学案内环境的稳态

6/6内环境的稳态【学习目标】1．说明内环境稳态及其生理意义。2．尝试解释生物体维持PH稳定的机制；简述稳态的调节机制。3．模拟生物体维持PH的稳定。4．关注相关健康问题，增强自我保健并关爱他人的意识。【学习重点】内环境稳态及其调节机制。【学习难点】内环境稳态的调节机制。【学习过程】【第一课时】一、内环境的动态变化（一）内环境的各种化学成分和理化性质不断发生变化。（二）探究与实践：模拟生物体维持PH的稳定1．加入HCl或NaOH后PH的变化来说，肝匀浆更像自来水还是更像缓冲液？2．缓冲液的PH变化为什么与自来水的不同？3．方法步骤9中所用到的生物材料与肝匀浆的实验结果类似吗？4．请根据模拟实验的结果，尝试对机体维持PH稳定的机制进行解释。内环境的其他化学成分和理化性质也维持在一定的范围内吗？以人体的体温为例：正常情况下，不同人的体温，会因_______、_______等的不同而存在微小差异；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_____℃；尽管气温波动范围较大，但健康人的体温始终接近_______℃。稳态：正常机体通过调节作用，使各个_______、_______协调活动，共同维持内环境的___________状态叫做稳态。二、对稳态调节机制的认识（一）人体各器官系统协调一致的运行，是维持______________的基础。思考毒症与内环境稳定失调有何关系？你知道如何治疗尿毒症吗？（二）机体内各个器官、系统为什么能保持协调机制？1857年，法国著名生理学家_______提出：内环境保持稳定主要是依赖__________的调节。1926年，美国著名生理学家_______提出：内环境的稳态是在_______调节和_______调节的共同作用下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。稳态不是恒定不变，而是一种_______的平衡。目前普遍认为：★_____________________调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。（三）思考、讨论、分析内环境稳态失调的实例1．你有过发高热的经历吗？谈谈高热最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施？2．严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境的渗透压可能会出现什么变化？3．援藏的技术人员到青藏高原后常会出现头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状，为什么？这说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系？4．人体维持稳态的调节能力是______________的。三、内环境稳态的重要意义（一）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_______和_______。（二）正常的血糖浓度和血液中的含氧量，能为细胞代谢提供______________。（三）适宜的温度和PH等能保证_______正常地发挥催化作用。（四）重要意义：内环境稳态是机体进行正常生命活动的_______条件。四、稳态概念的发展（一）不同层次的生命系统都存在着类似内环境稳态的特性。1．_______水平：基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等。2．_______水平：细胞的分裂和分化的稳态等。3．_______水平：心脏活动的稳态（血压、心率）、消化腺分泌消化液的稳态等。4．_______水平：种群数量的变化存在稳态、生态系统的结构和功能也存在稳态等。【课堂作业】1．下列关于稳态的叙述，错误的是()A．稳态主要是机体通过消化、呼吸、循环系统共同维持的。B．正常情况下内环境的各项理化指标都在一定范围内波动。C．稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节。D．体内多对缓冲物质对维持体液PH相对稳定具有重要作用。2．右图表示内环境稳态的部分调节机制。下列表述错误的是()A．内环境稳态的调节机制有神经调节、体液调节和免疫调节等。B．血浆渗透压的大小主要取决于血浆中无机盐和蛋白质的含。量C．内环境由血液、组织液和淋巴组成。D．细胞不仅仅依赖于内环境，还参与内环境的形成和维持。3．取甲、乙两个试管，向甲试管内加入血浆，乙试管内加入等量的蒸馏水，用PH试纸检测；然后，向甲、乙试管内各滴入等量的几滴盐酸或NaOH溶液，摇匀后，再用PH试纸检测。下列关于此实验的过程和结果的分析，不正确的是()A．“等量”是对照实验中对无关变量的要求，在这种条件下，实验结果才可靠。B．“摇匀”使酸性或碱性物质与试管中的血浆或蒸馏水充分混合，确保PH试纸检测结果的准确性。C．结果是甲试管中血浆PH变化不明显，乙试管中蒸馏水的PH变化明显。D．血浆中有缓冲物质，加入酸或碱后，PH恒定不变。【第二课时】一、内环境的动态变化（一）内环境的各种化学成分和理化性质不断发生变化。探究与实践：模拟生物体维持PH的稳定1．就加入HCl或NaOH后PH的变化来说，肝匀浆更像自来水还是更像缓冲液？肝匀浆加入HCl或NaOH后PH的变化更像缓冲液。2．缓冲液的PH变化为什么与自来水的不同？缓冲液加入少量酸或碱后，PH变化不明显，原因是磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4，其中NaH2PO4呈酸性，当加入少量NaOH时，可以中和OH-；NaH2PO4呈碱性，当加入少量HCl时，可以中和H+。水溶液则不同，加入酸或碱后，PH变化明显。3．方法步骤9中所用到的生物材料与肝匀浆的实验结果类似吗？类似。4．请根据模拟实验的结果，尝试对机体维持PH稳定的机制进行解释。机体内环境中含有缓冲对HCO3-/H2CO3、HPO42-/H2PO4-等，它们能够对酸和碱起缓冲作用。除此以外，机体还可以通过对生理活动进行调节来维持PH稳定。例如，当剧烈运动时，肌肉中会产生大量的乳酸和H2CO3。乳酸进入血液后，可与血液中的NaHCO3发生作用，生成乳酸钠和H2CO3。H2CO3是一种弱酸，可以分解成CO2和H2O。血液中的CO2增多会刺激呼吸中枢，使呼吸运动增强，增加通气量，从而将CO2排出体外，所以对血液的PH影响不大。当乳酸钠进入血液后，与血液中的H2CO3发生作用，形成碳酸氢盐，过多的碳酸氢盐可以由肾排出，这样由于血液中缓冲物质及机体的调节作用，血液的酸碱度不会发生很大的变化。5．内环境的其他化学成分和理化性质也维持在一定的范围内吗？以人体的体温为例：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；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℃；尽管气温波动范围较大，但健康人的体温始终接近37℃。稳态：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叫做稳态。二、对稳态调节机制的认识（一）人体各器官系统协调一致的运行，是维持内环境稳态的基础。1．思考尿毒症与内环境稳定失调有何关系？你知道如何治疗尿毒症吗？尿毒症是机体内环境稳态失调引发的病症。当某种原因导致肾功能衰竭时，则形成的尿液不足，代谢产物不能排出体外，致使大量含氮废物及其他毒性物质在体内堆积，水电解质代谢及酸碱平衡紊乱，机体内环境的稳态遭到破坏，由此所引起的自身中毒和产生的综合症状称为尿毒症。治疗尿毒症的方法主要有血液透析、腹膜透析和肾移植。血液透析是将患者的血液经血管通路引入透析机，在透析机中透过透析膜与透析液之间进行物质交换，以排出血液中的代谢废物。每周需治疗2～3次，每次4～5h。腹膜透析是在腹腔中置一个导管，将腹透析液灌入腹腔，靠腹膜的半透膜性质，使血液与腹透析液间进行物质交换，以排出体内毒素。透析液每日置换4～6次，替代肾维持生命。肾移植是尿毒症的根治疗法，如果成功，病人的生活质量将明显改善，能像正常人一样生活，但移植后必须长期服用免疫抑制剂，以降低病人出现的排斥反应。由于肾源不足，供体短缺已成为限制肾移植的重要因素。2．机体内各个器官、系统为什么能保持协调机制？1857年，法国著名生理学家贝尔纳提出：内环境保持稳定主要是依赖神经系统的调节。1926年，美国著名生理学家坎农提出：内环境的稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。稳态不是恒定不变，而是一种动态的平衡。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（二）思考、讨论、分析内环境稳态失调的实例1．你有过发高热的经历吗？谈谈高热最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施？正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度，发高烧时，各种酶的活性发生变化，代谢紊乱，机体功能异常。发热时的症状大部分集中在中枢神经系统，病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡等，同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。发热时机体处于一种明显的分解代谢过旺的状态，持续高热必定引起器官的功能负荷加重，有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。对于6个月至4岁的幼儿来说，持续高热容易发生惊厥，相当数量的患儿由此出现脑损伤，如智力落后、甚至癫痫，因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。2．严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境的渗透压可能会出现什么变化？内环境渗透压会降低。当内环境渗透压降低时，内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞内，造成细胞吸水肿胀，进一步导致细胞代谢和功能紊乱。严重时人体会出现疲倦、全身不适、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。3．援藏的技术人员到青藏高原后常会出现头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状，为什么？这说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系？高原空气稀薄，大气压和氧分压低，易造成体内缺氧。这说明外界环境的变化会影响内环境的稳态。若外界环境变化不剧烈，并且机体代偿机制良好，内环境的波动较小，仍能维持稳态；若外界环境变化剧烈，机体代偿机制不好，内环境稳态将受到破坏，就会影响身体健康。4．人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。三、内环境稳态的重要意义（一）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。1．正常的血糖浓度和血液中的含氧量，能为细胞代谢提供充足的反应物。2．适宜的温度和PH等能保证酶正常地发挥催化作用。3．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。四、稳态概念的发展（一）不同层次的生命系统都存在着类似内环境稳态的特性。1．分子水平：基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等。2．细胞水平：细胞的分裂和分化的稳态等。3．器官水平：心脏活动的稳态（血压、心率）、消化腺分泌消化液的稳态等。4．群体水平：种群数量的变化存在稳态、生态系统的结构和功能也存在稳态等。【课堂作业】1．下列关于稳态的叙述，错误的是()A．稳态主要是机体通过消化、呼吸、循环系统共同维持的。B．正常情况下内环境的各项理化指标都在一定范围内波动。C．稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节。D．体内多对缓冲物质对维持体液PH相对稳定具有重要作用。2．右图表示内环境稳态的部分调节机制。下列表述错误的是()A．内环境稳态的调节机制有神经调节、体液调节和免疫调节等。B．血浆渗透压的大小主要取决于血浆中无机盐和蛋白质的含量。C．内环境由血液、组织液和淋巴组成。D．细胞不仅仅依赖于内环境，还参与内环境的形成和维持。3．取甲、乙两个试管，向甲试管内加入