-新教材高中生物第1章人体的内环境与稳态第2节内环境的稳态学案新人教版选择性必修

PAGEPAGE11内环境的稳态新课程标准核心素养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．关注相关健康问题，增强自我保健并关爱他人的意识。1.生命观念——理解内环境的稳态，认同生命系统的开放性、整体性及动态平衡等特点。2．社会责任——分析人体稳态失调的实例，养成自我保健的意识和习惯，关注人体健康。3．科学探究——通过模拟实验，探究生物体维持pH稳定的原理，培养科学探究精神。知识点(一)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,))内环境的动态变化1．内环境动态变化的内容和原因(1)变化的内容：内环境的各种化学成分和理化性质。(2)变化原因eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(外因：外界环境的变化,内因：体内细胞代谢活动的进行))2．模拟生物体维持pH的稳定(1)实验原理本实验采用对比实验的方法，通过向自来水、缓冲液(如HPOeq\o\al(2－,4)/H2POeq\o\al(－,4)等溶液，在加入酸或碱时，能使pH的变化减弱)、肝匀浆中加入酸或碱溶液引起的pH不同变化，说明生物体内液体环境与缓冲液相似而不同于自来水，从而说明生物体pH相对稳定的机制。(2)实验步骤①画记录表：设计一表格来记录实验结果②测自来水pH的变化③充分冲洗烧杯，用缓冲液代替自来水，重复②中步骤，记录结果。④充分冲洗烧杯，用肝匀浆代替自来水，并重复②中步骤，记录结果。⑤根据所得数据，以酸或碱的滴数为横坐标，以pH为纵坐标，画出各次实验中pH变化的曲线。⑥尝试用不同生物材料(如动物血浆、用2～5倍水稀释的鸡蛋清或马铃薯匀浆)代替肝匀浆完成实验。(3)实验结果与结论材料图示结果自来水滴加HCl后，自来水pH逐渐减小；滴加NaOH溶液后，自来水pH逐渐增大缓冲液在一定的范围内，无论滴加HCl还是NaOH溶液，缓冲液的pH均保持相对稳定生物材料在一定的范围内，无论滴加HCl还是NaOH溶液，生物材料的pH均保持相对稳定结论生物材料的性质类似于缓冲液而不同于自来水，说明生物材料内含有缓冲物质，能够维持pH的相对稳定3．内环境稳态(1)内容：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：内环境的化学成分和理化性质的动态平衡。(1)内环境稳态变化的原因是外界环境的变化(×)(2)内环境中有许多缓冲对，如HCOeq\o\al(－,3)/H2CO3、HPOeq\o\al(2－,4)/H2POeq\o\al(－,4)等，在一定范围内可以维持内环境的pH稳定(√)(3)剧烈运动时，肌肉有酸疼感，血浆的pH基本不变(√)(4)内环境的变化不会引起机体自动调节器官和系统的活动(×)(5)外界环境变化不大时，机体一定能维持内环境的稳态(×)(6)内环境的稳态就是内环境的成分和理化性质恒定不变(×)1．(生命观念)某人体检时其血糖、血脂和血压等方面都相对正常，能否说明此人的内环境一定保持相对稳定？请说明理由。提示：不能，内环境稳态包括组成内环境的各种化学成分和渗透压、酸碱度、温度等各种理化指标都保持相对稳定的状态，此人的血糖、血脂和血压等方面都相对正常，并不能说明其他方面都正常。2．(科学探究)通过“探究模拟生物体维持pH相对稳定”的实验，分析实验结果、解释现象。(1)该实验过程中滴加酸或碱时应注意哪些问题？提示：①加入酸或碱时，要一滴一滴地加入，并严格控制滴数。②HCl和NaOH均有腐蚀性，要避免其与皮肤和眼睛接触。③冲洗烧杯一定要充分，否则将影响实验结果。④至少选两种生物材料进行实验。⑤加入酸或碱后要待其稳定后再测pH。(2)以下是某小组完成“模拟生物体维持pH的稳定”实验后得到的实验结果：请分析回答下列问题：①本实验中甲组(自来水)和乙组(缓冲液)起什么作用？两者所起的作用完全一样吗？提示：均起对照作用；不完全一样(甲组为阴性对照，乙组为阳性对照)。②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？提示：缓冲液。③缓冲液的pH变化为什么与自来水不同？提示：本实验所用的缓冲液为磷酸盐缓冲液；滴加HCl时，缓冲液中的磷酸盐会与HCl反应；滴加NaOH时，缓冲液中的弱酸会与NaOH反应；从而减缓pH的变化。④请根据上述实验结果，尝试对机体维持pH稳定的机制进行解释。提示：肝匀浆等生物材料中可能也含有缓冲对，因而能维持pH的相对稳定。1．归纳概括内环境稳态的概念2．构建模型理解人体维持pH稳定的机制(1)维持的因素：血浆中存在缓冲物质，如NaHCO3/H2CO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。(2)维持机制：酸性或碱性物质进入血浆后，可以和缓冲物质发生反应，反应产物可以通过肺或肾脏排出体外，从而使血浆的酸碱度保持相对稳定(以H2CO3/NaHCO3缓冲对为例)。1．某实验小组将加入抗凝剂和生理盐水的新鲜绵羊血液进行离心，结果如图甲；接着取上清液，分别向其中滴加0.1mol/L的HCl和0.1mol/L的NaOH，同时用蒸馏水作对照，结果如图乙。下列说法正确的是()A．取适量上清液加入双缩脲试剂，若出现紫色则说明含血红蛋白B．沉淀物主要是大分子血浆蛋白C．图乙实验中HCl、NaOH的浓度和滴数为自变量D．图乙实验结果表明血浆有一定的缓冲能力解析：选D上清液中的蛋白质是血浆蛋白，血红蛋白存在于红细胞中，A错误；血液加入抗凝剂离心后，沉淀物主要是血细胞，上清液是血浆成分，B错误；图乙实验中，蒸馏水和上清液为自变量，HCl、NaOH的浓度和滴数都为无关变量，C错误；图乙显示：分别滴加0.1mol/L的HCl和0.1mol/L的NaOH溶液后，上清液的pH变化幅度很小，而蒸馏水的pH变化幅度大，说明血浆有一定的缓冲能力，D正确。2．科学家通过研究发现，人的血液pH通常在7.35～7.45之间，变化不大的原因是()①H2CO3/NaHCO3等缓冲对对血液酸碱度起缓冲作用②通过呼吸系统可不断排出CO2③血浆中过多的碳酸氢盐可以由肾脏随尿排出体外④神经系统对呼吸运动强度的调节有利于维持血液pH的相对稳定⑤食物中的碱性物质与新陈代谢产生的酸性物质所构成的缓冲对调节了血液pHA．① B．①②③C．①②③④ D．①②③⑤解析：选CH2CO3/NaHCO3等缓冲对对血液酸碱度起缓冲作用，①正确；当体内摄入或者产生酸性物质时，可以与HCOeq\o\al(－,3)反应生成H2CO3，H2CO3分解产生的CO2通过呼吸系统可不断排出，从而维持血浆的酸碱平衡，②正确；血浆中过多的碳酸氢盐可以由肾脏随尿排出体外，有利于维持血液pH的相对稳定，③正确；神经系统对呼吸运动强度的调节有利于排出更多的CO2，从而有利于维持血液pH的相对稳定，④正确；内环境的酸碱缓冲物质在血浆中，不是食物中，⑤错误。依据以上分析，①②③④正确，故选C。3．下列关于人体内环境稳态的叙述，正确的是()A．在各器官系统的协调作用下，血浆的化学成分、pH保持不变B．持续高烧时，人体散热量大于产热量使体温保持正常C．严重腹泻病人血浆渗透压可能正常，无需补充水和无机盐D．营养不良可能导致血浆中蛋白质含量减少，引起组织水肿解析：选D在各器官系统的协调作用下，血浆的化学成分、pH处于动态平衡，并不是保持不变；人体产热量大于散热量导致发烧，当体温处于某一稳定高温时，人体散热量等于产热量；严重腹泻病人，失水和无机盐过多，需要补充水和无机盐；营养不良可能导致血浆中蛋白质含量减少，血浆渗透压降低，组织液增多，引起组织水肿。知识点(二)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1())对稳态调节机制的认识及内环境稳态的重要意义1．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、系统协调一致的正常进行，如下图所示：A．呼吸系统，B.泌尿系统，C.消化系统，D.循环系统。(2)对稳态调节机制的认识过程(3)稳态的失调①人体维持内环境稳态的调节能力是有一定限度的。②原因eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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))2．内环境稳态的重要意义3．稳态概念的发展(1)维持内环境的稳态离不开体内细胞的参与(√)(2)内环境稳态是机体通过消化、呼吸、循环和泌尿这四个系统的协调活动来维持的(×)(3)内环境稳态遭到破坏时，代谢紊乱，此时代谢速率一定下降(×)(4)稳态是一种动态平衡，由体液调节、神经调节共同完成(×)(5)外界环境变化不大时，机体一定能维持内环境的稳态(×)(6)免疫系统不参与内环境稳态的调节(×)(7)健康人内环境能保持稳态，内环境保持稳态时，人体一定健康(×)1．肺气肿病人由于呼吸不畅，会使内环境中的pH变小，请分析其中的原因是什么？提示：氧气不足，细胞进行无氧呼吸产生乳酸，同时CO2排出不畅。2．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。参与调节的系统包括神经系统、内分泌系统和免疫系统，它们的相互关系可以概括如下图：(1)从图示关系中可以看出，免疫系统对稳态也起重要作用，免疫系统在维持稳态中的作用是什么？提示：发现并清除异物、病原微生物等引起内环境波动的因素。(2)若图示①体内外刺激是青藏高原缺氧环境，有人会出现头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状，从内环境稳态角度分析，这一现象说明了什么？提示：这说明外部环境会影响内环境的稳态，而人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。1．构建模型分析神经—体液—免疫调节网络在维持内环境稳态中的作用(1)神经调节：稳态调节的主要方式，如体温调节、水盐平衡调节和血糖平衡调节的中枢均位于下丘脑。(2)体液调节：某些化学物质(如激素、CO2、组织胺等)通过体液传送对机体进行调节，其中主要是激素调节。(3)免疫调节：免疫系统通过清除异物、病原微生物等对内环境的稳态起调节作用。2．归纳概括内环境稳态失调引起的疾病1．下列有关内环境稳态调节的说法，错误的是()A．最初贝尔纳认为内环境稳态的调节主要依赖于神经调节B．后来坎农提出内环境稳态是在神经调节与体液调节的共同作用下实现的C．目前认为神经—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D．健康人通过内环境稳态的调节，可以适应任何环境变化解析：选D最初，法国生理学家贝尔纳认为内环境稳态的调节主要依赖于神经调节，A正确；后来，美国生理学家坎农提出内环境稳态是在神经调节与体液调节的共同作用下实现的，B正确；目前普遍认为神经—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，C正确；内环境稳态调节的能力是有限度的，环境变化超过此限度时会引起内环境稳态失调，D错误。2．内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。下列属于内环境稳态失调现象的是()A．患流感后，机体出现了低烧B．寒冷时，骨骼肌不自主战栗C．空腹时，血糖浓度较正常时稍低D．运动后，血浆pH由7.43降至7.36解析：选A体温相对稳定是稳态的一个方面，则低烧说明内环境稳态失调，A正确；寒冷时，骨骼肌不自主战栗，增加产热，维持体温相对稳定，B错误；空腹时，血糖浓度较正常时稍低属于正常情况，C错误；运动过程中人体血浆pH由7.43下降到7.36，其血浆的pH仍在正常波动范围内，没有引起人体内环境稳态失调，D错误。3．人体内环境相对稳定是健康的保障。下列不是由人体内环境成分发生明显变化而引起的病症是()A．小腿抽搐 B．镰状细胞贫血C．尿毒症 D．营养不良性水肿解析：选B小腿抽搐是由血浆中钙离子浓度低造成的，A不符合题意；镰状细胞贫血是由基因突变导致的细胞形态的变化，属于遗传病，B符合题意；尿毒症是由于肾脏病变，导致内环境成分如尿素等超标，C不符合题意；营养不良使血浆蛋白含量减少，导致血浆渗透压降低，组织液的渗透压相对升高，引起组织水肿，D不符合题意。要语必背网络构建1.人体内环境有很多缓冲对，其中最重要的是HCOeq\o\al(－,3)/H2CO3，其次还有HPOeq\o\al(2－,4)/H2POeq\o\al(－,4)。2．内环境稳态的实质是各种化学成分和理化性质的动态平衡。3．神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。4．内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。1．下列关于“模拟生物体维持pH的稳定”实验的叙述，错误的是()A．盐酸和氢氧化钠都有腐蚀性，应避免其与皮肤和眼睛接触B．每种实验材料测定完成后，都必须将烧杯充分洗净，才可倒入等量的另一种实验材料C．从加入盐酸或氢氧化钠后的变化来看，生物材料更像缓冲溶液D．根据所得实验数据画pH变化曲线时，一般以pH为横坐标，以酸或碱的量为纵坐标解析：选DA、B两项描述的是本实验应该注意的问题。根据所测得的实验数据，画pH变化曲线时，一般以酸或碱的滴数为横坐标，以pH为纵坐标。结果显示，生物材料中加入盐酸或氢氧化钠后的变化情况与缓冲溶液很接近。2．下列有关内环境及其稳态的叙述，错误的是()A．免疫系统既是机体的防御系统，也是维持稳态的调节系统B．血浆的生化指标能反映机体的健康状况C．稳态是机体在神经系统的调节下，通过各器官、系统的协调来共同维持的D．当内环境的稳态遭到破坏时，必将引起细胞代谢紊乱解析：选C内环境稳态的调节机制是神经—体液—免疫调节网络，A正确，C错误；血浆属于内环境的组成成分，所以血浆的生化指标能反映机体的健康状况，B正确；内环境的生化指标被破坏，例如体温改变，会引起细胞代谢紊乱，D正确。3．下列关于内环境与稳态的叙述，错误的是()A．当外界环境的变化过于剧烈时，内环境的稳态可能会遭到破坏B．稳态遭到破坏会影响酶促反应的进行C．血液中CO2积累过多会使呼吸加快，以便CO2排出D．人体剧烈运动过程中，肌细胞产生的乳酸进入血浆导致血浆pH明显降低解析：选D人体维持稳态的调节能力是有限的，当外界环境的变化过于剧烈时，内环境的稳态会遭到破坏，A正确；稳态遭到破坏会影响酶促反应的进行，B正确；血液中CO2过多会刺激呼吸中枢，促进呼吸加深加快将CO2排出，C正确；肌细胞无氧呼吸产生的乳酸进入血液后，血浆中有缓冲物质，不会导致血浆pH明显降低，D错误。4．随着生理学及其他学科的发展，稳态的概念得到了巩固和发展，下列关于稳态的说法错误的是()A．在分子水平上，存在基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等B．在细胞水平上，原癌基因和抑癌基因的表达存在着稳态C．在器官水平上，存在心脏活动的稳态、消化腺分泌消化液的稳态等D．在群体水平上，种群数量的变化存在稳态，生态系统的结构和功能存在稳态解析：选B在分子水平上，存在基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等，A正确；在细胞水平上，细胞的分裂和分化存在着稳态，B错误；在器官水平上，存在心脏活动的稳态、消化腺分泌消化液的稳态等，C正确；在群体水平上，种群数量的变化存在稳态，生态系统的结构和功能存在稳态，D正确。5．新冠肺炎诊疗方案指出患者常规治疗时需要注意水、电解质平衡，维持内环境稳态，并定时监测肝酶、血氧饱和度等指标。下列相关叙述错误的是()A．组织液与血浆中的蛋白质、电解质的含量基本相同B．肺炎患者细胞内液和血浆蛋白外渗导致出现肺水肿现象C．肝酶含量高于正常值说明肝细胞受到一定程度的损伤D．血氧饱和度正常的生理意义是保证细胞正常氧化分解有机物解析：选A血浆中的蛋白质含量较多，组织液中的蛋白质含量较少，A错误；肺炎患者细胞内液和血浆蛋白外渗导致出现肺水肿现象，B正确；肝酶含量高于正常值说明肝细胞受到一定程度的损伤，C正确；血氧饱和度正常的生理意义是保证细胞正常氧化分解有机物，D正确。6．填写概念图并回答相关问题：(1)填写概念图中各字母所代表的内容：A____________________、B____________________、C____________________、D____________________、E____________________。(2)在进行常规体检时，如果内环境某种成分的指标超出正常范围，会对身体造成不利影响，请填写下列相应内容：①发生严重腹泻后，只喝水、不补充盐，_____________________________________________________________