高中生物人教版 (2019)选择性必修1第1章 人体的内环境与稳态第2节 内环境的稳态多媒体教学课件ppt
展开1.2.1 以血糖、体温、pH和渗透压等为例,阐明机体通过调节作用保持内环境的相对稳定,以保证机体的正常生命活动1.2.2 举例说明机体不同器官、系统协调统一地共同完成各项生命活动,是维持内环境稳态的基础
1.利用稳态和平衡观,认识内环境稳态的调节是通过神经—体液—免疫调节实现的(生命观念)2.说明内环境稳态的含义及其生理意义(科学思维)3.利用相关材料制订并实施计划,模拟生物体维持pH的稳定(科学探究)4.能够分析内环境稳态失调的实例,并用于指导生活(社会责任)
一、内环境的动态变化1.模拟生物体维持pH的稳定(1)实验原理:通过比较自来水、缓冲液和_________中加入酸或碱后pH的变化,说明生物组织匀浆与_________更类似,而与自来水不同,从而推测生物体是如何维持pH稳定的。
2.人体内环境中也有很多_________,其中最重要的是_______________________,其次还有_______________________等。当一定量的酸性或碱性物质进入后,内环境的pH仍能_________________内。
3.稳态(1)变化原因:外界_______的变化和体内___________活动的进行。(2)实例——体温变化①正常情况下,不同人的体温,会因_______、_______等的不同而存在着微小的差异。②同一个人的体温在一日内也有变化,但一般不超过________。(3)尽管周围的气温波动范围较大,但健康人的体温始终接近__________。
(4)内环境稳态①含义:正常机体通过调节作用,使_________________协调活动,共同维持内环境的___________状态。②实质:健康人的内环境的每一种成分和___________都处于___________中。
二、对稳态调节机制的认识
三、内环境稳态的重要意义1.实例:(1)血糖浓度和血液中含氧量保持正常:保证机体正常的_______供应。(2)温度、pH相对恒定:酶活性正常,___________正常。2.意义:内环境稳态是机体进行_______________的必要条件。
1.稳态: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。2.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。3.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.内环境的稳态主要与呼吸系统、消化系统、泌尿系统、循环系统及皮肤有关。
判断对错,正确打“√”,错误打“×”。1.人剧烈运动时,无氧呼吸产生的乳酸使血浆pH明显降低。( )2.佝偻病与内环境的稳态失衡有一定的关系。( )3.内环境是机体细胞代谢的主要场所,外界环境变化稳定时,机体就能维持内环境的稳态,只要内环境保持稳态,人体一定健康。( )4.人长时间在空调房间内易稳态失调。( )
5.内环境的理化性质是恒定不变的。( )6.内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行。( )7.人体pH的相对稳定主要依靠血液中的缓冲对,与其他器官或系统无关。( )
思考:1.能够维持内环境稳态的人一定不会生病,对吗?提示:不对。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,但能够维持内环境稳态的人未必完全健康,如“植物人”及遗传病患者。2.夏日炎炎,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。
1.内环境的化学成分与健康
2.内环境的理化性质与健康内环境的理化性质失衡也会引起疾病。下面是我们日常生活中常见的几种内环境失衡情况:(1)渗透压失衡:当患肠胃炎时,我们常常感到四肢无力,其原因是体内丢失了大量的水分和无机盐,使渗透压平衡遭到破坏。肠胃炎导致消化道对水和无机盐的吸收能力减弱,因此,我们需要通过输液来维持渗透压的平衡。
(2)体内pH失衡:常表现为小于正常数值,会引起心脑血管疾病、高血压、糖尿病、肥胖等疾病。(3)体温失衡:当我们感冒发烧时,会出现食欲不振、精神不佳等症状,这是由于体内温度过高,影响了消化酶等各类酶的催化功能,造成消化不良和其他代谢活动的紊乱。
3.模拟生物体维持pH的稳定的实验结果分析
结论:在一定范围内无论滴加盐酸还是NaOH溶液,生物材料的pH均保持相对稳定。比较以上三个图的曲线变化规律可知: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缓冲物质,因而能维持pH相对稳定。
特别提醒:实验过程中,出现了多次“充分冲洗烧杯”,但目的不同。①检测碱对pH的影响前“充分冲洗烧杯”是为了避免酸性物质HCl与碱性物质NaOH因发生中和反应而使实验现象不明显。②更换实验材料前“充分冲洗烧杯”是为了防止不同的生物材料混合,影响实验效果。
下列病症或疾病与稳态失调间的对应关系,正确的是( )A.感冒发烧,食欲不振—体温过高,酶活性过高B.高原反应——机体散热受阻,致使散热量小于产热量C.中暑——机体丢失大量水和无机盐,导致水盐平衡失调D.尿毒症——尿素等代谢产物在体内积累
解析:感冒发烧,食欲不振的原因是体温过高,消化酶活性降低,A错误;高原反应是机体缺氧所致,B错误;中暑主要是机体散热受阻,致使散热量小于产热量,从而使体温升高,C错误;尿毒症是肾脏发生病变,无法排出体内多余的尿素、水、无机盐等代谢产物和有毒物质,D正确。
1.关于“模拟生物体维持pH的稳定”实验,下列叙述中错误的是( )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HCl或NaOH后的pH变化曲线来说,生物材料更像缓冲液D.根据所得实验数据画pH变化曲线时,一般以pH为横轴,以酸或碱的量为纵轴
解析:盐酸和氢氧化钠都有腐蚀性,应避免其与皮肤和眼睛接触,A正确;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,否则会造成实验误差,干扰对实验结果的判断,B正确;结果显示,生物材料中加入HCl或NaOH后pH变化情况与缓冲液相似,由此说明,生物材料更像缓冲液,C正确;画pH变化曲线时,一般以酸或碱的滴数为横轴,以pH为纵轴,D错误。
1.维持内环境稳态的基础(1)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。各器官、系统与内环境的关系如图所示:
(2)如果某种器官的功能出现障碍,就会引起稳态失调。如:肾功能衰竭会引起尿毒症,严重时会导致死亡。
2.内环境稳态的调节机制
下列关于内环境稳态调节的描述,正确的是( )A.所有的稳态都是相对的B.所有稳态的维持都需要神经—体液—免疫调节C.所有稳态的形成都有许多系统直接参与D.内环境稳态不受外界环境影响
解析:内环境稳态是指细胞外液的理化性质和化学成分都处于动态平衡中,而不是恒定不变,所以说稳态是相对的,A正确;稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节网络,但并不是每一项理化性质或化学成分的稳定都需要神经—体液—免疫调节,B错误;稳态的形成需要多种器官和系统协调运行,但并不一定有多种系统直接参与,C错误;内环境的稳态会受外界环境因素变化和体内细胞代谢活动的影响,D错误。
2.下列有关内环境稳态的说法,正确的是( )A.多吃酸菜,有利于保持酸碱平衡B.长时间待在空调房内,易使稳态失调C.夏天排汗多,不利于保持体温恒定D.冬天排尿多,不利于保持水盐平衡
解析:多吃酸菜,不仅无助于维持酸碱平衡,还有可能因内环境中酸性物质过多使机体调节pH的负担加重,A项错误;机体维持稳态的调节能力是有限的,长时间待在空调房里会导致身体调节能力变差,容易使稳态失调,B项正确;夏天气温较高,机体排汗多利于散热,有利于保持体温的相对稳定,C项错误;冬天气温较低,身体排汗较少,因此通过肾排尿增多,有利于保持水盐平衡,D项错误。
(3)影响因素①剧烈运动:人体做剧烈运动时,产生较多的酸性物质(如乳酸、碳酸等)进入血液,可使静脉血浆的pH暂时降到7.30左右。②饮食:饮食中酸性或碱性物质通过消化道进入血液后,也会引起血浆pH发生较小的变动。
关于人体内环境中pH调节的叙述中,不正确的是( )A.人体血浆的pH通常在7.35~7.45之间B.血浆中乳酸过多时,就会与NaHCO3发生反应,生成乳酸钠和H2CO3C.血浆中Na2CO3过多时,就与H2CO3结合形成NaHCO3D.pH的相对平衡是在神经—体液的调节下独立完成的
解析:人体虽然在代谢过程中会产生许多酸性物质,这些酸性物质进入血浆后,就会和血浆中的缓冲物质发生反应,其中的乳酸就与NaHCO3发生反应,生成乳酸钠和碳酸。碳酸是一种弱酸,可以分解成二氧化碳和水,当血浆中的二氧化碳增多时,可刺激呼吸中枢,引起呼吸加快,将多余的二氧化碳排出体外,所以对血浆的pH影响不大。当Na2CO3进入血浆后,就与血浆中的H2CO3发生作用,形成NaHCO3,过多的NaHCO3可由肾脏排出。这样,由于缓冲物质的调节,使血浆中pH基本维持在7.35~7.45之间,变动幅度不大。
问题探讨⇨P71.提示:血液的生化指标指的是血浆中各种化学成分的含量,包括机体多种代谢产物的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内,即处于相对稳定的状态。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,进而引起血液生化指标的变化,因此血液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。例如,在正常情况下,转氨酶主要分布在各种组织的细胞内,以心脏和肝中的活性最高,在血液中的活性很低。当某种原因使细胞膜通透性增加时,或因组织坏死细胞破裂后,会有大量的转氨酶进入血液,引起血液中转氨酶活性升高。
2.提示:(1)内环境成分的含量不是恒定不变的,而是在一定范围内波动,内环境稳态表现为一种动态平衡。(2)不同个体存在一定差异。3.提示:(1)天冬氨酸氨基转移酶(即谷草转氨酶)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,可引起高脂血症,易并发冠心病、动脉粥样硬化等。
探究·实践⇨P81.提示:肝匀浆加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。2.提示: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NaH2PO4/Na2HPO4,其中NaH2PO4呈酸性,当加入少量NaOH时,可以中和OH-;Na2HPO4呈碱性,当加入少量HCl时,可以中和H+。水溶液则不同,加入酸或碱后,pH变化明显。3.提示:类似。
思考·讨论⇨P101.提示:绝大多数人都有过发高烧的经历,可以先谈谈自己发高烧时的感受。正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适的温度,发热时,各种酶的活性发生变化,代谢紊乱,机体功能异常。发热时的症状大部分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。对于6个月至4岁的幼儿来说,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热降温。
2.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,造成细胞吸水膨胀,进一步导致细胞代谢和功能紊乱。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。3.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会影响内环境的稳态。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;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。
练习与应用⇨P12一、概念检测1.(1)× 提示:血浆中含有缓冲对,因此人吃进酸性或碱性的食物,血浆的pH不会发生紊乱。(2)√(3)× 提示:在正常情况下,一个人的体温并不是恒定不变的,而是相对恒定。(4)× 提示:CO2可以参与机体的稳态调节,如含CO2较多的血液,可以对呼吸中枢形成有效刺激,使呼吸加深加快。
2.D 解析:运动时机体产热增加,出汗有利于机体散热,从而维持体温稳定,A错误、D正确。运动时汗腺分泌大量汗液,汗液初始的渗透压与血浆的相等,汗液在流经汗腺导管排出体外过程中大部分Na+、Cl-被重吸收,而水很少被吸收,故大量出汗会导致血浆渗透压升高,C错误。由于血浆中含有缓冲对,大量出汗不会使血浆的pH下降,B错误。
二、拓展应用提示:“人造子宫”看起来像一个大塑料袋,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,排出代谢产物,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和其他代谢产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。
1.下图是关于人体内环境稳态调节的示意图,下列相关说法中,错误的是( )A.甲、乙表示体液调节和免疫调节B.人体维持稳态的调节能力有一定限度C.丙、丁可以表示温度和酸碱度D.内环境的理化性质不可以变化,否则机体就不能进行正常的生命活动
解析:内环境稳态是指内环境的各种化学成分和理化性质保持相对稳定,可以在一定范围内变化,如果超出这一范围就会影响机体正常的生命活动,D错误。
2.下列有关人体内环境与稳态的叙述,正确的是( )A.胃壁细胞生活的内环境是胃液和组织液B.体细胞只需通过内环境就能与外界环境进行物质交换C.外界环境经常变化,但机体的内环境不会变化D.内环境稳态是体内细胞酶促反应正常进行的必要条件
解析:胃液不属于内环境,A错误;绝大多数体内细胞通过内环境与外界环境进行物质交换,需要经过各系统、器官的协助,如O2和CO2的气体交换就需要借助呼吸系统和循环系统才能完成,B错误;外界环境经常变化,但机体的内环境仍能保持相对稳定状态,而不是不会变化,C错误;酶促反应的正常进行需要合适的温度、pH、一定的离子浓度和底物浓度等,因此内环境稳态是体内细胞酶促反应正常进行的必要条件,D正确。
3.如图是高等动物体内细胞与外界进行物质交换图。回答下列问题:
(1)图中虚线内物质总称为_________,其中A代表_______,B代表_________,C代表_________。(2)填写图中D、E系统的名称:D___________,E___________。(3)从图中可以看出,维持内环境渗透压的Na+和Cl-以及葡萄糖、氨基酸等物质进入内环境要经过_______、_______系统。(4)病人呼吸受阻,导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸进入血浆后,会使血浆pH_______(填“升高”或“降低”),但乳酸可以与血浆中的___________发生反应,使血浆的pH维持相对稳定。
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