2017 2018高中生物第1章人體的內環(huán)境與穩(wěn)態(tài)第2節(jié)內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性課件新人教版必修32018030622

1、第一章 人體的內環(huán)境與穩(wěn)態(tài)人體的內環(huán)境與穩(wěn)態(tài) 第第2 節(jié)節(jié) 內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性 學 習 目 標 1.說明內環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其生理意義；簡述穩(wěn)態(tài)的調節(jié)機制。(重點) 2關注內環(huán)境穩(wěn)態(tài)與健康的關系。 3嘗試解釋生物體維持pH穩(wěn)定的機制。(重、難點) 課 程 標 準 說明穩(wěn)態(tài)的生理意義 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 自自主主學學習習 新新知知解解讀讀 知知識識構構建建 問問題題釋釋疑疑 指指點點迷迷津津 訓訓練練鞏鞏固固 直直擊擊高高考考 課課 時時 作作 業(yè)業(yè) 自自 主主 學學 習習 ? 一、內環(huán)境的動態(tài)變化 1體溫變化規(guī)律 年齡年齡 、 _性別性別

2、等不同，體溫存在微小的差異。 (1)_ (2)同一個人的體溫在一日內也有變化，一般不超過_1 。 成分成分 和 _理化性質理化性質 處于動態(tài)平衡中。 2動態(tài)變化：內環(huán)境_ 調節(jié)調節(jié) 器官、系統(tǒng)器官、系統(tǒng) 協(xié)調活動，共 3穩(wěn)態(tài)：正常機體通過_作用，使各個_相對穩(wěn)定相對穩(wěn)定 狀態(tài)。 同維持內環(huán)境的_ ?二、對穩(wěn)態(tài)調節(jié)機制的認識 神經系統(tǒng)神經系統(tǒng) ? 1最初推測：內環(huán)境的恒定主要依賴于_的調節(jié)，由法國生理學家貝爾納提出。 神經調節(jié)神經調節(jié) 體液調節(jié)體液調節(jié) ? 2經典解釋：內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是在_和_的共同作用下實現(xiàn)的，由美國生理學家坎農提出。 神經神經體液體液免疫免疫 調節(jié)網絡是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調節(jié)機

3、? 3現(xiàn)代觀點：_制。 有一定限度有一定限度 ? 4穩(wěn)態(tài)失調：人體維持穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力是_的，當外界環(huán)境的出現(xiàn)障礙出現(xiàn)障礙 時，內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就會 變化過于劇烈，或人體自身的調節(jié)功能_遭到破壞。 ?三、重要意義 正常生命活動正常生命活動 ?內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行_的必要條件。 ? ？思考 1內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的人一定不會生病，對嗎？ 提示：不對。內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件，但內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的人未必完全健康，如“植物人”及遺傳病患者。 2為什么免疫調節(jié)也屬于調節(jié)的機制？ 提示：因為免疫系統(tǒng)可以阻止異物進入機體，消滅機體內的異物，維持內環(huán)境的穩(wěn)定。 新新 知知 解解 讀讀 Y ?知識點1 內環(huán)境的動

4、態(tài)變化 ? 1調查體溫的日變化規(guī)律 ? 由以上調查可以看出，正常情況下，不同人的體溫，會因年齡、性別等的不同而存在微小的差異；同一個人的體溫在一日內也有變化，但一般不超過1。 ? 2對內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的理解 (1)內環(huán)境的各種化學成分和理化性質是不斷變化的。影響內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的因素如下： 外因：外界環(huán)境因素的變化。 內因：體內細胞不斷進行的代謝活動。 (2)內環(huán)境的各種變化是有一定范圍的，不是固定在某一恒定值上。例如，在正常狀態(tài)下，人的體溫始終接近37；血漿pH的變化范圍為7.357.45；血漿滲透壓相當于質量分數(shù)為0.9%的NaCl溶液(37時)；血糖含量也維持在相對正常的范圍內(0.81.2g/L)

5、。 X ? ?典例 在血液生化六項檢查的化驗單上，每種成分的參考值即正常值都有一個變化范圍，對此，不正確的理解D 1 是 ( ) ? A內環(huán)境穩(wěn)態(tài)不是恒定的，可在一定范圍內波動 ? B內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是一種動態(tài)的、相對的穩(wěn)定狀態(tài) ? C年齡、性別等個體差異會導致內環(huán)境的成分存在差異 ? D該變化范圍主要考慮了化驗結果的誤差 ? 解析 血液的生化指標能反映機體的健康狀況，但都有一個變化范圍，一方面是因為個體差異，另一方面，同一個體內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)也是動態(tài)的、相對的；血檢指標的正常值的變化范圍反映的是群體內環(huán)境的狀態(tài)，與化驗結果的“誤差”無關。故選D。 ? 遷移應用1 (2017濟南外國語學校調研)下列關于

6、人體內環(huán)境及其穩(wěn)態(tài)的敘述，不正確的是 ( ) C A某人一次性進食較多醋后，血液的pH只發(fā)生較小范圍的波動 B人體維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力是有限的 C人在劇烈運動導致大量出汗后，只需要補充足夠的水分即可維持人體穩(wěn)態(tài) D人體紅細胞內O2要進入組織細胞中參與氧化分解，至少要通過12層磷脂分子 ? 解析 血液中存在緩沖物質，所以人進食較多醋后，血液pH只發(fā)生較小范圍的波動；人體維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力是有一定限度的；人在劇烈運動導致大量出汗后，除了補充足夠的水分外，還要補充適量的無機鹽；紅細胞內的O2要進入組織細胞中參與氧化分解，要依次穿過紅細胞膜、毛細血管壁(一層細胞)、組織細胞膜、線粒體膜，至少

7、6層膜、12層磷脂分子。 Y ?知識點2 對穩(wěn)態(tài)調節(jié)機制的認識及內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的意義 ? 1各器官、系統(tǒng)的協(xié)調活動是內環(huán)境穩(wěn)態(tài)實現(xiàn)的結構基礎 ? (1)直接相關的系統(tǒng)：消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)。 ? (2)參與調節(jié)的系統(tǒng)：神經系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)。 ? (3)如果某器官的功能出現(xiàn)障礙就會引起穩(wěn)態(tài)失調。如：腎臟是形成尿液的器官，當發(fā)生腎功能衰竭時，就會出現(xiàn)尿毒癥，最終會導致死亡；胰島B細胞受損，將導致內環(huán)境中胰島素含量減少，使人出現(xiàn)糖尿病，并出現(xiàn)各種并發(fā)癥。 ?知識貼士 ? 穩(wěn)態(tài)調節(jié)的兩點提醒 ? (1)內環(huán)境中各種穩(wěn)態(tài)的維持不一定都需要神經系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)共同參與，如

8、內環(huán)境中pH穩(wěn)態(tài)調節(jié)，只與內環(huán)境中緩沖物質有關。 ? (2)能夠維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的人，其生命活動不一定正常，如“植物人”。 ? 2內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的意義 內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件。 (1)內環(huán)境理化性質穩(wěn)定： 體溫、pH相對穩(wěn)定保證細胞代謝的正常進行。 滲透壓相對穩(wěn)定維持細胞正常形態(tài)和功能。 ? (2)內環(huán)境成分穩(wěn)定： ? 血糖含量和含氧量相對穩(wěn)定保證機體能量的供應。 ? 代謝廢物的及時排出防止機體中毒。 ? 3內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的失調 (1)原因 外界環(huán)境變化過于劇烈，超出機體調節(jié)能力的極限。 機體有關器官、系統(tǒng)發(fā)生病變，導致調節(jié)能力發(fā)生障礙。 ? (2)調節(jié)失衡實例 ?任何調節(jié)都有一定的

9、限度，當外界干擾超過一定的限度時，內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就會被破壞。 ? 滲透壓平衡的破壞：當患腸胃炎時，我們常常感到四肢無力，其原因是體內丟失了大量的水和無機鹽，使水和無機鹽平衡遭到破壞，因此需要輸液來補充。 ? 血糖平衡的破壞：當我們長時間沒有進食時，常感到四肢無力、頭暈眼花，這是由于葡萄糖供應不足，大腦得不到足夠的能量而引起的。 ? 體溫恒定的破壞：當我們感冒發(fā)燒時，食欲低下、精神不佳，這是由于體溫升高，影響了消化酶等各類酶的催化功能，導致消化不良和其他代謝活動的紊亂。 ? 穩(wěn)態(tài)被破壞引起的常見疾病如下表 癥狀名稱 尿毒癥 糖尿病 高原反應 感冒發(fā)燒 嚴重腹瀉 內環(huán)境理化性質變化 尿素等代謝廢物在

10、體內積累 血液中葡萄糖含量過高 體內缺氧，血氧過低 體溫過高，影響酶的活性 丟失大量的水和無機鹽 引起疾病的癥狀 自身中毒綜合征 多食、多飲、多尿、口渴、 饑餓感強烈、身體消瘦 頭痛、乏力、心跳加快 食欲不振、四肢無力 疲倦、周身不適、惡心 X ? ?典例 有關人體內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的敘述，錯誤的是 (2 ) ? A有3種以上的生理系統(tǒng)參與維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài) ? B人體內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的失調與外界環(huán)境無關 ? C人體維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力有限 ? D穩(wěn)態(tài)有利于參與其調節(jié)的器官保持機能正常 B ? 解析 與內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持有關的系統(tǒng)，消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、神經系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)等，A項正確；人體

11、維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力是有限的，外界環(huán)境變化較大可能會導致內環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調，B項錯誤、C項正確；內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持有利于機體保持正常的生命活動，如正常的溫度可以使酶保持其活性，使各項化學反應得以正常進行，D項正確。 ?遷移應用2 有人到青藏高原后會出現(xiàn)頭痛、乏力、心跳加快甚至血壓升高等癥狀。對此現(xiàn)象分析不正確的是 ( ) C ? A人體維持穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力是有一定限度的 ? B當外界環(huán)境劇烈變化時，內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就會遭到破壞 ? C人體穩(wěn)態(tài)不會隨外界環(huán)境的變化而改變 ? D人到高原地區(qū)后細胞代謝會發(fā)生紊亂 ? 解析 人體穩(wěn)態(tài)是相對的，是隨外界環(huán)境的改變而發(fā)生變化的，但正常情況下是在一定范圍內波動。人

12、到高原后由于缺氧等因素，會導致細胞代謝紊亂，如有氧呼吸能力降低。 ?知識點3 實驗：探究生物體維持pH穩(wěn)定的機制 Y ? 1實驗原理和實驗目的 ? (1)實驗原理：緩沖液。如Na2HPO4、KH2PO4等溶液，在加入酸或堿時，能使pH的變化不明顯。 ? (2)實驗目的：通過比較自來水、緩沖液和生物材料在加入酸或堿后pH的變化，推測生物體是如何維持pH穩(wěn)定的。 2實驗流程實驗流程 自來水自來水? ? ?緩沖液緩沖液? ?測定并記錄初始測定并記錄初始pH每滴入每滴入5滴物質的量濃度為滴物質的量濃度為0.1 mol/L的的? ?生物材料生物材料? ?HCl或或NaOH測定并記錄一次測定并記錄一次pH

13、， 直至滴入直至滴入30滴滴以以pH為縱軸、為縱軸、 酸或堿的滴酸或堿的滴數(shù)為橫軸將記錄數(shù)據作圖數(shù)為橫軸將記錄數(shù)據作圖比較并得出結論。比較并得出結論。 ? 3結果及結論 材料材料 自來水自來水 緩沖液緩沖液 生物生物 材料材料 結論結論 圖示圖示 結果結果 滴加鹽酸后，自來水滴加鹽酸后，自來水pH逐漸減??；滴加逐漸減??；滴加NaOH溶液后，自來水溶液后，自來水pH逐漸增大逐漸增大 在一定的范圍內，無論滴加鹽酸還是在一定的范圍內，無論滴加鹽酸還是NaOH溶液，緩沖液的溶液，緩沖液的pH均保持相對穩(wěn)均保持相對穩(wěn)定定 在一定的范圍內，無論滴加鹽酸還是在一定的范圍內，無論滴加鹽酸還是NaOH溶液，生物

14、材料的溶液，生物材料的pH均保持相對均保持相對穩(wěn)定穩(wěn)定 生物材料的性質類似于緩沖液而不同于自來水，生物材料的性質類似于緩沖液而不同于自來水，說明生物材料內含說明生物材料內含有緩沖物質，能夠維持有緩沖物質，能夠維持pH的相對穩(wěn)定的相對穩(wěn)定 X ?典例 3 (2017福建泉州一中模擬)某同學以清水、緩沖液和血漿分別為實驗材料進行“探究血漿是否具有維持pH穩(wěn)定的功能”的實驗，實驗結果如圖所示。下列相關敘述中，錯誤的是 ( D ) A起對照作用的是清水組和緩沖液組 B所得結果不合理的是清水組 C該實驗結果說明血漿組緩沖物質的緩沖能力是有限的 D圖中的結果表明緩沖液組維持pH穩(wěn)定的能力強于血漿組 ? 解

15、析 本實驗探究的是血漿是否具有維持pH穩(wěn)定的功能，實驗材料為血漿的一組為實驗組，清水組和緩沖液組為對照組，A項正確；加入HCl后，清水組的pH應降低，所以由圖可以看出，所得結果不合理的是清水組，B項正確；從坐標曲線中可以看出，當加入的HCl達到一定量后，無論是血漿組還是緩沖液組，都不能繼續(xù)維持pH的相對穩(wěn)定，說明血漿組緩沖物質的緩沖能力是有限的，C項正確；從坐標曲線圖可以看出，緩沖液組的曲線較血漿組先下降，說明緩沖液組維持pH穩(wěn)定的能力低于血漿組，D項錯誤。 ?遷移應用3 取甲、乙兩支試管，向甲內加入血漿，乙內加入等量蒸餾水，用pH試紙檢測。然后，向甲、乙試管內各滴入等量的幾滴鹽酸或NaOH溶

16、液。搖勻后，再用pH試紙檢測。關于此實驗的過程和結果的判斷分析不正確 ) 的是 ( D ? A“等量”是對照實驗中對無關變量的要求，只有在這種條件下，實驗結果才可靠 ? B“搖勻”使酸性或堿性物質與試管中的血漿或蒸餾水充分混合，確保pH試紙檢測結果的準確性 ? C結果是甲試管中血漿pH變化不明顯，乙試管中蒸餾水的pH變化明顯 ? D可見血漿中有緩沖物質，pH保持穩(wěn)定不變 ? 解析 A項中，“等量”是為了排除數(shù)量多少對實驗結果的影響，即為了平衡無關變量。B項中，“搖勻”是為了讓參與反應的物質混合均勻，有利于反應充分進行。C項中，甲試管血漿中含有緩沖物質，乙試管是空白對照，不含緩沖物質，因此各自加

17、入鹽酸或NaOH溶液后，甲試管中pH變化不明顯，乙試管中pH變化明顯。D項中，血漿中含有緩沖物質，因此pH保持相對穩(wěn)定，但是在一定范圍內波動，而不是穩(wěn)定不變。 知知 識識 構構 建建 問問 題題 釋釋 疑疑 ? (一)問題探討 ? 1提示：血漿的生化指標指的是血漿中各種化學成分的含量，其中包括機體多種代謝產物的含量。健康機體的生化指標一般都處于正常范圍內。當機體某項生理出現(xiàn)障礙時，勢必影響其代謝產物的含量，因此血漿的生化指標可以反映機體的健康狀況，并可以作為診斷疾病的依據。例如，正常情況下，轉氨酶主要分布在各種組織的細胞內，以心臟和肝臟的活性最高，在血漿中的活性很低。當某種原因使細胞膜通透性增

18、高時，或因組織壞死細胞破裂后，可有大量轉氨酶進入血漿，引起血漿中轉氨酶活性升高。 ? 2提示：這說明內環(huán)境中各種化學成分的含量不是恒定不變的，而是在一定范圍內波動，內環(huán)境的穩(wěn)定是一種動態(tài)的相對穩(wěn)定；不同個體存在一定差異。 ? 3提示：(1)肌酐含量超標，肌酐是有毒的代謝廢物，積累過多會影響健康。這表明腎臟的排泄功能有障礙。(2)葡萄糖含量超標，血糖含量過高可并發(fā)酮癥酸中毒、糖尿病的心血管并發(fā)癥等。甘油三酯超標，可引起高脂血癥，易并發(fā)冠心病、動脈粥樣硬化等。 ? (二)思考與討論 ? 1提示：絕大部分人都有過發(fā)高燒的經歷，可以讓同學們先談談自己發(fā)高燒時的感受。 ?正常的體溫是體內細胞進行各種生化

19、反應最適宜的溫度。在發(fā)高燒的狀況下，由于內環(huán)境發(fā)生一系列變化，導致體內的各種反應出現(xiàn)紊亂，于是機體功能發(fā)生異常。發(fā)熱時的主要癥狀大部分集中在中樞神經系統(tǒng)，病人感覺不適、頭疼、頭暈、嗜睡等，同時常有食欲不振、厭食、惡心的表現(xiàn)。發(fā)熱時機體處于一種明顯的分解代謝過旺的狀態(tài)，持續(xù)高熱必定引起器官的功能負荷加重，有可能誘發(fā)器官功能不全或引起組織損傷。孕婦發(fā)熱可能導致胎兒發(fā)育障礙，是一個重要的致畸因子。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，相當數(shù)量的患兒由此造成腦損傷，如智力落后，甚至癲癇，因此應注意及時采用物理方法或服用藥物來退燒降溫。 ? 2提示：內環(huán)境滲透壓會變小。當內環(huán)境滲透壓變小時，

20、內環(huán)境中的水將較多地通過滲透作用進入細胞內，造成細胞吸水腫脹，進一步導致細胞代謝和功能紊亂。嚴重時會出現(xiàn)疲倦、周身不適、表情淡漠、惡心、食欲減退、皮下組織腫脹等癥狀。 ? 3提示：因為高原空氣稀薄，大氣壓和氧分壓低，易造成體內缺氧。這說明外界環(huán)境的變化勢必影響內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。若外界環(huán)境變化不甚劇烈，并且機體代償機制良好，則穩(wěn)態(tài)能正常保持；機體代償機制不好，內環(huán)境穩(wěn)態(tài)將受到破壞，就會影響身體健康。 ? (三)實驗 ? 1生物材料加入HCl或NaOH后pH的變化更像緩沖液。 ? 2提示：緩沖液加入少量酸堿后，pH變化不明顯。原因是磷酸緩沖液中含有NaH2PO4/Na2HPO4，其中NaH2PO4溶液

21、呈酸性，當加入少量NaOH時，可以中和OH；Na2HPO4溶液呈堿性，當加入少量HCl時，可以中和H。水溶液則不同，因而加入酸堿后，pH變化明顯。 ? 3提示：生物材料中含有緩沖對NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/ NaHCO3等，它們能夠對酸堿度的變化起緩沖作用。此外，機體還可以通過對生理活動進行調節(jié)來維持pH穩(wěn)定。例如，當機體劇烈運動時，肌肉中會產生大量的乳酸和碳酸。乳酸進入血液后，可與血液中的碳酸氫鈉發(fā)生作用，生成乳酸鈉和碳酸。碳酸是一種弱酸，可以分解成CO2和水。血液中的CO2增多會刺激呼吸中樞，使呼吸運動增強，增加通氣量，從而將CO2排出體外，所以對血液的pH影響不大。當乳

22、酸鈉進入血液后，與血液中的碳酸發(fā)生作用，形成碳酸氫鹽，過多的碳酸氫鹽可以由腎臟排出。這樣由于血液中緩沖物質的調節(jié)作用，以及機體的調節(jié)作用，可以使血液的酸堿度維持相對穩(wěn)定。 指指 點點 迷迷 津津 ?人體內環(huán)境pH相對穩(wěn)定的調節(jié)機制 ? (1)緩沖對的調節(jié) ?正常人血漿中的pH(7.357.45)偏堿性，且相對穩(wěn)定，這是由于人體內存在著調節(jié)內環(huán)境pH穩(wěn)態(tài)的許多對對酸堿度起緩沖作用的物質(緩沖對)，主要是H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/ Na2HPO4。 ?當食物中含有大量堿性物質(如碳酸鹽)時，就與H2CO3發(fā)生反應產生碳酸氫鹽，過多的碳酸氫鹽可通過腎臟排出體外(見圖)，因而內環(huán)境的pH基本維持不變。 ?當人體代謝產生酸性物質如乳酸、碳酸等或酸性物質進入血液時，這些酸性物質又與NaHCO3反應產生乳酸鈉和碳酸，乳酸鈉是中性鹽，碳酸可分解成CO2和H2O，其中的CO2又可以通過呼吸系統(tǒng)排出體外，因而內環(huán)境中的pH也基本維持不變。 ? (2)神經體液的調節(jié) ?當細胞呼吸產生的CO2含量升高時，通過體液運輸?shù)侥X干中的呼吸中樞，并刺激使其調節(jié)呼吸運動加快加強，有利于