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高中生物人教版必修3导学案 专题1.2 内环境稳态的重要性

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                         第  2 节   内环境稳态的重要性 

学习导读

    学习准备

    一、内环境的动态变化

    正常情况下,不同人的体温,会因                           、             等的不同而存在微小

的差异;同一个人的体温在一日内也有变化,但一般不超过           。尽管周围的气温

波动范围较大,但健康人的体温始终接近                          。正常机体通过                  ,使各个         

、         协调活动,共同维持状态, 叫做稳态。

    二、对稳态调节机制的认识

    1.人体各器官、系统                    地正常运行,是维持内环境稳态的基础。如果某种

器官的功能出现障碍,就会引起                 。

    (1)法国生理学家贝尔纳曾推测,内环境的恒定主要依赖于              的调节。


    (2)美国坎农提出了稳态维持机制的经典解释:内环境稳态是在                                          和         

的共同作用下,通过机体各种器官、系统              、              而实现的。

    (3)免疫系统曾一直被认为是机体的防御系统。随着分子生物学的发展,人们发现,

免疫系统也起着重要的                    作用:它能                并          异物、外来病原微

生物等引起内环境波动的因素。

    (4)目前普遍认为,                 是机体维持稳态的主要调节机制。

    2.人体维持稳态的调节能力是                      的。当外界环境的变化                     ,或人

体自身的调节功能出现          时,内环境的稳态就会遭到破坏。

    三、内环境稳态的重要意义

    细胞的代谢过程是由细胞内众多复杂的                           组成的,完成这些反应需要各种物

质和条件。例如,细胞代谢需要依靠氧化分解葡萄糖来提供能量,只有         和血液中

的在        正常范围内,才能为这一反应提供充足的反应物。细胞代谢的进行离不开酶,

酶的活性又受         、

          等因素的影响。只有这些因素都在适宜的范围内,酶才能正常的发挥作用。由

此可见,

                    是机体进行正常生命活动的必要条件。

    破疑解难
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  一、内环境与稳态

    (1) 稳态的概念

    由于外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行,内环境的各种化学成分和理化

性质是不断变化的。但内环境却能维持相节的稳定。这种内环境的各种化学成分和理化性

质维持相对稳定的状态,称为稳态。

    稳态并不是指内环境的各种化学成分和理化性质维持在一个固定不变的值,而是在一

定范围内维持相对稳定的状态。如正常情况下,人的体温变化范围为                             36.5~37.5℃;血

液的   pH 变化范围为    7.35~7.45;血浆渗透压一般为 770kPa(37℃时);血糖正常水平为

80~120mg/dL  等,而不是某一恒定值。

   (2)神经一—体液——免疫调节在维持稳态中的作用。

   神经一—体液一一免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。

  ①神经调节:调节的主要方式,如体温调节中枢在下丘脑。

                                       +
  ②体液调节:某些化学物质如激素、C02、H                等在体液传送下对机体的调节,其中主要为

激素调节。

  ③免疫调节:分为非特异性免疫和特异性免疫,二者共同抵御外来异物和病原微生物的

入侵。

    在整个机体中,神经调节与体液调节是共同协调,相辅相成的,正是两者的相互配合,

机体才能进行正常的生命活动,并适应内外环境的不断变化。如当血液中                               C02 过高时  C02 刺

激呼吸中枢,引起呼吸活动加强,及时排出过多的                     C02,实现内环境中       02 与 C02 含量的相

对稳定。免疫系统不仅是机体的防御系统,而且对于内环境稳态的维持也起着重要的调节

作用。

    人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。当外界环境的变化过于剧烈,或人体自身

的调节功能出现障碍,内环境的稳态就会遭到破坏。

  (3)内环境稳态的重要意义。

  内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。

  ①渗透压是维持组织细胞结构与功能的重要因素。

  ②适宜的体温和       pH 是酶正常发挥催化作用的基本条件。

  ③正常的血糖水平和血氧含量是供给机体所需能量的重要保障。

  ④内环境中过多的代谢产物如尿素、C02               等会使机体中毒。

  ⑤内环境稳态失调时,机体就会受到严重危害,影响正常生命活动的进行。
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二、内环境稳态与消化、呼吸、循环、排泄系统的功能联系图解


                                                                              
 

1. 内环境与四大系统在气体交换中的作用

 (1)氧气从外界进入组织细胞需要多种器官、系统的参与。首先氧气借助呼吸系统进入

肺泡,然后扩散进入肺泡周围的毛细血管,借助血液循环到达组织细胞处,接着从组织细

胞周围的毛细血管扩散出来,经组织液进入组织细胞,参与物质的氧化分解。

 (2)二氧化碳的排出过程与氧气的进入过程刚好相反。

 呼吸的全过程如下图:

    

 呼吸运动       扩散作用                扩散作用

                                        
                               外界      呼吸道      肺泡      肺部的     血液     

组织处的        组织氧的

       空气                毛细血管     循环               毛细血管        细胞

利用

                                                                 
     肺的通气       肺泡内的     气体在血液               组织里的

                                                       气体交换          中的运输                 

气体交换

           外呼吸                                              内呼吸

2. 内环境与四大系统在营养物质交换中的作用

   各种营养物质必须经消化系统的消化、吸收才能进入循环系统,然后经循环系统的运

   输才能到达组织细胞周围的组织液,接着扩散进入组织细胞。组织细胞代谢产生的废

   物,也必须先进入组织液,才能通过循环系统的运输后,借助呼吸系统或泌尿系统、
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   皮肤排出体外。

 

三、关于动物机体的内环境和稳态

   内环境是动物体内细胞直接生活的液体环境。它泛指细胞外液,即组织液、血浆和淋巴。

动物体内组织细胞直接浸润在细胞液中,从中获得营养物质和排出代谢废物,以使组织细

胞通过内环境与外界环境进行物质交换。内环境的性质(诸如温度、PH                             值、各种化合物含

量等)维持的相对性状的稳定状态就是稳态。

(1)从新陈代谢角度看,代谢是细胞和生物体各种物质和能量变化的总和,这些变化必然

会导致内环境中各种理化因子如              PH 值、温度、渗透压和各种化合物的含量等处于变化当中,

但是这种变动又不能超出一定范围,否则会导致代谢障碍、疾病,甚至危及生命,因此稳

态具有重要的意义。

(2)从生命活动调节角度看,维持内环境的稳态至关重要,主要有以下三种基本途径:

    ①  各种器官系统的协调活动,例如消化系统将营养物质摄入体内,泌尿系统将代谢

       废物排出体外,呼吸系统保障了细胞充足的                   O2 来源并且及时排出       C02 等等。

    ②  神经-体液调节,如当血液中            CO2 过高时,CO2   刺激呼吸中枢,引起呼吸活动加强,

       及时排出过多       CO2,实现 内环境中      O2 与 CO2 含量的相对稳定。

    ③  缓冲系统的作用,如血液中            H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4 等缓冲物质起到了维持

       血液   PH 稳定的作用。

(3)从酶的作用条件看,代谢是细胞酶促反应的总和,酶必须在适宜条件下才能发挥正常

的催化作用,如适宜的温度,适宜的                PH 值等,因此稳态是机体正常生命活动的必要条件。

经典例题

   例  1.下列关于内环境稳态的叙述中,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,机体的生命活动就会受到威胁

   解析:内环境稳态是一个相对稳定的状态,是一个动态的平衡,这种稳态是神经—体液

  —免疫共同调节,各种器官系统协调活动的结果。如果内环境不能维持稳态,生命活动

  必然受影响。

   答案:C
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解析:(1)直接与物质交换有关的系统为:呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统,

图中①、②、③依次需通过消化系统、呼吸系统和泌尿系统。在物质交换过程中起调节作

用的系统有神经系统和内分泌系统。

(2)人体的体液包括细胞外液和细胞内液,由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。

(3)细胞与内环境直接交换的④为养料和氧气,⑤为                      CO2 及 H2O、无机盐、尿素等废物。

(4)⑥可用简明短语表术为:体内细胞通过内环境与外界环境间接地进行物质交换。答案:

C

实践探究

一、选择题

 1. 酷暑季节,室外作业的工人应多喝

    A.盐汽水        B.核酸型饮料        C.蛋白型饮料      D.纯净水

 2.高等动物和人的内环境必须保持相对稳定。下列各项生理活动中,与内环境的稳态没有

   直接关系的是  

   A.通过汗和尿排泄废物          B.将食物残渣形成粪便排出体外

   C.血液运输氧和废物            D.血液中           CO2 增加,会使呼吸加快

 3.人体血浆中葡萄糖的含量仅能维持正常生理活动几分钟的需要。那么,在一定时间内,

    能使血糖基本维持在         0.1%左右的器官是…………

   A.大肠         B.胃          C.肝脏        D.骨骼肌

 4.“春捂秋冻”的意思是  …………………………………………

   A.秋冻能使身体健康                B.捂是要适应冷的环境

   C.帮助机体适应环境温度的变化       D.增加机体的产热抗冻能力
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5.稳态被破坏后,细胞新陈代谢会紊乱的根本原因是……………

    A.  温度条件不能满足细胞新陈代谢的正常要求   

    B.渗透压条件不能满足细胞新陈代谢的正常需要

    C.酸碱度条件不能满足细胞新陈代谢的正常要求  

    D.细胞内复杂的酶促反应受到严重影响

二、非选择题

6.下图是人体气体交换示意图,据图完成下列问题:


           
  (1)甲图表示的过程为                       。

  (2)健康人血浆     pH 的范围是                  。

    A.8~9  之间    B.7—8    之间    C.9~10    之间    D.等于      7

  (3)血管  B 内血浆的    PH         (填“>” “=”或“<”)血管          D 内血浆的   pH,其原因是

(用反应式说明)                                         

  (4)肺气肿病患者在肺部换气不足时,会引起酸中毒,其原因是                            

达标测评

一、选择题

  1.人在发高烧时,常常不思饮食,其根本原因是  

    A.消化道内的食物尚未消化         B.发烧使胃肠蠕动减弱

    C.体内的食物残渣排出受阻        D.高烧使酶的活性减弱

  2.下列关于内环境稳态调节的描述正确的是  

    A.所有稳态调节都有反射弧的参与       B.所有的稳态都是相对的

    C.所有稳态的形成都有许多系统参与     D.所有稳态调节的中枢都在大脑

  3.对维持内环境稳态起主要调节作用的系统是  

    ①   神经系统  ②内分泌系统  ③循环系统  ④运动系统  ⑤消化系统  ⑥呼吸系统

     ⑦泌尿系统  ⑧免疫系统

    A.①②③    B.④⑤⑥    C.①②⑧    D.③⑤⑥

  4.肾小管与其周围毛细血管之间水分的交换是通过渗透作用完成的。如果流经肾小管的
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原尿中葡萄糖浓度明显增高,并且不能完全被肾小管重吸收,那么最终排出的尿液量将会  

    A.增加        B.减少         C.不变         D.不确定

  5.下列各项中不属于影响内环境稳态的因素是  

    A.温度      B.酶      C.pH      D.渗透压

  6.小肠严重吸收不良的病人,采用静脉输入全营养液的方法提供营养,全营养液的成分

不能含有  

    A.蛋白质                      B.葡萄糖

    C. 无机盐和维生素               D. 氨基酸

  7.剧烈运动时,肌肉产生的大量乳酸进入血液,但不会引起血浆                           pH 发生剧烈的变化。

其中发挥缓冲作用的物质主要是  

  A.碳酸氢钠      B.碳酸       C.三磷酸腺苷      D.钾离子

8.稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,当稳态遭到破坏,必将引起

  A.酶促反应速率的加快                B.儿童患佝偻病

  C.细胞代谢紊乱                      D.成年人患肌无力病

二、非选择题

9.美国生理学家坎农提出了稳态维持机制的经典解释:内环境稳态是在                                           和        

共同作用下,通过机体的各种                       分工合作、协调统一而实现的。目前普遍认为机

体维持稳态的主要调节机制是:                                                。

10.下图是胰腺组织局部结构模式图,请据图回答:


                  

(1)A  液是            ,B    液是            ,C   液是                  。三者共同构

成了胰腺组织细胞生活的液体环境,这个液体环境称                     。

(2)CO2  不从毛细血管进入胰腺组织细胞的原因是                                       

。

拓展延伸

水果、蔬菜中往往含有一些碱性物质如碳酸钠。当食用这些食物时,碳酸钠进入血液后,

人体的即时反应是:
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(1)碳酸钠与血液中的____  __缓冲对发生作用,相应的反应式:__________            

__。

(2)所形成的___      ___通过____      __(器官)以___     ___的形式排出体外。

(3)因此,通过血液中缓冲物质的作用,使血液中的___     __维持在相对稳定状态。

轻松阅读

                             内环境及其稳态概念的由来与发展

    早在  1775 年,英国的一个实验生理学家             C.Blagden 曾以自己的身体进行试验,观察

到在空气干燥的条件下,人在             120℃室温下停留      15 分钟,体温仍可保持稳定,而在此温度

下,只需    13 分钟就可烤熟—盘牛肉。此后不久,另一名英国著名科学家                         J,Hunler 也报告

了他在不同情况下测量出了鼠、鸡、蛇、鱼、蛙等动物的体温与外界温度变化有关系,指

出高等动物在外界温度变动的情况下,具有完善的保持体温恒定的能力。这些研究正是内

环境稳定思想的萌芽。

    内环境(milieu interieur)概念的正式提出当推法国生理学家                 C.Bernard。1857  年,

他在一次讲座中指出:“有机体所表现的对外环境的独立性乃成于下述事实:在生物体内,

组织实际上并不直接接受外界环境的作用,而是被一种真正的内环境所防护着,这个内环

境主要由在体内循环的体液所组成”。Bernard                 在他最后的著作《普通生理学教程;动植

物共同的生命现象》中进一步指出,“内环境的稳定是自由和独立生活的首要条件。”

“所有的生命机制尽管多种多样,但只有一个目标,就是保持内环境中生活条件的稳定。”

Bernard 的这些精辟论述,一直被生理学所传颂。

    进入  20 世纪,随着实验生理学的发展,人们对内环境稳定的认识更趋明确。1929                             年,

英国生理学家      W.B.Can-non 在其著名论文《生理稳定的组织》中指出:“外界环境的变化

使生物体内部产生扰乱,正常情况下这种扰乱保持在很狭窄的范围内,因为系统内的自动

调整装置表现出作用,防止了大的波动,……保持身体内大部分稳定状态协调的生理反应

很复杂、很特殊,我建议用一个特殊的词来指出这种状态,这个词就是稳态

(homeostasis)”。后来    cannon 在其名著《身体的智慧》中再次明确了稳态的含义,“稳

态概念指的是一种状态,一种可变的,但又是相对恒定的一种状态”。

    对于内环境稳态是怎样实现的解释,19                世纪中叶,控制论的创始人,著名数学家

N.wiener 与生理学家      A.S.Rosebluth  等合作作出了确切的回答,他们指出“负反馈是

稳态得以保持的基本要素”。从而深化了人们对稳态的认识。

    在现代生物学和医学中,稳态概念已被大大扩展,它不仅仅指血液,组织液等内环境
                 中国现代教育网      www.30edu.com  全国最大教师交流平台

的稳定状态。1963      年在英国剑桥大学召开的一次关于稳态与反馈机制的生理学会议中,学

者们一致认为“在广义上,稳态包括了使有机体大多数稳定状态得以保持的那些协调的生

理过程”。“这一概念也能应用于细胞、器官系统、个体以及社会群体水平等不同的组织

层次。稳态可以从几毫秒到几百年。稳态的根本特性在于一些因素的相互作用/使在特定

的时间内保持特定的状态。”“稳态并不意味着没有变化,因为稳态是调节机制。

                          第 2 节  内环境稳态的重要性


 

 
 
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