1.2內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)課件高二上學期生物人教版選擇性必修122

第2節(jié)內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)1.掌握內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其生理意義。2.理解生物體維持pH穩(wěn)定的機制；概述穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機制。(重難點)下圖是某人的血液生化檢驗結(jié)果報告單的一部分。血液生化檢驗結(jié)果報告單1.為什么血液的生化指標能反映機體的健康狀況？血液生化指標：血漿中各種化學成分的含量，其中包括機體多種代謝產(chǎn)物的含量。健康機體的生化指標一般都處于正常范圍內(nèi)。當機體某項生理功能出現(xiàn)障礙時，勢必影響其代謝產(chǎn)物的含量。問題探討問題探討下圖是某人的血液生化檢驗結(jié)果報告單的一部分。2.每種成分的參考值（即正常值）都有一個變化范圍，這說明什么？內(nèi)環(huán)境成分的含量不是恒定不變的，而是在一定范圍內(nèi)波動，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)表現(xiàn)為一種動態(tài)平衡；不同個體存在一定差異。血液生化檢驗結(jié)果報告單問題探討下圖是某人的血液生化檢驗結(jié)果報告單的一部分。3.從化驗單上可以看出哪幾種成分超出正常范圍？這可能會對人體造成什么不利影響？葡萄糖含量超標，糖化血清白蛋白嚴重超標，可能是糖尿病；甘油三酯超標，可引起高血脂癥，易并發(fā)冠心病、動脈粥樣硬化等。血液生化檢驗結(jié)果報告單

細胞代謝會產(chǎn)生乳酸、碳酸等許多酸性物質(zhì)，人和動物吃的食物代謝后會產(chǎn)生一些酸性或堿性物質(zhì)，這些物質(zhì)進入內(nèi)環(huán)境，生物體內(nèi)環(huán)境的pH如何變化？

隨著外界環(huán)境的變化和體內(nèi)細胞代謝活動的進行，內(nèi)環(huán)境（如血漿）的各種化學成分和理化性質(zhì)在不斷發(fā)生改變。？1.該實驗的目的、原理、實驗步驟、實驗結(jié)果和結(jié)論是什么？2.該實驗的自變量和因變量分別是什么？自來水組和緩沖液組在實驗中的作用是什么？3.梳理實驗流程，該實驗中出現(xiàn)了三次“充分沖洗燒杯”，這樣做的目的分別是什么？4.除了PH之外，內(nèi)環(huán)境的其他化學成分和理化性質(zhì)也維持在一定范圍嗎？閱讀教材第7-9頁【模擬生物體維持pH的穩(wěn)定】，解決以下問題：(5min）【自學指導1】一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化【探究●實踐】模擬生物體維持pH的穩(wěn)定一、實驗目的通過比較自來水、緩沖液和肝勻漿在加入酸或堿后pH的變化，推測生物體是如何維持pH穩(wěn)定的。二、實驗原理在溶液中加入酸或堿，緩沖對（如：HPO42-/H2PO4-）能使溶液pH的變化減弱；與自來水相比，生物組織勻漿更類似于緩沖液。自變量因變量四、實驗設計實驗目的：通過比較自來水、緩沖液和肝勻漿在加入酸或堿后pH的變化，推測生物體是如何維持pH穩(wěn)定的。自變量因變量：酸性、堿性物質(zhì)生物體PH的變化——HCl或者NaOH(均為0.1mol/L)——檢測PH：PH計、PH試紙生物組織材料——自來水、緩沖液和肝勻漿1）繪制如圖所示的實驗記錄表格。自變量因變量空白對照已知具有減緩pH變化的能力的溶液，陽性對照一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化三、實驗用具2）實驗步驟①.測自來水加入酸或堿后pH的變化將25mL自來水倒入50mL燒杯中，測試并記錄起始pH。一次加一滴0.1mol/L的HCl（或NaOH），輕輕搖動。每加5滴測試并記錄一次pH，直到加入30滴為止。②.充分沖洗燒杯，用緩沖液代替自來水，重復上述過程，記錄結(jié)果。③.充分沖洗燒杯，用肝勻漿代替自來水，重復①過程，記錄結(jié)果。一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化避免酸性物質(zhì)與堿性物質(zhì)發(fā)生反應，而出現(xiàn)實驗現(xiàn)象不明顯的情況。防止不同的實驗材料混合，影響實驗效果。3)實驗結(jié)果記錄、實驗數(shù)據(jù)處理。材料(25mL)0.1mol/L的HCl滴數(shù)0.1mol/L的NaOH滴數(shù)051015202530051015202530自來水6.86.56.36.05.04.13.87.08.89.49.810.010.511.0緩沖液7.07.06.86.66.56.46.37.07.27.37.57.88.08.2肝勻漿6.46.26.16.06.05.95.96.36.46.56.76.76.87.0標準對照空白對照

實驗組思考：如何更直觀地體現(xiàn)pH的變化？一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化五、實驗結(jié)論實驗結(jié)論：生物組織勻漿類似于_______，加入少量酸或堿后pH不會發(fā)生___________。緩沖液大幅度變動人體內(nèi)環(huán)境中也有很多緩沖對，其中最重要的是HCO3-/H2CO3，其次還有HPO42-/H2PO4-等。當一定量的酸性或堿性物質(zhì)進入后，內(nèi)環(huán)境的pH仍能維持在一定范圍內(nèi)。一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化緩沖對的調(diào)節(jié)機制1、HCO3-/H2CO3

緩沖對2、HPO42-/H2PO4-

緩沖對溶液中酸性物質(zhì)增加時：溶液中堿性物質(zhì)增加時：HPO42-

+H+

→H2PO4-

H2PO4-

+OH-

→HPO42-

+H2O乳酸+NaHCO3→乳酸鈉+H2CO3CO2+H2OOH-+H2CO3→HCO3-

+H2O溶液中酸性物質(zhì)增加時：溶液中堿性物質(zhì)增加時：內(nèi)環(huán)境的其他化學成分和理化性質(zhì)也維持在一定范圍嗎？一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化①正常情況下，不同人的體溫，會因年齡、性別等的不同存在微小的差異健康人內(nèi)環(huán)境的每一種______如血糖、血脂，以及滲透壓等_________都是不斷變化的，但都處于一定的范圍內(nèi)。成分理化性質(zhì)一般青年人高于老年人女性高于男性②同一個人的體溫在一日內(nèi)也有變化，但變化幅度一般不超過____℃;盡管氣溫波動范圍較大，但健康人的體溫始終接近_____℃。137一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化體現(xiàn)：定義：①穩(wěn)態(tài)不是恒定不變的，而是相對穩(wěn)定的一種動態(tài)變化。②這種動態(tài)變化保持在一定的范圍內(nèi)。③穩(wěn)態(tài)的實質(zhì)是內(nèi)環(huán)境的化學成分和理化性質(zhì)處于動態(tài)平衡之中。正常機體通過調(diào)節(jié)作用，使各個器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動，共同維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定狀態(tài)叫做穩(wěn)態(tài)。影響內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的因素:動態(tài)平衡外界環(huán)境的改變調(diào)節(jié)作用內(nèi)環(huán)境改變體內(nèi)細胞代謝活動的進行穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)是如何實現(xiàn)的呢？需要哪些系統(tǒng)的參與？1.維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎是什么？2.梳理科學家對穩(wěn)態(tài)機制的認識過程，說說維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機制是什么？3.分析第10頁思考·討論內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)的實例，理解內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義。4.閱讀“穩(wěn)態(tài)概念的發(fā)展”嘗試舉例不同層次生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。閱讀教材第9-11頁，解決以下問題：(5min）【自學指導2】人體各器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地正常運行。

機體內(nèi)各器官、系統(tǒng)為什么能保持協(xié)調(diào)一致呢？1.維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎：二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識2、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的探究歷程1）1857年，貝爾納提出：

法國生理學家

貝爾納

（1813-1878）神經(jīng)系統(tǒng)2）1926年，坎農(nóng)提出穩(wěn)態(tài)的概念。美國生理學家

坎農(nóng)（1871-1945）神經(jīng)調(diào)節(jié)+體液調(diào)節(jié)二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識內(nèi)環(huán)境保持穩(wěn)定主要依賴神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。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，通過機體各種器官、系統(tǒng)分工合作、協(xié)調(diào)統(tǒng)一而實現(xiàn)的。3）目前普遍認為：神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機制。穩(wěn)態(tài)在任何時刻都能維持嗎？會不會出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)失調(diào)呢？二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識【思考·討論】分析內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)的實例1.你有過發(fā)高燒的經(jīng)歷嗎？談談高燒最嚴重時的感受。體溫過高時為什么要采取物理降溫或藥物降溫的措施？正常的體溫是體內(nèi)細胞進行各種生化反應最適宜的溫度，發(fā)高燒時，各種酶的活性發(fā)生變化，代謝紊亂，機體功能異常。持續(xù)高熱會引起器官的功能負荷加重，可能誘發(fā)機體不可逆的損傷。對于6個月至4歲的幼兒來說，持續(xù)高熱容易發(fā)生驚厥，出現(xiàn)腦損傷，如智力落后、甚至癲癇，因此應及時采用物理方法或服用藥物來退燒降溫。

2.大量出汗或嚴重腹瀉后，如果只喝水，不補充鹽，內(nèi)環(huán)境的滲透壓會出現(xiàn)什么變化？這會帶來怎樣的后果？3.援藏的技術人員到青藏高原后常會出現(xiàn)頭痛、乏力、心跳加快甚至血壓升高等癥狀，為什么？這說明外界環(huán)境與內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)之間有什么關系？內(nèi)環(huán)境滲透壓會降低。當內(nèi)環(huán)境滲透壓降低時，內(nèi)環(huán)境中的水將較多地通過滲透作用進入細胞內(nèi)，造成細胞吸水腫脹，進一步導致細胞代謝和功能紊亂。嚴重時人體會出現(xiàn)疲倦、全身不適、惡心、食欲減退、皮下組織腫脹等癥狀。高原空氣稀薄，大氣壓和氧分壓低，易造成體內(nèi)缺氧。這說明外界環(huán)境的變化會影響內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識

腎是形成尿液的器官，當發(fā)生腎功能衰竭時，病人的水和無機鹽等的代謝會紊亂，可出現(xiàn)全身水腫，尿素氮升高、嘔吐等一系列癥狀，即尿毒癥，嚴重時會導致死亡。病例：尿毒癥二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識中暑是指高溫引起機體體溫調(diào)節(jié)功能紊亂所表現(xiàn)出的一系列癥狀，如高熱、皮膚干燥、惡心、嘔吐、食欲不振、心悸、頭痛等。嚴重中暑（熱射病）會使體溫超過40℃，病死率比較高。病例：中暑二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識病例：空調(diào)病二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識夏天時，空調(diào)房間與室外的溫差較大，如果經(jīng)常進出空調(diào)房間，就會出現(xiàn)咳嗽、頭痛、流鼻涕等感冒癥狀。如果在溫度較低的空調(diào)房間呆的時間過長，就會引起關節(jié)酸痛或頸僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻、頭暈腦脹等。由于空氣不好，如果呆得太久，容易使人頭暈目眩。這些癥狀就是空調(diào)綜合征，俗稱空調(diào)病。空調(diào)病的主要表現(xiàn)為：感冒、過敏、風濕痛、黏膜干燥、緊張、煩躁、注意力難以集中、頭痛，等等。3、穩(wěn)態(tài)失衡人體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是有一定限度的

二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識調(diào)節(jié)功能出現(xiàn)障礙（內(nèi)因）外環(huán)境變化過于劇烈（外因）內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)遭到破壞細胞代謝紊亂甚至導致疾病發(fā)生①人體內(nèi)環(huán)境達到穩(wěn)態(tài)時，人未必不得病，比如遺傳病；②內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)遭破壞時，代謝速率未必下降。三、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義(4)代謝廢物排出(1)血糖和氧含量正常保證機體能量供應(2)體溫、pH等理化性質(zhì)相對穩(wěn)定保證酶活性、細胞代謝正常(3)滲透壓相對穩(wěn)定維持細胞的正常形態(tài)和功能可防止機體中毒細胞代謝是由細胞內(nèi)眾多復雜的化學反應組成的，完成這些反應需要各種物質(zhì)和條件。內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件四、穩(wěn)態(tài)概念的發(fā)展不同層次的生命系統(tǒng)都存在著類似于內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的特性。穩(wěn)態(tài)已成生命科學的一大基本概念。在生命系統(tǒng)的各個層次上，普遍存在穩(wěn)態(tài)1.個體（生理）水平——內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)2.分子水平——基因表達的穩(wěn)態(tài)、激素分泌的穩(wěn)態(tài)、酶活性的穩(wěn)態(tài)等例如：①在正常生長和分裂的細胞中，原癌基因和抑癌基因的表達存在著穩(wěn)態(tài)。如果這個穩(wěn)態(tài)被破壞，正常細胞就可能會變成癌細胞。②正常人體內(nèi)調(diào)節(jié)血糖的胰島素和胰高血糖素等激素是處于動態(tài)平衡的。如果他們的分泌紊亂，人體血糖的穩(wěn)態(tài)就會受到破壞。四、穩(wěn)態(tài)概念的發(fā)展三、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義在生命系統(tǒng)的各個層次上，普遍存在穩(wěn)態(tài)3.細胞水平——細胞分裂和分化的穩(wěn)態(tài)4.器官水平——心臟活動的穩(wěn)態(tài)（血壓、心率）、消化腺分泌消化液的穩(wěn)態(tài)等5.群體水平——種群數(shù)量的變化存在穩(wěn)態(tài)6.生態(tài)系統(tǒng)——結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)態(tài)（穩(wěn)定性）本章小結(jié)最基本的生命系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境神經(jīng)調(diào)節(jié)體液調(diào)節(jié)免疫調(diào)節(jié)酸堿度細胞滲透壓溫度器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)理化性質(zhì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)成分調(diào)節(jié)實現(xiàn)反饋包括生活在調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)的實質(zhì)是內(nèi)環(huán)境化學成分和理化性質(zhì)維持相對穩(wěn)定。習題檢測一、概念檢測1.穩(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)的特征，也是機體存活的條件。判斷下列與人體穩(wěn)態(tài)有關的表述是否正確。(1)人吃進酸性或堿性的食物會使血漿pH發(fā)生紊亂。(

)(2)有的人常吃咸魚、咸菜，但他細胞外液的滲透壓仍能保持相對穩(wěn)定。(

)(3)在正常情況下，一個人的體溫是恒定不變的。(

)(4)CO2是人體細胞呼吸產(chǎn)生的廢物，不參與維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。(

)2.在長跑比賽時，運動員的體內(nèi)會發(fā)生復雜的生理變化，如機體大量產(chǎn)熱、岀汗等。下列相關敘述正確的是(

)A.大量產(chǎn)熱會使體溫急劇升高B.大量出汗會使血漿的pH下降C.大量出汗可使血漿滲透壓降低D.大量出汗有利于機體體溫的穩(wěn)定×××√D習題檢測二、拓展應用

2017年，科學家研制了一個充滿電解質(zhì)溶液的大塑料袋，并用它來撫育早產(chǎn)的羊羔。羊羔在此“人造子宮”中待了4周。足月后，研究者發(fā)現(xiàn)，它們與在母羊子宮中待到足月出生的小羊一樣健康。請你推測或搜集相關資料，從內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的角度分析：“人造子宮”必須具備哪些條件？【提示】“人造子宮”看起來像一個大塑膠袋，確切地說是用特殊材質(zhì)制成的一種生物袋。它要代替母羊子宮孕育羊羔，這個生物袋內(nèi)必須裝“羊水”，能夠為早產(chǎn)羊羔生活提供適宜的液體環(huán)境。該“羊水”模擬自然子宮羊水的成分種類和含量，除水和電解質(zhì)外，包含多種可以促進羊羔生長的營養(yǎng)物質(zhì)和生長因子，如蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等，也包括抗生素、尿素等。此外，這種“羊水”還必須具備適宜的溫度和酸堿度?！叭嗽熳訉m”接有專門管道，需要每天注入定量電解質(zhì)溶液，以確保“羊水”得到更新，保持相對穩(wěn)定。

另外，“人造子宮”外部配置了機器胎盤，與早產(chǎn)羊羔的臍帶連通。早產(chǎn)羊羔靠機器胎盤來獲得養(yǎng)料，排出代謝廢物，以保持羊羔內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定：含有養(yǎng)料和O2的新鮮血液源源不斷輸送到羊羔體內(nèi)，羊羔的心臟也將較多含有CO2和其他代謝廢物的血液擠壓到機器胎盤中，后者將血液更新之后再回輸?shù)窖蚋狍w內(nèi)。一、選擇題1、正常情況下，人體具有維持內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定的能力。下列相關敘述錯誤的是（

）A.偶爾吃咸的食物不會長時間影響血漿滲透壓的穩(wěn)定B.在高溫或寒冷條件下，正常人的體溫總是接近37℃C.血漿的pH是由血漿中的氫離子維持的,與其他物質(zhì)無關D.喝水多則尿多，出汗多則尿少，以維持體液中水含量的穩(wěn)定2、人在劇烈運動時，體內(nèi)會發(fā)生一些變化。下列相關敘述，正確的是（

）A.大量乳酸進入血液，血漿由弱堿性變?yōu)槿跛嵝訠.大量消耗葡萄糖，血漿中葡萄糖的濃度會相應降低C.大量失鈉，對細胞外液滲透壓的影響大于細胞內(nèi)液D.大量失水，會引起血漿滲透壓和細胞外液滲透壓下降CC復習與提高復習與提高二、非選擇題1、在下圖空白框和括號中填寫適當?shù)拿~（箭頭表示流動方向）。該理論認為，人的體質(zhì)有酸堿性之分，偏酸性的體質(zhì)會導致包括癌癥在內(nèi)的各種疾病。想要健康，必須保證身體的堿性環(huán)境。體質(zhì)偏酸會生出病，糾正酸性、酸堿平衡就能治愈疾病，恢復健康。酸堿體質(zhì)理論有的癌癥患者受此理論影響，不去醫(yī)院進行正規(guī)治療，而寄希望于注射堿性物質(zhì)以達到治愈目的。2018年11月2日，美國加州圣迭戈法庭判決其創(chuàng)始人羅伯特·歐·楊（RobertO.Young）賠償一名癌癥患者1,0500,0000美元，因為他的療法導致癌癥病情發(fā)展到了4期。羅伯特·歐·楊當庭承認酸堿體質(zhì)理論是個騙局。2、據(jù)報道，美國某法庭判決“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