液的、缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同？变
9、化为什么与自来水的不同？3、如果用其他生物材料与肝匀浆的实验结果类似吗？、如果用其他生物材料与肝匀浆的实验结果类似吗？更像缓冲液。更像缓冲液。磷酸缓冲液中含有磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4，其中，其中NaH2PO4呈呈酸性，当加入少量酸性，当加入少量NaOH时，可以中和时，可以中和OH-；Na2HPO4呈碱呈碱性，当加性，当加入入少量少量HCl时，可以中和时，可以中和H+。水溶液则不同，加入。水溶液则不同，加入酸或碱后，酸或碱后，pH变化明显变化明显。类似。类似。(1)剧烈运动产生大量乳酸时：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
10、)碱性物质Na2CO3进入血液时：Na2CO3H2CO32NaHCO3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H2CO3H2OCO2。机体维持pH稳定的机制 内环境的其他化学成分和理化性质也维持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？在一定范围内吗？【资料资料1 1】人体体温的动态变化人体体温的动态变化不同人的体温因不同人的体温因年龄、性别年龄、性别不同有微小的差异：不同有微小的差异：一般地，青年人一般地，青年人 老年人，女性老年人，女性 男性男性 同一个人的体温在一日内变化幅度同一个人的体温在一日内变化幅度一般不超过一般不超过1
11、1。【资料资料2 2】人体血糖含量的动态变化人体血糖含量的动态变化 健康人的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。内环境内环境变化变化外界环境的外界环境的变化变化体内细胞代谢体内细胞代谢活动的进行活动的进行动态平衡动态平衡调节作用调节作用稳态：稳态：实质实质：正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的调活动，共同维持内环境的相对稳定状态相对稳定状态。内环境的内环境的化学成分化学成分和和理化性质理化性质的动态平衡。的动态平衡。（化学成分和理化性质）（化学成分和理化性质）例例1.内环境
12、的稳态是指（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，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功能维
13、持内环境的相对稳定状态答案：答案：D D 稳态是如何实现的呢？稳态是如何实现的呢？二二、对稳态调节机制的认识对稳态调节机制的认识 人体各器官、系统协人体各器官、系统协调一致地正常运行是调一致地正常运行是维持维持内环境稳态的基础。内环境稳态的基础。内环境的稳态与内环境的稳态与消化、消化、呼吸、循环、泌尿系统呼吸、循环、泌尿系统直接直接相关。相关。肾功能衰竭时，肾功能衰竭时，可出现尿毒症，严重可出现尿毒症，严重时会导致死亡。时会导致死亡。【探究【探究3 3】稳态的意义】稳态的意义资料资料1 1：肾脏是形成尿液的器官，当发生肾功能衰竭时，会造成细胞代肾脏是形成尿液的器官，当发生肾功能衰竭时，会造成细
14、胞代谢产生的代谢废物在内环境中积累，导致谢产生的代谢废物在内环境中积累，导致“水、电解质、酸碱代谢紊乱水、电解质、酸碱代谢紊乱”以及以及“蛋白质、糖类、脂肪和维生素的代谢紊乱蛋白质、糖类、脂肪和维生素的代谢紊乱”并最终引发一系列临并最终引发一系列临床综合征，就是人们常说的尿毒症，最终会引起死亡。床综合征，就是人们常说的尿毒症，最终会引起死亡。（1 1）用一句话简要概括尿毒症的病因。）用一句话简要概括尿毒症的病因。（2 2）说说你了解的治疗尿毒症的方法。）说说你了解的治疗尿毒症的方法。肾功能衰竭引起内环境稳态肾功能衰竭引起内环境稳态失衡失衡透析透析肾移植肾移植汉汉水水丑丑生生侯侯伟伟作作品品 机
15、体内各个器官、系统，为什么机体内各个器官、系统，为什么能够保持协调一致呢能够保持协调一致呢?神经神经体液体液免疫调节网络免疫调节网络是是机体维持稳态的机体维持稳态的主要调节机制主要调节机制。现代观点法国 贝尔纳内环境稳态主要依赖于内环境稳态主要依赖于神经系统神经系统的调节。的调节。美国 坎农 提出稳态的概念，认为内环境稳态是在提出稳态的概念，认为内环境稳态是在神神经系统和体液调节经系统和体液调节的共同作用的共同作用下，通过机体各下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。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？内环境的稳态会不会出现失调的情形呢？你
16、有过发高热的经历吗？谈谈高热最严重你有过发高热的经历吗？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降温或药物降温的措施？严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内严重腹泻后，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？环境的渗透压可能会出现什么变化？援藏的技术人员到青藏高原后常会出现头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状，为什么？这说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系？态之间有什么关系？稳态失调实例稳态失调实例1 1、
17、你有过发高热的经历吗？谈谈高热最严重时的感受。体温过高时为什、你有过发高热的经历吗？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的措施么要采取物理降温或药物降温的措施？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。时，各种酶的活性发生变化，代谢紊乱，机体功能异常。发热时的发热时的症状大部分集中在症状大部分集中在中枢神经系统中枢神经系统，病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡，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。等，同时常有食欲不振、厌
18、食、恶心的表现。发热时机体处于一种发热时机体处于一种明显的明显的分解代谢过旺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，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。对于有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。对于6 6个月至个月至4 4岁的幼儿岁的幼儿来来说，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。温。思考思考讨论讨论？二、对稳态调节机制的认识二
19、、对稳态调节机制的认识2 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？、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？3 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、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？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？内环境渗透压会内环境渗透压会降低降低。当内环境渗透压降低时，内环境中的水将较多地通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，造成细胞过渗透作用进入细胞
20、内，造成细胞吸水肿胀吸水肿胀，进一步导致，进一步导致细胞代谢和功能紊乱细胞代谢和功能紊乱。严。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。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。高原空气稀薄，大气压和氧分压低，易造成体内缺氧。高原空气稀薄，大气压和氧分压低，易造成体内缺氧。这说明这说明外界环境的变化会影响内环境的稳态。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，机体若外界环境变化剧烈，机
21、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。代偿机制不好，内环境稳态将受到破坏，就会影响身体健康。思考思考讨论讨论？二、对稳态调节机制的认识二、对稳态调节机制的认识以上实例说明：以上实例说明：人体维持稳态的人体维持稳态的调节能力是有一定限度的调节能力是有一定限度的。外环境变化过于外环境变化过于剧烈剧烈（外因）（外因）调节能力有限调节能力有限（内因）（内因）内环境的稳内环境的稳态遭到破坏态遭到破坏细胞细胞代谢紊乱代谢紊乱甚甚至导致疾病发生至导致疾病发生人体内环境稳态失调引起的疾病人体内环境稳态失调引起的疾病尿毒症尿毒症乳酸中毒乳酸中毒抽搐抽搐血钙过低血钙过低代谢废物积累代谢废物积累0
22、 02 2缺乏缺乏pHpH失调失调酸中毒、碱中毒酸中毒、碱中毒体温失调体温失调发热、中暑发热、中暑组织水肿组织水肿血浆中蛋白质含量降低血浆中蛋白质含量降低血糖平衡失调血糖平衡失调低血糖、糖尿病低血糖、糖尿病内内环环境境二、对稳态调节机制的认识二、对稳态调节机制的认识三、内环境稳态的重要意义三、内环境稳态的重要意义(4)代谢废物排出代谢废物排出(1)血糖和氧含量正常血糖和氧含量正常保证机体保证机体能量供应能量供应(2)体温、体温、pH等理化等理化 性质相对稳定性质相对稳定保证保证酶活性、细胞代谢酶活性、细胞代谢正常正常(3)渗透压相对稳定渗透压相对稳定维持细胞的维持细胞的正常形态和正常形态和功能
23、功能可防止可防止机体中毒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内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件2（1 1）分子水平：）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。基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等。例如：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。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。如果这个稳态被破坏，正常细胞就可能会变成癌细胞。如果这个稳态被破坏，正常细胞就可能会变成癌细胞。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。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
24、。如果他们的分泌紊乱，人体血糖的稳态就会受到破坏。如果他们的分泌紊乱，人体血糖的稳态就会受到破坏。（2 2）细胞水平：）细胞水平：细胞的分裂和分化的稳态等。细胞的分裂和分化的稳态等。（3 3）器官水平：）器官水平：心脏活动的稳态（血压、心率）、消化腺分泌消化液的稳态等。心脏活动的稳态（血压、心率）、消化腺分泌消化液的稳态等。（4 4）群体水平：）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存在稳态等。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等。可见，在生态系统的各个层次上，都普遍存在着稳态。可见，在生态系统的各个层次上，都普遍存在着稳态。【概念延伸】不同层次的生命系统都存
25、在着类似内环境稳态的特性【概念延伸】不同层次的生命系统都存在着类似内环境稳态的特性稳态已成为生命科学的一大基本概念稳态已成为生命科学的一大基本概念课堂总结外界环境外界环境细胞细胞物质交换物质交换物质交换物质交换内环境内环境器官系统器官系统协调运行协调运行稳态稳态基础基础神经神经-体液体液-免疫调节网络免疫调节网络调节机制调节机制正常生命活动正常生命活动的必要条件的必要条件参与共建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。稳态的实质是内环境化学成分和理化性质维持相对稳定。一、概念检测一、概念检测1.1.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稳
26、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。确。(1)(1)人吃进酸性或碱性的食物会使血浆人吃进酸性或碱性的食物会使血浆pHpH发生紊乱。发生紊乱。()(2)(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。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)(3)在正常情况下，一个人的体温是恒定不变的。在正常情况下，一个人的体温是恒定不变的。()(4)CO2(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。是人体细胞呼吸产生的废物，不参与维持内环境的稳态。()2.2.在长跑比赛时，运动员的体内会发生复杂的生理变化
27、，如机体大量产热、岀汗等。下列相在长跑比赛时，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关叙述正确的是 ()A.A.大量产热会使体温急剧升高大量产热会使体温急剧升高B.B.大量出汗会使血浆的大量出汗会使血浆的pHpH下降下降C.C.大量出汗可使血浆渗透压降低大量出汗可使血浆渗透压降低D.D.大量出汗有利于机体体温的稳定大量出汗有利于机体体温的稳定D四二、拓展应用二、拓展应用20172017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“人人造子宫造子
28、宫”中待了中待了4 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：你推测或搜集相关资料，从内环境稳态的角度分析：“人造子宫人造子宫”必须具备哪些条件？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。同学们再见，大家辛苦了！同学们再见，大家辛苦了！
