第2課時內環境穩態的重要性【目標導航】1.說明內環境穩態及其生理意義。2.簡述穩態的調節機制。3.關注內環境穩態與健康的關系。4.嘗試解釋生物體維持pH穩定的機制。一、內環境的動態變化外界環境因素的變化和體內細胞代謝活動的進行，都會使內環境的各種化學成分和理化性質不斷發生變化。1．體溫：健康人的體溫始終接近37℃，但在正常情況下，不同人的體溫，會因年齡、性別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12．內環境的穩態：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。二、內環境穩態的調節機制及意義1．內環境穩態的基礎：維持穩態的基礎是人體各器官、系統協調一致地正常運行。(1)直接相關的系統：消化系統、呼吸系統、循環系統、泌尿系統。(2)參與調節的系統：神經系統、內分泌系統、免疫系統。2．內環境穩態的主要調節機制(1)最初推測：內環境的恒定主要依賴神經系統的調節。(2)經典解釋：內環境的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、系統的分工合作、協調統一而實現的。(3)現代觀點：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。其中最主要的調節方式為神經調節，而免疫調節是通過清除異物、外來病原體等對內環境的穩態起調節作用。3．人體維持穩態的調節能力是有一定限度的。4．內環境穩態是機體進行正常生命活動的必要條件。(1)正常的血糖濃度和血氧含量是供給機體所需能量的重要保障。(2)正常的體溫和pH是酶正常發揮催化作用的基本條件。三、生物體維持pH穩定機制的實驗原理及結果1．原理分析：在實驗中用對比實驗的方法，通過向自來水、緩沖液、生物材料中加入酸或堿溶液引起的pH不同變化，定性說明人體內液體與緩沖液相似而不同于自來水，從而說明生物體pH相對穩定的機制。2．實驗結果——繪出用鹽酸或NaOH分別處理自來水、緩沖液、生物材料后相應的pH。變化曲線如下：知識點一內環境的動態變化1．下列有關內環境穩態的敘述中，不正確的是()A．不同人的體溫，會因年齡、性別等不同而存在微小差異B．內環境穩態是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的C．在正常情況下，內環境的各種理化性質是保持不變的D．在正常情況下，內環境的各種理化性質經常處于變動之中，但都保持在適宜的范圍內答案C解析內環境穩態是機體在神經系統和體液的調節下，通過各個器官、系統的協調活動來共同維持的。內環境的各種理化性質在機體的不斷調節下保持窄幅波動變化狀態，以維持內環境的相對穩定，如人體血漿pH保持在～，體溫保持在37℃左右，血糖在～1.22．下列哪項是對內環境穩態實質的描述()A．是在神經和體液共同調節下實現的B．溫度、pH等理化性質呈現動態平衡C．是各個器官、系統協調活動的結果D．是體內細胞生活不可缺少的條件答案B解析題中A項是指穩態的調節，C項是指穩態維持的基礎，D項是穩態的生理功能。知識點二對穩態調節機制的認識3．人在發燒時，食欲較差，其機理是()A．胃不能及時排空B．攝入的食物未被消化C．消化酶活性受影響D．完全抑制了消化酶的分泌答案C解析人體內環境的穩態包括內環境各種理化性質保持相對穩定，如溫度、pH、滲透壓等。人發燒即溫度不能處于穩態水平，而溫度是代謝催化劑——酶發揮催化作用的必要條件，發燒時溫度過高使消化酶活性降低，從而導致食欲變差。4．關于內環境穩態調節機制的現代觀點是()A．神經調節B．體液調節C．神經—體液調節D．神經—體液—免疫調節答案D解析現在的觀點認為免疫也是一種調節方式，和神經—體液調節相互作用。知識點三內環境穩態的重要意義5．穩態的生理意義是()A．使體溫維持相對恒定B．使體液的pH保持相對穩定C．使內環境的滲透壓處于相對平衡狀態D．是機體進行正常生命活動的必要條件答案D解析本題考查穩態的生理意義，需要同學們對相關的內容進行簡單地記憶和理解。穩態是機體對多變的外界環境的適應，維持內環境在一定范圍內的穩態是生命活動正常進行的必要條件。溫度、pH、滲透壓等的相對穩定只是內環境穩態的某個方面的穩定，不是內環境穩態的意義。6．當內環境的穩態遭到破壞時，必將引起()A．酶促反應速率加快B．滲透壓下降C．細胞代謝紊亂D．糖尿病答案C解析內環境穩態被破壞有多種形式，不論哪種形式都會影響細胞的代謝。知識點四生物體維持pH穩定的機制7．取甲、乙兩支試管，向甲內加入血漿，乙內加入等量蒸餾水，用pH試紙檢測。然后，向甲、乙內各滴入等量的幾滴HCl或NaOH溶液，搖勻后，再用pH試紙檢測。關于此實驗的過程和結果的判斷分析不正確的是()A．“等量”是對照實驗中對無關變量的要求，在這種條件下，實驗結果才可靠B．“搖勻”使酸性或堿性物質與試管中的血漿或蒸餾水充分混合，確保pH試紙檢測結果的準確性C．結果是甲試管中血漿pH變化不明顯，乙試管中蒸餾水的pH變化明顯D．可見血漿中有緩沖物質，pH穩定不變答案D解析“等量”是排除數量多與少對實驗結果的影響；“搖勻”有利于反應完全；乙試管是空白對照，pH變化明顯；血漿中因有緩沖物質，pH保持相對穩定，但不是不變化?；A落實1．下列關于內環境及其穩態的敘述中正確的是，()A．內環境的穩態是機體進行正常生命活動的必要條件B．血紅蛋白、神經遞質、激素、葡萄糖和CO2都是內環境的成分C．內環境穩態的實質是內環境的滲透壓、溫度和pH保持不變D．小腸絨毛上皮細胞生活的內環境為組織液和消化液答案A解析內環境只有保持相對穩定，機體才能進行正常的生命活動。血紅蛋白是紅細胞中的成分。內環境的穩態是各種成分及其理化性質保持相對穩定的狀態，而不是保持不變的狀態。消化液不屬于內環境。2．下列屬于內環境穩態的重要組成部分的是()①酸堿平衡②Na＋、K＋平衡③血糖平衡④體溫調節⑤氨基酸平衡⑥CO2、O2平衡A.③B.①③④C.①②③④D.①②③④⑤⑥答案D解析內環境的成分、理化性質在一定范圍內變化，為組織細胞正常生命活動提供必需的條件，理化性質、成分包括：①水含量，②氣體成分如O2、CO2穩定，③無機鹽含量，④有機小分子成分及含量如氨基酸、葡萄糖、維生素等，⑤各種調節物質，如激素等，⑥內環境滲透壓，⑦酸堿度，⑧溫度等。3．人體對內環境穩態起調節作用的系統是()A．消化系統和呼吸系統B．循環系統和運動系統C．排泄系統和生殖系統D．神經系統、內分泌系統和免疫系統答案D解析依據現代穩態概念分析作答。4．在維持內環境穩態上不起作用的是()A．肝臟根據體內需要增加或減少釋放到血液中的葡萄糖量B．肺根據需要按一定速率呼出CO2和吸入O2C．腎把代謝終產物不斷地排出體外D．紅骨髓源源不斷地造出新的血細胞答案D5．下列關于內環境穩態調節的描述正確的是()A．調節方式為體液調節B．所有的穩態都是相對的C．所有穩態的形成都有許多系統參與D．所有穩態都不受外界環境影響答案B解析神經—體液—免疫調節網絡是機體維持穩態的主要調節機制，酸堿平衡的調節不需要許多系統參與，穩態受外界環境影響。能力提升6．下列有關穩態的生理意義的敘述，錯誤的是()A．穩態有利于酶促反應的進行B．穩態是機體進行正常生命活動的必要條件C．當穩態遭到破壞時，可導致疾病的發生D．當血液成分穩定時，人一定不會發生疾病答案D解析酶促反應的正常進行需要穩態，所以穩態是機體進行正常生命活動的必要條件。當穩態遭到破壞時，細胞代謝會發生紊亂，并導致疾病的發生；但發生疾病并不一定是血液成分不穩定引起的，比如遺傳病。7．有關人體內環境穩態的敘述，錯誤的是()A．有3種以上的生理系統參與維持人體內環境穩態B．人體內環境穩態的失調與外界環境無關C．人體維持內環境穩態的調節能力是有限的D．穩態有利于參與其調節的器官保持機能正常答案B解析本題主要考查內環境穩態的調節及意義。分析如下：8．科學家通過研究發現，人的血漿pH通常在～之間，變化不大的原因是()①H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等多對緩沖物質對血漿酸堿度起緩沖作用②通過呼吸系統可不斷排出CO2③血漿中過多的碳酸氫鹽可以由腎臟隨尿排出體外④神經系統對呼吸運動強度的調節有利于維持血漿pH的相對穩定⑤食物中的堿性物質與新陳代謝產生的酸性物質所構成的緩沖對調節血漿pHA.①B.①②③C.①②③④D.①②③⑤答案C解析血漿中含有許多對對酸堿度起緩沖作用的物質，每一對緩沖物質都是由一種弱酸和相應的一種強堿鹽組成的。血液中的二氧化碳會促進呼吸運動的增強，增加通氣量，從而將CO2排出體外，使血漿pH變化不大，當碳酸鈉進入血液后，就與血液中的碳酸發生作用，形成碳酸氫鈉，而過多的碳酸氫鈉可以由腎臟排出，使血漿酸堿度不會發生很大的變化。9．下圖為某單位“職工隊”與專業運動員在一次足球比賽前后血液中乳酸含量的變化情況(單位：mg/mL)。(1)比賽前階段“職工隊”隊員血液中乳酸含量迅速增加的原因是什么？________________________________________________________________________。(2)為什么比賽的后半場“職工隊”隊員血液中乳酸含量有所降低？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在比賽過程中，專業運動員的血液乳酸含量始終比“職工隊”隊員低，主要原因是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)專業運動員偶有定性運動，以極快的速度去爭奪足球，此運動過程中生成ATP的途徑是什么？________________________________________________________________________。答案(1)骨骼肌相對缺氧，進行無氧呼吸產生乳酸(2)在神經—體液調節下，呼吸加快加強，使骨骼肌獲得了較多的氧氣，有氧呼吸加強(3)專業運動員的呼吸肌和心肌發達，肺活量和心輸出量均較大，能較好地滿足劇烈運動時骨骼肌對氧氣的需要(4)劇烈運動時，短時間內生成ATP的能量來源于磷酸肌酸中高能磷酸鍵的轉移解析在劇烈活動過程中，人體進行生命活動所需的ATP的量增加，而通過增強呼吸運動不能滿足人體對ATP的需要，且造成人體相對缺氧，骨骼肌進行無氧呼吸產生乳酸進入血液，使血液中乳酸的含量迅速增加。劇烈活動后，人體對ATP的需要量減少，僅靠有氧呼吸就能滿足；同時，乳酸和血液中的緩沖物質NaHCO3起中和反應生成乳酸鈉、碳酸，碳酸會分解，生成的CO2通過加強呼吸運動排出體外，以保持穩態。專業運動員呼吸肌和心肌發達，肺活量和心輸出量均較大，能較好滿足劇烈運動時骨骼肌對氧氣的需要，無氧呼吸強度相對較低，因此劇烈運動過程中專業運動員血液中乳酸含量比普通人低。人體內磷酸肌酸可以暫時貯存能量，可以在短時間內轉化生成ATP和肌酸，彌補人體內ATP的不足。10．根據人體體液分布及物質交換示意圖，回答問題：(1)水由消化道進入A，即過程b中水是以________方式進行的，b過程還包括對大部分________的吸收。(2)人體細胞賴以生存的內環境包括圖中的__________(只寫字母)。其中A中的水以________形式進入消化道。(3)A中代謝廢物的排出途徑除圖中表示的外，還應有________。A和B的交換是通過________結構進行的。(4)過程e和f滲透方向的不同之處在于：前者________，后者________。(5)過程e和d依次表示__________作用，______________作用。(6)E和A相比，E中不含有的成分是__________。答案(1)自由擴散營養物質(2)A、B、D消化液(3)汗液毛細血管(4)雙向單向(5)滲透重吸收(6)大分子蛋白質解析從題圖可知A為血漿，B為組織液，C為細胞內液，D為淋巴。消化道吸收水是以自由擴散(或滲透)方式進行的。血漿(A)、組織液(B)、淋巴(D)構成了內環境，血漿中的水以消化液形式進入消化道，代謝終產物的排出途徑主要是經腎臟，另外肺和皮膚也可排出部分廢物。血漿和組織液只隔一層毛細血管壁，兩者中物質可通過毛細血管壁進行交換，e表示物質由血漿通過毛細血管壁進入組織液，f則表示部分組織液進入毛細淋巴管形成淋巴。c、d分別表示了尿液形成的兩個階段：腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用。血漿在流過腎小球時，大分子蛋白質是不能濾過的，因此，原尿中無大分子蛋白質。實驗拓展11．為探究人體內環境中pH的相對穩定是由于血漿中存在著緩沖物質，試設計一個探究實驗，并回答下列問題：(1)實驗材料及用具家兔的血漿適量、蒸餾水、預先配制的緩沖液、量筒、試管若干支。模擬人體血漿內導致pH變化的主要物質是______________________。此外，還必須以__________________作實驗用具。(2)實驗步驟①設置A、B兩個實驗組，每組取3支試管。②先向A組中的3支試管分別加入，再依次滴入等量________________，測量pH并記錄填表。③對B組________________________________________________________________________。(3)結果預測A組：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。B組：___