1.2內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)課件-高二上學期生物人教版（2019）選擇性必修1

第一章人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)第二節(jié)

內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)

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、大風等災害性天氣，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。什么是失溫，失溫與我們所學的內(nèi)環(huán)境有聯(lián)系嗎？情境導入血液生化六項檢查項目測定值單位參考范圍丙氨酸氨基轉移酶ALT17IU/L0～45肌酐CRE1.9mg/dl0.5～1.5尿素氮BUN14.6mg/dl6～23血清葡萄糖GLU223mg/dl60～110甘油三脂TG217mg/dl50～200總膽固醇TCH179mg/dl150～220討論：1、為什么血液的生化指標能反映機體的健康情況？因為血漿是機體內(nèi)環(huán)境的重要組成部分之一，對機體的正常生命活動起著至關重要的作用，血漿中各種化合物的含量如果發(fā)生異常變化就會導致機體出現(xiàn)相應的病癥。2、每種成分的參考值（正常值）都有一個變化范圍，這說明什么？①內(nèi)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(nèi)波動。②說明不同個體存在一定差異。問題探討血液生化六項檢查項目測定值單位參考范圍丙氨酸氨基轉移酶ALT17IU/L0～45肌酐CRE1.9mg/dl0.5～1.5尿素氮BUN14.6mg/dl6～23血清葡萄糖GLU223mg/dl60～110甘油三脂TG217mg/dl50～200總膽固醇TCH179mg/dl150～220討論：3、從化驗單上可以看出哪幾種成分超出正常范圍？這可能會對人體造成什么不利影響？肌酐與尿素氮是衡量腎功能的一項指標（當腎功能發(fā)生障礙時，代謝廢物不能排出體外，以致大量含氮廢物和其他毒性物質(zhì)在體內(nèi)積累，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)被破壞）血清葡萄糖是血液中血糖濃度的一項指標，對于診斷以及指導治療糖尿病具有重要意義結論：正常情況下，內(nèi)環(huán)境成分處于動態(tài)變化之中。問題探討一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化1探究·實踐：模擬生物體維持pH的穩(wěn)定隨著外界環(huán)境的變化和體內(nèi)細胞代謝活動的進行，內(nèi)環(huán)境（如血漿）的各種化學成分和理化性質(zhì)在不斷發(fā)生變化。食物代謝后會產(chǎn)生酸性和堿性物質(zhì)，細胞代謝也會產(chǎn)生酸性物質(zhì)，這些物質(zhì)進入內(nèi)環(huán)境，會使機體的pH發(fā)生怎樣的變化呢？內(nèi)環(huán)境的pH？一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化1探究·實踐：模擬生物體維持pH的穩(wěn)定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。NaHCO3/H2CO3Na2HPO4/NaH2PO4弱酸弱酸弱堿弱堿①由一種弱酸與該種弱酸的堿性鹽組成。②既能抗酸，又能抗堿，有緩沖作用。緩沖對2.實驗目的通過比較自來水、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。一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化自變量因變量pH計緩沖液（在加入酸或堿時，能維持pH的相對穩(wěn)定）、自來水、肝勻漿、雞蛋清、黃瓜勻漿、西紅柿汁、0.1mol/LHCl、0.1mol/LNaOH3.材料用具材料(25mL)加入０.1mol/LHCl加入０.1mol/LNaOH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空白對照已知具有減緩pH變化的能力的溶液,做標準對照第1步：繪制如圖所示的實驗記錄表格。

因變量自變量4.實驗步驟一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化第5步：充分沖洗燒杯并向其中倒入25mL自來水。測定并記錄起始的pH。再如步驟四，一滴一滴地加入0.1mol/L的NaOH，測定并記錄pH。第2步：將25mL自來水倒入50mL燒杯中第3步：用pH計或pH試紙測定起始的pH，并做記錄第4步：一次滴加一滴0.1mol/L的HCl，然后輕輕搖動。加入5滴后再測定pH。重復這一步直到加入30滴為止。將pH測定結果記入表中③充分沖洗燒杯，用緩沖液代替自來水重復上述過程，記錄結果④充分沖洗燒杯，用肝勻漿代替自來水重復上述過程，記錄結果一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化5.實驗結果材料(25mL)0.1mol/L的HCl滴數(shù)0.1mol/L的NaOH滴數(shù)051015202530051015202530自來水6.86.56.36.05.04.13.87.08.89.49.810.010.511.0緩沖液7.07.06.86.66.56.46.37.07.27.37.57.88.08.2肝勻漿6.46.26.16.06.05.95.96.36.46.56.76.76.87.0多次記錄，取平均值一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化分析實例，歸納總結內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的含義1.“模擬生物體維持pH的穩(wěn)定”的實驗結果如圖所示，分析實驗結果，回答下列問題：(1)就加入HCl或NaOH后pH的變化來說，生物材料更類似于自來水還是緩沖液？答案：生物材料加入HCl或NaOH后pH的變化更類似于緩沖液。(2)緩沖液的pH變化為什么與自來水的不同？答案：緩沖液加入少量酸或堿后，pH的變化不明顯，原因是緩沖液中含有緩沖對如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＋。自來水無緩沖對，加入酸或堿后，pH變化明顯。(3)實驗結論：生物組織勻漿類似于_______，加入少量酸或堿后pH不會發(fā)生___________。緩沖液大幅度變動一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化(4)請根據(jù)模擬實驗的結果，以H2CO3/NaHCO3緩沖對為例，嘗試對機體維持pH穩(wěn)定的機制進行解釋。乳酸鈉+NaHCO3+H2CO3H2O+CO2蔬菜水果中的OH￣進入血液OH￣+H2CO3HCO3￣+H2O

機體劇烈運動乳酸由泌尿系統(tǒng)腎臟排出由呼吸系統(tǒng)排出CO2來源去路內(nèi)環(huán)境pH穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化生物材料的性質(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。內(nèi)環(huán)境的其他化學成分和理化性質(zhì)也維持在一定范圍嗎？人體內(nèi)環(huán)境中也有很多緩沖對，其中最重要的是HCO3-/H2CO3，其次還有HPO42-/H2PO4-等。當一定量的酸性或堿性物質(zhì)進入后，內(nèi)環(huán)境的pH仍能維持在一定范圍內(nèi)。一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化6.實驗結論一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化2體溫的日變化規(guī)律成員上午6h上午10h中午12h下午2h傍晚6h晚上9h母親37.0℃37.0℃37.3℃37.4℃37.2℃37.1℃父親36.8℃36.8℃37.1℃37.3℃37.1℃36.9℃自己37.1℃37.1℃37.4℃37.5℃37.3℃37.1℃．．．．．．．．．．．．．．．．．．體溫時間36.837.037.237.46912151821

自己

母親

父親說明不同人的體溫，會因年齡、性別不同存在微小差異。一般來說，女性的體溫略高于男性。說明同一個人的體溫，在一天不同時間也有變化，但變化幅度一般不超過1℃結論：健康人的體溫始終接近____

℃，且處于_________中。37.0動態(tài)平衡一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化正常機體通過調(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)。3穩(wěn)態(tài)的概念體現(xiàn)：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)境的化學成分和理化性質(zhì)處于動態(tài)平衡之中。動態(tài)平衡內(nèi)環(huán)境改變外界環(huán)境的改變體內(nèi)細胞代謝活動的進行調(diào)節(jié)作用影響內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的因素:

一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化穩(wěn)態(tài)是如何實現(xiàn)的呢？二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識1維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎內(nèi)環(huán)境體外細胞體外體外O2CO2體外①②③④呼吸系統(tǒng)消化系統(tǒng)泌尿系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)與消化、呼吸、循環(huán)、泌尿系統(tǒng)的功能聯(lián)系示意圖①食物、水、無機鹽（消化）②未被吸收的物質(zhì)③濾過作用④重吸收外界環(huán)境中的物質(zhì)消化系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)皮膚，泌尿、排泄系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)血漿淋巴組織液細胞內(nèi)液中樞系統(tǒng)只有機體內(nèi)各個器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)合作，內(nèi)環(huán)境才能處于穩(wěn)態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)O2、CO2、H2O水、無機鹽、尿素、尿酸促進刺激二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識1維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識2穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的探究歷程1857貝爾納法國生理學家內(nèi)環(huán)境保持穩(wěn)定！主要神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)1857貝爾納法國生理學家內(nèi)環(huán)境保持穩(wěn)定！主要神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)1926坎農(nóng)美國生理學家內(nèi)環(huán)境動態(tài)平衡！神經(jīng)調(diào)節(jié)+體液調(diào)節(jié)二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識2穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的探究歷程1857貝爾納內(nèi)環(huán)境保持穩(wěn)定！主要神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)1926坎農(nóng)內(nèi)環(huán)境動態(tài)平衡！神經(jīng)調(diào)節(jié)+體液調(diào)節(jié)后來發(fā)現(xiàn)免疫系統(tǒng)清除內(nèi)環(huán)境中異物、病原微生物等有利內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)目前普遍認為，神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機制。二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識2穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的探究歷程二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)會失調(diào)嗎？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)機制的認識病例1：發(fā)燒

發(fā)高燒時，各種酶的活性發(fā)生變化，代謝紊亂，機體功能發(fā)生異常。發(fā)熱時的癥狀主要集中在中樞神經(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。二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識

大量出汗或嚴重腹瀉后，如果只喝水，不補充鹽，內(nèi)環(huán)境滲透壓會降低。這樣內(nèi)環(huán)境中的水將較多地通過滲透作用進入細胞內(nèi)，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。病例2

：腹瀉二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識病例3：高原病高原空氣稀薄，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，并且機體調(diào)節(jié)機制良好，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。二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識中暑是指高溫引起機體體溫調(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。嚴重中暑會使體溫超過40°C,病死率比較高。病例4：中暑二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識病例5：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)學上的失溫，也就是低體溫。

腎是形成尿液的器官，當發(fā)生腎功能衰竭時，病人的水和無機鹽等的代謝會紊亂，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，嚴重時會導致死亡。病例6：尿毒癥二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識夏天時，空調(diào)房間與室外的溫差較大，如果經(jīng)常進出空調(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，就會引起關節(jié)酸痛或頸僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻、頭暈腦脹等。由于空氣不好，如果呆得太久，容易使人頭暈目眩。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、風濕痛、黏膜干燥、緊張、煩躁、注意力難以集中、頭痛，等等。病例7：空調(diào)病三、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義(4)代謝廢物排出(1)血糖和氧含量正常保證機體能量供應(2)體溫、pH等理化性質(zhì)相對穩(wěn)定保證酶活性、細胞代謝正常(3)滲透壓相對穩(wěn)定維持細胞的正常形態(tài)和功能可防止機體中毒內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件細胞代謝是由細胞內(nèi)眾多復雜的化學反應組成的，完成這些反應需要各種物質(zhì)和條件。四、穩(wěn)態(tài)概念的發(fā)展心臟活動的穩(wěn)態(tài)（血壓、心率）、消化腺分泌消化液的穩(wěn)態(tài)等細胞的分裂和分化的穩(wěn)態(tài)等分子水平：基因表達的穩(wěn)態(tài)(如原癌基因和抑癌基因)、激素分泌的穩(wěn)態(tài)（如胰島素和胰高血糖素）、酶活性的穩(wěn)態(tài)等細胞水平：器官水平：群體水平：種群數(shù)量的變化存在穩(wěn)態(tài)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)已成為生命科學的一大基本概念.個體水平：內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)：生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能存在穩(wěn)態(tài)等外界環(huán)境細胞物質(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)基礎神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡調(diào)節(jié)機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)境化學成分和理化性質(zhì)維持相對穩(wěn)定課堂小結2.在長跑比賽時，運動員的體內(nèi)會發(fā)生復雜的生理變化，如機體大量產(chǎn)熱、岀汗等。下列相關敘述正確的是(

)A