高中生物必修3 稳态与环境1 23页

第 1 章 人体的内环境与稳态 第2节 内环境稳态的重要性 教学目标 1.说明内环境稳态及其生理意义；简述稳态的调节机制。 2.关注内环境稳态与健康的关系。 3.尝试解释生物体维持pH稳定的机制。 二、教学重点和难点 内环境稳态及其生理意义。 内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介 外界环境中的物质 体 内 细 胞 食 物 消化系统 O 2 呼吸系统 皮肤、泌尿系统 尿素等废物 CO 2 内环境 循 环 系 统 血液循环 淋巴循环 组 织 液 血浆 淋巴 养料、O 2 废物、CO 2 内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介 内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介 一、内环境的动态变化 1. 血浆生化指标 指的是血浆中各种化学成分的含量，其中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。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，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。 例如，正常情况下，转氨酶主要分布在各种组织的细胞内，以心脏和肝脏的活性最高，在血浆中的活性很低。当某种原因使细胞膜通透性增高时，或因组织坏死细胞破裂后，可有大量转氨酶进入血浆，引起血浆中转氨酶活性升高。 2.这说明（1）内环境中各种化学成分的含量不是恒定不变的，而是在一定范围内波动，内环境的稳定是一种动态的相对稳定； （2）不同个体存在一定差异。 3.（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） 葡萄糖 含量超标，血糖含量过高可并发酮症酸中毒、糖尿病的心血管合并症等。 （3） 甘油三脂 超标，可引起高脂血症，易并发冠心病、动脉粥样硬化等。 一、内环境的动态变化 健康人的内环境的每一项 成分和理化性质 都处于动态平衡中。 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。 包括水、无机盐、各种营养物质、代谢产物、pH值、渗透压、温度等多个方面的相对稳定。 稳态是怎样实现的？ 神经 —— 体液 —— 免疫调节网络 是机体维持稳态的主要调节机制 二、对稳态调节机制的认识 〖思考与讨论〗P9 1.正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度。在发高烧的状态下，由于内环境发生一系列变化，导致体内的各种反应出现紊乱，于是机体功能发生异常。发热时的主要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。孕妇发热可能导致胎儿发育障碍，是一个重要的致畸因子。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造成脑损伤，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烧降温 。 2. 内环境渗透压会变小。 当内环境渗透压变小时，内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞内，造成细胞吸水肿胀，进一步导致细胞代谢和功能紊乱。严重时会出现疲倦、周身不适、表情淡漠、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。 3.因为高原空气稀薄，大气压和氧分压低，易造成体内缺氧。这说明 外界环境的变化势必影响内环境的稳态 。若外界环境变化不甚剧烈，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。 夏天时，空调房间与室外的温差较大，如果经常进出空调房间，就会出现咳嗽、头痛、流鼻涕等感冒症状。如果在温度较低的空调房间呆的时间过长，就会引起关节酸痛或颈僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻、头晕脑胀等。如果呆得太久，由于空气不好，容易使人头晕目眩。这些症状就是 空调综合征 ，俗称 空调病 。空调病的主要表现为：感冒、过敏、风湿痛、黏膜干燥、紧张、烦躁、注意力难以集中、头痛，等等。据分析，空调对人的影响主要在于：空调风使人体表面水分蒸发量加大，毛孔收缩，不能正常排汗，也会引起内分泌的紊乱；空调房间里，气流方向经常变换，气流速度增加，空气热量不断变动等因素干扰了人体的嗅觉，削弱了人体对空气中病菌、过敏原和异味的反应；房间内湿度太低，会对眼、鼻等处的黏膜产生不利作用，导致黏膜病；室内空气与外界几乎隔绝，干燥而又温度适宜，空气中有害细菌含量快速上升。 三、内环境稳态的意义 是机体进行正常生命活动的必要条件 ，为机体细胞提供适宜的理化环境，保证细胞的各种酶促反应和生理功能才能正常进行，同时内环境也可为细胞提供营养物质，并接受来自细胞的代谢尾产物。 稳态破坏→生病状态 血糖 正常→保证机体正常的能量供应 体温、PH 相对稳定→酶活性正常，细胞代谢正常 渗透压 相对稳定→维持细胞的形态和功能正常 如何预防内环境稳态失调、保持机体健康？ 从外界环境和机体自身调节能力两个方面去思考。即通过加强自我保健，减少外界环境变化对机体的不良影响，同时增强机体的调节能力以适应多变的外环境。 具体如何做？讨论总结如下： 1.保护我们的生存环境，防治环境污染。 2.加强自我保健，为机体保持健康创造有利条件。尤其是处于比较恶劣的工作环境中的人，更应注意自身保健，如边防战士注意保暖、炼钢工人注意降温、抗洪战士注意补充水盐等。了解这些知识后才能懂得如何关爱自身和他人。 3.加强体育锻炼，增强体质，提高机体适应外界环境的能力。 “ 生物体维持 pH 稳定的机制”实验分析 （见基训 P10 ） （ 1 ）实验原理： （ 2 ）实验步骤： （见教材 P9 ） （ 3 ）实验对比分析（见基训 P10 坐标图） 比较三曲线变化规律可知：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酸碱缓冲物质，从而能维持 pH 相对稳定。 （ 4 ）实验结论： 生物体内含有维持 pH 稳定的缓冲物质，能维持体内环境 pH 相对稳定 〔实验并讨论〕P10 〔 实验并讨论 〕P10 1.生物材料加入HCl或NaOH后pH的变化 更像缓冲液 。 2.提示： 缓冲液加入少量酸碱后，pH变化不明显。原因是磷酸缓冲液中含有NaH 2 PO4/Na 2 HPO 4 ，其中NaH 2 PO 4 溶液呈酸性，当加入少量NaOH时，可以中和OH - ；Na 2 HPO 4 溶液呈碱性，当加入少量HCl时，可以中和H + 。水溶液则不同，因而加入酸碱后，pH变化明显。 3.提示： 生物材料中含有缓冲对NaH 2 PO 4 /Na 2 HPO 4 、H 2 CO 3 /NaHCO 3 等，它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用。 此外，机体还可以通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。 例如，当机体剧烈运动时，肌肉中会产生大量的乳酸和碳酸。乳酸进入血液后，可与血液中的碳酸氢钠发生作用，生成乳酸钠和碳酸。碳酸是一种弱酸，可以分解成C0 2 和水。血液中的C0 2 增多会刺激呼吸中枢，使呼吸运动增强，增加通气量，从而将C0 2 排出体外，所以对血液的pH影响不大。当乳酸钠进入血液后，与血液中的碳酸发生作用，形成碳酸氢盐，过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。这样由于血液中缓冲物质的调节作用，以及机体的调节作用，可以使血液的酸碱度维持相对稳定。 例1、从事养殖业的人员都知道这样一个常识：大多数海产鱼类不能在淡水中生存，因为在淡水中（ ） A．氧浓度较低 B．不能维持体内水分平衡 C．缺少食用的动、植物 D．二氧化碳浓度较高 解析：海水的浓度高，海产鱼类长期适应环境，细胞内无机盐浓度与海水浓度是相当的，如在淡水中生活，细胞就会吸水，不能维持体内水分平衡。答案：B 例２、（２００３年上海）某人患急性肠胃炎引起腹泻，医生给予生理盐水，其首要目的是（　　） Ａ．提供能量　　　　　　　　　 Ｂ．供给营养 Ｃ．维持水分代谢的平衡　　　　 Ｄ．维持无机盐代谢的平衡 解析：水是人体内含量最多的物质，人体内的各项生命活动都离不开水．患肠胃炎的病人，典型的症状是腹泻，此时消化道吸收水分的能力降低，导致人体内缺水，因此要给病人输液补充水分，输液时要给病人输生理盐水，以维持体内渗透压的平衡。 答案：C 练习： 1．下列各项中不属于影响稳态的因素是（ ） Ａ．温度　 Ｂ．酶　 Ｃ．pＨ Ｄ．渗透压 2．下列哪项叙述适于描述稳态的生理意义（ ） Ａ．使体温维持相对稳定 Ｂ．使体液的ＰＨ值维持相对稳定 Ｃ．使内环境的渗透压维持相对平衡 Ｄ．是机体进行正常生命活动的必要条件 3．下列关于内环境稳态的叙述，错误的是（ ） Ａ．内环境的理化性质是相对稳定的 Ｂ．内环境稳态是由体内各种调节机制所维持的 Ｃ．内环境的理化性质是恒定不变的 Ｄ．内环境稳态不能维持，机体生命活动就会受到威胁 Ｂ D C 4．下列有关稳态生理意义的叙述错误的是（ ） Ａ．稳态有利于酶促反应的正常进行 Ｂ．稳态是机体进行正常生命活动的必要条件 Ｃ．当稳态遭到破坏时，可导致疾病发生 Ｄ．当血液成分稳定时，人一定不会发生疾病 5、“人类不能生活在纯氧的环境中”，这一叙述是（　　） A、不对的，因为身体细胞需要氧，以氧化有机物获得能量 B、不对的，因为人体所吸收的纯氧经呼吸道进入血液时，已有许多CO 2 产生，不影响呼吸的调节。 C、对的，因为血液中应有适量的CO 2 作为调节呼吸作用的物质 D、对的，因为纯氧会使身体细胞的氧化作用太剧烈，而无法维持恒定性 D C 作业 ： 1．D。  2．C。  3．D。 4． 提示： 因为人体各种生命活动是以细胞代谢为基础的，细胞代谢本质上是细胞内各种生化反应的总和。内环境为这些生化反应的进行提供了必要的物质和条件。当内环境稳态保持正常时，细胞的代谢活动能正常进行；当内环境稳态失调时，细胞代谢活动就会受影响。因此内环境稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。 拓展题提示： 当动物进食高浓度的糖溶液后，大量的葡萄糖被吸收进入血液，导致血糖浓度暂时升高。血糖浓度的升高会刺激机体加速分泌胰岛素，同时抑制胰高血糖素的分泌。在胰岛素和胰高血糖素的共同调节下，血糖浓度逐渐恢复到正常水平，具体调节机制可参考第2章有关血糖平衡调节的内容。 P11练习一二题。 自我检测 （P13答案和提示） 一、概念检测 1.判断（1）×；（2）√；（3）×；（4）√。 2.选择（1）D；（2）D；（3）D。 3.画概念图(略) 四、思维拓展 提示： 航天器和航天服中的生命保障系统，主要由氧源（气瓶）和供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成。它能够为航天员提供呼吸用氧，并控制服装内的压力和温度，清除航天服内C0 2 、臭味、湿气和微量污染等。这套生命保障系统与压力服（给宇航员提供正常大气压）一起，在人体周围创造适宜人生存和工作的微型气候环境，有利于宇航员维持机体内环境的稳态。 二、知识迁移 （1）水是良好的溶剂，为各种生化反应提供溶液环境；水是体内物质运输的载体；水在体温调节方面有作用；水是某些生化反应的反应物；水是细胞结构的重要组成成分等。 （2）说明健康的人体具有维持体内水平衡的能力。 三、技能应用 （1）否。（2）血液中的糖分既可来源于食物中的糖类物质，也可来源于其他物质在体内的转化。