【生物】必修3 稳态与环境1.2内环境稳态的重要性

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O2呼吸系统皮肤、泌尿系统尿素等废物CO2内环境循环系统血液循环淋巴循环组织液血浆淋巴养料、O2废物、CO22 内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介3 4 内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介5 一、内环境的动态变化6 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。7 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。8 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9 二、对稳态调节机制的认识〖思考与讨论〗P91.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。10 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。11 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12 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。13 “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〕P1014 〔实验并讨论〕P101.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NaH2PO4/Na2HPO4，其中NaH2PO4溶液呈酸性，当加入少量NaOH时，可以中和OH-；Na2HPO4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NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3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C02和水。血液中的C02增多会刺激呼吸中枢，使呼吸运动增强，增加通气量，从而将C02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。15 16 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：B17 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：C18 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．pＨＤ．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ＢDC19 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CO2产生，不影响呼吸的调节。C、对的，因为血液中应有适量的CO2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DC20 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。21 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)22 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C02、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。23