1、 內環境的穩態（二）講稿各位同學，大家好。我是來自的老師。今天我們一起學習高二生物學第1章人體的內環境與穩態，第2節內環境的穩態的第2課時。上節課我們通過實驗了解到人體內環境的pH在一定范圍內變化，那除此以外，內環境其他指標也維持在一定范圍內嗎？我們來看這張血液生化檢查化驗單。Q：化驗單中每種成分的參考值（即正常值）不是固定不變的數，而是一個變化范圍，并且范圍不是很寬泛，這說明什么？A：也就是說，你的檢測指標只要是在參考范圍之內，都被認為是正常的。我們比對兩個人化驗單中的某個指標，可能都在正常范圍之內，但檢測結果不同。這說明不同個體之間內環境的化學成分存在一定差異。我們比對同一個人兩次化驗單中

2、的某個指標，可能都在正常范圍之內，但檢測結果不同。這說明對于同一個人來說，內環境成分的含量不是恒定不變的，而是在一定范圍內波動。上節課老師給同學們留了一項課后作業，調查“體溫的日變化規律”，這是一位同學的調查結果，透過數據可以看出，人的體溫在一日內也有變化，變化幅度不超過1，體溫始終接近37；不同家庭成員體溫不完全一致，存在個體差異。Q：內環境化學成分和理化性質為什么會發生變化呢？一方面由于我們身處的外界環境發生著變化，比如溫度在不同季節變化較大；另一方面，體內細胞代謝活動一直在進行，細胞作為開放系統，它不斷地從細胞外液中吸收營養物質、并向細胞外液中排出代謝產生的廢物。兩方面的原因導致內環境化

3、學成分和理化性質必然發生變化，那么這種變化劇烈嗎？我們發現這種變化并不劇烈，而是在一定范圍內變化，處于動態平衡之中。而這種平衡是靠機體的調節作用而實現的，我們稱之為穩態。生理學家把正常機體通過調節作用，使各個器官、系統協調活動，共同維持內環境的相對穩定狀態叫做穩態。穩態是機體維持相對穩定狀態的特性和能力。在這個概念中，我們注意幾個關鍵詞：“內環境的相對穩定狀態”，指的是內環境的什么處于相對穩定狀態？應該是內環境的各種化學成分和理化性質（理化性質主要包括溫度、PH、滲透壓）相對穩定“相對穩定狀態”的含義：內環境是變化的，這種變化保持在一定范圍內，是一種動態的平衡。內環境穩態怎么實現？通過自我調節

4、，穩態調節不是靠一個器官系統就能實現的，而是靠各個器官、系統協調活動。穩態的概念源于對內環境的研究，內環境穩態是個體水平的穩態，后來這一概念得到了很大的擴充，范圍涵蓋了小到分子，大到生態系統等各個層次，現已成為生命科學的一大基本概念。同學們課后可以閱讀教材11頁相關內容。Q1. 請同學們觀察示意圖，并分析：內環境中營養物質、代謝廢物、O2、CO2的含量是如何維持相對穩定的?A1：內環境中的營養物質、O2沒有因為細胞代謝不斷消耗而減少，是因為機體通過消化系統、循環系統補充營養物質，通過呼吸系統、循環系統補充氧氣，使其保持相對穩定。同理，內環境中的代謝廢物、CO2沒有因為細胞代謝不斷產生而增多，是

5、因為機體通過循環系統、呼吸系統排出二氧化碳，通過循環系統、泌尿系統排出尿液和皮膚分泌汗液來排出代謝廢物，使其保持相對穩定。Q2. 如果某種器官的功能出現障礙，對內環境穩態會造成什么影響？A2：可想而知，內環境穩態遭到破環。例如：當腎功能發生障礙時，尿液形成不足，導致進入機體的過多的水和無機鹽、代謝產生的廢物不能及時排出體外，致使大量的毒性物質在體內堆積，由此可引起自身中毒。圖中各系統各自有一定的功能，并都具有與功能相適應的結構。人體是一個有機整體，其內環境穩態的維持有賴于局部，也就是各個器官、系統的正常運行并能協調配合，任何一個系統出現功能障礙，都會使內環境穩態被打破。我們知道，循環、呼吸、泌

6、尿、消化系統正常運行和協調一致能夠保證內環境和外界環境之間順利進行物質交換，通過剛才分析，我們了解到這些系統能夠在內環境和外界環境之間進行持續、精確的補償調節，從而維持內環境穩態，所以，各器官系統協調運行是維持內環境穩態的基礎。那么機體內各個器官、系統，為什么能夠保持協調一致呢？如何做到高度有序？哪些系統發揮著調節作用呢？科學家對內環境穩態調節機制的認識是逐步完善的。我們來了解一下。1857年，法國著名生理學家貝爾納首先提出內環境的概念，以區別于身體所處的外界環境。他提出：內環境的穩定是生命能獨立和自由存在的首要條件。內環境保持穩定主要是依賴神經系統對機體的調節。1926年，美國著名生理學家坎

7、農引申和發展了貝爾納思想，并提出了新的概念穩態。他有兩點突破，第一：他認為，穩態不是恒定不變的，而是一種動態的平衡，在變化中實現平衡。第二：他認為：內環境穩態是在神經調節和體液調節的共同作用下，通過機體各種器官、系統分工合作、協調統一而實現的。隨著分子生物學的發展，人們對穩態調節機制又有了新的認識，人們發現免疫系統對于內環境穩態也起著重要的調節作用。比如：病原微生物進入人體，會破壞人體內環境穩態，這時我們體內的免疫系統就會發揮作用，發現并清除病原微生物，清除引起內環境波動的因素。所以，目前普遍認為，神經-體液-免疫調節網絡是機體維持穩態的主要調節機制。通過這段科學史的了解，我們可以感悟到：伴隨

8、著科學的不斷進步和人們認識的不斷深入，概念也在不斷發展和完善。我們進一步完善概念圖。穩態的主要調節機制是神經-體液-免疫調節。三者不是獨立進行調節，而是相互影響，構成調節網絡，共同調節身體各器官、系統，使他們能夠協調起來，從而維持內環境穩態。后面章節我們還會深入神經調節、體液調節、免疫調節相關內容。在長期的進化過程中，我們的身體形成了非常精細的調節機制，內環境中任何微小改變均能引起機體的自動調節，機體通過調節活動產生一些反應來減小這種變化，實現穩態，以適應多變的環境，這是身體的智慧。美國著名生理學家坎農這樣評價：“我們的身體本身就在行使著醫生的職能。”生物體通過調節作用維持穩態，能減少生物對外

9、界條件的依賴性，提高生物對環境的耐受范圍，提高了生物體的適應能力。內環境穩態是不是總能維持？會不會出現失調的情形呢？我們再來看這張化驗單，化驗單中上下箭頭代表什么含義？可能會對人體造成什么不利影響？化驗單中有四種成分超出正常范圍。天冬氨酸氨基轉移酶略低，通常沒有臨床意義，建議復查。葡萄糖和糖化血清白蛋白超標，大家不太熟悉糖化血清白蛋白，它測的是機體最近一周血糖平均值。通過這兩個指標，了解到這個人血糖高，可能是糖尿病患者。甘油三酯又稱脂肪，超出正常范圍，了解到這個人血脂高。 從化驗單可以看出，此人血糖血脂穩態失衡，醫生還會結合其他臨床檢查，進一步診斷。高血糖高血脂對人體有什么不利影響呢？高血糖會

10、對患者血管、眼、神經、腎臟等造成慢性損害。高血脂容易引發心血管疾病。從平衡的角度分析，內環境中血糖和血脂高的原因都是：物質的來源大于去路，沒有達到動態平衡。如果能夠通過某些方法減少糖、脂來源，增強糖、脂的去路，可恢復穩態。健康人的體溫接近37，超過39即為高熱。高熱可以理解為內環境理化性質穩態失調。1.有過高熱的同學，回憶下高熱最嚴重時的感受。頭疼、頭暈、嗜睡等；可能伴有食欲不振、厭食惡心等。2.體溫過高時為什么要采取物理降溫或藥物降溫的措施？持續高熱會誘發器官功能異?；蛞鸾M織損傷；對于孕婦來說，發熱可能導致胎兒發育障礙；對于6個月4歲幼兒來說，持續高熱可能引發驚厥，由此可能造成腦損傷，所以

11、提醒同學們，當你或你周圍有人體溫過高時一定要注意及時采用物理方法或服用藥物來降溫。人體患很多疾病時都會伴有發熱。例如：在夏天高溫環境中從事體力勞動的人，容易發生中暑。中暑也會表現出高熱。人體是復雜的生命系統，是個整體，任何局部的損害，都可引起性質不同、輕重不一的全身反應，例如某些炎癥可能引起發熱等全身性表現；而這種發熱又影響到了身體的其他部位。所以發熱以后還要及時就醫，找到病因祛除病因。以上內環境穩態失調實例說明：人體維持穩態的調節能力是有一定限度的。當外界環境的變化過于劇烈或人體自身的調節功能出現障礙時，內環境的穩態就會遭到破壞，危及機體健康。在這種情況下，就需要通過醫療手段協助病人重建穩態

12、。穩態失調會導致各種健康問題，通過剛才的分析，大家也能理解內環境穩態的重要性。內環境是細胞生活的環境，我們從細胞代謝需要的物質和條件來分析內環境穩態的重要意義。例如：1.血糖濃度、血液含氧量保持在正常范圍內：能保證細胞正常進行氧化分解葡萄糖為機體提供能量。人低血糖或因為血液中含氧量較低引起高原反應時，常感到頭暈乏力，這都是因為細胞能量代謝出現問題。例如2.細胞代謝的進行離不開酶，內環境中溫度和pH在適宜范圍內，可使酶正常地發揮催化作用。當體溫過高或過低，pH偏離正常范圍時，都會導致細胞代謝異常。再比如3.內環境滲透壓正常，可維持細胞形態和功能。嚴重腹瀉后，如果只喝水，不補充鹽，就會導致內環境滲

13、透壓降低，從而造成細胞發生吸水膨脹，進一步導致細胞代謝和功能紊亂。當然內環境的其他物質也會影響細胞代謝，就不再羅列了可見，內環境穩態是機體進行正常生命活動的必要條件。內環境穩態對機體健康至關重要。我們第三次看這張化驗單，同學們思考下，為什么血液生化指標能反應機體的健康狀況？血液中各種化學成分的含量，這其中包括機體多種代謝產物的含量。當機體某項生理功能出現障礙，勢必影響其代謝產物的含量，進而引起血液生化指標的變化。所以血液的生化指標可以反應機體的健康狀況。就個體而言，內環境穩態不僅是機體進行正常生命活動的必要條件，同時也是機體進行正常生命活動的體現。我們把穩態意義囊括到概念圖中。內環境是細胞生活

14、的液體環境，內環境穩態直接影響細胞代謝，對細胞而言，穩態是細胞正常生命活動的必要條件，只有細胞代謝正常，由細胞構成的器官、系統功能才能正常，機體的總體生命活動才能正常進行。內環境穩態出現問題，會帶來健康問題。所以內環境穩態怎么強調都不過分，實際上，機體生命活動的一切調節都圍繞著保持內環境穩態來進行的，構成身體的每一個細胞也以它自己的方式參與共建內環境的穩態。在本章首頁，有一首贊美內環境穩態的詩，我們一起來分享下：無論春夏秋冬，風云變幻，它卻總是輕波微瀾。穩態是生命系統的特征，也是機體存活的條件。它讓每一個細胞分享，又靠所有細胞共建。這首詩揭示了內環境穩態和細胞之間共建共享的關系，相信通過這一章

15、及后面章節的學習，同學們會對這首詩有更深刻的感悟。過渡：上節課給同學們留了一個調查作業，調查法是科學探究常用的方法之一，各小組已提交調查報告。下面時間我們進行三個小組調查活動的分享交流。1組調查問題有兩個：探究體溫的日變化規律；探究體溫變化與氣溫變化相關性選擇的調查對象：本人、父母，還要調查氣溫調查結果：1組同學在表格中記錄了一家三口原始的體溫數據，為使實驗結果更加直觀，在同一坐標系中繪制家庭成員一日內體溫變化折線圖，同時繪制了氣溫變化圖。根據調查結果得出的調查結論：通過橫向分析，得出結論1：同一個人一日內體溫在狹小范圍內波動，始終接近37。通過縱向分析，比較家庭不同成員的體溫，發現不完全一致

16、，得出結論2：體溫存在個體差異。 1組同學還對比了體溫變化與氣溫變化，得到結論是：體溫變化與氣溫變化沒有明顯的必然聯系。2組調查的問題：第1個小問題同1組，他們組提出的第2個問題是：探究體溫與洗澡、運動關系調查對象：2組某位學生調查結果顯示，2組這位同學在第一天，19：00測溫是在運動后，20：00測溫是在洗澡后。根據調查結果得出調查結論：1.一日體溫在一定范圍內波動，下午體溫略高于上午。 2.通過兩天同一時刻不同狀態的體溫比對，得出結論：洗澡、運動可使體溫略有升高。（這位同學也可以在運動前后、洗澡前后獲取體溫數據）3組調查問題也是兩個，自選的問題是：探究體溫與年齡、性別關系調查對象：多個家庭

17、。3組同學在調查中認為：調查對象多，獲得的數據多，得到的結論就會更可靠。所以他們匯總了本組同學和其他組部分同學的調查數據，進行分析，尋找規律。（出示表格），同學們會發現，調查結果中有些調查對象某個時間點的數據是空的。這，一方面能夠反應出數據真實性，另一方面也提醒我們在調查活動中前期要做好調查對象的工作，懇請配合。3組同學對原始調查結果進行了數據處理，得到了兩個折線圖，從結果中可看出體溫與年齡和性別關系。調查結論1.同前兩組同學（一個人一日內體溫在狹小范圍內波動，早上體溫略低） 調查結論2.通過折線圖可看出女性體溫略高于男性，學生體溫略高于成年人。不同人的體溫，因年齡、性別不同存在微小差異。通過“調查體溫的日變化規律”課外實踐活動，同學們親身感受了獲取事實證據的過程，通過數據，我們對內環境穩態的認識也從之前的感性認識上升到了理性認識。這里還要提醒同學們三點：通過展示3個小組同學的調查報告，大家會發現，調查對象不同，得到的結論就可能不同。所以在調查實驗中，根據研究的問題選定調查范圍、確定調查對象。在實驗中，要力求調查得到的數據能夠反應客觀實際。所以要控制好變量，使獲得的數據真實可靠。本次調查中，有些因素可能影響到體溫，如情緒激動、進食、運動，所以在測量時要避開這些因素。還有，為保證測得的數據準確性，腋窩測溫時姿勢要正確，測量時間510min。3.如果你調查獲得的數據與同學不一