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1、第第2 2节节 内环境稳态的重要性内环境稳态的重要性 一二三 一、内环境稳态的概念与调节机制 一二三 一二三 二、内环境稳态的重要意义 思考 内环境稳态遭到破坏后,一定会发生代谢紊乱吗? 答案:一定,因为内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条 件。 一二三 预习反馈 1.下列关于内环境稳态的叙述,正确的是( ) A.稳态是机体只在体液的调节下,通过各器官、系统的协调活动 来共同维持的 B.稳态主要是机体内细胞通过复杂、有序的酶促反应来维持的 C.在正常情况下,内环境的各项理化性质是恒定不变的 D.在正常情况下,内环境的各项理化性质经常处于变动之中,但都 保持在适宜的范围内 解析:稳态调节机制
2、是神经体液免疫调节;在正常情况下,内 环境的各项理化性质处于动态平衡之中;稳态是酶促反应顺利进行 的保证,而不是由酶促反应来维持的。 答案:D 一二三 2.下列关于内环境稳态的说法,不正确的是( ) A.稳态就是指内环境的各种理化性质及成分处于相对稳定状态 B.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 C.内环境稳态的调节机制的现代观点是神经体液免疫调节 机制 D.人体维持稳态的调节能力很强,外界环境剧变,不会引起稳态的 失衡 解析:人体稳态的调节是有一定限度的,当外界环境的变化过于 剧烈时,内环境的稳态就会遭到破坏,失去平衡,D项错误。 答案:D 一二三 3.人体稳态的调
3、节能力是有一定限度的,下列现象属于内环境稳 态失调的是( ) A.寒冷时出现寒战 B.从平原到高原,有的人出现肺水肿症状 C.体内有轻微病原体感染时,白细胞数量增多 D.干渴时,尿量明显减少 解析:内环境稳态是指内环境的各种成分和理化性质保持相对稳 定的状态。A、C、D三项中的现象均为人体正常生理现象,出现肺 水肿是病理表现,说明内环境中渗透压平衡被破坏,组织液水分增 多,内环境稳态被破坏,故B项正确。 答案:B 一二三 三、实验:生物体维持pH稳定的机制 1.实验目的:通过比较自来水、缓冲液和生物材料在加入酸或碱 后pH的变化,推测生物体是如何维持pH稳定的。 2.实验原理 本实验采用对比实
4、验的方法,通过向自来水、缓冲液、生物材料 中加入酸或碱溶液引起的pH不同变化,定性说明人体内液体环境 与缓冲液相似而不同于自来水,从而说明生物体具有维持pH相对 稳定的机制。 一二三 3.实验流程 0.1 mol/L的盐酸或NaOH溶液测定并记录一次pH,直至滴入30滴 以pH为纵轴、酸或碱的滴数为横轴将记录数据作图比较并得 出结论。 一二三 4.实验结果 (1)对自来水的处理 曲线分别表示用物质的量浓度都为0.1 mol/L的NaOH溶液 和盐酸对自来水的处理。 结果:滴加盐酸后,自来水的pH逐渐减小,滴加NaOH溶液后,自来 水的pH逐渐增大。 一二三 (2)对缓冲液的处理 结果:在一定范
5、围内无论滴加盐酸或NaOH溶液,缓冲液的pH均保 持相对稳定。 一二三 (3)对生物材料的处理 结果:在一定范围内无论滴加盐酸或NaOH溶液,生物材料的pH均 保持相对稳定。 一二三 5.结论 滴加盐酸后,自来水的pH逐渐减小;滴加NaOH溶液后,自来水的 pH逐渐增大。无论滴加盐酸还是NaOH溶液,缓冲液和生物材料的 pH均保持相对稳定。说明在一定范围内,生物材料的性质类似于 缓冲液而不同于自来水,生物材料内含有缓冲物质,能够维持pH的 相对稳定。 一二三 预习反馈 某同学以清水、缓冲液(含Na2HPO4、KH2PO4的溶液,pH=7)和血 浆分别为实验材料进行实验,探究“血浆是否具有维持p
6、H稳定的功 能”,主要实验步骤如下:分别加入25 mL实验材料测pH滴加5 mL 0.1 mol/L的HCl、摇匀测pH倒去烧杯中溶液后充分冲洗 重复实验并记录。试回答下列有关问题。 (1)实验开始时都应测量三种材料的pH,其目的是 。 一二三 (2)该同学用如图所示曲线来预期探究结果,试回答问题。 预期结果中明显不符合科学的是 组,理由是 。 实验中清水组和缓冲液组起 作用。实验可以得出 的结论是 。 (3)如果要证明血浆确实具有维持pH稳定的功能,本探究实验还 应该补充 。 一二三 答案:(1)获得实验前数据,以便与实验后溶液pH做比较 (2)清水 清水中加HCl后,溶液pH下降 对照 血
7、浆与缓冲液一样具有维持pH相对稳定的功能,且血浆 的这种能力比较强 (3)加入NaOH后,血浆pH仍可在一定范围内保持稳定 探究点一探究点二探究点三 内环境稳态及其调节机制内环境稳态及其调节机制 问题导引问题导引 内环境稳态是指内环境的成分和理化性质固定不变吗?人体是如 何维持内环境稳态的? 结合有关材料,分析内环境的动态变化特点。 探究点一探究点二探究点三 (1)上图为某正常人与其父母的体温日变化曲线图,该图说明正常 情况下,不同人的体温会因年龄、性别等的不同而存在微小的差异; 同一个人的体温在一日内也有变化,但一般不超过1 。 (2)分析教材第7页的“血液生化六项检查化验单”,为什么每种成
8、 分的正常参考值都是一个范围? 答案:内环境中的各种化学成分不是恒定不变的,而是在一定范 围内波动的,且不同个体存在一定的差异。 探究点一探究点二探究点三 (3) 与内环境稳态直接相关的系统是呼吸系统、消化系统、泌尿 系统和循环系统;起调节作用的系统是神经系统、内分泌系统和免 疫系统;各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的 基础。因此,维持稳态的主要调节机制是神经体液免疫调节网 络。 探究点一探究点二探究点三 典例剖析典例剖析 (原创题)下列关于内环境的理化性质及稳态的叙述,正确的有几 项?( ) 患者血浆蛋白减少使血浆渗透压升高,可出现组织水肿 外界环境变化不大时,机体一定能维持
9、内环境的稳态 血浆中的 参与维持血浆pH的稳定 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 内环境的各种成分及理化性质保持不变都是神经调节和体液 调节的结果 A.五项B.四项C.三项D.两项 探究点一探究点二探究点三 探究点一探究点二探究点三 归纳提升归纳提升 1.内环境的动态变化 (1)内环境的温度、渗透压、酸碱度等理化性质及其各种成分都 不是恒定不变的,而是处于一种动态平衡之中。 (2)影响内环境稳态的因素 外因:外界环境的变化。 内因:体内细胞不断进行的代谢活动。 (3)稳态的实质 是内环境成分和理化性质的稳态。 是一种动态平衡。 探究点一探究点二探究点三 2.内环境稳态的调节
10、机制 (1)人体各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态 的基础。 直接参与物质交换的器官与系统 d.循环系统:血液是所有生命活动的“中转站”,它的成分能充分反 映机体的健康状况。 参与调节稳态的系统 神经系统、内分泌系统和免疫系统,能及时感知内环境的变化, 并作出反应加以调整,维持内环境稳定。 (2)神经体液免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。 探究点一探究点二探究点三 活学活练活学活练 1.内环境稳态的维持要依靠机体的调节,但外界环境也会影响稳 态,下列事实哪一项不是外界环境因素变化引起的?( ) A.夏天长期待在空调房间容易引起“空调病” B.有人到青藏高原后会头疼乏力、血
11、压升高 C.人屏息一段时间后,呼吸运动会明显加强 D.长期处于高温环境可能会引起“中暑” 探究点一探究点二探究点三 解析:由于空调房间温度较低,使汗腺毛孔收缩,影响排汗等生理 过程,同时与外界有较大温差,会引起内环境发生较大变化。青藏 高原上空气稀薄,O2浓度较低,使大脑等组织细胞缺氧,提供的能量 减少,而出现头昏乏力等症状。人屏住呼吸时,不与外界环境发生 气体交换,从而使CO2大量积聚在血浆中,刺激呼吸中枢,进而使呼 吸加快,但它不是外界环境变化引起的。由于外界温度过高,使人 体代谢紊乱,从而引起“中暑”。 答案:C 探究点一探究点二探究点三 2.下列关于内环境稳态的相关叙述,正确的是( )
12、 A.神经激素免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制 B.血浆渗透压与蛋白质含量有关,与无机离子含量无关 C.冬季有暖气的房间的温度过高影响体内酶的活性,导致稳态失 衡,易患“暖气病” D.内环境的理化性质保持相对稳定仅是内环境稳态的一部分 答案:D 探究点一探究点二探究点三 内环境稳态的重要意义内环境稳态的重要意义 问题导引问题导引 为什么说内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件? 1.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 态被破坏,细胞代谢将出现紊乱。 (1)血糖正常保证机体正常的能量供应。 (2)温度、pH相对稳定酶活性正常,细胞代谢正常。 (3)渗透压相对稳定细胞
13、维持正常的形态和功能。 探究点一探究点二探究点三 2.解释下列现象。 (1)当患肠胃炎时,常常感到四肢无力。 (2)长时间没有进食时,常感到四肢无力、头晕眼花。 (3)感冒发烧时,食欲低下、精神不佳。 答案:(1)其原因是体内丢失了大量的无机盐,使无机盐平衡遭到 破坏,因此需要输液来补充。 (2)这是由于葡萄糖供应不足,四肢和大脑得不到足够的能量。 (3)这是由于体温升高,影响了消化酶等各类酶的催化功能,导致 消化不良和其他生理活动紊乱。 探究点一探究点二探究点三 典例剖析典例剖析 内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件,下列叙述错误 的是( ) A.内环境保持相对稳定有利于机体适应外界环
14、境的变化 B.内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行 C.维持内环境中Na+、K+浓度的相对稳定是机体进行正常生命 活动所必需的 D.内环境保持相对稳定状态,机体就能保持健康状态 探究点一探究点二探究点三 解析:机体通过调节,保持内环境的相对稳定,以适应外界环境的 变化,A项正确;新陈代谢过程中酶促反应的正常进行依赖于内环境 的稳态,B项正确;维持内环境中Na+、K+浓度的相对稳定是内环境 理化性质保持相对稳定的一个方面,内环境稳态是维持机体正常生 命活动的必要条件,C项正确;内环境稳态是维持机体正常生命活动 的必要条件,但机体出现健康问题并不都是内环境失调引起的,D项 错误。 答案
15、:D 探究点一探究点二探究点三 归纳提升归纳提升 1.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 (1)渗透压相对稳定是维持细胞正常的形态和功能的重要因素。 (2)适宜的体温和pH是酶正常发挥催化作用的基本条件,从而保 证代谢的顺利进行。 (3)正常的血糖水平和血氧含量是供给机体所需能量的重要保障。 2.内环境稳态失调引起的疾病 探究点一探究点二探究点三 3.关于内环境稳态的两个误区 误区一:内环境达到稳态时,人一定不患病。 反例:镰刀型细胞贫血症是基因突变导致红细胞形态异常造成的。 误区二:内环境稳态遭到破坏,代谢速率一定下降。 反例:成年人甲状腺激素分泌异常增多时,代
16、谢速率上升,表现出 甲亢症状。 探究点一探究点二探究点三 活学活练活学活练 1.大多数海产鱼类不能在淡水中生存,因为( ) A.淡水中氧浓度较低 B.海产鱼类在淡水中不能维持体内水分平衡 C.淡水中缺少食物 D.淡水中二氧化碳浓度较高 解析:海水的无机盐浓度高,海产鱼类长期适应这种环境,细胞内 无机盐浓度与海水的无机盐浓度是相当的;如果在淡水中生活,细 胞就会吸水,不能维持体内水分平衡。 答案:B 探究点一探究点二探究点三 A.调节细胞的渗透压 B.调节细胞的pH C.参与细胞的遗传 D.维持细胞的正常形态 答案:C 探究点一探究点二探究点三 实验实验:生物体维持生物体维持pH稳定的机制稳定的
17、机制 问题导引问题导引 分析实验“生物体维持pH稳定的机制”,找出实验注意事项,分析 实验现象及原因。 1.该实验有误差吗?误差产生的原因是什么? 答案:有误差。 产生原因:(1)烧杯清洗不干净;(2)加入酸或碱后不摇动或摇动不 均匀、不彻底;(3)加入酸或碱后不待其稳定就立即测pH等。 探究点一探究点二探究点三 2.实验过程中,出现了很多次的“充分冲洗烧杯”,请你分析这样做 的目的。 答案:第一次“充分冲洗烧杯”是为了避免酸性物质(HCl)与碱性 物质(NaOH)发生中和反应,使实验现象不明显,减少误差。 第二次“充分冲洗烧杯”是为了避免残留的NaOH影响实验结果。 第三次“充分冲洗烧杯”是
18、为了防止不同的生物材料混合,影响实 验效果。 3.实验过程中腐蚀性物质使用注意事项及解决措施。 答案:HCl和NaOH都有腐蚀性,应避免它与皮肤和眼睛接触,更不 要入口。若有洒落或溅出,要立即用水冲洗,并告诉老师。 探究点一探究点二探究点三 4.该实验中,缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同?尝试对生 物材料维持pH稳定的机制进行解释。 答案:缓冲液中加入少量酸或碱后,pH变化不明显,原因是磷酸缓 冲液中含有Na2HPO4和KH2PO4,其中KH2PO4溶液呈酸性,当加入少 生物材料中含有缓冲对NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等, 它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用,此外
19、,机体还可通过对生理 活动进行调节来维持pH稳定。 探究点一探究点二探究点三 典例剖析典例剖析 为了研究血浆能否维持pH稳定,某同学将血浆等量分装到2支洁 净的试管甲、乙中,分别测定pH并记录,再向甲管中滴1滴质量分数 为5%的HCl,乙管中滴1滴质量分数为1%的NaOH溶液,振荡1 min, 再分别测定pH并记录。 (1)试评价并完善此方案。 。 (2)有同学猜想血浆通过缓冲作用来维持pH的相对稳定,他需要 的实验证据是 。 探究点一探究点二探究点三 解析:设计实验步骤时要遵循对照和单一变量的基本原则。本实 验的目的是探究血浆能否维持pH稳定,探究思路是先测定血浆的 pH,再分别滴加HCl和
20、NaOH溶液,一段时间后测定pH的变化,若pH 变化不大,则血浆能维持pH稳定,若pH变化较大,则血浆不能维持pH 稳定。研究是否能维持pH稳定还应增设以蒸馏水为实验对象的对 照组;若研究是否通过缓冲作用来维持pH的稳定,需增设一个以缓 冲液为实验对象的对照组。 答案:(1)缺少对照。应再增设一个以蒸馏水为实验对象的对照组, 处理方法同甲、乙两组 (2)增设一个以缓冲液为实验对象的对照组,处理方法同甲、乙两 组,结果是加入HCl、NaOH溶液前后的pH也基本不变 探究点一探究点二探究点三 归纳提升归纳提升 1.实验结论 在一定范围内,生物材料的性质类似于缓冲液,不同于自来水,说 明生物材料内含
21、缓冲物质,因而能维持pH的相对稳定。 2.注意事项 (1)加入酸或碱时,要一滴一滴地加入,并严格控制滴数。 (2)盐酸和NaOH溶液均有腐蚀性,应避免其与皮肤和眼睛接触。 (3)冲洗烧杯一定要充分,否则将影响实验结果。 (4)至少选两种生物材料进行实验。 探究点一探究点二探究点三 3.机体维持pH相对稳定的原理 机体维持pH相对稳定的主要原因是体液中含有缓冲对,如 NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等,它们能够对pH的变化起缓 冲作用。此外,机体还可以通过对生理活动进行调节来维持pH稳 定。(以H2CO3/NaHCO3缓冲对为例) (1)当酸性物质增加时 探究点一探究点二
22、探究点三 (2)当碱性物质(如Na2CO3)增加时 由此可以看出,血浆pH的相对稳定是在神经调节和体液调节的共 同作用下,通过循环、呼吸、消化、泌尿等系统协调完成的,不是 简单的“酸碱中和”反应。 探究点一探究点二探究点三 活学活练活学活练 1.下列关于人体内环境中pH调节的叙述,不正确的是( ) A.人体血液pH通常在67之间 B.血液中乳酸过多时,就与NaHCO3发生反应,生成乳酸钠和 H2CO3 C.血液中Na2CO3过多时,就与H2CO3结合形成NaHCO3 D.血液中CO2过多会刺激神经中枢,促进呼吸活动将CO2排出 答案:A 探究点一探究点二探究点三 2.为了探究“人体内环境中pH
23、的相对稳定是否是由于血浆中存在 着缓冲物质”,请你设计一个探究实验,并回答下列问题。 (1)实验材料及用具:家兔的血浆适量、蒸馏水、预先配制的缓冲 液、量筒、试管若干支。模拟人体血浆内导致pH变化的主要物质 是 。此外,还必须以 作为实验用具。 (2)实验步骤: 设置A、B两个实验组,每组取3支试管,并分别标记为1、2、3; 先向A组中的1、2、3试管分别加入 ,再依次滴入 等量的 ,测量pH并记录填表; B组: 。 (3)结果预测: A组: 。 B组: 。 (4)从以上两组实验结果的分析,可以得出的结论是 。 探究点一探究点二探究点三 答案:(1)Na2CO3、乳酸 pH试纸、滴管 (2)等
24、量的蒸馏水、缓冲液、家兔血浆 乳酸(或Na2CO3) 3支试管按A组操作依次加入等量的3种物质后,再滴加等量的 Na2CO3(或乳酸) (3)1试管pH变化明显,pH明显降低(或升高),2、3试管pH变化不 明显 1试管pH变化明显,pH明显升高(或降低),2、3试管pH变化不 明显 (4)蒸馏水不具有缓冲作用,为对照组;人工配制的缓冲液具有缓 冲作用;动物血浆与缓冲液一样具有缓冲作用,说明其成分中含有 缓冲物质 探究点一探究点二探究点三 温故知新温故知新要点速记要点速记 内环境稳态的5个重点 (1)含义: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:内环境的每一种化学成分和理化性质处于动态平衡中。 (3)调节机制:神经体液免疫调节网络。 (4)失调原因:稳态的调节能力是有一定限度的。 (5)意义:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。