(共26张PPT)
问题探讨
在进行常规体检时,通常要做血液生化检查,以了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。左图是某人的血液生化检查化验单的一部分。
讨论:
1. 为什么血浆的生化指标能反映机体的健康状况?
血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分的含量,其中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。当机体某项生理功能出现障碍时,势必影响其代谢产物的含量,因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况,并可以作为诊断疾病的依据。
问题探讨
讨论:
3. 从化验单上可以看出哪几种成分超出正常范围?这可能会对人体造成什么不利影响?
(1)略微低于正常值,这通常没有临床意义,建议定期复查。若该值偏高,说明肝功能受损。
(2)可能是糖尿病。糖尿病患者长期高血糖,会导致眼、肾、心脏、血管、神经等慢性损害。
(3)可引起高血脂症,易并发冠心病、动脉粥样硬化等。
问题探讨
讨论:
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?
内环境中各种化学成分的含量不是恒定不变的,而是在一定范围内波动,内环境的稳定是一种动态的相对稳定;
不同个体存在一定差异。
从上图可以看出,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)的各种化学成分和理化性质在不断发生变化。
内环境会因此而剧烈变动吗?
第1章 人体的内环境与稳态
第2节 内环境的稳态
一、内环境的动态变化
细胞代谢会产生许多酸性物质,如碳酸等;人和动物吃的食物代谢后也会产生些酸性或碱性物质。这些物质进入内环境会使机体的pH发生怎样的变化呢 下面的探究活动将帮助你回答这个问题。
探究·实践:(教材P.7)
模拟生物体维持PH的稳定
防护手套、护目镜、50mL烧杯、50mL量筒、pH计或pH试纸、镊子、
自来水、肝匀浆、
pH为7的磷酸盐缓冲液、
0.1mol/L HCl、0.1mol/L NaOH
提出问题
作出假设
设计实验
这些物质进入内环境,机体的pH能否维持在一定范围内?
机体的pH能维持相对稳定
材料用具:
(1)该实验的自变量是什么?
(2)该实验的因变量是什么?
(3)该实验设计须遵循哪些原则?
(4)该实验的预期结果是怎样的?
模拟生物体维持PH的稳定
提出问题
作出假设
设计实验
实验步骤:
分3组(每组一种液体材料),组内分AB两个小组分别测酸碱。(以自来水材料为例,其余测定小组步骤相同)
A组:测酸对自来水pH的影响:
第一步:将25mL自来水倒入50mL烧杯中,测量并记录起始的pH;
第二步:一次加1滴0.1mol/L HCl,然后轻轻摇动,加入5滴后再测pH。
重复这一步骤直到加入了30滴为止。 将结果计入表中。
B组:测碱对自来水pH的影响:
第一步:冲洗烧杯后加入25mL自来水,测定并记录起始的pH;
第二步:一次加1滴0.1mol/L NaOH,然后轻轻摇动,加入5滴后再测pH。
重复这一步骤直到加入了30滴为止。 将结果计入表中。
进行实验
模拟生物体维持PH的稳定
内环境的动态变化
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
实验结果:
实验结论:
在一定范围内,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。
模拟生物体维持PH的稳定
缓冲对
NaHCO3/H2CO3
Na2HPO4/NaH2PO4
①由一种弱酸与该种弱酸的碱性盐组成。
②既能抗酸,又能抗碱,有缓冲作用。
(1)剧烈运动产生大量乳酸时:
①乳酸+NaHCO3→乳酸钠+H2CO3。
结果:
CO2 由肺排出体外,缓冲了体内过多的酸。
(2)碱性物质进入血液时:
Na2CO3+H2CO3→2NaHCO3
结果:
过多的 NaHCO3 由肾脏排出,缓冲了体内的碱性变化。
以NaHCO3/H2CO3为例
②H2CO3→H2O+CO2↑。
弱酸
弱酸
弱碱
弱碱
缓冲液维持pH稳定的机制
机体维持pH稳定的机制 P9
一、内环境的动态变化
课后习题
拓展应用:
剧烈运动会使肌肉产生大量乳酸等酸性物质,这会影响血浆的pH吗?在这种情况下,机体是如何维持细胞外液的酸碱度的?请查阅相关资料,寻找答案。
不会使血浆的酸碱度发生很大的变化,这是由于血液中缓冲物质的调节作用以及机体的调节作用:
乳酸 + NaHCO3 → 乳酸钠+H2CO3
碳酸是一种弱酸,可以分解成CO2和水,血液中的CO2增多会刺激呼吸中枢,使呼吸运动增强,增加通气量,从而将CO2排出体外,所以对血液的pH影响不大;
碳酸钠进入血液后,与血液中的碳酸发生作用形成碳酸氢盐,过多的碳酸氢盐可以由肾排出。
Na2CO3+H2CO3→2NaHCO3
一、内环境的动态变化
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作稳态。
(成分和理化性质)
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。
除此之外,正常情况下的体温,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。
内环境的这种动态平衡是通过机体的调节作用实现的。
稳态是如何实现的呢?
二、对稳态调节机制的认识
内环境稳态与消化、呼吸、循环、泌尿系统的功能联系示意图
人体各器官、系统协调一致地正常运行,是维持内环境稳态的基础。
对稳态调节机制的认识
【尿毒症】
肾功能衰竭是形成的尿液不足,代谢产物不能排出体外,致使大量含氮废物及其他毒性物质在体内堆积,电解质代谢及酸碱平衡紊乱,机体内环境稳态被破坏而导致的疾病。
治疗方式:血液透析、腹膜透析、肾移植
人体各器官、系统协调一致地正常运行,是维持内环境稳态的基础。
二、对稳态调节机制的认识
1857年法国生理学家 贝尔纳 推测:
内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节。
1926年美国生理学家 坎农 提出:
内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下实现的。
随着分子生物学的发展人们发现:
免疫系统能发现并清除异物、外来病原微生物等引起内环境
波动的因素,它也起重要的调节作用。
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。
1. 你有过发高烧的经历吗?谈谈高烧最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施?
发高烧时,各种酶的活性发生变化,代谢紊乱,机体功能发生异常。
发热时的症状主要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。
发热时机体处于一种明显的分解代谢过旺的状态,持续高热必定引起器官的功能负荷加重,有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。
2. 大量出汗或严重腹泻后,如果只喝水,不补充盐,内环境的渗透压会出现什么变化?这会带来怎样的后果?
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。严重时会出现疲倦、全身不适、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。
思考·探讨 P10
3. 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势必会影响到内环境的稳态。若外界环境变化不剧烈,并且机体代偿机制良好,内环境的波动较小,仍能维持稳态;若外界环境变化剧烈,机体代偿机制不好,内环境稳态将受到破坏,就会影响身体健康。
与社会的联系
炎炎夏季,在高温环境中从事体力劳动的人,最容易发生中暑。
内环境稳态是指正常机体通过___________________________的调节作用。使各个器官、系统_________,共同维持内环境_____和__________的____________状态。
神经-体液-免疫调节网络
协调活动
成分
理化性质
相对稳定
内环境稳态会失调吗?
调节功能出现障碍(内因)
外界环境变化过于剧烈
(外因)
内环境的稳态遭到破坏
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
内环境稳态的概念
血液中血糖浓度过高,可能出现糖尿病;
血糖浓度过低,可能出现低血糖。
例如:细胞代谢需要依靠氧化
分解葡萄糖来提供能量。
三、内环境稳态的重要意义
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
内环境稳态
成分稳定
理化性质稳定
物质和能量
细胞代谢
条件
温度适宜
适宜
pH
供应
保证
三、内环境稳态的重要意义
练习与应用
一、概念检测
1. 稳态是生命系统的特征,也是机体存活的条件。判断下列与人体稳态有关的表述是否正确。
(1) 人吃进酸性或碱性的食物会使血浆pH发生紊乱。 ( )
(2) 有的人常吃咸鱼、咸菜,但他细胞外液的渗透压仍能保持相对稳定。 ( )
(3) 在正常情况下,一个人的体温是恒定不变的。 ( )
(4) CO2是人体细胞呼吸产生的废物,不参与维持内环境的稳态。 ( )
2. 在长跑比赛时,运动员的体内会发生复杂的生理变化,如机体大量产热、岀汗等。下列相关叙述正确的是 ( )
A. 大量产热会使体温急剧升高
B. 大量出汗会使血浆的pH下降
C. 大量出汗可使血浆渗透压降低
D. 大量出汗有利于机体体温的稳定
×
√
×
×
D
二、拓展应用
2017年,科学家研制了一个充满电解质溶液的大塑料袋,并用它来抚育早产的羊羔。羊羔在此“人造子宫”中待了4周。足月后,研究者发现,它们与在母羊子宫中待到足月出生的小羊一样健康。请你推测或搜集相关资料,从内环境稳态的角度分析:“人造子宫”必须具备哪些条件?
【答案】“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一种生物袋。它要代替母羊子宫孕育羊羔,这个生物袋内必须装“羊水”,能够为早产羊羔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。“人造子宫”接有专门管道,需要每天注入定量电解质溶液,以确保“羊水”得到更新,保持相对稳定。
另外,“人造子宫”外部配置了机器胎盘,与早产羊羔的脐带连通。早产羊羔靠机器胎盘来获得养料,排出代谢废物,以保持羊羔内环境的稳定:含有养料和O2的新鲜血液源源不断输送到羊羔体内,羊羔的心脏也将较多含有CO2和其他代谢废物的血液挤压到机器胎盘中,后者将血液更新之后再回输到羊羔体内。
复习与提高
一、选择题
1. 正常情况下,人体具有维持内环境相对稳定的能力。下列相关叙述错误的是( )
A. 偶尔吃咸的食物不会长时间影响血浆渗透压的稳定
B. 在高温或寒冷条件下,正常人的体温总是接近37℃
C. 血浆的pH是由血浆中的氢离子维持的, 与其他物质无关
D. 喝水多则尿多,出汗多则尿少,以维持体液中水含量的稳定
2. 人在剧烈运动时,体内会发生一些变化。下列相关叙述,正确的是 ( )
A. 大量乳酸进入血液,血浆由弱碱性变为弱酸性
B. 大量消耗葡萄糖,血浆中葡萄糖的浓度会相应降低
C. 大量失钠,对细胞外液渗透压的影响大于细胞内液
D. 大量失水,会引起血浆渗透压和细胞外液渗透压下降
C
C
复习与提高
二、非选择题
1. 在下图空白框和括号中填写适当的名词(箭头表示流动方向)。
2. 据报道,美国某法庭判决“酸碱体质理论”的提出者赔偿一名癌症患者1.05亿美元。该 理论的主要意思是:①人的体质有酸性与碱性之分,酸性体质是“万病之源”;②人若要想健康, 应多摄入碱性食物,有些癌症患者受此理论影响,不去医院进行正规治疗,而寄希望于注射碱性物质以达到治愈目的。
(1)请运用本章所学关于内环境稳态的有关知识,并通过査阅相关资料获得更多的证据,尝试对“酸碱体质理论”进行评判。
【答案】“酸碱体质理论”缺乏充足的科学依据,理由如下。
①该理论中的“酸碱体质”概念模糊。
②该理论认为身体偏碱就是健康的,其实是偷换概念的错误命题。
内环境相关知识显示,体内细胞的生活环境——内环境的正常pH稳定在7.35~7.45,呈弱碱状态,
但这并不意味着健康身体的每部分都偏碱性。
③该理论认为,酸性体质是“万病之源”,这是颠倒因果关系。
在临床中,的确有很多酸中毒(pH低于7.35)的情况发生,但这不是酸中毒致病。
④该理论认为,若要健康,应多摄入碱性食物。这也没有科学根据。
食物虽有酸性、碱性的区分,但内环境相关知识表明,普通食物不可能引起内环境的酸碱度变化,
因为人体内存在缓冲系统可以自动调节pH,使之保持一种动态的平衡。
2. 据报道,美国某法庭判决“酸碱体质理论”的提出者赔偿一名癌症患者1.05亿美元。该 理论的主要意思是:①人的体质有酸性与碱性之分,酸性体质是“万病之源”;②人若要想健康, 应多摄入碱性食物,有些癌症患者受此理论影响,不去医院进行正规治疗,而寄希望于注射碱性物质以达到治愈目的。
(2)现在有些生产厂家在售卖饮用水时,宣称碱性水为“健康水”。若你的亲朋好友为了健康而购买、饮用碱性水,你会怎样做?
3. 2016年10月,我国神舟十一号载人飞船与“天宫二号”成功实现自动交会对接,航天员顺利进入空间实验室。太空环境是一个高真空环境,人必须穿上特制的航天服,乘坐专门设计的载人航天器,才能在太空中安全地生活和工作。因为航天器和航天服都具备生命保障系统,为宇航员提供一个类似于地面的环境。请搜集有关资料,分析这套生命保障系统中有哪些是为维持内环境的稳态设计的。
【答案】积极向亲朋好友宣传相关科学知识,劝阻他们不要受生产厂家的广告误导。