1.2內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)學案高二上學期生物人教版生物選擇性必修1

202320232024學年高二年級生物學案第（2）期姓名班級學號m勵志格言：不要等待機會，而要創(chuàng)造機會。命題人：校對人：課題：第二節(jié)內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)學習目標：1．說明內環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其生理意義。(生命觀念)2．嘗試解釋生物體維持pH穩(wěn)定的機制；簡述穩(wěn)態(tài)的調節(jié)機制。（科學思維)3．模擬生物體維持pH的穩(wěn)定。(科學探究)4.關注相關健康問題，增強自我保健并關愛他人的意識。（社會責任）學習重點：1．內環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其生理意義2.內環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其調節(jié)機制。學習難點：1.內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)機制2.內環(huán)境穩(wěn)態(tài)與健康的關系一、內環(huán)境的動態(tài)變化【自主學習】1、變化原因：外界___________的變化，體內__________________的活動的進行。2、模擬生物體維持pH的穩(wěn)定實驗目的：通過比較自來水、緩沖液和肝勻漿在加入酸或堿pH的變化，推測生物體是如何維持pH穩(wěn)定的。實驗原理：在溶液中加入酸或堿，（如HPO42/H2PO4）能使溶液的pH變化減弱；與自來水相比，更類似緩沖液，從而說明生物體pH相對穩(wěn)定的機制。材料用具：防護手套、護目鏡、50ml燒杯、50ml量筒1、pH計或pH試紙、鑷子、自來水、物質的量濃度為0.1mol/LHCl（盛于滴瓶中）、物質的量濃度為0.1mol/LNaOH（盛于滴瓶中）、pH為7的磷酸鹽緩沖液、肝勻漿等。方法步驟：（1）記錄表設計表格來記錄。（2）將25mL自來水倒入50mL燒杯中。（3）用測試_________，并記錄。（4）一次加一滴0.1mol/L的_____,輕輕搖動。每加5滴測一次pH，直到加入30滴為止。將pH測定結果計入表中。（5）并向其中加入25mL的自來水，測試并記錄起始的pH。再如步驟（4），一滴一滴加入0.1mol/L的_________.測定并記錄pH。（6）充分沖洗燒杯，用__________代替自來水，重復步驟（2）步驟（5），記錄結果。（7）充分沖洗燒杯，用__________代替自來水，重復步驟（2）步驟（5），記錄結果。（8）根據所得數據，以__________為橫軸，以___________為縱軸，畫出自來水中pH的變化的曲線。以實線表示加入酸后PH的變化，虛線表示加入堿后PH的變化。再用零兩種顏色的線條分別表示肝勻漿、緩沖液的PH的變化情況，也同樣以實線和虛線分別表示加入酸堿后的變化。（9）嘗試用不同生物材料（動物血漿、用水5:1稀釋的雞蛋清或馬鈴薯勻漿）代替肝勻漿完成實驗。3.穩(wěn)態(tài)血漿中的緩沖物質主要為，其次還有等。當一定是的酸性或堿性物質進入后，內環(huán)境的pH（會/不會）發(fā)生在幅度變化。以人體的體溫為例：①正常情況下，不同人的體溫，會因_______、_______等的不同而存在微小差異；②同一個人的體溫在一日內也有變化，但變化幅度一般不超過_____℃；③盡管氣溫波動范圍較大,但健康人的體溫始終接近_______℃。穩(wěn)態(tài)：正常機體通過調節(jié)作用，使各個_______、_______協(xié)調活動，共同維持內環(huán)境的___________狀態(tài)叫做穩(wěn)態(tài)?！舅伎寂c討論】就加入HCl或NaOH后pH的變化來說，肝勻漿更像自來水還是更像緩沖液？2、緩沖液的pH變化為什么與自來水的不同？3、方法步驟9中所用到的生物材料與肝勻漿的實驗結果類似嗎？4、請根據模擬實驗的結果，嘗試對機體維持pH穩(wěn)定的機制進行解釋。5．實驗過程中多次充分沖洗燒杯，這樣做的目的是什么？6.實驗中緩沖液加入少量酸堿后，pH變化為什么不明顯？7.實驗測得的不同情況下的pH值往往存在誤差，誤差存在的原因主要有哪些？8．向緩沖液和肝勻漿中繼續(xù)加酸和加堿實驗，加入60滴甚至更多，溶液pH變化會加大嗎？【實驗分析】1．變量分析(1)自變量——不同的溶液以及所滴加的酸或堿的滴數。(2)因變量——溶液pH的變化。(3)無關變量——不同溶液的體積、所加酸或堿的濃度。2．應注意的問題(1)加入酸或堿時，要一滴一滴加入，并嚴格控制滴數。(2)HCl和NaOH均有腐蝕性，避免其與皮膚和眼睛接觸。(3)沖洗燒杯一定要充分，否則將影響實驗結果。(4)至少選兩種生物材料進行實驗。(5)繪制pH變化曲線時一定要用不同顏色的筆或實、虛線標明。3．結果分析將實驗結果描繪成曲線如下：①對自來水的處理結論：滴加HCl后，自來水pH逐漸減??；滴加NaOH溶液后，自來水pH逐漸增大。②對緩沖液的處理結論：無論滴加HCl還是NaOH溶液，緩沖液的pH均保持相對穩(wěn)定。③對肝勻漿的處理結論：無論滴加HCl還是NaOH溶液，肝勻漿的pH均保持相對穩(wěn)定。比較以上三個圖的曲線變化規(guī)律可知：肝勻漿的性質類似于緩沖液，而不同于自來水，說明肝勻漿內含有緩沖液，因而能維持pH相對穩(wěn)定?！镜淅詼y】例題1關于內環(huán)境的動態(tài)變化，下列敘述正確的是（）A.內環(huán)境中含有緩沖對，可在任何狀態(tài)下維持pH不變B.人體的體溫隨著外界環(huán)境溫度的改變而存在一定范圍的變動C.血漿中的某成分的含量如果發(fā)生改變，不一定出現疾病D.只要內環(huán)境的成分和理化性質穩(wěn)定，人就不會得病二、對穩(wěn)態(tài)調節(jié)機制的認識【自主學習】1.人體各器官、系統(tǒng)協(xié)調一致地正常運行，是維持___________________的基礎。2.如果某種器官的功能出現障礙，就會引起____________________。3.腎臟是形成尿液的器官，當發(fā)生腎功能衰竭時，病人的______________等的代謝會紊亂?？沙霈F全身__________。尿素氮升高、嘔吐等一系列癥狀，即_______________，嚴重時會導致死亡。4.1857年，法國著名生理學家貝爾納（C.Bernard，1813—1878）提出∶內環(huán)境的穩(wěn)定是生命能___________________存在的首要條件，內環(huán)境保持穩(wěn)定主要是依賴_________________的調節(jié)。5.1926年，美國著名生理學家坎農（W.B.Cannon，1871—1945）提出穩(wěn)態(tài)的概念。穩(wěn)態(tài)不是恒定不變，而是一種___________________。他提出，內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是在________________________的共同作用下，通過機體各種_____________________分工合作、協(xié)調統(tǒng)一而實現的。6.隨著分子生物學的發(fā)展，人們發(fā)現免疫系統(tǒng)對于內環(huán)境穩(wěn)態(tài)也起著重要的調節(jié)作用∶它能發(fā)現并____________________________等引起內環(huán)境波動的因素。7.目前普遍認為，____________________________調節(jié)網絡是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調節(jié)機制。8.內環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調：人體維持穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力是有的。(1)造成穩(wěn)態(tài)破壞的原因：的變化過于的劇烈，或人體自身的出現障礙。(2)將下列內環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調癥與對應的癥狀連接起來。（3）失調引起的疾病病癥名稱內環(huán)境理化性質變化引起疾病的癥狀尿毒癥尿素等代謝廢物在體內積累自身中毒和綜合病癥糖尿病血液中葡萄糖含量過高多食、多飲、多尿、口渴、饑餓感強烈，身體消瘦高原反應體內缺氧，血氧過低頭痛、乏力、心跳加快感冒發(fā)燒體溫過高，影響酶的活性食欲不振、四肢無力嚴重腹瀉丟失大量的水和無機鹽疲倦、周身不適、惡心易錯點撥：（1）內環(huán)境達到穩(wěn)態(tài)時，人未必不得病（如遺傳病患者、植物人等）。（2）內環(huán)境穩(wěn)態(tài)遭破壞時，代謝“紊亂”但此時代謝速率未必下降（如有可能導致代謝速率上升）?！舅伎寂c討論】1、你有過發(fā)高熱的經歷嗎？談談高熱最嚴重時的感受。體溫過高時為什么要采取物理降溫或藥物降溫的措施？2、嚴重腹瀉后，如果只喝水，不補充鹽，內環(huán)境的滲透壓可能會出現什么變化？3、援藏的技術人員到青藏高原后常會出現頭痛、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)境與內環(huán)境穩(wěn)態(tài)之間有什么關系？【典例自測】例題2人體各器官、系統(tǒng)協(xié)調一致地正常運行，是維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎，如果某器官的功能出現障礙就可能會引起穩(wěn)態(tài)失調。下列對相關實例的分析，錯誤的是（）A.某人長期通過節(jié)食減肥，有可能引起組織水腫B.患急性腸胃炎的病人脫水時，血漿滲透壓會升高C.肺氣腫病人呼吸不暢，會使其內環(huán)境中的pH變小D.腎臟是形成尿液的器官，腎功能衰竭時出現的尿毒癥與內環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調無關例題3：1．內環(huán)境變化的原因只有外界環(huán)境條件影響。()2．內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就是內環(huán)境的成分和理化性質恒定不變。()3．人體劇烈運動后，由于無氧呼吸產生乳酸，使血漿pH明顯降低。()4．人體腹瀉引起體液中水和蛋白質大量丟失。()5．人體具有維持穩(wěn)態(tài)的機制，因此人體不會出現代謝紊亂。()6．內環(huán)境是不穩(wěn)定的，其穩(wěn)態(tài)是不存在的。()三、內環(huán)填穩(wěn)態(tài)的重要意義【自主學習】1、內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義細胞代謝是由細胞內眾多組成的，完成這些反應需要各種物質和條件。（1）正常的和血液中的是供給機體所需能量的重要保障；（2）適宜的是酶正常發(fā)揮催化作用的基本條件；（3）滲透壓是維持組織細胞的重要因素。內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是的必要條件。2、穩(wěn)態(tài)概念的發(fā)展（1）在分子水平上，存在___________的穩(wěn)態(tài)、______________的穩(wěn)態(tài)、______________的穩(wěn)態(tài)等。（2）在正常生長和分裂的細胞中，__________________________的表達存在著穩(wěn)態(tài)，如果這個穩(wěn)態(tài)受到破壞，正常細胞就可能會變成癌細胞;（3）正常人體內調節(jié)血糖的__________________________等激素是處于動態(tài)平衡的，如果它們的分泌紊亂，人體血糖的穩(wěn)態(tài)就會受到破壞。（4）在細胞水平上，存在細胞的___________________的穩(wěn)態(tài)等（5）在器官水平上，存在________________的穩(wěn)態(tài)（血壓、心率）、消化腺分泌_______________的穩(wěn)態(tài)等;（6）在群體水平上，______________________存在穩(wěn)態(tài)，生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能也存在穩(wěn)態(tài)。（7）可見，在生命系統(tǒng)的各個層次上，都普遍存在著穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)已經成為_________________的一大基本概念?！镜淅詼y】例題4．以下關于內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的說法不正確的是()A．穩(wěn)態(tài)就是指內環(huán)境的成分和各種理化性質處于相對穩(wěn)定狀態(tài)B．人體各器官、系統(tǒng)協(xié)調一致地正常運行，是維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎C．內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)機制的現代觀點是神經—體液—免疫調節(jié)網絡D．人體維持穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力是很強的，即使外界環(huán)境劇變，內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)也不會遭到破壞例題5.下列有關內環(huán)境穩(wěn)態(tài)調節(jié)的說法，不正確的是()A．最初貝爾納認為內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)主要依賴于神經調節(jié)B．后來坎農提出內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是在神經調節(jié)與體液調節(jié)的共同作用下實現的C．目前認為神經—體液—免疫調節(jié)網絡是機體維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的主要調節(jié)機制D．健康人通過內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)，可以適應任何環(huán)境變化例題6.人在高溫作業(yè)或劇烈運動后，要喝些淡鹽水；患急性腸胃炎時，要及時注射生理鹽水；受傷時，常用質量分數為0.9%的生理鹽水清洗傷口。所用鹽水的主要作用依次是()①降溫②維持水分代謝的平衡③維持無機鹽代謝的平衡④消毒⑤維持細胞的正常形態(tài)并有清潔作用A．①②④B．③②⑤C．②③⑤ D．③②④【歸納總結】一、模擬生物體維持pH的穩(wěn)定的實驗結果及結論材料圖示結果自來水滴加鹽酸后，自來水pH逐漸減小；滴加NaOH溶液后，自來水pH逐漸增大緩沖液在一定的范圍內，無論滴加鹽酸還是NaOH溶液，緩沖液的pH均保持相對穩(wěn)定生物材料在一定的范圍內，無論滴加鹽酸還是NaOH溶液，生物材料的pH均保持相對穩(wěn)定結論生物材料的性質類似于緩沖液而不同于自來水，說明生物材料內含有緩沖物質，能夠維持pH的相對穩(wěn)定二、模擬生物體維持pH的穩(wěn)定實驗注意事項1.加了自來水稀釋的生物材料現用現配，不可在4℃或者室溫存放，以避免微生物污染。2.用家用料理機制作肝勻漿或者土豆勻漿非常方便，最好先使用它自帶的濾網過濾一遍。用料理機研磨生物材料時，可以先加一定量的自來水，避免原材料水太少升溫過快而煮熟。3.所有材料應該回溫到室溫（20～25℃）混勻后再進行實驗。4.pH計是精密儀器，使用前要用標準緩沖液校準。測量完要用蒸餾水將探頭沖洗干凈，并用吸水紙輕柔的將探頭上的水吸干，避免損壞探頭。5.每次實驗滴加酸或者堿的滴管/滴瓶要一樣，避免一滴溶液體積不同造成誤差。6.HCl和NaOH溶液都具有腐蝕性，應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。7.實驗過程中液體不能灑出來或者多滴加了酸和堿，否則這一組實驗就要重新做。每一組實驗之間都要洗干凈燒杯等實驗器材，將pH計洗干凈并擦干。8.肝勻漿為呈現深粉色的懸濁液，可能對pH試紙讀數有一定影響，可以用吸水紙吸除多余的樣液再快速讀數。雞蛋清在混勻時容易有大量泡沫，可以將pH試紙上的泡沫用吸水紙輕輕擦掉后再讀數。三、血漿中各成分的探討由表中的參考范圍可知，每一種成分都有一定的范圍，這是機體正常調節(jié)的結果。若某種成分含量高于或低于參考值，則預示機體可能處于不健康的狀態(tài)。（1）肌酐含量超標，它是有毒的代謝廢物，積累會影響健康，表明腎臟排泄功能障礙；（2）葡萄糖超標，血糖過高導致糖尿病等；（3）甘油三酯超標，引起高脂血癥，易并發(fā)冠心病、動脈粥樣硬化等；（4）血漿中蛋白質含量降低，可導致組織水腫；血漿中含氮廢物過多，可導致尿毒癥；血漿中Ca2＋過低，可出現抽搐現象等。四、穩(wěn)態(tài)失調現象分析1．化學成分含量失衡及影響(1)血漿失水過多，可導致血漿滲透壓升高。(2)血漿蛋白含量降低，可出現組織水腫。(3)代謝廢物尿素等含量上升，可能導致尿毒癥。(4)O2缺乏，可導致乳酸中毒。(5)血液中Ca2＋含量過低，哺乳動物可出現抽搐；血液中Ca2＋含量過高，易患肌無力癥。(6)血糖平衡失調——低血糖、糖尿病等。2．內環(huán)境理化性質失調癥(1)pH失調——酸中毒、堿中毒。(2)滲透壓失調——細胞形態(tài)、功能異常。(3)體溫失調——發(fā)燒等。知識拓展一、實驗的遷移拓展應用機體內環(huán)境中含有緩沖對NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它們能夠對酸和堿起緩沖作用。除此以外，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，當劇烈運動時，肌肉中會產生大量的乳酸和H2CO3乳酸進入血液后，可與血液中的NaHCO3發(fā)生作用，生成乳酸鈉和H2CO3。H2CO3是一種弱酸，可以分解成CO2和H2O。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O2排出體外，所以對血液的pH影響不大。當乳酸鈉進入血液后，與血液中的H2CO3發(fā)生作用形成碳酸氫鹽，過多的碳酸氫鹽可以由腎排出。這樣由于血液中緩沖物質及機體的調節(jié)作用，血液的酸堿度不會發(fā)生很大的變化。圖解右圖：二、內環(huán)境的化學成分與健康（1）血漿蛋白：含量降低，使血漿滲透壓降低，從而使血漿進入組織液的水分增多，同時水分回流入血漿減少，這樣會造成組織液積聚過多，機體出現組織水腫（2）代謝廢物：①血漿中尿素等含量增多，說明腎衰竭，可能患有尿毒癥；②血漿中氨含量增多，說明肝臟的解毒功能出現障礙（3）血糖：當我們長時間沒有進食，葡萄糖供給不足，血糖含量過低而影響了機體的供能時，會表現出四肢發(fā)抖、頭暈、心慌，甚至昏迷等癥狀；當血糖含量過高時，會得糖尿病，機體會表現出多食、多飲、多尿等癥狀（4）Ca2＋：①血液中Ca2＋含量過低時，哺乳動物會出現抽搐癥狀；②血液中Ca2＋含量過高時，易患肌無力癥；③當長時間缺鈣時，兒童易患佝僂病，老年人易患骨質疏松癥（5）O2：有人到青藏高原后，會出現頭痛、乏力、心跳加快，甚至血壓升高等癥狀，這是因為高原空氣稀薄、大氣壓和氧分壓低，造成了體內缺氧三、內環(huán)境的理化性質與健康內環(huán)境的理化性質失衡也會引起疾病。下面是我們日常生活中常見的幾種內環(huán)境失衡情況：（1)滲透壓失衡：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分和無機鹽，使?jié)B透壓平衡遭到破壞。腸胃炎導致消化道對水和無機鹽的吸收能力減弱，因此，我們需要通過輸液來維持滲透壓平衡。(2)體內pH失衡：常表現為小于正常數值，會引起心腦血管疾病、高血壓、糖尿病、肥胖等疾病。(3)體溫失衡：當我們感冒發(fā)燒時，會出現食欲不振、精神不佳等癥狀，這是由于體內溫度過高，影響了消化酶等各種酶的催化功能，造成消化不良和其他代謝活動的紊亂。思考題答案：內環(huán)境的動態(tài)變化1、就加入HCl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，當加入少量NaOH時，可以中和OH；Na2HPO4呈堿性，當加入少量HCl時，可以中和H+。水溶液則不同，加入酸或堿后，pH變化明顯。3、方法步驟9中所用到的生物材料與肝勻漿的實驗結果類似嗎？類似。4、請根據模擬實驗的結果，嘗試對機體維持pH穩(wěn)定的機制進行解釋。機體內環(huán)境中含有緩沖對HCO3/H2CO3、HPO42/H2PO4等，它們能夠對酸和堿起緩沖作用。除此以外，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，當劇烈運動時，肌肉中會產生大量的乳酸和H2CO3。乳酸進入血液后，可與血液中的NaHCO3發(fā)生作用，生成乳酸鈉和H2CO3。H2CO3是一種弱酸，可以分解成CO2和H2O。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。當乳酸鈉進入血液后，與血液中的H2CO3發(fā)生作用，形成碳酸氫鹽，過多的碳酸氫鹽可以由腎排出，這樣由于血液中緩沖物質及機體的調節(jié)作用，血液的酸堿度不會發(fā)生很大的變化。5．實驗過程中多次充分沖洗燒杯，這樣做的目的是什么？答案提示：第一次目的是“充分沖洗燒杯”是為了避免酸性物質HCl與堿性物質NaOH發(fā)生中和反應，使實驗現象不明顯，減少誤差。第二次和第三次“充分沖洗燒杯”是為了防止緩沖液和肝勻漿與前面步驟的溶液混合，影響實驗效果。6.實驗中緩沖液加入少量酸堿后，pH變化為什么不明顯？答案提示：原因是磷酸緩沖液中含有NaH2PO4/Na2HPO4，其中NaH