1.2 内环境稳态的重要性 学案1（人教版必修3）

第2课时内环境稳态的重要性[目标导读]1.阅读教材，结合生活实例概述内环境稳态的含义。2.从各器官、系统的相互关系理解内环境稳态的调节机制；结合细胞代谢需要的物质和条件，说明内环境稳态的意义。3.通过探究实验概述生物体维持pH稳定的机制。[重难点击]1.内环境稳态的含义。2.人体血浆pH的调节。1．填写图1中各部分液体的名称，并完善图2各液体之间的相互关系图。2．细胞和外界环境进行物质交换的媒介是内环境，人体肝细胞产生的尿素排出体外的正确顺序是：①→④→③→②→⑤→⑥(①细胞内液②循环系统③血浆④组织液⑤泌尿系统⑥体外)。3．人体的调节系统除了免疫系统外，还有神经系统、内分泌系统。4．人体的体温一般维持在37℃左右。人的血浆渗透压正常情况下约为770kPa，正常人血浆pH为课堂导入十年前，家住阜阳市的悦悦因食用蛋白质含量少的劣质奶粉，成为“大头娃娃”事件的受害者，十年后，瘦弱单薄的她和当初浮肿虚胖的形象判若两人，悦悦摊开双手，两根探究点一内环境的动态变化内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介，结合下面的材料，了解内环境动态变化的特点。1．下表为某人的血液生化六项检查化验单，请分析：项目测定值单位参考范围丙氨酸氨基转移酶ALT17IU/L0～45肌酐CRE1.9mg/dL0.5～1.5尿素氮BUN14.6mg/dL6～23血清葡萄糖GLU223mg/dL60～110甘油三酯TG217mg/dL50～200总胆固醇TCH179mg/dL150～220(1)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不是恒定不变的，而是在一定范围内波动。(2)该人的血清葡萄糖和甘油三酯等物质的含量超标，说明他可能患有高血糖(糖尿病)和高血脂等疾病。可见当机体某项生理功能出现障碍时，势必影响其代谢产物的含量，并可作为诊断疾病的依据。2．下图为某正常人与其父母的体温日变化曲线图。请分析回答：(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，人的体温随昼夜不同发生变化。(2)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。(3)健康的人体温始终接近37℃，并且处于动态平衡中。这种状态是通过机体的调节3．通过上述分析，归纳稳态的概念：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。小贴士内环境稳态的事实：pH(7.35～7.45)，温度(37℃左右)，血糖浓度(0.8～1.2g归纳提炼内环境稳态概念的理解(1)内容：组成内环境的各种成分的稳态，如氧气、葡萄糖等的含量；内环境的各种理化性质的相对平衡，如渗透压、pH、温度等。(2)实质：内环境的组成成分和理化性质的动态平衡。影响稳态的因素是外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行。(3)内环境稳态的功能基础是机体的调节作用，结构基础是各系统、器官的协调活动。活学活用1．判断下列关于内环境稳态的叙述的正误。(1)内环境的理化性质是相对稳定的()(2)内环境稳态是由体内各种调节机制所维持的()(3)内环境的理化性质是恒定不变的()(4)内环境是不稳定的，其稳态是不存在的()(5)内环境的生化指标能反映机体的健康状况，可作为诊断疾病的依据()答案(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√解析在正常情况下，内环境的化学成分的含量在一定范围内波动。只有在生病的情况下，某些成分才偏离正常范围，因此，分析内环境化学成分可在一定程度上反映体内物质的代谢情况。探究点二对稳态调节机制的认识和稳态的重要意义人体各器官、系统协调一致地正常运行，是维持内环境稳态的基础。结合图示完成下面的思考：1．由图示构建下列模型2．从上述分析看出：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。直接相关的系统是消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统；起调节作用的系统是神经系统、内分泌系统和免疫系统。3．维持稳态的主要调节机制：神经—体液—免疫调节网络。4．机体对稳态进行调节的能力是有一定限度的。当外界环境变化过于剧烈，或人体自身的调节功能出现障碍，内环境稳态就会遭到破坏。5．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正常形态的重要因素。(2)适宜的温度和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。归纳提炼1．稳态失调与相关疾病病症名称内环境理化性质变化引起疾病的症状尿毒症尿素等代谢废物在体内积累自身中毒和综合病症糖尿病血液中葡萄糖含量过高多食、多饮、多尿、口渴、饥饿感强烈，身体消瘦高原反应体内缺氧，血氧过低头痛、乏力、心跳加快感冒发烧体温过高，影响酶的活性食欲不振、四肢无力严重腹泻丢失大量的水和无机盐疲倦、周身不适、恶心2.内环境稳态遭到破坏后，一定会发生疾病；若发生疾病，内环境稳态不一定遭到破坏，比如植物人的稳态是正常的。3．内环境稳态的重要意义活学活用2．机体内环境保持稳态具有非常重要的意义。下列有关稳态的叙述中，正确的是()A．内环境的化学成分保持稳定不变是机体进行正常生命活动的必要条件B．内环境维持较高的渗透压有利于维持细胞的形态与功能C．细胞外液的温度一般维持在37℃左右，温度过高不利于酶活性的发挥D．通过稳态调节机制的作用能确保内环境的理化性质保持恒定问题导析(1)内环境稳态是指内环境的各项理化性质保持相对稳定的状态，这是机体进行正常生命活动的必要条件。(2)动物细胞在高渗溶液中会失水皱缩。(3)通过稳态调节机制的作用能确保内环境的理化性质保持稳定，这种调节有一定限度。答案C解析内环境的稳态是机体进行正常生命活动的必要条件；内环境渗透压的相对稳定有利于维持细胞的形态与功能，较高的渗透压会使细胞失水而影响其形态与功能；细胞外液的温度维持在37探究点三生物体维持pH稳定的机制生物体具有维持稳态调节的机制，下面我们通过对比实验来探究生物体维持pH稳定的机制。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、生物材料中加入酸或碱溶液引起pH的变化，定性说明在一定范围内生物体内液体环境与缓冲液相似，从而说明生物体pH相对稳定的机制。2．方法步骤3．结果分析与结论材料图示结果自来水滴加盐酸后，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范围内，无论滴加盐酸还是NaOH溶液，缓冲液的pH均保持相对稳定生物材料在一定范围内，无论滴加盐酸还是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的相对稳定小贴士进行该实验应注意的问题(1)加入酸或碱时，要一滴一滴加入，并严格控制滴数。(2)盐酸和氢氧化钠均有腐蚀性，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)生物材料至少选两种进行实验。(5)绘制pH变化曲线时一定要用不同颜色的笔或实虚线标明。归纳提炼人体血浆中维持pH平衡的机制活学活用3．回答有关人体内环境中pH调节的问题：(1)人体血液的pH通常在________________之间，这主要是________在起作用。(2)剧烈运动时，肌肉会产生________，血浆pH有下降的趋势，但实际仍维持相对稳定，其调节过程是：乳酸和NaHCO3/H2CO3中的________反应，生成________和________，后者再分解产生CO2和H2O，由呼吸系统排出体外。(3)pH稳定主要是为了保证____的活性。答案(1)7.35～7.45缓冲物质(2)乳酸NaHCO3乳酸钠H2CO3(3)酶解析人体在新陈代谢过程中，会产生许多酸性物质，如乳酸、碳酸；人的食物中往往含有一些碱性物质，如碳酸钠，这些物质进入血液，都会使血液pH发生变化。但血液的pH却不会变化过大，而通常在7.35～7.45之间，原因是血液中的缓冲物质在起作用。1．在血液生化六项检查的化验单上，每种成分的参考值即正常值都有一个变化范围，对此，不正确的理解是()A．内环境稳态不是恒定的，可在一定范围内波动B．内环境稳态是一种动态的、相对的稳定状态C．年龄、性别等个体差异会导致内环境的成分存在差异D．该变化范围主要考虑了化验结果的误差答案D解析血液的生化指标能反应机体的健康状况，但都有一个变化范围，一方面是因为个体差异，另一方面，同一个体内环境的稳态也是动态的、相对的；血检指标的正常值的变化范围反映的是群体内环境的状态，与化验结果的“误差”无关。2．内环境稳态的调节机制的现代观点是()A．神经调节B．体液调节C．神经—体液调节D．神经—体液—免疫调节答案D解析随着分子生物学的发展，人们普遍认为神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。3．当内环境的稳态遭到破坏时，必将引起()A．酶促反应加快B．渗透压下降C．细胞代谢异常D．血糖含量偏高答案C解析当内环境稳态遭到破坏时，会导致细胞代谢异常。4．2013年全运会在辽宁举行，参加比赛的运动员们在剧烈运动时，血浆中乳酸大量增加而pH基本不变。对此现象的解释不正确的是()A．血浆是一种缓冲溶液体系B．乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3C．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答案D解析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。5．有一类疾病属于呼吸性酸中毒，是由于呼吸道阻塞，肺膨胀不全或肺炎等导致体内CO2排出受阻。请运用所学知识回答下列问题：(1)血浆的pH通常在__________________之间，当血液中CO2大量积累时，它就与水反应生成________，该物质在血液中的积累会使血浆pH低于________，但总的影响不会太大，因为该物质又会很快被分解成__________。(2)病人因呼吸受阻，肌细胞中会产生大量的乳酸，乳酸进入血液后，会使血浆pH______________，但乳酸可与血液中的________发生反应，生成________________，这样，血浆pH就相对稳定了。(3)病人从水果中摄入的碳酸钠进入血液后，与碳酸反应，生成________，该物质通过________经泌尿系统排出体外，因此血浆pH不会升高。(4)由上述看出，血液中的__________和__________是一对重要的缓冲物质，它对于维持血浆______的相对稳定有重要作用。答案(1)7.35～7.45H2CO37.35水和CO2(2)下降NaHCO3乳酸钠、水和CO2(3)NaHCO3肾脏(4)H2CO3NaHCO3pH基础过关知识点一内环境的动态变化1．下列关于内环境稳态的叙述最确切的是()A．稳态是指机体内环境组成成分相对稳定的状态B．稳态是指机体内环境温度、pH、渗透压相对稳定的状态C．稳态是指机体内环境组成成分及理化性质的动态平衡D．机体内环境稳态保证了机体细胞能够在各种恶劣条件下正常代谢答案C解析内环境的稳态是内环境组成成分和理化性质相对稳定的状态，既包括内环境组成成分的相对稳定，也包括理化性质的相对稳定，故A、B错误，C正确。内环境稳态的调节有一定限度，当环境变化超过内环境的调节限度时，内环境的稳态就会被破坏，机体的代谢就不能正常进行，故D错误。2．人体中内环境稳态所包含的内容不包括()A．线粒体基质中pH的相对稳定B．血浆中各种化学成分的相对稳定C．组织液温度的相对稳定D．血浆渗透压的相对稳定答案A解析内环境稳态的实质是指内环境中各种化学成分和温度、渗透压、酸碱度等理化性质的相对稳定，而线粒体基质在细胞内部，不属于内环境。3．下列不能作为人体内环境指标的是()A．血液中氧气和二氧化碳含量B．血浆渗透压和pH值C．血压、心率和呼吸频率D．24小时尿量和尿比重答案C解析内环境是人体细胞生活的液体环境，这个液体环境的度量、评价是它的各种理化性质指标，如血氧含量、pH值、渗透压等。而血压、心率和呼吸频率是整个人体宏观的生命活动指标，不是内环境的理化指标。知识点二对稳态调节机制的认识和稳态的重要意义4．下列现象不属于内环境稳态调节范畴的是()A．通过肝脏可增加或减少血糖含量B．通过肺可按一定速率呼出CO2和吸入O2C．肾把代谢终产物不断排出体外D．红骨髓源源不断地造出新的血细胞答案D解析骨髓造血干细胞通过有丝分裂增殖产生新的血细胞，这一过程不属于内环境稳态调节范畴。5．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答案B解析血浆中的pH变化与神经—体液调节有关，例如当pH降低时，可以通过呼吸运动的加强排出体内过多的二氧化碳；神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制；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。6．内环境稳态的维持要依靠机体的调节，但外界环境也会影响稳态，下列事实哪一项不是由外界环境因素变化引起的()A．夏天长期呆在空调房间容易引起“空调病”B．有人到青藏高原后会头疼乏力、血压升高C．人屏住呼吸一段时间后，呼吸运动会明显加强D．长期处于高温环境可能会引起“中暑”答案C解析人屏住呼吸时，与外界环境不发生气体交换，从而使CO2大量积累在血浆中，刺激呼吸中枢，进而使呼吸加快，但不是由外界环境变化引起的，故选C。知识点三生物体维持pH稳定的机制7．分别向20mL的新鲜血浆中滴加相同浓度的稀盐酸和稀NaOH溶液，血浆酸碱度变化与滴加滴数的关系正确的是()答案D解析一定范围内，血浆中的缓冲物质会维持pH基本稳定，但这种调节能力有一定限度，盐酸和NaOH加的过多，pH会明显下降和上升，故选D。8．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．自来水B．肝匀浆C．马铃薯匀浆D．磷酸缓冲液答案A解析在溶液中滴加酸或碱会引起溶液pH的变化，变化的大小取决于溶液的量和溶液对pH的缓冲能力。在等量的溶液中加入等量的盐酸或氢氧化钠稀溶液后，pH变化的大小是由溶液的缓冲能力决定。生物材料中含有缓冲对NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用，pH变化小。自来水没有缓冲能力，pH变化大。能力提升9．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要求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答案D解析稳态被破坏后，内环境的理化性质会发生改变，影响了细胞内酶的活性。10．如图是关于人体内环境稳态调节的示意图，下列相关说法中，错误的是()A．甲、乙表示体液调节和免疫调节B．人体维持稳态的调节能力有一定限度C．丙、丁可以表示温度和酸碱度D．内环境的理化性质不可以变化，否则机体就不能进行正常的生命活动答案D解析内环境的稳态是指内环境的各种理化性质保持相对的稳定状态，可以在一定范围内变化，如果超出这一范围就会影响机体正常的生命活动。11．取甲、乙两支试管，向甲内加入血浆，乙内加入等量蒸馏水，用pH试纸检测。然后，向甲、乙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判断分析，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的pH变化不明显，乙试管中蒸馏水的pH变化明显D．可见血浆中有缓冲物质，pH稳定不变答案D解析“等量”是排除数量多与少对实验结果的影响；摇匀有利于反应完全；乙试管是空白对照，pH变化明显；血浆中因有缓冲物质，pH保持相对稳定但不是不变化。12．某体检者的血浆、肾小管及输尿管中的液体里有E、F两种物质，其浓度分别如下表所示，请判断E和F分别是()血浆肾小球输尿管E0.03%0.03%2%F0.1%0.1%0%A.葡萄糖、蛋白质 B．葡萄糖、尿素C．尿素、蛋白质 D．尿素、葡萄糖答案D解析尿液中尿素含量高，不含葡萄糖和蛋白质，血糖浓度近似为0.1%。13.如图表示运动前后血液中乳酸浓度的变化曲线，下列选项中对曲线BC段变化的解释正确的是()A．乳酸主要与Na2CO3反应生成CO2B．乳酸主要与NaHCO3反应生成CO2C．乳酸主要与NaH2PO4反应生成H3PO4D．乳酸主要与Na2HPO4反应生成NaH2PO4答案B解析图中的BC段乳酸的浓度逐渐降低，主要原因在于乳酸可与NaHCO3发生反应，生成乳酸钠和H2CO3，乳酸钠可通过泌尿系统排出体外，H2CO3分解为CO2和H2O，CO2经过呼吸作用排出体外。14．如图是内环境稳态与各系统的功能联系示意图，请据图回答相关问题。(1)a表示________系统，b表示________系统，c表示________系统，参与内环境维持的还有________系统。(2)CO2不从组织液进入组织细胞的原因是_____________________________________________________________________________________________________________。(3)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__________，但乳酸可以与血液中的__________发生反应，使血液的pH维持相对稳定。(4)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。(5)外界环境中的O2进入红细胞，共穿过________层生物膜。答案(1)呼吸消化泌尿循环(2)组织细胞内的CO2浓度高于组织液中的CO2浓度(3)降低碳酸氢钠(或碳酸氢钠和磷酸氢二钠)(4)神经—体液—免疫调节网络(5)5解析(1)内环境是组织细胞与外界环境进行物质交换的媒介，同时借助多个器官、系统的参与，如呼吸系统吸入O2排出CO2，消化系统消化吸收食物从而为机体提供营养物质，泌尿系统排出细胞代谢废物。(2)组织细胞内的CO2浓度高于组织液中的CO2浓度，所以CO2不从组织液进入组织细胞。(3)乳酸进入血液后，会与血液中的碳酸氢钠(磷酸氢二钠)发生反应生成乳酸钠和碳酸(乳酸钠和磷酸二氢钠)，使血液的pH维持相对稳定。(4)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。(5)外界环境中的O2进入红细胞，首先需要穿过肺泡壁的1层细胞(2层生物膜)，然后进入毛细血管(1层细胞，2层生物膜)，然后再进入毛细血管内的红细胞(1层生物膜)，共5层生物膜。个性拓展15．某同学以清水、缓冲液(含Na2HPO4、KH2PO4的溶液，pH＝7)和血浆分别为实验材料进行实验，探究“血浆是否具有维持pH稳定的功能”，主要实验步骤如下：分别加入25mL实验材料→测pH→滴加5mL0.1mol/L的盐酸，摇匀→测pH→倒去烧杯中溶液后充分冲洗→重复实验并记录。试回答下