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（2019）選擇性必修1

第1章人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)

無論是在炎炎夏日進(jìn)行戶外作業(yè)的工人、農(nóng)民，還是在冰天雪地的南極進(jìn)行考察的科學(xué)家，他們的體溫都是37℃左右，這是為什么？嚴(yán)重腹瀉時，需要及時補充水分和鹽分，這又是為什么？

在外界環(huán)境發(fā)生劇烈變化的情況下，人體仍能通過自身的調(diào)節(jié)作用，維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定，從而使體內(nèi)的細(xì)胞擁有穩(wěn)定而適宜的生活條件。第2節(jié)內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)說明內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其生理意義。目標(biāo)010203嘗試解釋生物體維持PH穩(wěn)定的機(jī)制；簡述穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機(jī)制。關(guān)注相關(guān)健康問題，增強自我保健并關(guān)愛他人的意識。學(xué)習(xí)目標(biāo)組織細(xì)胞生活的環(huán)境血細(xì)胞毛細(xì)血管壁細(xì)胞毛細(xì)淋巴管壁細(xì)胞組織液淋巴液血漿細(xì)胞名稱淋巴細(xì)胞

溫故知新：各類細(xì)胞生存的內(nèi)環(huán)境在進(jìn)行常規(guī)體檢時，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。右圖是某人的血液生化檢驗結(jié)果報告一部分。血液生化檢驗結(jié)果報告單(部分)1.為什么血液的生化指標(biāo)能反映機(jī)體

的健康狀況？問題探討討論：

血液生化指標(biāo)指的是血液中各種化學(xué)成分的含量，包括機(jī)體多種代謝產(chǎn)物的含量。健康機(jī)體的生化指標(biāo)一般都處于正常范圍內(nèi)，即處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)機(jī)體某項生理功能出現(xiàn)障礙，勢必影響其代謝產(chǎn)物的含量，進(jìn)而引起血液生化指標(biāo)的變化，因此血液的生化指標(biāo)可以反映機(jī)體的健康狀況，并可以作為診斷疾病的依據(jù)。在進(jìn)行常規(guī)體檢時，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。右圖是某人的血液生化檢驗結(jié)果報告一部分。血液生化檢驗結(jié)果報告單(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？問題探討討論：

這說明：（1）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)境的

穩(wěn)態(tài)表現(xiàn)為一種動態(tài)平衡；（2）不同個體存在一定差異。在進(jìn)行常規(guī)體檢時，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。右圖是某人的血液生化檢驗結(jié)果報告一部分。血液生化檢驗結(jié)果報告單(部分)3.從化驗單上可以看出什么成分超出正常范圍？這可能會對人體造成什么不利影響？問題探討討論：(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，這通常沒有臨床意義，建議定期復(fù)查。

若該值偏高，說明肝功能受損。(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。糖尿病患者長期高血糖，會導(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、動脈粥樣硬化等。隨著外界環(huán)境的變化和體內(nèi)細(xì)胞代謝活動的進(jìn)行，內(nèi)環(huán)境會因此而劇烈變動嗎？細(xì)胞代謝酸性物質(zhì)（H2CO3）食物酸性物質(zhì)堿性物質(zhì)酸性物質(zhì)堿性物質(zhì)內(nèi)環(huán)境一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化

細(xì)胞代謝會產(chǎn)生許多酸性物質(zhì)，如碳酸等；食物代謝后也會產(chǎn)生一些酸性或堿性物質(zhì)。這些物質(zhì)進(jìn)入內(nèi)環(huán)境，會使機(jī)體的PH發(fā)生怎樣的變化呢？1、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。2、目的要求

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。探究·實踐模擬生物體維持PH的穩(wěn)定探究·實踐3、材料用具實驗材料：生物組織材料——肝勻漿實驗儀器：防護(hù)手套、護(hù)目鏡、燒杯、量筒、pH計或pH試紙、鑷子等。實驗試劑：物質(zhì)的量濃度為0.1mol/mL的HCl溶液（盛于滴瓶中）、物質(zhì)的量濃度為0.1mol/mL的NaOH溶液（盛于滴瓶中）、pH為7的磷酸鹽緩沖液。pH計模擬生物體維持PH的穩(wěn)定4、方法步驟材料0.1mol/L的HCl0.1mol/L的NaOH加入不同數(shù)量液滴后的pH加入不同數(shù)量液滴后的pH051015202530051015202530自來水緩沖液肝勻漿注：緩沖液為pH=7的磷酸鹽緩沖液。材料均加入25mL。①在記錄本中，畫一個如下的表格。探究·實踐模擬生物體維持PH的穩(wěn)定自變量因變量空白對照標(biāo)準(zhǔn)對照實驗組【探究·實踐】模擬生物體維持pH的穩(wěn)定②將25mL自來水倒入50mL燒杯中。③用pH計或pH試紙測試起始的pH,并作記錄。④一次加一滴0.1mol/L的HCl，然后輕輕搖動，加入5滴后再測pH。重復(fù)這一

步驟直到加入了30滴為止。將pH測定結(jié)果記入表中。⑤充分沖洗燒杯，用同樣的方法把0.1mol/L的NaOH加入自來水中并記錄結(jié)果。4、方法步驟探究·實踐模擬生物體維持PH的穩(wěn)定注意：HCl和NaOH有腐蝕性。應(yīng)避免它與皮膚和眼睛接觸，也不要入口。若濺到皮膚上，要立即用水沖洗15min，并盡快告訴老師。⑥充分沖洗燒杯，用緩沖液代替自來水，重復(fù)步驟2至步驟5，記錄結(jié)果。⑦充分沖洗燒杯，用肝勻漿代替自來水，重復(fù)步驟2至步驟5，記錄結(jié)果。⑧根據(jù)所得數(shù)據(jù)，以酸或堿的滴數(shù)為橫坐標(biāo)，以PH為縱坐標(biāo)，畫出PH變化曲線。4、方法步驟探究·實踐模擬生物體維持PH的穩(wěn)定自來水組緩沖液組肝勻漿組5、結(jié)論：生物材料的性質(zhì)類似于緩沖液而不同于自來水，說明生物材料內(nèi)含有緩沖物質(zhì)，能夠維持pH的相對穩(wěn)定。1、就加入HCI或NaOH后pH的變化來說，肝勻漿更像自來水還是

更像緩沖液？肝勻漿加入HCl或NaOH后pH的變化更像緩沖液。2、緩沖液的pH變化為什么與自來水的不同？

緩沖液加入少量酸或堿后，pH變化不明顯，原因是磷酸緩沖液中含有NaH2PO4/Na2HPO4，其中NaH2PO4呈酸性，當(dāng)加入少量NaOH時，可以中和OH-；Na2HPO4呈堿性，當(dāng)加入少量HCl時，可以中和H+。自來水則不同，加入酸或堿后，pH變化明顯。探究·實踐模擬生物體維持PH的穩(wěn)定討論：3、如果選用其他生物材料與肝勻漿的實驗結(jié)果類似嗎？類似4、請根據(jù)模擬實驗的結(jié)果，嘗試對機(jī)體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制進(jìn)行解釋。探究·實踐模擬生物體維持PH的穩(wěn)定討論：1、內(nèi)環(huán)境的pH:一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化

人體內(nèi)環(huán)境中有很多緩沖對，其中最重要的是HCO3-/H2CO3、其次還有HPO42-/H2PO4-等，當(dāng)一定量的酸性或堿性物質(zhì)進(jìn)入后，內(nèi)環(huán)境的PH仍能維持在一定范圍內(nèi)。HCO3-/H2CO3

緩沖對：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內(nèi)環(huán)境的其他化學(xué)成分和理化性質(zhì)也維持在一定范圍內(nèi)嗎？(1)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差異；(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1℃。(3)盡管氣溫波動范圍較大，但健康人的體溫始終接近37℃。健康人的體溫始終接近37℃，處于動態(tài)平衡中。2、內(nèi)環(huán)境的溫度:一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化體溫的日變化規(guī)律調(diào)查結(jié)果3、健康人內(nèi)環(huán)境的每一種成分如血糖、血脂，以及滲透壓等理化性質(zhì)

都是不斷變化的，但都處于一定的范圍內(nèi)。（2）體現(xiàn)：（1）定義：4.穩(wěn)態(tài)①穩(wěn)態(tài)不是恒定不變的，而是相對恒定的一種動態(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(xué)成分和理化性質(zhì)處于動態(tài)平衡之中。

正常機(jī)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)。一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化化學(xué)成分：水、無機(jī)鹽、各種營養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物等理化性質(zhì)：血漿的PH（7.35～7.45）；體溫（37℃左右）；

滲透壓（770kPa左右）動態(tài)平衡內(nèi)環(huán)境改變外界環(huán)境的改變體內(nèi)細(xì)胞代謝活動的進(jìn)行調(diào)節(jié)作用（3）影響內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的因素:

穩(wěn)態(tài)是如何實現(xiàn)的呢？需要哪些系統(tǒng)的參與？4.穩(wěn)態(tài)一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化1、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)一致地正常運行。2、直接相關(guān)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)機(jī)體內(nèi)各個器官、系統(tǒng)，為什么能夠保持協(xié)調(diào)一致呢？二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制的認(rèn)識貝爾納(1)1857年，貝爾納提出：內(nèi)環(huán)境保持穩(wěn)定主要是依賴

神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。坎農(nóng)3、穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制：二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制的認(rèn)識(2)1926年，坎農(nóng)提出穩(wěn)態(tài)的概念。穩(wěn)態(tài)不是恒定不變，

而是一種動態(tài)的平衡。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，

通過機(jī)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(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)會不會出現(xiàn)失調(diào)的情形呢？思考·討論1、你有過發(fā)高燒的經(jīng)歷嗎？談?wù)劯邿嶙顕?yán)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？

發(fā)高燒時，各種酶的活性發(fā)生變化，代謝紊亂，機(jī)體功能異常。發(fā)熱時的癥狀大部分集中在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，病人感覺不適、頭疼、頭暈、嗜睡等，同時常伴有食欲不振、厭食、惡心的表現(xiàn)。

發(fā)熱時機(jī)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(fù)荷加重，有可能誘發(fā)器官功能不全或引起組織損傷。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，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)該注意及時采用物理方法或服用藥物來退燒降溫。分析內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)的實例2、嚴(yán)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？

嚴(yán)重腹瀉，如果只喝水，不補充鹽，內(nèi)環(huán)境滲透壓會降低。當(dāng)內(nèi)環(huán)境中的水較多地通過滲透作用進(jìn)入細(xì)胞，造成細(xì)胞吸水腫脹，進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞代謝紊亂和功能紊亂。嚴(yán)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。思考·討論分析內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)的實例3、援藏的技術(shù)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(guān)系？

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)。若外界環(huán)境變化不劇烈，并且機(jī)體調(diào)節(jié)機(jī)制良好，內(nèi)環(huán)境波動較小，仍能維持穩(wěn)態(tài)；若外界環(huán)境變化劇烈，機(jī)體調(diào)節(jié)能力不好，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)將受到破壞，就會影響身體健康。思考·討論分析內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)的實例人體自身調(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4、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(jī)制的認(rèn)識危及機(jī)體健康注意：①穩(wěn)態(tài)不是恒定不變的，而是相對恒定的一種動態(tài)變化；

這種動態(tài)變化保持在一定范圍內(nèi)。

②不同的個體存在差異。

③穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是有限的。與社會的聯(lián)系

炎炎夏季，在高溫環(huán)境中從事體力勞動的人，最容易發(fā)生中暑。中暑是指高溫引起機(jī)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(yán)重中暑會使體溫超過40℃，病死率比較高。

2021年5月22日(氣溫為9.1-24℃)中午1點左右，在甘肅省白銀市舉行的馬拉松百公里越野賽高海拔賽段20公里至31公里處，受突變極端天氣影響，局地出現(xiàn)冰雹、凍雨、大風(fēng)等災(zāi)害性天氣，150多位參賽者有21名遇難。有賽事親歷者表示，不少選手出現(xiàn)失溫癥狀，抽搐、口吐白沫，身著短褲短袖倒在海拔2000多米的賽道線路旁。失溫

失溫是指人體熱量流失大于熱量補給，從而造成人體核心區(qū)溫度降低，并產(chǎn)生一系列寒顫、迷茫、心肺功能衰竭等癥狀，甚至最終造成死亡的病癥。一般來說，如果人體的核心溫度低于35度，就是醫(yī)學(xué)上的失溫，也就是低體溫。

腎是形成尿液的器官，當(dāng)發(fā)生腎功能衰竭時，病人的水和無機(jī)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(yán)重時會導(dǎo)致死亡。尿毒癥夏天時，空調(diào)房間與室外的溫差較大，如果經(jīng)常進(jìn)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(guān)節(jié)酸痛或頸僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻、頭暈?zāi)X脹等。由于空氣不好，如果呆得太久，容易使人頭暈?zāi)垦?。這些癥狀就是空調(diào)綜合征，俗稱空調(diào)病?？照{(diào)病的主要表現(xiàn)為：感冒、過敏、風(fēng)濕痛、黏膜干燥、緊張、煩躁、注意力難以集中、頭痛，等等?？照{(diào)病(4)代謝廢物排出(1)血糖和氧含量正常保證機(jī)體能量供應(yīng)(2)體溫、pH等理化性質(zhì)相對穩(wěn)定保證酶活性、細(xì)胞代謝正常(3)滲透壓相對穩(wěn)定維持細(xì)胞的正常形態(tài)和功能可防止機(jī)體中毒意義：內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動的必要條件

細(xì)胞代謝是由細(xì)胞內(nèi)眾多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)組成的，完成這些反應(yīng)需要各種物質(zhì)和條件。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，普遍存在著穩(wěn)態(tài)個體（生理）水平上——內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)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)胞的分裂和分化的穩(wěn)態(tài)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)群體水平——種群數(shù)量的變化存在穩(wěn)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)——結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)態(tài)（穩(wěn)定性）四、穩(wěn)態(tài)概念的發(fā)展外界環(huán)境細(xì)胞物質(zhì)交換物質(zhì)交換內(nèi)環(huán)境器官系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行穩(wěn)態(tài)基礎(chǔ)神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)機(jī)制正常生命活動的必要條件參與共建穩(wěn)態(tài)的實質(zhì)是內(nèi)環(huán)境化學(xué)成分和理化性質(zhì)維持相對穩(wěn)定課堂小結(jié)練習(xí)與應(yīng)用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使血漿pH發(fā)生紊亂。（

）（2）有的人常吃咸魚、咸菜，但他細(xì)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(xì)胞呼吸產(chǎn)生的廢物，不參與維