(共20张PPT)
第二节
内环境的稳态
学习目标:
1.什么是内环境稳态?
2.内环境稳态的重要意义?
3.稳态调节的机制是什么?
内环境的成分都有一个变化范围,处于动态变化。
汉水丑生侯伟作品
一、内环境的动态变化
环境
细胞代谢
想一想:人和动物吃的食物代谢后会产生一些酸性或碱性物质,内环境的PH值会发生剧烈变化吗?
01
探究·实践:模拟生物体维持pH的稳定
2.实验目的
通过比较自来水、缓冲液和肝匀浆在加入酸或碱后pH的变化,推测生物体是如何维持pH稳定的。
1.实验原理
在溶液中加入酸或碱,缓冲对(如:HPO42-/H2PO4-)能使溶液pH的变化减弱;与自来水相比,生物组织匀浆更类似于缓冲液。
3.材料用具
等
pH计
01
4.实验设计
课
题:探究酸性和碱性物质进入体内,生物体的pH变化
实验对象
自变量
因变量
——生物组织材料
——酸性、碱性物质
——生物体pH的变化
——动物血浆、肝匀浆、蛋清等
——HCl/NaOH(均为0.1
mol/L)
——检测pH(pH计/pH试纸)
空白对照
已知具有减缓pH变化的能力的溶液,标准对照
探究·实践:模拟生物体维持pH的稳定
01
5.实验步骤
1)绘制如图所示的实验记录表格。
材料
(25mL)
加入0.1mol/L
HCl
加入0.1mol/L
NaOH
加入不同数量液滴后的pH
加入不同数量液滴后的pH
0
5
10
15
20
25
30
0
5
10
15
20
25
30
自来水
缓冲液
肝匀浆
探究·实践:模拟生物体维持pH的稳定
2)测自来水加入酸或碱后pH的变化。将25mL自来水倒入50mL烧杯中,测试并记录起始pH。一次加一滴0.1mol/L的HCl(或NaOH),轻轻摇动。每加5滴测试并记录一次pH,直到加入30滴为止。
3)测缓冲液加入酸或碱后pH的变化。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)测肝匀浆加入酸或碱后pH的变化。充分冲洗烧杯,用肝匀浆代替自来水,
重复(2)中步骤,记录结果。
01
5.实验步骤
5)实验结果记录、实验数据处理。
如何更直观地体现pH的变化?
材料
(25mL)
0.1mol/L的HCl滴数
0.1mol/L的NaOH滴数
0
5
10
15
20
25
30
0
5
10
15
20
25
30
自来水
6.8
6.5
6.3
6.0
5.0
4.1
3.8
7.0
8.8
9.4
9.8
10.0
10.5
11.0
缓冲液
7.0
7.0
6.8
6.6
6.5
6.4
6.3
7.0
7.2
7.3
7.5
7.8
8.0
8.2
肝匀浆
6.4
6.2
6.1
6.0
6.0
5.9
5.9
6.3
6.4
6.5
6.7
6.7
6.8
7.0
根据所得数据,以酸或碱的滴数为横坐标,以溶液pH为纵坐标,绘制不同实验材料在各种条件下的pH变化曲线。
多次记录,取平均值
探究·实践:模拟生物体维持pH的稳定
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。
01
6.实验结论
人体内环境中也有很多缓冲对,其中最重要的是HCO3-/H2CO3,其次还有HPO42-/H2PO4-等。当一定量的酸性或碱性物质进入后,内环境的pH仍能维持在一定范围内。
探究·实践:模拟生物体维持pH的稳定
正常情况下,不同人的体温因年龄、性别等的不同而存在微小差异;
同一人的体温一日内有变化,变化幅度一般不超过1℃。
尽管环境气温波动较大,但健康人的体温始终接近37℃。
内环境的其他化学成分和理化性质也维持在一定范围吗?
内环境
变化
外界环境的变化
体内细胞代谢活动的进行
动态平衡
调节作用
稳态: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叫做稳态。
无论春夏秋冬,风云变幻,
它却总是轻波微澜。
——第1章
章首页
稳态是如何实现的呢?
小结:健康人内环境的每一种成分和理化性质都是不断变化的,但都处于一定范围之内。
内环境的这种动态平衡是通过机体的调节作用实现的。
血浆pH:7.35-7.45、体温:约37
℃、渗透压:770
kPa
二、对稳态调节机制的认识
(p9.p10.图1-4
自主学习7min,回答下列问题)
(1)细胞呼吸时刻消耗葡萄糖,细胞会不断吸收内环境中的葡萄糖,内环境中的葡萄糖通过什么途径得以补充?需要哪些系统参与?
(2)细胞代谢产生尿素等代谢废物是如何从内环境排放到外界环境的,需要哪些系统参与?
(3)细胞呼吸需要时刻消耗O2和产生CO2,哪些系统参与了内环境中O2和CO2含量的稳定?
消化系统
循环系统
泌尿系统
循环系统
循环系统
呼吸系统
思考:机体内的各个器官、系统为什么能够协调一致呢?
汉水丑生侯伟作品
02
稳态调节机制的探究历程
[法]贝尔纳(1857年)内环境保持稳定主要是依赖神经系统的调节。
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。
[美]坎农(1926年)首次提出稳态的概念
内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下,通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。
肾脏是形成尿液的器官,当发生肾功能衰竭时,会造成细胞代谢产生的代谢废物在内环境中积累,导致“水、电解质、酸碱代谢紊乱”以及“蛋白质、糖类、脂肪和维生素的代谢紊乱”并最终引发一系列临床综合征,就是人们常说的尿毒症,最终会引起死亡。
(1)用一句话简要概括尿毒症的病因。
(2)说说你了解的治疗尿毒症的方法。
内环境稳态失衡
血液透析
肾移植
汉水丑生侯伟作品
腹膜透析
稳态失调的实例
尿毒症
02
稳态失调的实例
发热
你有过发高热的经历吗?谈谈高热最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施?
发热时的症状大部分集中在中枢神经系统,病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡等,同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。
正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度,发高烧时,各种酶的活性发生变化,代谢紊乱,机体功能异常。发热时机体分解代谢旺盛,持续高热会引起器官的功能负荷加重,可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。对于6个月至4岁的幼儿来说,持续高热容易发生惊厥,出现脑损伤,如智力落后、甚至癫痫,因此应及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。
02
稳态失调的实例
严重腹泻
严重腹泻后,如果只喝水,不补充盐,内环境的渗透压可能会出现什么变化?
内环境渗透压会降低。当内环境渗透压降低时,内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞内,造成细胞吸水肿胀,进一步导致细胞代谢和功能紊乱。严重时人体会出现疲倦、全身不适、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。
02
稳态失调的实例
高原反应
援藏的技术人员到青藏高原后常会出现头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状,为什么?这说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系?
高原空气稀薄,大气压和氧分压低,易造成体内缺氧。
这说明外界环境的变化会影响内环境的稳态。
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,当外界
环境的变化过于强烈或人体自身的调节功能出现障
碍时,内环境的稳态就会遭到破坏.
三、内环境稳态的重要意义
形态与功能
酶促反应
能量
机体进行正常生命活动的必要条件
04
不同层次的生命系统都存在着类似内环境稳态的特性。
(1)分子水平:基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等。例如在正常生长和分裂的细胞中,原癌基因和抑癌基因的表达存在着稳态;正常人体内调节血糖的胰岛素和胰高血糖素等激素是处于动态平衡的。
(2)细胞水平:细胞的分裂和分化的稳态等。
(3)器官水平:心脏活动如血压、心率的稳态、消化腺分泌消化液的稳态等。
(4)群体水平:种群数量的变化存在稳态、生态系统的结构和功能也存在稳态等。
稳态概念的发展
稳态的实质是内环境化学成分和理化性质维持相对稳定。
课堂小结
外界环境
细胞
物质交换
物质交换
内环境
器官系统协调运行
细胞膜
稳态
基础
神经-体液-免疫调节网络
调节机制
正常生命活动的必要条件
参与共建
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