2019高中生物 第1章 人體的內環(huán)境與穩(wěn)態(tài) 專題1.2 內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性導學案 新人教版必修3.doc

第2節(jié) 內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性學習導讀學習準備一、內環(huán)境的動態(tài)變化正常情況下，不同人的體溫，會因 、 等的不同而存在微小的差異；同一個人的體溫在一日內也有變化，但一般不超過 。盡管周圍的氣溫波動范圍較大，但健康人的體溫始終接近 。正常機體通過 ，使各個 、 協調活動，共同維持狀態(tài)， 叫做穩(wěn)態(tài)。二、對穩(wěn)態(tài)調節(jié)機制的認識1人體各器官、系統(tǒng) 地正常運行，是維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎。如果某種器官的功能出現障礙，就會引起 。（1）法國生理學家貝爾納曾推測，內環(huán)境的恒定主要依賴于 的調節(jié)。（2）美國坎農提出了穩(wěn)態(tài)維持機制的經典解釋：內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是在 和 的共同作用下，通過機體各種器官、系統(tǒng) 、 而實現的。（3）免疫系統(tǒng)曾一直被認為是機體的防御系統(tǒng)。隨著分子生物學的發(fā)展，人們發(fā)現，免疫系統(tǒng)也起著重要的 作用：它能 并 異物、外來病原微生物等引起內環(huán)境波動的因素。（4）目前普遍認為， 是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調節(jié)機制。2人體維持穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力是 的。當外界環(huán)境的變化 ，或人體自身的調節(jié)功能出現 時，內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就會遭到破壞。三、內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義細胞的代謝過程是由細胞內眾多復雜的 組成的，完成這些反應需要各種物質和條件。例如，細胞代謝需要依靠氧化分解葡萄糖來提供能量，只有 和血液中的在 正常范圍內，才能為這一反應提供充足的反應物。細胞代謝的進行離不開酶，酶的活性又受 、 等因素的影響。只有這些因素都在適宜的范圍內，酶才能正常的發(fā)揮作用。由此可見， 是機體進行正常生命活動的必要條件。破疑解難一、內環(huán)境與穩(wěn)態(tài) (1) 穩(wěn)態(tài)的概念 由于外界環(huán)境因素的變化和體內細胞代謝活動的進行，內環(huán)境的各種化學成分和理化性質是不斷變化的。但內環(huán)境卻能維持相節(jié)的穩(wěn)定。這種內環(huán)境的各種化學成分和理化性質維持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，稱為穩(wěn)態(tài)。 穩(wěn)態(tài)并不是指內環(huán)境的各種化學成分和理化性質維持在一個固定不變的值，而是在一定范圍內維持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。如正常情況下，人的體溫變化范圍為365375；血液的pH變化范圍為735745；血漿滲透壓一般為 770kPa(37時)；血糖正常水平為80120mgdL等，而不是某一恒定值。(2)神經一體液免疫調節(jié)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用。神經一體液一一免疫調節(jié)網絡是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調節(jié)機制。神經調節(jié)：調節(jié)的主要方式，如體溫調節(jié)中樞在下丘腦。體液調節(jié)：某些化學物質如激素、C02、H+等在體液傳送下對機體的調節(jié)，其中主要為激素調節(jié)。免疫調節(jié)：分為非特異性免疫和特異性免疫，二者共同抵御外來異物和病原微生物的入侵。 在整個機體中，神經調節(jié)與體液調節(jié)是共同協調，相輔相成的，正是兩者的相互配合，機體才能進行正常的生命活動，并適應內外環(huán)境的不斷變化。如當血液中C02過高時C02刺激呼吸中樞，引起呼吸活動加強，及時排出過多的C02，實現內環(huán)境中02與C02含量的相對穩(wěn)定。免疫系統(tǒng)不僅是機體的防御系統(tǒng)，而且對于內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持也起著重要的調節(jié)作用。 人體維持穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力是有一定限度的。當外界環(huán)境的變化過于劇烈，或人體自身的調節(jié)功能出現障礙，內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就會遭到破壞。(3)內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義。內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件。滲透壓是維持組織細胞結構與功能的重要因素。適宜的體溫和pH是酶正常發(fā)揮催化作用的基本條件。正常的血糖水平和血氧含量是供給機體所需能量的重要保障。內環(huán)境中過多的代謝產物如尿素、C02等會使機體中毒。內環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調時，機體就會受到嚴重危害，影響正常生命活動的進行。二、內環(huán)境穩(wěn)態(tài)與消化、呼吸、循環(huán)、排泄系統(tǒng)的功能聯系圖解 1 內環(huán)境與四大系統(tǒng)在氣體交換中的作用 （1）氧氣從外界進入組織細胞需要多種器官、系統(tǒng)的參與。首先氧氣借助呼吸系統(tǒng)進入肺泡，然后擴散進入肺泡周圍的毛細血管，借助血液循環(huán)到達組織細胞處，接著從組織細胞周圍的毛細血管擴散出來，經組織液進入組織細胞，參與物質的氧化分解。（2）二氧化碳的排出過程與氧氣的進入過程剛好相反。呼吸的全過程如下圖： 呼吸運動 擴散作用 擴散作用 外界 呼吸道 肺泡 肺部的 血液 組織處的 組織氧的空氣 毛細血管 循環(huán) 毛細血管 細胞利用 肺的通氣 肺泡內的 氣體在血液 組織里的 氣體交換 中的運輸 氣體交換 外呼吸 內呼吸2 內環(huán)境與四大系統(tǒng)在營養(yǎng)物質交換中的作用各種營養(yǎng)物質必須經消化系統(tǒng)的消化、吸收才能進入循環(huán)系統(tǒng)，然后經循環(huán)系統(tǒng)的運輸才能到達組織細胞周圍的組織液，接著擴散進入組織細胞。組織細胞代謝產生的廢物，也必須先進入組織液，才能通過循環(huán)系統(tǒng)的運輸后，借助呼吸系統(tǒng)或泌尿系統(tǒng)、皮膚排出體外。 三、關于動物機體的內環(huán)境和穩(wěn)態(tài) 內環(huán)境是動物體內細胞直接生活的液體環(huán)境。它泛指細胞外液，即組織液、血漿和淋巴。動物體內組織細胞直接浸潤在細胞液中，從中獲得營養(yǎng)物質和排出代謝廢物，以使組織細胞通過內環(huán)境與外界環(huán)境進行物質交換。內環(huán)境的性質（諸如溫度、PH值、各種化合物含量等）維持的相對性狀的穩(wěn)定狀態(tài)就是穩(wěn)態(tài)。（1）從新陳代謝角度看，代謝是細胞和生物體各種物質和能量變化的總和，這些變化必然會導致內環(huán)境中各種理化因子如PH值、溫度、滲透壓和各種化合物的含量等處于變化當中，但是這種變動又不能超出一定范圍，否則會導致代謝障礙、疾病，甚至危及生命，因此穩(wěn)態(tài)具有重要的意義。（2）從生命活動調節(jié)角度看，維持內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)至關重要，主要有以下三種基本途徑： 各種器官系統(tǒng)的協調活動，例如消化系統(tǒng)將營養(yǎng)物質攝入體內，泌尿系統(tǒng)將代謝廢物排出體外，呼吸系統(tǒng)保障了細胞充足的O2來源并且及時排出C02等等。 神經-體液調節(jié)，如當血液中CO2過高時，CO2刺激呼吸中樞，引起呼吸活動加強，及時排出過多CO2，實現 內環(huán)境中O2與CO2含量的相對穩(wěn)定。 緩沖系統(tǒng)的作用，如血液中H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等緩沖物質起到了維持血液PH穩(wěn)定的作用。（3）從酶的作用條件看，代謝是細胞酶促反應的總和，酶必須在適宜條件下才能發(fā)揮正常的催化作用，如適宜的溫度，適宜的PH值等，因此穩(wěn)態(tài)是機體正常生命活動的必要條件。經典例題 例1下列關于內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的敘述中，錯誤的是 A內環(huán)境的理化性質是相對穩(wěn)定的 B 內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是由體內各種調節(jié)機制所維持的 C內環(huán)境的理化性質是恒定不變的 D內環(huán)境穩(wěn)態(tài)不能維持，機體的生命活動就會受到威脅解析：內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，是一個動態(tài)的平衡，這種穩(wěn)態(tài)是神經體液免疫共同調節(jié)，各種器官系統(tǒng)協調活動的結果。如果內環(huán)境不能維持穩(wěn)態(tài)，生命活動必然受影響。答案：C 解析：（1）直接與物質交換有關的系統(tǒng)為：呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)，圖中、依次需通過消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)。在物質交換過程中起調節(jié)作用的系統(tǒng)有神經系統(tǒng)和內分泌系統(tǒng)。（2）人體的體液包括細胞外液和細胞內液，由細胞外液構成的液體環(huán)境叫做內環(huán)境。（3）細胞與內環(huán)境直接交換的為養(yǎng)料和氧氣，為CO2及H2O、無機鹽、尿素等廢物。（4）可用簡明短語表術為：體內細胞通過內環(huán)境與外界環(huán)境間接地進行物質交換。答案：C實踐探究一、選擇題 1. 酷暑季節(jié)，室外作業(yè)的工人應多喝 A.鹽汽水 B核酸型飲料 C.蛋白型飲料 D.純凈水 2.高等動物和人的內環(huán)境必須保持相對穩(wěn)定。下列各項生理活動中，與內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)沒有直接關系的是 A.通過汗和尿排泄廢物 B將食物殘渣形成糞便排出體外 C.血液運輸氧和廢物 D血液中CO2增加，會使呼吸加快 3人體血漿中葡萄糖的含量僅能維持正常生理活動幾分鐘的需要。那么，在一定時間內，能使血糖基本維持在01左右的器官是 A大腸 B胃 C肝臟 D.骨骼肌 4“春捂秋凍”的意思是 A秋凍能使身體健康 B捂是要適應冷的環(huán)境 C.幫助機體適應環(huán)境溫度的變化 D.增加機體的產熱抗凍能力5.穩(wěn)態(tài)被破壞后，細胞新陳代謝會紊亂的根本原因是A 溫度條件不能滿足細胞新陳代謝的正常要求 B滲透壓條件不能滿足細胞新陳代謝的正常需要C.酸堿度條件不能滿足細胞新陳代謝的正常要求 D細胞內復雜的酶促反應受到嚴重影響二、非選擇題6下圖是人體氣體交換示意圖，據圖完成下列問題： (1)甲圖表示的過程為 。 (2)健康人血漿pH的范圍是 。 A89之間 B78之間 C910之間 D等于7 (3)血管B內血漿的PH (填“>” “=”或“<”)血管D內血漿的pH，其原因是(用反應式說明) (4)肺氣腫病患者在肺部換氣不足時，會引起酸中毒，其原因是 達標測評一、選擇題 1人在發(fā)高燒時，常常不思飲食，其根本原因是 A.消化道內的食物尚未消化 B發(fā)燒使胃腸蠕動減弱 C體內的食物殘渣排出受阻 D高燒使酶的活性減弱2下列關于內環(huán)境穩(wěn)態(tài)調節(jié)的描述正確的是 A所有穩(wěn)態(tài)調節(jié)都有反射弧的參與 B所有的穩(wěn)態(tài)都是相對的 C所有穩(wěn)態(tài)的形成都有許多系統(tǒng)參與 D.所有穩(wěn)態(tài)調節(jié)的中樞都在大腦3對維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)起主要調節(jié)作用的系統(tǒng)是 神經系統(tǒng) 內分泌系統(tǒng) 循環(huán)系統(tǒng) 運動系統(tǒng) 消化系統(tǒng) 呼吸系統(tǒng) 泌尿系統(tǒng) 免疫系統(tǒng) A B C. D4腎小管與其周圍毛細血管之間水分的交換是通過滲透作用完成的。如果流經腎小管的原尿中葡萄糖濃度明顯增高，并且不能完全被腎小管重吸收，那么最終排出的尿液量將會 A.增加 B減少 C.不變 D不確定5下列各項中不屬于影響內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的因素是 A溫度 B酶 C.pH D滲透壓6小腸嚴重吸收不良的病人，采用靜脈輸入全營養(yǎng)液的方法提供營養(yǎng)，全營養(yǎng)液的成分不能含有 A蛋白質 B葡萄糖 C. 無機鹽和維生素 D. 氨基酸7劇烈運動時，肌肉產生的大量乳酸進入血液，但不會引起血漿pH發(fā)生劇烈的變化。其中發(fā)揮緩沖作用的物質主要是 A.碳酸氫鈉 B碳酸 C.三磷酸腺苷 D鉀離子8穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件，當穩(wěn)態(tài)遭到破壞，必將引起A酶促反應速率的加快 B兒童患佝僂病C細胞代謝紊亂 D成年人患肌無力病二、非選擇題9美國生理學家坎農提出了穩(wěn)態(tài)維持機制的經典解釋：內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是在 和 共同作用下，通過機體的各種 分工合作、協調統(tǒng)一而實現的。目前普遍認為機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調節(jié)機制是： 。10下圖是胰腺組織局部結構模式圖，請據圖回答： （1）A液是 ，B液是 ，C液是 。三者共同構成了胰腺組織細胞生活的液體環(huán)境，這個液體環(huán)境稱 。（2）CO2不從毛細血管進入胰腺組織細胞的原因是 。拓展延伸水果、蔬菜中往往含有一些堿性物質如碳酸鈉。當食用這些食物時，碳酸鈉進入血液后，人體的即時反應是：(1)碳酸鈉與血液中的_ _緩沖對發(fā)生作用，相應的反應式：_ _。(2)所形成的_ _通過_ _(器官)以_ _的形式排出體外。(3)因此，通過血液中緩沖物質的作用，使血液中的_ _維持在相對穩(wěn)定狀態(tài)。輕松閱讀內環(huán)境及其穩(wěn)態(tài)概念的由來與發(fā)展 早在1775年，英國的一個實驗生理學家CBlagden曾以自己的身體進行試驗，觀察到在空氣干燥的條件下，人在120室溫下停留15分鐘，體溫仍可保持穩(wěn)定，而在此溫度下，只需13分鐘就可烤熟盤牛肉。此后不久，另一名英國著名科學家J，Hunler也報告了他在不同情況下測量出了鼠、雞、蛇、魚、蛙等動物的體溫與外界溫度變化有關系，指出高等動物在外界溫度變動的情況下，具有完善的保持體溫恒定的能力。這些研究正是內環(huán)境穩(wěn)定思想的萌芽。 內環(huán)境(milieu interieur)概念的正式提出當推法國生理學家CBernard。1857年，他在一次講座中指出：“有機體所表現的對外環(huán)境的獨立性乃成于下述事實：在生物體內，組織實際上并不直接接受外界環(huán)境的作用，而是被一種真正的內環(huán)境所防護著，這個內環(huán)境主要由在體內循環(huán)的體液所組成”。Bernard在他最后的著作普通生理學教程；動植物共同的生命現象中進一步指出，“內環(huán)境的穩(wěn)定是自由和獨立生活的首要條件?！薄八械纳鼨C制盡管多種多樣，但只有一個目標，就是保持內環(huán)境中生活條件的穩(wěn)定。”Bernard的這些精辟論述，一直被生理學所傳頌。 進入20世紀，隨著實驗生理學的發(fā)展，人們對內環(huán)境穩(wěn)定的認識更趨明確。1929年，英國生理學家W.BCan-non在其著名論文生理穩(wěn)定的組織中指出：“外界環(huán)境的變化使生物體內部產生擾亂，正常情況下這種擾亂保持在很狹窄的范圍內，因為系統(tǒng)內的自動調整裝置表現出作用，防止了大的波動，保持身體內大部分穩(wěn)定狀態(tài)協調的生理反應很復雜、很特殊，我建議用一個特殊的詞來指出這種狀態(tài)，這個詞就是穩(wěn)態(tài)(homeostasis)”。后來cannon在其名著身體的智慧中再次明確了穩(wěn)態(tài)的含義，“穩(wěn)態(tài)概念指的是一種狀態(tài)，一種可變的，但又是相對恒定的一種狀態(tài)”。 對于內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是怎樣實現的解釋，19世紀中葉，控制論的創(chuàng)始人，著名數學家Nwiener與生理學家ASRosebluth等合作作出了確切的回答，他們指出“負反饋是穩(wěn)態(tài)得以保持的基本要素”。從而深化了人們對穩(wěn)態(tài)的認識。 在現代生物學和醫(yī)學中，穩(wěn)態(tài)概念已被大大擴展，它不僅僅指血液，組織液等內環(huán)境的穩(wěn)定狀態(tài)。1963年在英國劍橋大學召開的一次關于穩(wěn)態(tài)與反饋機制的生理學會議中，學者們一致認為“在廣義上，穩(wěn)態(tài)包括了使有機體大多數穩(wěn)定狀態(tài)得以保持的那些協調的生理過程”。“這一概念也能應用于細胞、器官系統(tǒng)、個體以及社會群體水平等不同的組織層次。穩(wěn)態(tài)可以從幾毫秒到幾百年。穩(wěn)態(tài)的根本特性在于一些因素的相互作用使在特定的時間內保持特定的狀態(tài)。”“穩(wěn)態(tài)并不意味著沒有變化，因為穩(wěn)態(tài)是調節(jié)機制。第2節(jié) 內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性