高中人教版 (2019)第2节 内环境的稳态学案及答案

【标题】第2节　内环境的稳态

内环境的动态变化

1．模拟生物体维持pH的稳定

（1）实验原理：

通过比较自来水、缓冲液和肝匀浆中加入酸或碱后pH的变化，说明生物组织匀浆与缓冲液更类似，而与自来水不同，从而推测生物体是如何维持pH稳定的。

（2）方法步骤：

自来水

缓冲液、

肝匀浆、

不同生物

材料依次

进行实验、

缓冲液、

肝匀浆、

不同生物

材料依次

进行实验

缓冲液、

肝匀浆、

不同生物

材料依次

进行实验

2．人体内环境中也有很多缓冲对，其中最重要的是HC/H2CO3，其次还有HP/H2P等。当一定量的酸性或碱性物质进入后，内环境的pH仍能维持在一定范围内。

3．稳态

（1）变化原因：外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行。

（2）实例——体温变化

①正常情况下，不同人的体温，会因年龄、性别等的不同而存在着微小的差异。

②同一个人的体温在一日内也有变化，但一般不超过1 ℃。 

（3）尽管周围的气温波动范围较大，但健康人的体温始终接近37 ℃。 

（4）内环境稳态

①含义：正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。

②实质：健康人的内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中。

[预习反馈1]

在等量的下列液体中加入等量的盐酸或氢氧化钠稀溶液后，pH变化最大的是 （　A　）

A．自来水 B．肝匀浆

C．马铃薯匀浆 D．磷酸缓冲液

解析：自来水的pH是中性的，加入等量盐酸或氢氧化钠溶液后，pH变化最大，A正确；肝匀浆、马铃薯匀浆含有缓冲物质，加入等量盐酸或氢氧化钠溶液后与之发生中和反应，所以pH变化不大，B、C错误；在磷酸缓冲液中加入等量盐酸或氢氧化钠溶液后与之发生中和反应，所以pH变化不大，D错误。

对稳态调节机制的认识

内环境稳态的重要意义

1．实例：

（1）血糖浓度和血液中含氧量保持正常：保证机体正常的能量供应。

（2）温度、pH相对恒定：酶活性正常，细胞代谢正常。

2．意义：内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。

[预习反馈2]

内环境稳态的维持与人体健康有密切的关系。下图是人体内环境稳态概念图，据图回答有关问题。

（1）图①②分别代表组织液和内环境（或细胞外液）。

（2）正常人血浆的pH能保持相对稳定，与它含有HC/H2CO3（或HP/H2P）等缓冲对有关。

（3）一个人长时间发高烧，会出现全身乏力、食欲不振等症状，主要原因是体温过高使体内酶的活性下降。

（4）内环境渗透压稳态的意义是维持细胞正常的形态和功能。

（5）目前普遍认为，神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。

　　判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

1．人剧烈运动时，无氧呼吸产生的乳酸使血浆pH明显降低。 （　×　）

点拨：人剧烈运动时，无氧呼吸产生的乳酸会和血浆中的缓冲物质反应从而使血浆pH维持相对稳定，不会使血浆pH明显降低。

2．佝偻病与内环境的稳态失衡有一定的关系。 （　√　）

点拨：佝偻病患者体内缺乏Ca2＋，与内环境的稳态失衡有一定的关系。

3．内环境是机体细胞代谢的主要场所，外界环境变化稳定时，机体就能维持内环境的稳态，只要内环境保持稳态，人体一定健康。              （　×　）

点拨：细胞代谢的主要场所为细胞质基质，内环境保持稳态，人也有可能患病，如遗传病、传染病等。

4．人长时间在空调房间内易稳态失调。 （　√　）

点拨：人长期在空调房间内易引起“空调病”，这属于内环境稳态失调。

5．内环境的理化性质是恒定不变的。 （　×　）

点拨：内环境稳态是指内环境的成分和理化性质保持一种动态的平衡，而不是恒定不变的。

6．内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行。 （　√　）

7．人体pH的相对稳定主要依靠血液中的缓冲对，与其他器官或系统无关。 （　×　）

点拨：人体pH的相对稳定主要依靠血液中的缓冲对，与其他器官或系统也有关，如乳酸与碳酸钠反应生成的乳酸钠需通过泌尿系统排出。

疑难1　内环境稳态的调节与稳态失调

情境探究

高原反应即急性高原病，是人快速到达一定海拔高度后，身体为适应因海拔高度而造成的气压低、含氧量少等变化，而产生的自然生理反应。长期居住在平原地区的人快速进入海拔高度3 000米以上的地区时，就会有高原反应。由于氧分压降低，机体对低氧环境耐受性降低，从而造成缺氧，会由此引发头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等一系列症状。

问题

1．请结合内环境稳态想一想，人到达一定海拔高度后出现高原反应，说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系？

提示：说明外界环境可以影响内环境稳态，而内环境可以自我调节以减少外界对人体的影响，保持内环境的稳态不被破坏，但这种自我调节的能力是有限的。

2．机体正常时，内环境维持稳态。内环境维持稳态时，机体一定正常吗？

提示：内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件，机体正常时，内环境维持稳态；内环境维持稳态时，机体不一定正常，如植物人等。

【讲解1】维持内环境的稳态

（1）人体维持内环境稳态的能力是有一定限度的，外界环境变化过于剧烈或人体自身的调节功能出现障碍时，稳态会遭到破坏。

（2）实例

①肾是形成尿液的器官，当发生肾功能衰竭时，病人的水和无机盐等代谢紊乱，可出现全身水肿、尿素氮升高、呕吐等症状，即尿毒症。

②有人患肺气肿，体内的CO2不能及时排出，长期这样会使血浆的pH下降。

（3）神经—体液—免疫调节网络是机体维持内环境稳态的主要调节机制。

　　（4）实质：内环境的各种化学成分和理化性质都处于动态平衡中。

（5）影响内环境稳态的因素

①外因：外界环境因素的变化。

②内因：体内细胞不断进行的代谢活动。

　　【讲解2】稳态失调分析

（1）化学成分含量失衡

①血浆失水过多，可导致血浆渗透压升高。

②血浆蛋白含量降低，可出现组织水肿。

③代谢废物尿素等含量上升，可能导致尿毒症。

④O2缺乏，可导致乳酸中毒。

⑤血液中Ca2＋含量过低，哺乳动物可出现抽搐等症状；血液中Ca2＋含量过高，易导致肌无力。

⑥血糖平衡失调，可导致低血糖、糖尿病等。

（2）内环境理化性质失调

①pH失调，会导致酸中毒、碱中毒。

②渗透压失调，会导致细胞形态、功能异常。

③体温失调，会导致发烧等。

（3）实例分析

①人在发高烧的状态下，内环境发生一系列变化，导致体内的各种反应出现紊乱，于是机体功能发生异常。发热时的主要症状大部分集中在中枢神经系统，病人感觉头疼、头晕并伴随嗜睡等症状，同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。

②人在大量出汗或严重腹泻时，体内丢失了大量的水分和无机盐，渗透压平衡遭到破坏。当大量饮水后，内环境渗透压变小，内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞，造成细胞吸水膨胀，进一步导致细胞代谢和功能紊乱。严重时会出现疲倦、周身不适、表情淡漠、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。

③如果某人较长时间没有进食，会出现四肢无力、头晕眼花等症状，这是由血糖来源缺乏造成血糖含量过低，从而引起的低血糖症状。

④如果某人因呼吸道阻塞、肺膨胀不全或肺水肿等，导致二氧化碳排出受阻，会造成呼吸性酸中毒。

[例题1]内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。对此解释不正确的一项是 （　B　）

A．稳态一旦失调，细胞代谢必将紊乱

B．稳态一旦失调，血糖浓度必将下降

C．内环境渗透压一旦高于正常值，细胞必将失水

D．pH和温度一旦超出适宜范围，酶活性必将下降

解析：内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件，稳态一旦失调，必将引起代谢紊乱，血糖浓度可能下降，也可能上升，A正确，B错误；在正常情况下，内环境的各项理化性质在一定范围内波动，维持相对稳定的状态，C、D正确。

　　[例题2]下列有关人体内环境及其稳态的描述，正确的是 （　A　）

A．内环境稳态遭到破坏将引起细胞代谢紊乱

B．在炎热的夏季，人的体温会大幅度升高

C．氧气、抗体、血红蛋白都出现在细胞外液中

D．在正常情况下，内环境的各项理化性质是保持不变的

解析：内环境动态变化的原因是随着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在不断发生改变，当内环境的稳态遭到破坏时，必将引起细胞代谢紊乱，A正确；温度属于内环境的理化性质，正常情况下，机体在神经—体液—免疫调节网络的作用下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一维持体温的相对稳定，故在炎热的夏季，人的体温不会大幅度升高，B错误；血红蛋白存在于红细胞内，一般情况下，不出现在细胞外液中，C错误；在正常情况下，内环境的各项理化性质是保持动态平衡的，而不是保持不变的，D错误。

疑难2　模拟维持生物体pH稳定的分析

情境探究

“酸碱体质”可以说是一条流传甚广的“伪科学理论”，它会根据食物在体内的代谢产物对体液酸碱度的影响，简单地将食物分为“酸性食物”和“碱性食物”。但实际上，一种食物往往含有多种化学成分，它们经过消化、吸收、代谢之后也会产生多种不同化学性质的代谢产物。这些产物有的呈酸性，有的呈碱性，还有很多呈中性。不能随意根据一种代谢产物来认定原来食物的酸碱性。人体内酸碱处于平衡状态，无法通过饮食调节。事实上，人体的消化系统、泌尿系统和呼吸系统等能够控制酸碱平衡，同时血液中有很多缓冲对，它们组成了身体内部的酸碱缓冲系统。在正常人体内，酸碱度能够维持相对稳定。

问题

1．通过阅读材料可知，我们吃的食物经代谢后会产生一些酸性或碱性的物质，这些物质进入内环境会使生物体的pH发生显著变化吗？为什么？

提示：不会。人体的消化系统、泌尿系统和呼吸系统等能够控制酸碱平衡，同时血液中有很多缓冲对，它们组成了身体内部的酸碱缓冲系统。在正常人体内，酸碱度能够维持相对稳定。

2．人体内的缓冲对包括什么？它们主要存在于哪里？

提示：HC/H2CO3、HP/H2P等；血浆、组织液、淋巴液。

3．缓冲对调节pH是发生在内环境中的吗？

提示：缓冲对主要存在于血浆、组织液、淋巴液中，缓冲对调节pH主要发生在内环境中。

【讲解1】缓冲对相关内容

（1）概念：人体内环境中有许多对酸碱度起缓冲作用的物质，也叫缓冲对，如HC/H2CO3、HP/H2P等。

（2）作用：使内环境的酸碱度不会发生很大变化，从而维持相对稳定。

（3）调节机制：

　　【讲解2】实验注意问题

（1）加入酸或碱时，一定要一次只加一滴，并严格控制滴数。

（2）HCl和NaOH均有腐蚀性，避免其与皮肤和眼睛接触，也不要入口。

（3）实验过程中，多次出现了“充分冲洗烧杯”的要求，但目的不同。检测碱对pH的影响前“充分冲洗烧杯”是为了避免残留的HCl与NaOH反应而使实验现象不明显。更换实验材料前“充分冲洗烧杯”主要是为了防止不同的实验材料混合，影响实验结果。

（4）至少选择两种生物材料进行实验。

（5）绘制pH变化曲线时一定要用不同颜色的笔或用实、虚线标明。

[例题3]下列关于人在剧烈运动时生理变化过程的描述，正确的是 （　C　）

A．大量失钠，对细胞外液渗透压的影响小于细胞内液

B．无氧呼吸产生的乳酸进入血液，血浆由弱碱性变为弱酸性

C．剧烈运动时，血浆pH仍保持相对稳定，这与HC、HP等离子有关

D．剧烈运动后，机体会流失大量水分，可通过大量饮水补充水分

　　解析：钠离子主要存在于细胞外液，大量失钠，对细胞外液渗透压的影响大于细胞内液，A错误；无氧呼吸产生的乳酸进入血液，血浆中的缓冲物质会维持pH基本稳定，B错误；血浆中缓冲物质主要包括HC/H2CO3、HP/H2P，剧烈运动时，无氧呼吸产生的乳酸进入血浆，某些缓冲物质和乳酸反应，产物通过呼吸系统和泌尿系统排出体外，C正确；剧烈运动后，机体会流失大量水分和无机盐，大量饮水会使细胞外液渗透压下降，进而影响人体正常生理功能，应适量补充淡盐水，D错误。

一、单项选择题

1．在维持内环境稳态上不起作用的是 （　D　）

A．肝脏根据体内需要增加或减少释放入血液中的葡萄糖量

B．肺根据需要按一定速率呼出CO2和吸入O2

C．肾脏不断地把代谢终产物排出体外

D．红骨髓源源不断地产生新的血细胞

解析：血细胞不属于内环境的组成成分，故其变化与内环境稳态无直接关系。

2．

右图表示人体中部分体液的关系图，则下列叙述正确的是 （　C　）

A．过程2、3受阻时，会引起组织水肿

B．乙表示细胞内液

C．淋巴细胞可以存在于丙液中

D．丁液中O2浓度比甲液中高

解析：据图分析，甲为组织液，乙为血浆，丙为淋巴液，丁为组织细胞内液，当1、5受阻时，会引起组织水肿。气体的扩散是从高浓度到低浓度，组织细胞内液中O2浓度应该比组织液中低。

3．下表是某人的血液检测报告，依据检测报告对某人健康作出的相关判断中，正确的是 （　A　）

①肝功能可能有损伤　②肾滤过作用有障碍

③蛋白质代谢受阻　④高密度脂蛋白合成量较低

A．②④ B．①③ C．①③④ D．①②③④

解析：由于肝细胞是合成尿素的主要场所，尿素含量偏高，和肾滤过作用有障碍有关，①错误，②正确；由于血清总蛋白含量正常，所以机体的蛋白质代谢正常，③错误；高密度脂蛋白的作用是将血浆中的胆固醇运回肝脏进行代谢，所以血浆中高密度脂蛋白合成量较低，会导致血浆中胆固醇含量偏高，④正确，故选A。

二、不定项选择题

4．下列叙述不正确的是 （　ABC　）

A．所有生物与外界进行物质交换都是通过内环境来实现的

B．代谢废物完全由泌尿系统排出

C．O2从红细胞进入组织细胞中发挥作用的部位至少要经过4层生物膜

D．内环境从外界得到营养物质要通过消化系统、呼吸系统、循环系统等结构

解析：单细胞生物可以直接与外界环境进行物质交换，A错误；部分代谢废物通过泌尿系统排出体外，B错误；O2从红细胞进入组织细胞中发挥作用的部位至少要经过6层生物膜（红细胞1层膜、毛细血管壁细胞2层膜、组织细胞1层膜和线粒体2层膜），C错误；内环境从外界得到营养物质要通过消化系统、呼吸系统、循环系统等结构，D正确。

三、非选择题

5．如图是高等动物体内细胞与外界进行物质交换的示意图。

（1）图中虚线内物质总称为内环境，其中A代表血浆，B代表组织液，C代表淋巴液。

（2）填写图中D、E系统的名称：D消化系统；E泌尿系统。

（3）从图中可以看出，维持内环境渗透压的Na＋和Cl－以及葡萄糖、氨基酸等物质进入内环境要经过消化系统、循环系统。

（4）体内细胞产生的代谢废物如尿素，从内环境排出体外要经过循环系统、泌尿系统。而CO2的排出则要经过循环系统、呼吸系统。