高中生物第2节 内环境的稳态学案设计

第2节　内环境的稳态

一、内环境的动态变化

1．原因

(1)外因：外界环境的变化。

(2)内因：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微小差异。

(2)同一个人的体温在一日内也有变化，但变化幅度一般不超过1 ℃。

3．稳态

(1)概念：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：健康人内环境的每一种成分和理化性质都是不断变化的，但都处于一定的范围内。

二、对稳态调节机制的认识

1．维持内环境稳态的基础：人体各器官、系统协调一致地正常运行。

2．对稳态调节机制的认识

3．人体维持稳态的调节能力特点：有一定限度。

4．稳态遭破坏的原因

(1)外界环境的变化过于剧烈；

(2)人体自身的调节功能出现障碍。

三、内环境稳态的重要意义

1．内环境稳态形成的原因

细胞代谢是由细胞内众多复杂的化学反应组成的，完成这些反应需要各种物质和条件。

2．实例

3.意义

内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．内环境的稳态就是内环境的成分和理化性质恒定不变。 (　　)

2．当稳态遭到破坏时，可导致疾病发生。 (　　)

3．稳态是由神经调节、体液调节共同完成的。 (　　)

4．人体剧烈运动后，由于无氧呼吸产生乳酸，使血浆pH明显降低。                             (　　)

5．人体腹泻引起体液中水和蛋白质大量丢失。 (　　)

提示：1.×　内环境的稳态体现在内环境的成分和理化性质处于动态平衡中。

2．√

3．×　稳态是指正常机体通过神经－体液－免疫调节，使各器官、系统协调活动，共同维持内环境相对稳定的状态。

4．×　人体剧烈运动后，产生的乳酸与血浆中的缓冲物质NaHCO3发生反应，使血浆pH基本不变。

5．×　人体腹泻时会引起水和无机盐的大量丢失。

　人体血浆pH稳态的维持

1．维持原因：血浆中存在缓冲物质，如HCO/H2CO3、HPO/H2PO。

2．维持机制

(1)HCO/H2CO3维持pH稳态的机制

①较多乳酸进入血液时，会发生以下变化：

C2H4OHCOOH(乳酸)＋NaHCO3―→

C2H4OHCOONa(乳酸钠)＋H2CO3；

H2CO3―→H2O＋CO2。

CO2可由肺排出体外，缓冲了体内产生的过多乳酸，下图为该过程的图解。

②碱性物质(如Na2CO3)进入血液时，会发生以下变化：

Na2CO3＋H2CO3―→2NaHCO3。

过多的NaHCO3可由肾排出，从而缓冲了内环境的碱性变化。

(2)HPO/H2PO维持pH稳态的机制

1．(不定项)在剧烈运动时，血浆中乳酸大量增加而pH基本不变。对此现象的解释，正确的是(　　)

A．血浆是一种缓冲溶液体系

B．乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3

C．H2CO3分解生成的CO2可经呼吸系统排出

D．大量乳酸进入血液后，马上被稀释或被彻底分解

ABC　[血浆是一种缓冲溶液体系，含有缓冲物质；过多的乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3；H2CO3分解生成的CO2可经呼吸系统排出；大量乳酸进入血液后与血液中的碳酸氢钠发生反应，产生乳酸钠和碳酸，而不是马上被稀释或被彻底分解。]

2．人在剧烈运动后会感到肌肉酸痛，但休息一段时间后，酸痛会消失。酸痛的变化与运动前后血浆中pH变化有关，尝试在题图中绘出血浆pH变化曲线。

提示：

　内环境稳态及其调节

1．人体各器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。

(1)直接参与的器官与系统

①消化系统：消化道消化道毛细血管。

②呼吸系统：肺泡肺部毛细血管。

③泌尿系统：血管肾脏形成尿液。

④循环系统：由上述内容可看出血液是所有生命活动的中转站，它的成分能充分反映机体的健康状况。

(2)间接参与调节稳态的系统：神经系统、内分泌系统和免疫系统。

2．人体维持内环境稳态的能力是有一定限度的。

稳态遭破坏的原因

3．内环境稳态失调归纳

(1)理化性质失调：①pH失调——酸中毒、碱中毒。酸碱度的偏高或偏低均会影响酶的活性，使细胞代谢紊乱；②渗透压失调(如呕吐等)——细胞形态、功能异常；③体温失调——温度偏高或偏低会影响酶的活性，使细胞代谢紊乱。

(2)内环境中的化学成分含量失衡：①失水过多，可导致血浆渗透压升高；②血浆中蛋白质含量降低，可出现组织水肿；③代谢废物含量升高，可导致尿毒症；④O2缺乏，如缺铁性贫血，可导致乳酸中毒；⑤血浆中Ca2＋过低，可出现抽搐现象；⑥血糖平衡失调——低血糖、糖尿病等。

如表是某中年男子血液化验单中的部分数据，分析并探究以下问题：

(1)由表中数据可推测该男子可能患有何种疾病？

提示：该男子可能患有糖尿病、高血脂、高血压。

(2)每种成分的正常参考值是一个范围，这说明内环境的理化性质有什么特点？

提示：内环境的理化性质不是恒定不变的，而是在一定范围内波动。

3．内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件。下列叙述错误的是(　　)

A．内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介

B．内环境失衡可能会影响机体的正常生命活动

C．内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行

D．内环境是新陈代谢的主要场所，其稳态具有重要意义

D　[多细胞生物体中，细胞大多通过内环境与外界环境进行物质交换，A项正确。内环境保持相对稳定是机体进行正常生命活动的基础，内环境失衡可能会引起相应的疾病，如体温过高会影响酶的催化功能，造成消化不良和代谢紊乱等，B项正确。新陈代谢过程中酶促反应的正常进行需要适宜的温度、pH等条件，因此内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行，C项正确。新陈代谢的主要场所是细胞质基质，不是内环境，D项错误。]

4．关于稳态的实现，下列叙述正确的是(　　)

A．血液中的缓冲物质可以调节血浆pH，不需要神经系统的参与

B．肾脏不时地排出内环境中多余的尿素、无机盐、水等

C．只有人体自身的调节功能出现障碍时，内环境的稳态才会遭到破坏

D．免疫系统是机体的防御系统，不参与内环境稳态的调节

B　[血浆的pH变化与神经—体液调节有关，如当血浆pH降低时，可以通过神经调节使呼吸运动加强，排出体内过多的二氧化碳，A项错误；外界环境的剧烈变化也会导致人体内环境的稳态遭到破坏，C项错误；神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制，D项错误。]

肾脏有三大基本功能

(1)生成尿液、排出代谢废物。机体在新陈代谢过程中会产生多种废物，绝大部分废物经肾脏产生尿液排出体外。

(2)维持内环境的稳定。肾脏通过形成尿液，排出体内多余的水分，调节酸碱平衡，维持内环境的稳定。

(3)内分泌功能。可分泌肾素、前列腺素等多种激素。

资料1：下图是某正常人与其父母的体温日变化曲线。

资料2：下表是某人血液生化六项的检查化验单。

通过对坐标图中正常人日变化曲线和表格中生化六项指标参考范围的分析，认同正常人体内环境的每一种化学成分与理化性质都处于动态平衡中，从而形成稳态与平衡观。

1．通过资料1你能得出哪些结论？(生命观念)

提示：(1)正常人的体温并不是一个固定值，而是一个温度范围，一般不超过1℃；而且，同一个人的体温随昼夜变化也不同。(2)不同年龄的人的体温有微小的差异，一般青年人高于老年人；不同性别的人的体温也有微小的差异，一般女性高于男性。

2．为什么资料2中每一项成分的正常参考值都是一个范围？(生命观念)

提示：内环境中的各种化学成分不是固定不变的，而是在一定范围内波动，且不同个体存在一定的差异。

3．结合人体的各种系统理解内环境稳态的调节机制。(生命观念)

提示：与内环境稳态直接相关的系统是呼吸系统、消化系统、泌尿系统和循环系统；起调节作用的系统是神经系统、内分泌系统和免疫系统；各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。因此，维持稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节网络。

[课堂小结]

1．(2021·河北唐山高二上期中)下列各项中，不属于内环境稳态实例的是   (　　)

A．人体的体温维持在37 ℃左右

B．血浆pH维持在7.35～7.45

C．血糖的浓度保持在正常范围内

D．细胞核中DNA含量相对稳定

D　[体温(理化性质)、血浆pH(理化性质)、血糖(化学成分)浓度都属于内环境稳态的范畴，细胞核位于细胞内，因此，细胞核中DNA含量相对稳定不属于内环境稳态的实例。]

2．某同学以清水、缓冲液和血浆为实验材料进行“探究血浆是否具有维持pH相对稳定的功能”的实验，实验结果如图所示。下列相关叙述中，错误的是   (　　)

A．起对照作用的是清水组和缓冲液组

B．所得结果不合理的是清水组

C．该实验结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的

D．图中的结果表明缓冲液组维持pH稳定的能力强于血浆组

D　[本实验探究的是血浆是否具有维持pH相对稳定的功能，所以血浆组为实验组，清水组和缓冲液组为对照组，A正确；加入HCl后，清水组的pH应降低，B正确；从坐标曲线中可以看出，当加入的HCl超过一定量后，血浆组不能继续维持pH的相对稳定，说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有一定限度的，C正确；从坐标曲线中可以看出，缓冲液组的曲线较血浆组先下降，所以缓冲液组维持pH相对稳定的能力弱于血浆组，D错误。]

3．下列关于内环境稳态调节的描述，正确的是(　　)

A．所有的稳态都是相对的

B．所有稳态的维持都需要神经—体液—免疫调节

C．所有稳态的形成都有许多系统直接参与

D．内环境稳态不受外界环境影响

A　[内环境稳态是指细胞外液的理化性质和化学成分都处于动态平衡中，而不是恒定不变，所以说稳态是相对的，A正确；稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节网络，但并不是每一项理化性质或化学成分的稳定都需要神经—体液—免疫调节，B错误；稳态的形成需要多种器官和系统协调运行，但并不一定有多种系统直接参与，C错误；内环境的稳态会受外界环境因素变化和体内细胞代谢活动的影响，D错误。]

4．下列有关内环境稳态的叙述，错误的是(　　)

A．稳态有利于酶促反应的正常进行

B．由内环境化学成分的变化可推知某种疾病的发病风险

C．当稳态遭到破坏时，可能导致疾病发生

D．当内环境的化学成分稳定时，人一定不会发生疾病

D　[内环境稳态包括理化性质的相对稳定和化学成分的相对稳定，其中温度、pH以及某些离子等化学成分保持相对稳定有利于保持酶的活性，使酶促反应正常进行，A正确；内环境中化学成分的相对稳定需要各器官、系统的协调运行来维持，如果某种化学成分含量异常，则说明相应器官功能异常，某种疾病发病风险增大，B正确；稳态遭到破坏必将引起代谢紊乱，严重时会引起疾病，C正确；内环境化学成分稳定时人也可能患病，因为有些疾病并不是由内环境化学成分变化引起的，比如白化病等遗传病，D错误。]

5．如图是内环境稳态与各系统的功能联系示意图，请据图回答下列相关问题。

(1)CO2不能从组织液进入组织细胞的原因是                          

                                                              。

(2)病人呼吸受阻，导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸进入血液后，会使血液pH        ，但血液中的缓冲对能使血液的pH维持相对稳定，其中最重要的缓冲对是                         。

(3)内环境相对稳定，除了图中所示的器官、系统的协调活动外，还必须在

                             的调节下进行。

(4)外界中的O2进入红细胞，至少共穿过             层生物膜。

[解析]　(1)CO2通过自由扩散的方式从高浓度向低浓度运输，组织细胞内的CO2浓度高于组织液，所以CO2不能从组织液进入组织细胞。(2)病人呼吸受阻，导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸进入血液后，会使血液pH降低，但血液中的缓冲对(其中最重要的是HCO/H2CO3)能使血液的pH维持相对稳定。(3)内环境相对稳定是在神经—体液—免疫调节网络下，通过各个器官、系统的协调活动完成的。(4)外界中的O2进入红细胞，要穿过肺泡壁一层细胞(2层膜)，再穿过毛细血管壁一层细胞(2层膜)，最后进入红细胞(1层膜)，所以至少共穿过5层生物膜。

[答案]　(1)组织细胞内的CO2浓度高于组织液中的CO2浓度，而CO2以自由扩散的方式进出细胞　(2)降低　HCO/H2CO3　(3)神经—体液—免疫调节网络　(4)5