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人教版 (2019)选择性必修1第1章 人体的内环境与稳态第2节 内环境的稳态学案
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1第1章 人体的内环境与稳态第2节 内环境的稳态学案，共12页。学案主要包含了实验情境，解题指南，补偿训练，拓展延伸，图表情境，生活情境，新高考·新风向等内容，欢迎下载使用。
基础预习自查
问题一:内环境发生怎样的动态变化?
1.原因:外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行。
2.内环境稳态
基于对内环境稳态概念的理解,判断下列说法的正误:
(1)内环境的稳态就是内环境的成分和理化性质恒定不变。(×)
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。
(2)当稳态遭到破坏时,可导致疾病发生。(√)
(3)内环境的稳态需要各个器官、系统的协调配合。(√)
问题二:如何认识内环境稳态调节的机制?
1.观点(填表)
2.调节能力:有一定限度。
3.内环境稳态的重要意义
问题三:怎样进行模拟生物体维持pH的稳定?
1.实验原理
2.实验流程
核心互动探究
探究点一 模拟生物体维持pH的稳定
【实验情境】
1.实验操作注意事项及目的(科学探究)
(1)该实验过程中滴加酸或碱时应注意哪些问题?
提示:①严格控制滴数,要一滴一滴地加;②避免酸或碱与皮肤和眼睛接触。
(2)分析实验过程中三次“充分冲洗烧杯”的目的:
第一次: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:防止不同的实验材料混合,影响实验效果。
第三次:防止不同的实验材料混合,影响实验效果。
2.实验结果分析(科学探究)
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pH稳定的功能”,进行正确操作后,绘制了如图所示曲线预期探究结果。
(1)预期结果中明显不科学的是哪一组?尝试说明理由。
提示:清水组。清水中加盐酸后,溶液pH应下降。
(2)若要证明血浆确实具有维持pH稳定的功能,本实验还应补充______________________________________________。
提示:加入NaOH溶液后,血浆pH仍可在一定范围内保持稳定
3.人在剧烈运动后会感到肌肉酸痛,但休息一段时间后,酸痛会消失。酸痛的变化与运动前后血浆中pH变化有关,尝试绘出血浆pH变化曲线。
提示:
下列关于“模拟生物体维持pH的稳定”实验的叙述中,错误的是( )
A.HCl和NaOH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,才可倒入等量的另一种实验材料
C.从加入HCl或NaOH后的变化来看,肝匀浆更像缓冲液
D.根据所得实验数据,画pH变化曲线时,一般以pH为横坐标,以酸或碱的量为纵坐标
【解题指南】解答本题时需要注意以下两点:
(1)该实验采用对比的方法来比较肝匀浆和缓冲液的相似性。
(2)画坐标曲线图时,横坐标一般为自变量,纵坐标为因变量。
【解析】选D。A、B两项描述的是本实验应该注意的问题。根据所测得的实验数据,画pH变化曲线时,一般以酸或碱的滴数为横坐标,而以pH为纵坐标。结果显示,肝匀浆中加入HCl或NaOH后的变化情况与缓冲液很接近。
【补偿训练】
1.(2021·鹤壁高二检测)剧烈运动时,血浆中的乳酸大量增加而pH基本不变。对此现象的解释不正确的是( )
A.血浆是一种缓冲溶液体系
B.乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3
C.H2CO3分解成CO2可经呼吸系统排出
D.大量乳酸进入血液后,马上被稀释或被彻底分解
【解析】选D。人在剧烈运动时,部分细胞会因供氧不足而进行无氧呼吸,产生大量乳酸,乳酸进入血液会导致血浆pH略降低;血浆中存在缓冲物质,能够使血浆pH保持相对稳定,如血浆中的NaHCO3能与乳酸反应生成H2CO3(弱酸),H2CO3分解成CO2经呼吸系统排出,最终导致血浆pH基本稳定,D错误。
2.根据内环境及其稳态的知识,回答下列问题:
某奶牛场为提高产奶量,给奶牛饲喂了大量的某种精饲料后,奶牛瘤胃发酵产酸过多,引起机体血液pH低于正常值,且难以恢复到正常水平。产酸过多使pH难以恢复的原因是: 。
pH低于正常值会引起酸中毒,为了避免这一问题,可以在饲料中添加起______作用的物质,以利于奶牛内环境的pH维持在正常水平。机体的内环境是指 ,主要包括血浆、________、________。
【解题指南】(1)关键知识:内环境稳态。
(2)隐含知识:内环境的理化性质。
【解析】本题主要考查内环境的组成成分及理化性质的相关知识。pH过低,导致相关酶的空间结构遭到破坏,使酶失去活性,为了除掉过多的酸性物质,可以在饲料中加入碱性物质,与酸性物质发生中和反应,维持pH的稳定性。内环境是由细胞外液构成的液体环境,主要包括血浆、组织液和淋巴液。
答案:pH过低,导致相关酶的空间结构遭到破坏,使酶失活 中和 由细胞外液构成的液体环境 组织液 淋巴液
探究点二 内环境的动态变化
1.内环境动态变化的实例(科学思维)
(1)体温的日变化规律的调查。
①同一个人在24小时内体温相同吗?若不同,其变化有何特点?
提示:同一个人的体温在一日内也有变化,但一般不超过1 ℃。
②不同家庭成员的体温完全一致吗?
提示:不完全一致。正常情况下,不同人的体温,会因年龄、性别等的不同而存在着微小的差异。
③将体温变化的测量情况与当天气温日变化的测量大致情况进行比较,结果如何?
提示:外界环境温度对体温有一定影响,但影响不大,健康人的体温始终接近37 ℃。
④分析体温的日变化规律可以得出的结论:健康人的体温保持相对稳定,处于动态平衡中。
(2)血常规检查时,参考值为什么是一个范围而不是一个固定值?
提示:内环境中各种成分的含量都处于动态平衡中,不同个体间存在差异。
(3)为什么化验单中血浆的生化指标(各种化学成分的含量)能反映机体的健康状况?
提示: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,会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。
【拓展延伸】血液生化六项化验单中三种异常及其影响
(1)肌酐含量超标:肌酐是有毒的代谢废物,积累过多会影响健康。这表明肾脏的排泄功能有障碍。
(2)血清葡萄糖含量超标:可能引起糖尿病。
(3)甘油三酯超标:可引起高脂血症,易并发冠心病、动脉粥样硬化。
2.内环境稳态的内容和特点(科学思维)
思考并填充下列有关内环境稳态的问题:
(1)内容。
①组成内环境的各种成分的稳态,如氧气、葡萄糖等的含量;
②内环境的各种理化性质的相对平衡,如渗透压、pH、温度等。
(2)内环境稳态是指内环境的各种成分及理化性质恒定不变吗?
提示:不是。稳态指相对稳定的状态,在正常范围内波动都属于稳态。
(3)炎炎夏季,在高温环境中从事体力劳动的人可能会中暑,说明人体稳态的调节能力如何?
提示:有一定限度。
内环境中体温的变化及稳态的局限性
1.体温:健康人的体温始终接近37 ℃,但在正常情况下,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.内环境稳态的局限性:稳态是相对的,当外界环境条件变化剧烈时,稳态就可能会受到破坏。
1.(2021·南充高二检测)下列关于细胞外液酸碱度的叙述,不正确的是( )
A.正常人血浆的pH在7.35到7.45之间波动
B.人体做剧烈运动时,静脉血浆的pH暂时降低
C.pH过高或过低都会影响酶的活性
D.pH过高时,呼吸加快加强
【解析】选D。正常人血浆的pH为7.35～7.45,A正确;当人体剧烈运动时,产生的乳酸较多地进入血浆,会使血浆的pH略有降低,但在缓冲物质的作用下,很快会恢复稳定,B正确;pH过高或过低都会影响酶的活性,C正确;二氧化碳浓度过高会刺激呼吸中枢使呼吸加快加强,此时的pH应该是过低,而非过高,D错误。
2.在血液生化检查的化验单上,每种成分的参考值即正常值都有一个变化范围,对此,理解不正确的是( )
A.内环境稳态不是恒定的,可在一定范围内波动
B.内环境稳态是一种动态的、相对的稳定状态
C.年龄、性别等个体差异会导致内环境的成分存在差异
D.该变化范围主要考虑了化验结果的误差
【解析】选D。内环境稳态不是恒定不变的,可在一定范围内波动,A正确。内环境的理化性质只在很小范围内发生变动,使内环境处于相对稳定的状态,B正确。年龄、性别等个体差异会导致内环境的成分含量存在差异,C正确。医学化验是高度精确的,血检指标的正常值的变化范围反映的是群体内环境的状态,与“误差”无关,D错误。
探究点三 稳态的调节机制和重要意义
【图表情境】如图是人体物质交换模式图,思考下列问题:
1.对稳态调节的认识(科学思维)
(1)维持内环境稳态的基础是什么?
提示:各个器官、系统协调一致地正常运行。
(2)直接相关的系统有哪些?
提示:消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统。
(3)起调节作用的系统有哪些?
提示:神经系统、内分泌系统和免疫系统。
2.分析内环境失调实例和意义(科学思维、社会责任)
(1)尿毒症的症状有哪些?出现的原因是什么?
提示:尿毒症的症状有水和无机盐代谢紊乱,出现尿素氮升高,全身浮肿症状。原因是肾功能衰竭。
(2)大量出汗或腹泻后,如果只喝水,不补充盐,对内环境渗透压会有什么影响?出现什么变化?
提示:内环境渗透压会降低。当内环境渗透压降低后,水分会较多地渗透进入细胞内,导致细胞吸水,引起代谢紊乱。严重时会出现疲倦,周身不适,食欲减退,皮下组织肿胀等症状。
(3)以上两个例子体现出内环境的重要意义是什么?
提示:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
内环境稳态的重要意义
1.体温、pH相对稳定——保证酶活性、细胞代谢的正常进行。
2.渗透压相对稳定——维持细胞正常形态和功能。
3.内环境成分。
(1)血糖含量和血液中的含氧量相对稳定——保证机体能量的供应。
(2)代谢废物的及时排出——防止机体中毒。
1.直接参与体内细胞与外界环境之间气体交换的系统是( )
A.循环系统和消化系统
B.消化系统和呼吸系统
C.循环系统和呼吸系统
D.呼吸系统和泌尿系统
【解析】选C。由呼吸系统吸进的氧气先进入血液,然后再通过组织液进入体内细胞;同时,体内细胞进行呼吸排出的二氧化碳,也要先进入组织液,然后再进入血液而被运送到呼吸系统,排出体外。所以直接参与体内细胞与外界环境之间气体交换的系统是循环系统和呼吸系统。
2.如图是一张生物概念图,有关分析不正确的是( )
A.①②是体液调节和免疫调节,③④可以是温度和渗透压
B.内环境的稳态只要有三种调节方式即可,不需要其他器官或系统参与
C.酸碱度的相对稳定主要依靠血液中的缓冲物质,与其他器官或系统也有关
D.内环境维持自身稳态的能力是有限的
【解题指南】解答本题的突破点:
(1)根据图中已给信息判断①②属于稳态调节机制,③④属于内环境的理化性质。
(2)内环境稳态保持不是单一器官、系统能完成的。
【解析】选B。题图左侧“神经调节”属于内环境稳态的调节机制,还有体液调节和免疫调节,题图右侧“酸碱度”属于内环境的理化性质,还有渗透压和温度等;内环境稳态是在神经-体液-免疫调节网络的调节下,通过各器官与系统的协调作用共同完成的,其维持自身稳态的能力是有限的,外界环境的剧烈变化有可能导致内环境稳态失调。
【补偿训练】
下列关于内环境及其稳态的叙述中,正确的是( )
A.内环境稳态受细胞代谢活动的影响
B.目前普遍认为稳态的主要调节机制是神经—体液调节
C.稳态的实质是内环境的渗透压、温度和pH保持不变
D.内环境的稳态不会受到外界环境因素的影响
【解析】选A。内环境可与细胞进行物质交换,因此,内环境稳态受体内细胞代谢活动的影响,A正确;稳态的主要调节机制是神经-体液-免疫调节网络,B错误;内环境稳态的实质是内环境的成分和理化性质都处于动态平衡,所以渗透压、温度和pH都是保持动态平衡,C错误;内环境的稳态会受到外界环境因素的影响,比如温度、致病微生物等因素,D错误。
情境素养探究
1.【生活情境】进入海拔3千米以上地区时,第1～2日急性高原反应症状最明显,之后逐渐减轻,大多6～7日基本消失,少数可持续存在。主要表现为头痛、记忆与思维能力减退及失眠、多梦等。患者呼吸加深、频率增加。部分患者有发绀、血压升高等反应。
探究:
(1)急性高原反应现象表明外界环境与内环境稳态之间有什么关系?
提示:当外界环境变化过于剧烈时,人体内环境稳态会遭到破坏。
(2)急性高原反应患者呼吸加深、频率增加,大多6～7日症状基本消失。说明了什么?
提示:呼吸加深、频率增加是人体增加氧气的摄入的表现,说明人体能对内环境稳态进行调节。
2.【生活情境】炎炎夏季,在高温环境中从事体力劳动的人,最容易中暑。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、呕吐、食欲不振、头疼等。严重中暑会导致死亡。
探究:
(1)中暑为什么会出现食欲不振的症状?
提示:高温会影响酶的活性,而酶是细胞代谢所必需的。如果消化酶活性低就会导致食欲不振症状。
(2)应对中暑人们应采取哪些急救措施?
提示:解开衣物及时降温,抬到20 ℃环境中降温,少量多次喝水等。
课堂素养达标
1.内环境稳态对机体正常的生命活动至关重要。下列关于内环境及其稳态的叙述,正确的是________。(填序号)
①人体内环境稳态的失调与外界环境无关
②内环境是一个主要由H2P/HP构成的缓冲体系
③内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所
④内环境的变化会引起机体自动调节器官和系统的活动
⑤人体维持稳态的调节能力很强,即使外界环境剧变,人体总能维持稳态
⑥内环境稳态调节机制的现代观点是神经-体液-免疫调节网络
【解析】选④⑥。人体对内环境稳态的调节是有一定限度的,当外界环境变化超过这一限度时,内环境稳态就会失调,①错误;内环境是一个主要由H2CO3/HC构成的缓冲体系,其次还有H2P/HP构成的缓冲体系,②错误;细胞代谢的主要场所在细胞内,内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介,③错误;内环境的变化会引起机体通过神经-体液-免疫调节网络自动地调节器官和系统的活动以维持稳态,④正确;人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,当外界环境剧变,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,⑤错误,目前普遍接受的观点是稳态的调节依靠神经-体液-免疫调节网络,⑥正确。
2.(2021年湖南适应性测试)稳态失衡是机体病理生理变化之一。下列恢复机体稳态的方法错误的是( )
A.脑组织水肿患者可使用提高血浆渗透压的药物
B.急性腹泻患者可输注含特定无机盐的生理盐水
C.长期进食障碍患者可输注葡萄糖生理盐水
D.炎症患者可输注蒸馏水配制的水溶性药物
【解析】选D。本题考查内环境的稳态。血浆渗透压升高,使血浆吸水力增大,可缓解组织水肿;急性腹泻患者可输注含特定无机盐的生理盐水来补充盐和水;长期进食障碍患者可输注葡萄糖生理盐水;炎症患者可输注生理盐水配制的水溶性药物而不是蒸馏水配制的。
3.(2021·石家庄高二检测)暑假期间,小王每晚跑步约5 000 m,小王运动时大量出汗且锻炼后肌肉感到酸痛,但休息一段时间后恢复正常。下列有关该调节过程的叙述错误的是( )
A.小王体内细胞外液的渗透压主要与无机盐和蛋白质的含量有关,大量出汗后细胞外液渗透压升高
B.小王感到肌肉酸痛的原因是肌细胞无氧呼吸,引起乳酸积累
C.小王维持内环境pH稳定起主要作用的是HC、HP
D.小王在5 000 m跑步过程中,肌肉所需的能量主要由无氧呼吸提供
【解析】选D。在5 000 m跑步过程中,肌肉所需要的能量主要由有氧呼吸提供,无氧呼吸只是起辅助作用。
4.通过测定体温可以帮助我们了解机体内环境的变化情况,下列关于人体体温的叙述错误的是( )
A.体温的调节也是人体稳态调节的一部分
B.体温因年龄、性别等不同而存在微小的差异
C.体温过高时可采用物理或药物的方法进行降温
D.在寒冷环境中,人体能通过调节升高体温
【解析】选D。内环境稳态是机体在神经—体液—免疫调节网络作用下,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,温度、渗透压和酸碱度等理化性质的调节属于稳态调节的一部分,A正确;体温因年龄、性别不同而存在微小的差异,B正确;体温过高会对机体造成一定的伤害,必须采用物理或药物的方法进行降温,C正确;在寒冷环境中,人体通过调节来维持体温的相对稳定,而非升高体温,D错误。
【新高考·新风向】
5.内环境稳态的维持与人体健康有密切的关系。下面是人体内环境稳态概念图,据图回答:
(1)图中①②③④分别代表________、__________、__________、____________。
(2)正常人血浆pH为______________,血浆的pH之所以能保持稳定,与它含有______________等离子有关。
(3)图中列出了人体内环境理化性质的三项重要指标,健康人体温正常值为__________。
【解析】细胞只有通过④内环境才能与外界环境进行物质交换。内环境指的是细胞外液,由血浆、组织液、淋巴液组成。人体细胞外液温度为37 ℃左右,pH为7.35～7.45。血浆pH之所以能维持相对稳定是因为存在缓冲物质,即HC、HP等离子。
答案:(1)组织液 血浆 淋巴液 内环境
(2)7.35～7.45 HC、HP
(3)37 ℃左右贝尔纳
(法)
内环境的稳定是生命能独立和自由存在的首要条件,内环境保持稳定主要是依赖神经系统的调节
坎农
(美)
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
现代观点
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
内环境成分或理化性质
意义
渗透压正常
维持组织细胞正常形态与功能
体温和pH相对稳定
酶活性正常,保证酶促反应正常进行
血糖、氧气含量稳定
保证机体正常的能量供应
基础预习自查
问题一:内环境发生怎样的动态变化?
1.原因:外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行。
2.内环境稳态
基于对内环境稳态概念的理解,判断下列说法的正误:
(1)内环境的稳态就是内环境的成分和理化性质恒定不变。(×)
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。
(2)当稳态遭到破坏时,可导致疾病发生。(√)
(3)内环境的稳态需要各个器官、系统的协调配合。(√)
问题二:如何认识内环境稳态调节的机制?
1.观点(填表)
2.调节能力:有一定限度。
3.内环境稳态的重要意义
问题三:怎样进行模拟生物体维持pH的稳定?
1.实验原理
2.实验流程
核心互动探究
探究点一 模拟生物体维持pH的稳定
【实验情境】
1.实验操作注意事项及目的(科学探究)
(1)该实验过程中滴加酸或碱时应注意哪些问题?
提示:①严格控制滴数,要一滴一滴地加;②避免酸或碱与皮肤和眼睛接触。
(2)分析实验过程中三次“充分冲洗烧杯”的目的:
第一次: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:防止不同的实验材料混合,影响实验效果。
第三次:防止不同的实验材料混合,影响实验效果。
2.实验结果分析(科学探究)
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pH稳定的功能”,进行正确操作后,绘制了如图所示曲线预期探究结果。
(1)预期结果中明显不科学的是哪一组?尝试说明理由。
提示:清水组。清水中加盐酸后,溶液pH应下降。
(2)若要证明血浆确实具有维持pH稳定的功能,本实验还应补充______________________________________________。
提示:加入NaOH溶液后,血浆pH仍可在一定范围内保持稳定
3.人在剧烈运动后会感到肌肉酸痛,但休息一段时间后,酸痛会消失。酸痛的变化与运动前后血浆中pH变化有关,尝试绘出血浆pH变化曲线。
提示:
下列关于“模拟生物体维持pH的稳定”实验的叙述中,错误的是( )
A.HCl和NaOH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,才可倒入等量的另一种实验材料
C.从加入HCl或NaOH后的变化来看,肝匀浆更像缓冲液
D.根据所得实验数据,画pH变化曲线时,一般以pH为横坐标,以酸或碱的量为纵坐标
【解题指南】解答本题时需要注意以下两点:
(1)该实验采用对比的方法来比较肝匀浆和缓冲液的相似性。
(2)画坐标曲线图时,横坐标一般为自变量,纵坐标为因变量。
【解析】选D。A、B两项描述的是本实验应该注意的问题。根据所测得的实验数据,画pH变化曲线时,一般以酸或碱的滴数为横坐标,而以pH为纵坐标。结果显示,肝匀浆中加入HCl或NaOH后的变化情况与缓冲液很接近。
【补偿训练】
1.(2021·鹤壁高二检测)剧烈运动时,血浆中的乳酸大量增加而pH基本不变。对此现象的解释不正确的是( )
A.血浆是一种缓冲溶液体系
B.乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3
C.H2CO3分解成CO2可经呼吸系统排出
D.大量乳酸进入血液后,马上被稀释或被彻底分解
【解析】选D。人在剧烈运动时,部分细胞会因供氧不足而进行无氧呼吸,产生大量乳酸,乳酸进入血液会导致血浆pH略降低;血浆中存在缓冲物质,能够使血浆pH保持相对稳定,如血浆中的NaHCO3能与乳酸反应生成H2CO3(弱酸),H2CO3分解成CO2经呼吸系统排出,最终导致血浆pH基本稳定,D错误。
2.根据内环境及其稳态的知识,回答下列问题:
某奶牛场为提高产奶量,给奶牛饲喂了大量的某种精饲料后,奶牛瘤胃发酵产酸过多,引起机体血液pH低于正常值,且难以恢复到正常水平。产酸过多使pH难以恢复的原因是: 。
pH低于正常值会引起酸中毒,为了避免这一问题,可以在饲料中添加起______作用的物质,以利于奶牛内环境的pH维持在正常水平。机体的内环境是指 ,主要包括血浆、________、________。
【解题指南】(1)关键知识:内环境稳态。
(2)隐含知识:内环境的理化性质。
【解析】本题主要考查内环境的组成成分及理化性质的相关知识。pH过低,导致相关酶的空间结构遭到破坏,使酶失去活性,为了除掉过多的酸性物质,可以在饲料中加入碱性物质,与酸性物质发生中和反应,维持pH的稳定性。内环境是由细胞外液构成的液体环境,主要包括血浆、组织液和淋巴液。
答案:pH过低,导致相关酶的空间结构遭到破坏,使酶失活 中和 由细胞外液构成的液体环境 组织液 淋巴液
探究点二 内环境的动态变化
1.内环境动态变化的实例(科学思维)
(1)体温的日变化规律的调查。
①同一个人在24小时内体温相同吗?若不同,其变化有何特点?
提示:同一个人的体温在一日内也有变化,但一般不超过1 ℃。
②不同家庭成员的体温完全一致吗?
提示:不完全一致。正常情况下,不同人的体温,会因年龄、性别等的不同而存在着微小的差异。
③将体温变化的测量情况与当天气温日变化的测量大致情况进行比较,结果如何?
提示:外界环境温度对体温有一定影响,但影响不大,健康人的体温始终接近37 ℃。
④分析体温的日变化规律可以得出的结论:健康人的体温保持相对稳定,处于动态平衡中。
(2)血常规检查时,参考值为什么是一个范围而不是一个固定值?
提示:内环境中各种成分的含量都处于动态平衡中,不同个体间存在差异。
(3)为什么化验单中血浆的生化指标(各种化学成分的含量)能反映机体的健康状况?
提示: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,会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。
【拓展延伸】血液生化六项化验单中三种异常及其影响
(1)肌酐含量超标:肌酐是有毒的代谢废物,积累过多会影响健康。这表明肾脏的排泄功能有障碍。
(2)血清葡萄糖含量超标:可能引起糖尿病。
(3)甘油三酯超标:可引起高脂血症,易并发冠心病、动脉粥样硬化。
2.内环境稳态的内容和特点(科学思维)
思考并填充下列有关内环境稳态的问题:
(1)内容。
①组成内环境的各种成分的稳态,如氧气、葡萄糖等的含量;
②内环境的各种理化性质的相对平衡,如渗透压、pH、温度等。
(2)内环境稳态是指内环境的各种成分及理化性质恒定不变吗?
提示:不是。稳态指相对稳定的状态,在正常范围内波动都属于稳态。
(3)炎炎夏季,在高温环境中从事体力劳动的人可能会中暑,说明人体稳态的调节能力如何?
提示:有一定限度。
内环境中体温的变化及稳态的局限性
1.体温:健康人的体温始终接近37 ℃,但在正常情况下,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.内环境稳态的局限性:稳态是相对的,当外界环境条件变化剧烈时,稳态就可能会受到破坏。
1.(2021·南充高二检测)下列关于细胞外液酸碱度的叙述,不正确的是( )
A.正常人血浆的pH在7.35到7.45之间波动
B.人体做剧烈运动时,静脉血浆的pH暂时降低
C.pH过高或过低都会影响酶的活性
D.pH过高时,呼吸加快加强
【解析】选D。正常人血浆的pH为7.35～7.45,A正确;当人体剧烈运动时,产生的乳酸较多地进入血浆,会使血浆的pH略有降低,但在缓冲物质的作用下,很快会恢复稳定,B正确;pH过高或过低都会影响酶的活性,C正确;二氧化碳浓度过高会刺激呼吸中枢使呼吸加快加强,此时的pH应该是过低,而非过高,D错误。
2.在血液生化检查的化验单上,每种成分的参考值即正常值都有一个变化范围,对此,理解不正确的是( )
A.内环境稳态不是恒定的,可在一定范围内波动
B.内环境稳态是一种动态的、相对的稳定状态
C.年龄、性别等个体差异会导致内环境的成分存在差异
D.该变化范围主要考虑了化验结果的误差
【解析】选D。内环境稳态不是恒定不变的,可在一定范围内波动,A正确。内环境的理化性质只在很小范围内发生变动,使内环境处于相对稳定的状态,B正确。年龄、性别等个体差异会导致内环境的成分含量存在差异,C正确。医学化验是高度精确的,血检指标的正常值的变化范围反映的是群体内环境的状态,与“误差”无关,D错误。
探究点三 稳态的调节机制和重要意义
【图表情境】如图是人体物质交换模式图,思考下列问题:
1.对稳态调节的认识(科学思维)
(1)维持内环境稳态的基础是什么?
提示:各个器官、系统协调一致地正常运行。
(2)直接相关的系统有哪些?
提示:消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统。
(3)起调节作用的系统有哪些?
提示:神经系统、内分泌系统和免疫系统。
2.分析内环境失调实例和意义(科学思维、社会责任)
(1)尿毒症的症状有哪些?出现的原因是什么?
提示:尿毒症的症状有水和无机盐代谢紊乱,出现尿素氮升高,全身浮肿症状。原因是肾功能衰竭。
(2)大量出汗或腹泻后,如果只喝水,不补充盐,对内环境渗透压会有什么影响?出现什么变化?
提示:内环境渗透压会降低。当内环境渗透压降低后,水分会较多地渗透进入细胞内,导致细胞吸水,引起代谢紊乱。严重时会出现疲倦,周身不适,食欲减退,皮下组织肿胀等症状。
(3)以上两个例子体现出内环境的重要意义是什么?
提示:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
内环境稳态的重要意义
1.体温、pH相对稳定——保证酶活性、细胞代谢的正常进行。
2.渗透压相对稳定——维持细胞正常形态和功能。
3.内环境成分。
(1)血糖含量和血液中的含氧量相对稳定——保证机体能量的供应。
(2)代谢废物的及时排出——防止机体中毒。
1.直接参与体内细胞与外界环境之间气体交换的系统是( )
A.循环系统和消化系统
B.消化系统和呼吸系统
C.循环系统和呼吸系统
D.呼吸系统和泌尿系统
【解析】选C。由呼吸系统吸进的氧气先进入血液,然后再通过组织液进入体内细胞;同时,体内细胞进行呼吸排出的二氧化碳,也要先进入组织液,然后再进入血液而被运送到呼吸系统,排出体外。所以直接参与体内细胞与外界环境之间气体交换的系统是循环系统和呼吸系统。
2.如图是一张生物概念图,有关分析不正确的是( )
A.①②是体液调节和免疫调节,③④可以是温度和渗透压
B.内环境的稳态只要有三种调节方式即可,不需要其他器官或系统参与
C.酸碱度的相对稳定主要依靠血液中的缓冲物质,与其他器官或系统也有关
D.内环境维持自身稳态的能力是有限的
【解题指南】解答本题的突破点:
(1)根据图中已给信息判断①②属于稳态调节机制,③④属于内环境的理化性质。
(2)内环境稳态保持不是单一器官、系统能完成的。
【解析】选B。题图左侧“神经调节”属于内环境稳态的调节机制,还有体液调节和免疫调节,题图右侧“酸碱度”属于内环境的理化性质,还有渗透压和温度等;内环境稳态是在神经-体液-免疫调节网络的调节下,通过各器官与系统的协调作用共同完成的,其维持自身稳态的能力是有限的,外界环境的剧烈变化有可能导致内环境稳态失调。
【补偿训练】
下列关于内环境及其稳态的叙述中,正确的是( )
A.内环境稳态受细胞代谢活动的影响
B.目前普遍认为稳态的主要调节机制是神经—体液调节
C.稳态的实质是内环境的渗透压、温度和pH保持不变
D.内环境的稳态不会受到外界环境因素的影响
【解析】选A。内环境可与细胞进行物质交换,因此,内环境稳态受体内细胞代谢活动的影响,A正确;稳态的主要调节机制是神经-体液-免疫调节网络,B错误;内环境稳态的实质是内环境的成分和理化性质都处于动态平衡,所以渗透压、温度和pH都是保持动态平衡,C错误;内环境的稳态会受到外界环境因素的影响,比如温度、致病微生物等因素,D错误。
情境素养探究
1.【生活情境】进入海拔3千米以上地区时,第1～2日急性高原反应症状最明显,之后逐渐减轻,大多6～7日基本消失,少数可持续存在。主要表现为头痛、记忆与思维能力减退及失眠、多梦等。患者呼吸加深、频率增加。部分患者有发绀、血压升高等反应。
探究:
(1)急性高原反应现象表明外界环境与内环境稳态之间有什么关系?
提示:当外界环境变化过于剧烈时,人体内环境稳态会遭到破坏。
(2)急性高原反应患者呼吸加深、频率增加,大多6～7日症状基本消失。说明了什么?
提示:呼吸加深、频率增加是人体增加氧气的摄入的表现,说明人体能对内环境稳态进行调节。
2.【生活情境】炎炎夏季,在高温环境中从事体力劳动的人,最容易中暑。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、呕吐、食欲不振、头疼等。严重中暑会导致死亡。
探究:
(1)中暑为什么会出现食欲不振的症状?
提示:高温会影响酶的活性,而酶是细胞代谢所必需的。如果消化酶活性低就会导致食欲不振症状。
(2)应对中暑人们应采取哪些急救措施?
提示:解开衣物及时降温,抬到20 ℃环境中降温,少量多次喝水等。
课堂素养达标
1.内环境稳态对机体正常的生命活动至关重要。下列关于内环境及其稳态的叙述,正确的是________。(填序号)
①人体内环境稳态的失调与外界环境无关
②内环境是一个主要由H2P/HP构成的缓冲体系
③内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所
④内环境的变化会引起机体自动调节器官和系统的活动
⑤人体维持稳态的调节能力很强,即使外界环境剧变,人体总能维持稳态
⑥内环境稳态调节机制的现代观点是神经-体液-免疫调节网络
【解析】选④⑥。人体对内环境稳态的调节是有一定限度的,当外界环境变化超过这一限度时,内环境稳态就会失调,①错误;内环境是一个主要由H2CO3/HC构成的缓冲体系,其次还有H2P/HP构成的缓冲体系,②错误;细胞代谢的主要场所在细胞内,内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介,③错误;内环境的变化会引起机体通过神经-体液-免疫调节网络自动地调节器官和系统的活动以维持稳态,④正确;人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,当外界环境剧变,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,⑤错误,目前普遍接受的观点是稳态的调节依靠神经-体液-免疫调节网络,⑥正确。
2.(2021年湖南适应性测试)稳态失衡是机体病理生理变化之一。下列恢复机体稳态的方法错误的是( )
A.脑组织水肿患者可使用提高血浆渗透压的药物
B.急性腹泻患者可输注含特定无机盐的生理盐水
C.长期进食障碍患者可输注葡萄糖生理盐水
D.炎症患者可输注蒸馏水配制的水溶性药物
【解析】选D。本题考查内环境的稳态。血浆渗透压升高,使血浆吸水力增大,可缓解组织水肿;急性腹泻患者可输注含特定无机盐的生理盐水来补充盐和水;长期进食障碍患者可输注葡萄糖生理盐水;炎症患者可输注生理盐水配制的水溶性药物而不是蒸馏水配制的。
3.(2021·石家庄高二检测)暑假期间,小王每晚跑步约5 000 m,小王运动时大量出汗且锻炼后肌肉感到酸痛,但休息一段时间后恢复正常。下列有关该调节过程的叙述错误的是( )
A.小王体内细胞外液的渗透压主要与无机盐和蛋白质的含量有关,大量出汗后细胞外液渗透压升高
B.小王感到肌肉酸痛的原因是肌细胞无氧呼吸,引起乳酸积累
C.小王维持内环境pH稳定起主要作用的是HC、HP
D.小王在5 000 m跑步过程中,肌肉所需的能量主要由无氧呼吸提供
【解析】选D。在5 000 m跑步过程中,肌肉所需要的能量主要由有氧呼吸提供,无氧呼吸只是起辅助作用。
4.通过测定体温可以帮助我们了解机体内环境的变化情况,下列关于人体体温的叙述错误的是( )
A.体温的调节也是人体稳态调节的一部分
B.体温因年龄、性别等不同而存在微小的差异
C.体温过高时可采用物理或药物的方法进行降温
D.在寒冷环境中,人体能通过调节升高体温
【解析】选D。内环境稳态是机体在神经—体液—免疫调节网络作用下,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,温度、渗透压和酸碱度等理化性质的调节属于稳态调节的一部分,A正确;体温因年龄、性别不同而存在微小的差异,B正确;体温过高会对机体造成一定的伤害,必须采用物理或药物的方法进行降温,C正确;在寒冷环境中,人体通过调节来维持体温的相对稳定,而非升高体温,D错误。
【新高考·新风向】
5.内环境稳态的维持与人体健康有密切的关系。下面是人体内环境稳态概念图,据图回答:
(1)图中①②③④分别代表________、__________、__________、____________。
(2)正常人血浆pH为______________,血浆的pH之所以能保持稳定,与它含有______________等离子有关。
(3)图中列出了人体内环境理化性质的三项重要指标,健康人体温正常值为__________。
【解析】细胞只有通过④内环境才能与外界环境进行物质交换。内环境指的是细胞外液,由血浆、组织液、淋巴液组成。人体细胞外液温度为37 ℃左右,pH为7.35～7.45。血浆pH之所以能维持相对稳定是因为存在缓冲物质,即HC、HP等离子。
答案:(1)组织液 血浆 淋巴液 内环境
(2)7.35～7.45 HC、HP
(3)37 ℃左右贝尔纳
(法)
内环境的稳定是生命能独立和自由存在的首要条件,内环境保持稳定主要是依赖神经系统的调节
坎农
(美)
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
现代观点
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
内环境成分或理化性质
意义
渗透压正常
维持组织细胞正常形态与功能
体温和pH相对稳定
酶活性正常,保证酶促反应正常进行
血糖、氧气含量稳定
保证机体正常的能量供应
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