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第1章 人体的内环境与稳态
第2节 内环境的稳态
问题探讨
1.为什么血液的生化指标能反映机体的健康状况?
血液生化指标指的是血液中各种化学成分的含量,包括机体多种代谢产物的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内,即处于相对稳定的状态。当机体某项生理功能出现障碍,势必影响其代谢产物的含量,进而引起血液生化指标的变化。
问题探讨
2.每种成分的参考值(即正常值)都有一个变化范围,这说明什么?
①内环境成分的含量不是恒定不变的,而是在一定范围内波动,动态平衡。
②不同个体存在一定差异。
问题探讨
3.什么成分超出正常范围?这可能会对人体造成什么不利影响?
可能会出现皮肤苍白、注意力难以集中;供氧不足,容易疲劳和虚弱感。
随着外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行,
内环境(如血浆)的各种 和 在不断变化。
化学成分
理化性质
1、实验目的
2、实验原理
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。
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、实验变量
自变量:
因变量:
无关变量:
实验材料的种类,酸性、碱性物质
溶液PH的变化
肝匀浆的量等
一、内环境的动态变化
模拟生物体维持PH的稳定
——滴加HCl/NaOH
——PH计或PH试纸检测PH
一、内环境的动态变化
模拟生物体维持PH的稳定
4、材料用具
肝
一、内环境的动态变化
模拟生物体维持PH的稳定
4、方法步骤
标准对照(已知具有减缓pH变化的能力的溶液,阳性对照)
空白对照
实验组
一、内环境的动态变化
模拟生物体维持PH的稳定
4、方法步骤
①
量取肝匀浆
25 mL于烧杯中;
②
用pH计或pH试纸、测定起始pH并记录;
③
④
一次滴加一滴0.1mol/L的HCl,然后
轻轻摇动。加入5滴后测定pH并记录;
重复③、④,直至滴加30滴HCl。
一、内环境的动态变化
模拟生物体维持PH的稳定
4、方法步骤
⑤
充分冲洗烧杯和pH计探头;
滴加NaOH,重复③、④步骤;
直至滴加30滴NaOH;
一、内环境的动态变化
模拟生物体维持PH的稳定
肝
一、内环境的动态变化
模拟生物体维持PH的稳定
充分冲洗烧杯,用同样的方法测定自来水和缓冲液。
肝
一、内环境的动态变化
模拟生物体维持PH的稳定
以酸或碱的滴数为横坐标,以pH为纵坐标,绘制3种样液pH变化曲线
动物血浆、用2-5倍水稀释的鸡蛋清或马铃薯匀浆
讨论1:就加入的HCl或NaOH后pH的变化来说,肝匀浆更像自来水还是更像缓冲液?
缓冲液
一、内环境的动态变化
模拟生物体维持PH的稳定
讨论2:缓冲液的pH变化为什么与自来水不同
缓冲液加入少量酸或碱后,pH变化不明显,原因是磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4,其中H2PO4-呈酸性,当加入少量NaOH时,可以中和OH-;HPO42-呈碱性,当加入少量HCl时,可以中和H+。
讨论3:根据模拟实验结果,你可得出什么结论?
生物材料的pH变化较小,类似于缓冲液而不同于自来水,机体能维持pH的稳定。
内环境pH能维持在一定范围内,是因为其中含有很多__________
缓冲对
人体内环境最重要的缓冲对是______________,其次是_____ _____
HCO3-/H2CO3
HPO42-/H2PO4-
一、内环境的动态变化
人的体温,会因年龄、性别等的不同存在微小差异;
同一个人的体温在一日内也有变化,幅度一般不超过1℃;
尽管气温波动范围较大,但健康人的体温始终接近37℃。
1、酸碱度的动态变化
2、体温的动态变化
体温
渗透压
酸碱度
内环境各种成分
但处于一定范围
一、内环境的动态变化
不断变化
稳态
变化原因:
外界环境变化(外因)
细胞代谢活动(内因)
调节作用
健康人内环境的每一种成分如血糖、血脂,以及渗透压等理化性质都是不断变化的,但都处于一定的范围内。
正常机体通过 作用 ,使 协调活动,
共同维持内环境的 状态。
1、定义:
2、实质:
调节
各个器官、系统
相对稳定
内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡之中。
一、内环境的动态变化
水、无机盐、各种
营养物质、代谢产物
pH值、渗透压、温度
食物、水和无机盐
CO2
O2
呼吸系统
泌尿系统
消化系统
肺泡表面潮湿且伸缩性很大,有利于气体的交换
肾小球是血管球,参与形成原尿
有机废物、水和无机盐
未被吸收的物质
小肠绒毛增大吸收营养物质的表面积
细胞
循环系统
尿毒症,甚至死亡
人体各器官、系统协调运行是维持内环境稳态的基础。
二、对稳态调节机制的认识
贝尔纳:内环境保持稳定主要依赖 的调节。
目前: 调节网络是主要调节机制。
坎农:提出稳态的概念。 稳态不是恒定不变,而是一种动态平衡。
稳态通过 的共同作用下实现的。
二、对稳态调节机制的认识
神经系统
神经调节和体液调节
神经-体液-免疫
分析内环境失调的实例
内环境渗透压会降低,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。
二、对稳态调节机制的认识
感觉头晕、厌食、四肢无力等。
高温影响酶活性,导致细胞代谢出现紊乱。
1.发烧
2.腹泻后只喝水,不补充盐
到高原后会出现头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状。
高原空气稀薄,氧分压低,易造成体内缺氧。
分析内环境失调的实例
二、对稳态调节机制的认识
高热、皮肤干燥、恶心、呕吐、食欲不振、心悸、头痛等。严重中暑(热射病)会使体温超过40℃,病死率较高。
4.中暑
3.高原病
分析内环境失调的实例
二、对稳态调节机制的认识
肾功能衰竭时,形成尿液不足,
尿素等代谢废物在体内积累导致中毒。
头晕、头痛、食欲不振、上呼吸道感染、关节酸痛等症状。空调风使人体表面水分蒸量加大,毛孔收缩,不能正常排汗,也会引起内分泌的紊乱;空调房间里,气流方向经常变换,气流速度增加,空气热量不断变动等因素干扰了人体的嗅觉,削弱了人体对空气中病菌、过敏原和异味的反应;房间内湿度太低,会对眼、鼻等处的黏膜产生不利作用,导致黏膜病;室内空气与外界几乎隔绝,干燥而又温度适宜,空气中有害细菌含量快速上升。
5.尿毒症
6.空调病
二、对稳态调节机制的认识
外界环境
变化过于剧烈
人体自身调节
功能出现障碍
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
内环境的稳态
遭到破坏
外因
内因
二、对稳态调节机制的认识
细胞代谢是由细胞内众多复杂的化学反应组成的,完成这些反应需要各种物质和条件。
血糖和氧含量正常
代谢废物排出
体温、pH相对稳定
渗透压相对稳定
保证机体能量供应
保证酶活性、细胞代谢正常
维持细胞的正常形态和功能
可防止机体中毒
三、内环境稳态的重要意义
意义:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
分子水平
基因表达、激素分泌、酶活性稳态等。
分裂、分化的稳态。
心脏活动、消化腺分泌消化液等的稳态。
种群数量、生态系统结构与功能的稳态等。
四、稳态概念的发展
在生命系统的各个层次上普遍存在稳态。
细胞水平
器官水平
群体水平
"人造子宫"看起来像一个大塑胶袋,确切地说是用特殊材质制成的种生物袋。它要代替母羊子宫孕育羊盖,这个生物袋内必须装"羊水",能够为早产羊盖生活提供适宜的液体环境。该"羊水"模拟自然子宫羊水的成分种类和含量,除水和电解质外,包含多种可以促进羊羔生长的营养物质和生长因子,如蛋白质、糖类、脂肪等,也包括抗生素、尿素等。此外,这种"羊水"还必须具备适宜的温度和酸碱度。
拓展应用:
“酸碱体质理论”惹争议 提出者付出高额赔偿
(1)人体内环境存在缓冲系统,能够自动调节pH,使之达到动态平衡。普通食物不能引起内环境的酸碱度变化。
航天器和航天服中的生命保障系统,主要由氧源(气瓶)和供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成。它能够为航天员提供呼吸用氧,并控制服装内的压力和温度,清除航天服内 CO2、臭味、
湿气和微量污染等。这套生命系统与压力服(给宇航员提供正常大气压)一起,在人体周围创造适宜人生存和工作的微小气候环境,有利于宇航员维持机体内环境的稳态。
1.生物个体内的稳态是指在“神经—体液—免疫”调节网络的调节作用下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境相对稳定的状态。下列说法正确的是( )
A.激素、血红蛋白和氨基酸都属于人体内环境的组成成分
B.肾上腺、甲状腺、唾液腺产生的分泌物,均直接排放到内环境中
C.外界环境的变化和体内细胞代谢活动均可影响内环境的稳态
D.血糖浓度、尿液浓度、体内温度、细胞外液渗透压的相对稳定都属于内环境的稳态
C
2.某同学分别以清水、缓冲液和血浆为实验材料进行“探究血浆是否具有维持pH稳定的功能”的实验,实验结果如图所示。错误的是( )
D
A.起对照作用的是清水组和缓冲液组
B.所得结果不合理的是清水组
C.该实验结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的
D.图中的结果表明缓冲液组维持pH稳定的能力强于血浆组
3.下列关于人体内环境稳态的叙述,错误的是 ( )
A.内环境稳态是机体在神经系统的调节下,通过各器官、系统的协调活动来共同维持的
B.因肾功能衰竭已出现尿毒症的患者,其内环境稳态会失调
C.神经系统、内分泌系统、呼吸系统都参与了人体体温调节
D.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
A