1.2內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修14

1.2內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)問(wèn)題探討

在進(jìn)行常規(guī)體檢時(shí)，通常要做血液生化檢查，以了解肝功能、腎功能、血糖、血脂等是否正常。下圖是某人的血液生化檢查化驗(yàn)單的一部分。1、每種成分的參考值（即正常值）都有一個(gè)變化范圍，這說(shuō)明什么？①內(nèi)環(huán)境中各種化學(xué)成分的含量不是恒定不變的，而是在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，表現(xiàn)為一種動(dòng)態(tài)平衡②不同個(gè)體內(nèi)環(huán)境的成分存在一定差異2、從化驗(yàn)單上可以看出什么成分超出正常范圍？這可能會(huì)對(duì)人體造成什么不利影響？（1)天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（即谷草轉(zhuǎn)氨酶）略微低于正常值，這通常沒(méi)有臨床意義，建議定期復(fù)查。若該值偏高，說(shuō)明肝功能受損。（2)葡萄糖含量超標(biāo)，且糖化血清白蛋白嚴(yán)重超標(biāo)，可能是糖尿病。糖尿病患者長(zhǎng)期高血糖，會(huì)導(dǎo)致眼、腎、心臟、血管、神經(jīng)等慢性損害。（3)甘油三酯超標(biāo)，可引起高血脂癥，易并發(fā)冠心病、動(dòng)脈粥樣硬化等。

資料：人體的血漿滲透壓穩(wěn)定維持在770KPa左右；血漿的PH穩(wěn)定維持在7.35－7.45；不同人的體溫，會(huì)因年齡、性別等的不同而存在微小的差異，同一個(gè)人的體溫在一日之內(nèi)也有變化，但一般不超過(guò)1℃。盡管周?chē)臍鉁夭▌?dòng)范圍較大，但健康人的體溫始終接近37℃

。隨著外界環(huán)境的變化和體內(nèi)細(xì)胞代謝活動(dòng)的進(jìn)行，內(nèi)環(huán)境（如血漿）的各種化學(xué)成分和理化性質(zhì)在不斷發(fā)生變化，但確是相對(duì)穩(wěn)定的。以上材料說(shuō)明：動(dòng)態(tài)平衡實(shí)驗(yàn)探究:模擬生物體維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定1.實(shí)驗(yàn)原理在溶液中加入酸或堿，緩沖對(duì)(如HPO42-)能使溶液pH的變化減弱；與自來(lái)水相比，生物組織勻漿更類(lèi)似于緩沖液。2.目的要求通過(guò)比較自來(lái)水、緩沖液和肝勻漿在加入酸或堿后pH的變化，推測(cè)生物體是如何維持pH穩(wěn)定的。自變量、因變量分別是什么？自變量因變量材料(25mL)0.1mol/L的HCl滴數(shù)0.1mol/L的NaOH滴數(shù)051015202530051015202530自來(lái)水緩沖液肝勻漿3.實(shí)驗(yàn)步驟（1）：在記錄本中，畫(huà)一個(gè)如下表格。（2）：測(cè)自來(lái)水加入酸或堿后pH的變化。將25mL自來(lái)水倒入50mL燒杯中，測(cè)試并記錄起始pH。一次加一滴0.1mol/L的HCI(或NaOH)，輕輕搖動(dòng)。每加5滴測(cè)試并記錄一次pH，直到加入30滴為止。（3）：測(cè)緩沖液加入酸或堿后pH的變化。充分沖洗燒杯，用緩沖液代替自來(lái)水，重復(fù)（2）中步驟，記錄結(jié)果。（4）：測(cè)肝勻漿加入酸或堿后pH的變化。充分沖洗燒杯，用肝勻漿代替自來(lái)水，重復(fù)（2）中步驟，記錄結(jié)果。（5）：取至少三次測(cè)量的平均值，以酸或堿的滴數(shù)為橫坐標(biāo)，以pH為縱坐標(biāo)，畫(huà)出自來(lái)水變化的曲線(xiàn)。以實(shí)線(xiàn)表示加入酸后pH的變化，虛線(xiàn)表示加入堿后的pH的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)論生物材料的性質(zhì)類(lèi)似于緩沖液而不同于自來(lái)水，說(shuō)明生物材料內(nèi)含有緩沖物質(zhì)，能夠維持pH的相對(duì)穩(wěn)定。思考1、還可以選擇哪些實(shí)驗(yàn)材料來(lái)代替肝勻漿呢？動(dòng)物血漿、稀釋的雞蛋清或馬鈴薯勻漿思考2、請(qǐng)根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，嘗試對(duì)機(jī)體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制進(jìn)行解釋。（1）緩沖對(duì)NaHCO3/H2CO3Na2HPO4/NaH2PO4①由一種弱酸與該種弱酸的堿性鹽組成。②既能抗酸，又能抗堿，有緩沖作用。(1)劇烈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量乳酸時(shí)：①乳酸＋NaHCO3→乳酸鈉＋H2CO3。結(jié)果：CO2由肺排出體外，緩沖了體內(nèi)過(guò)多的酸。(2)堿性物質(zhì)進(jìn)入血液時(shí)：Na2CO3＋H2CO3→2NaHCO3結(jié)果：過(guò)多的NaHCO3由腎臟排出，緩沖了體內(nèi)的堿性變化②H2CO3→H2O＋CO2↑。弱酸弱酸弱堿弱堿穩(wěn)態(tài)：正常機(jī)體通過(guò)調(diào)節(jié)作用，使各個(gè)器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動(dòng)，共同維持內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。實(shí)質(zhì)：注意：穩(wěn)態(tài)不是恒定不變的，而是在一定的范圍內(nèi)，相對(duì)穩(wěn)定的一種動(dòng)態(tài)變化。內(nèi)環(huán)境的化學(xué)成分和理化性質(zhì)處于動(dòng)態(tài)平衡之中。如何實(shí)現(xiàn)內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)？維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)過(guò)程中直接參與的系統(tǒng)有哪些？維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ):________________________________________________人體各器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地正常運(yùn)行消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)思考1、細(xì)胞呼吸時(shí)刻消耗葡萄糖，細(xì)胞會(huì)不斷吸收內(nèi)環(huán)境中的葡萄糖，內(nèi)環(huán)境中的葡萄糖通過(guò)什么途徑得以補(bǔ)充？需要哪些系統(tǒng)參與？思考2、細(xì)胞代謝產(chǎn)生尿素等代謝廢物是如何從內(nèi)環(huán)境排放到外界環(huán)境的，需要哪些系統(tǒng)參與？思考3、細(xì)胞呼吸需要時(shí)刻消耗O2和產(chǎn)生CO2，哪些系統(tǒng)參與了內(nèi)環(huán)境中O2和CO2含量的穩(wěn)定？

為了使各器官、系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)活動(dòng)，機(jī)體還需要有起調(diào)節(jié)作用的系統(tǒng)參與，如神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)。三者都有共同的“語(yǔ)言”：信息分子，信息分子通過(guò)體液的運(yùn)輸可對(duì)全身的細(xì)胞、組織、器官進(jìn)行調(diào)節(jié)。消化系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)泌尿系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)請(qǐng)用給定的備選詞補(bǔ)充下面的概念圖。備選詞：成分、呼吸系統(tǒng)、理化性質(zhì)、組織液、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、消化系統(tǒng)、O2、神經(jīng)、CO2、代謝廢物、泌尿系統(tǒng)、血漿、淋巴液、細(xì)胞內(nèi)液、體液、免疫、外界環(huán)境組織液血漿淋巴液成分理化性質(zhì)細(xì)胞外界環(huán)境營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化系統(tǒng)代謝廢物泌尿系統(tǒng)O2、呼吸系統(tǒng)CO2、呼吸系統(tǒng)神經(jīng)體液免疫機(jī)體內(nèi)各個(gè)器官、系統(tǒng)，為什么能協(xié)調(diào)一致呢？1857年，貝爾納提出：內(nèi)環(huán)境保持穩(wěn)定主要依賴(lài)神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。1926年，坎農(nóng)提出穩(wěn)態(tài)的概念。穩(wěn)態(tài)不是恒定不變，而是一種動(dòng)態(tài)平衡。提出：內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是在神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)的共同作用下，通過(guò)機(jī)體各種器官、系統(tǒng)分工合作、協(xié)調(diào)統(tǒng)一而實(shí)現(xiàn)的。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)免疫系統(tǒng)對(duì)于內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)也起著重要的調(diào)節(jié)作用：它能發(fā)現(xiàn)并清除異物、病原微生物等引起內(nèi)環(huán)境波動(dòng)的因素。目前普遍認(rèn)為：神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)是機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機(jī)制內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)會(huì)不會(huì)出現(xiàn)失調(diào)的情形呢？分析內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)的實(shí)例1、你有過(guò)發(fā)高熱的經(jīng)歷嗎？談?wù)劯邿嶙顕?yán)重時(shí)的感受。體溫過(guò)高時(shí)為什么要采取物理降溫或藥物降溫的措施？發(fā)高燒時(shí)，各種酶的活性發(fā)生變化，代謝紊亂，機(jī)體功能異常。發(fā)熱時(shí)的癥狀大部分集中在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，病人感覺(jué)不適、頭疼、頭暈、嗜睡等，同時(shí)常伴有食欲不振、厭食、惡心的表現(xiàn)。發(fā)熱時(shí)機(jī)體處于一種明顯的分解代謝過(guò)旺的狀態(tài)，持續(xù)高熱必定引起器官的功能負(fù)荷加重，有可能誘發(fā)器官功能不全或引起組織損傷。對(duì)于6個(gè)月至4歲的幼兒來(lái)說(shuō)，持續(xù)高熱容易發(fā)生驚厥，相當(dāng)數(shù)量的患兒由此出現(xiàn)腦損傷，如智力落后、甚至癲癇，因此應(yīng)該注意及時(shí)采用物理方法或服用藥物來(lái)退燒降溫。內(nèi)環(huán)境滲透壓降低，水會(huì)通過(guò)滲透作用進(jìn)入細(xì)胞，造成細(xì)胞吸水腫脹，導(dǎo)致細(xì)胞代謝和功能紊亂。2、嚴(yán)重腹瀉后，如果只喝水，不補(bǔ)充鹽，內(nèi)環(huán)境的滲透壓可能會(huì)出現(xiàn)什么變化？3、援藏的技術(shù)人員到青藏高原后會(huì)出現(xiàn)頭痛、乏力、心跳加快甚至血壓升高等癥狀，原因是什么？這說(shuō)明外界環(huán)境與內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)之間有什么關(guān)系？援藏人員出現(xiàn)上述癥狀是因?yàn)楦咴鯕庀”?，?dǎo)致人體供氧不足，影響了內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。這說(shuō)明外界環(huán)境的改變會(huì)影響內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。4、空調(diào)病長(zhǎng)期處在空調(diào)環(huán)境中而出現(xiàn)頭暈、頭痛、食欲不振、上呼吸道感染、關(guān)節(jié)酸痛等癥狀?？照{(diào)風(fēng)使人體表面水分蒸發(fā)量加大，毛孔收縮，不能正常排汗，也會(huì)引起內(nèi)分泌的紊亂；空調(diào)房間里，氣流方向經(jīng)常變換，氣流速度增加，空氣熱量不斷變動(dòng)等因素干擾了人體的嗅覺(jué)，削弱了人體對(duì)空氣中病菌、過(guò)敏原和異味的反應(yīng)；房間內(nèi)濕度太低，會(huì)對(duì)眼、鼻等處的黏膜產(chǎn)生不利作用，導(dǎo)致黏膜病；室內(nèi)空氣與外界幾乎隔絕，干燥而又溫度適宜，空氣中有害細(xì)菌含量快速上升。5、尿毒癥腎臟是形成原尿的器官，當(dāng)發(fā)生腎功能衰竭時(shí)，病人的水和無(wú)機(jī)鹽等的代謝紊亂，可出現(xiàn)全身水腫、尿素氮升高、嘔吐等一系列癥狀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。6、糖尿病由于胰島素分泌缺陷或其胰島素作用受限而引起長(zhǎng)期存在的高血糖，導(dǎo)致各種組織，特別是眼、腎、心臟、血管、神經(jīng)的慢性損害、功能障礙。自身調(diào)節(jié)功能出現(xiàn)障礙（內(nèi)因）外界環(huán)境變化過(guò)于劇烈（外因）內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)遭到破壞危害機(jī)體健康細(xì)胞代謝紊亂甚至導(dǎo)致疾病發(fā)生為什么人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)會(huì)失調(diào)：___________________________________________人體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是有一定限度的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義（1）內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件（2）舉例①

血糖和氧含量正常②體溫、pH等理化性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定③滲透壓相對(duì)穩(wěn)定保證機(jī)體能量供應(yīng)保證酶活性、細(xì)胞代謝正常維持細(xì)胞的正常形態(tài)和功能④代謝廢物排出可防止機(jī)體中毒穩(wěn)態(tài)概念的發(fā)展不同層次的系統(tǒng)都存在著類(lèi)似內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的特性：分子水平——基因表達(dá)的穩(wěn)態(tài)、激素分泌的穩(wěn)態(tài)、酶活性的穩(wěn)態(tài)細(xì)胞水平——細(xì)胞分裂和分化的穩(wěn)態(tài)器官水平——心臟活動(dòng)的穩(wěn)態(tài)，消化腺分泌消化液的穩(wěn)態(tài)群體水平——種群數(shù)量的變化存在穩(wěn)態(tài)，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

也存在穩(wěn)態(tài)在生命系統(tǒng)的各個(gè)層次上，普遍存在穩(wěn)態(tài)內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)實(shí)質(zhì)基礎(chǔ)機(jī)制調(diào)節(jié)能力穩(wěn)態(tài)破壞的原因意義內(nèi)環(huán)境的各種化學(xué)成分和理化性質(zhì)保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。人體各器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地正常運(yùn)行神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)有一定的限度外界環(huán)境的變化過(guò)于劇烈；人體自身的調(diào)節(jié)功能出現(xiàn)障礙。機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。拓展：“酸堿體質(zhì)理論”據(jù)報(bào)道，2018年11月，美國(guó)某法庭判決"酸堿體質(zhì)理論"的提出者賠償一名癌癥患者1.05億美元。該理論的主要意思是：①人的體質(zhì)有酸性與堿性之分，酸性體質(zhì)是"萬(wàn)病之源"；②人若要想健康，應(yīng)多攝入堿性食物。有些癌癥患者受此理論影響不去醫(yī)院進(jìn)行正規(guī)治療，而寄希望于注射堿性物質(zhì)以達(dá)到治愈目的。請(qǐng)運(yùn)用本章所學(xué)關(guān)于內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的有關(guān)知識(shí)，并通過(guò)查閱相關(guān)資料獲得更多的證據(jù)，嘗試對(duì)"酸堿體質(zhì)理論"進(jìn)行評(píng)判。答案提示∶“酸堿體質(zhì)理論"缺乏充足的科學(xué)依據(jù)，理由如下。①該理論中的"酸堿體質(zhì)"概念模糊，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和中醫(yī)學(xué)中都沒(méi)有酸性體質(zhì)和堿性體質(zhì)的分法。②該理論認(rèn)為身體偏堿就是健康的，其實(shí)是偷換概念的錯(cuò)誤命題。

內(nèi)環(huán)境相關(guān)知識(shí)顯示，體內(nèi)細(xì)胞的生活環(huán)境——內(nèi)環(huán)境（即細(xì)胞外液，包括血漿、組織液和淋巴液等）的正常pH穩(wěn)定在7.35~7.45，呈弱堿狀態(tài)，但這并不意味著健康身體的每部分都偏堿性。

例如，胃液呈強(qiáng)酸性，尿液呈弱酸性，陰道分泌物也呈弱酸性。③該理論認(rèn)為，酸性體質(zhì)是"萬(wàn)病之源"，這是顛倒因果關(guān)系。在臨床中，的確有很多酸中毒（pH低于7.35）的情況發(fā)生，但這不是酸中毒致病，而是因?yàn)榉昧四承┧幬铮ㄈ缋騽┗蚧加心承┘膊。ㄈ缣悄虿?、腎功能衰竭、腹瀉）而出現(xiàn)酸中毒。④該理論認(rèn)為，若要健康，應(yīng)多攝入堿性食物。這也沒(méi)有科學(xué)根據(jù)。食物雖有酸性、堿性的區(qū)分，但內(nèi)環(huán)境相關(guān)知識(shí)表明，普通食物不可能引起內(nèi)環(huán)境的酸堿度變化，因?yàn)槿梭w內(nèi)存在緩沖系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)pH，使之保持一種動(dòng)態(tài)的平衡。若日常飲食受該理論影響，將可能導(dǎo)致人體營(yíng)養(yǎng)失衡，由此會(huì)引發(fā)更多疾病。一、概念檢測(cè)1、穩(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)的特征，也是機(jī)體存活的條件，判斷下列與人體穩(wěn)態(tài)有關(guān)的表述是否正確。（1）人吃進(jìn)酸性或堿性的食物會(huì)使得血漿pH發(fā)生紊亂。