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第2节 内环境的稳态
第一章 人体的内环境与稳态
体质偏酸会生病,纠正酸性、酸碱平衡就能治愈疾病,恢复健康。
健康人体的血液是呈弱碱性的,pH值大概是在7.35~7.45之间,人体的酸性化是“百病之源”。
“酸碱体质理论”中的以下观点你认同吗?
摄入碱性食物能够改变内环境的pH吗?
问题探讨
(一)模拟生物体维持PH的稳定
实验原理:本实验采用对比实验的方法,通过向自来水、缓冲液、生物材料(肝匀浆)中加入酸或碱溶液引起PH变化,定性说明在一定范围内生物体内液体环境与缓冲液相似,从而说明生物体PH相对稳定的机制。
实验用具:
一、内环境的动态变化
材料 0.1 mol/L HCI 0.1 mol/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 7.0 5.4 3.5 3.1 2.8 2.7 2.6 7.0 10.0 10.8 11.0 11.1 11.2 11.3
缓冲液 7.0 6.9 6.7 6.6 6.5 6.4 6.3 7.0 7.2 7.7 9.1 10.0 10.4 10.6
肝匀浆 5.8 5.7 5.6 5.4 5.3 5.2 5.1 5.8 5.9 6.0 6.1 6.3 6.4 6.6
马铃薯匀浆 6.8 6.4 6.0 5.6 5.3 5.1 5.0 6.8 7.9 8.2 8.4 8.6 8.8 8.9
记录结果
空白对照
标准对照
实验组
自变量:溶液的种类,滴加酸或碱的数量
因变量:溶液的PH
无关变量:不同溶液的体积、所加酸或碱的浓度
模拟生物体维持PH的稳定
实验结论:
在一定范围内,无论滴加盐酸溶液还是NaOH溶液,生物材料的pH均保持相对稳定。
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。
内环境pH维持在一定范围内, 因为其中含有很多缓冲对,如HCO3-/H2CO3 、HPO42-/H2PO4-
乳酸钠
+NaHCO3
+H2CO3
H2O+CO2
蔬菜水果中的OH 进入血液
OH
+H2CO3
HCO3 +H2O
机体剧烈运动
乳酸
由泌尿系统
肾脏排出
由呼吸系统排出CO2
模拟生物体维持PH的稳定
内环境的其他化学成分和理化性质也维持在一定范围内
成员 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 睡前
母亲 36.4 36.7 37.1 37.4 37.0 36.8 36.7
父亲 36.2 36.6 36.9 37.2 36.9 36.6 36.6
自己 36.5 36.6 37.2 37.3 37.1 36.9 36.8
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,但健康人的腋窝温度始终变化不大。
内环境的其他化学成分和理化性质也维持在一定范围内
(二)稳态
概念: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。
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
血浆pH:7.35-7.45、体温:约37 ℃、渗透压:770 kPa
稳态是如何实现的呢?
实质:内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡之中。
二、对稳态调节机制的认识
食物、水和无机盐
co2
o2
泌尿系统
消化系统
细胞
循环系统
呼吸系统
有机废物、水和无机盐
未被吸收的物质
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
小肠绒毛增大了吸收营养物质的表面积
1.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。
2.直接相关的系统:消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统。
机体内各个器官、系统,为什么能够保持协调一致呢?如何做到高度有序?
[法]贝尔纳(1857年)首次提出内环境的概念
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。
对稳态调节机制的探究历程
分析内环境稳态失调的实例
1.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?
2.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?
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
稳态失调例子
病症名称 内环境理化性质变化 疾病引起的症状
尿毒症 尿素等代谢废物在体内积累 自身中毒和综合病症
糖尿病 血液中葡萄糖含量过高 多食、多饮、多尿、口渴、饥饿感强烈,身体消瘦
高原反应 体内缺氧,血氧过低 头痛、乏力、心跳加快
感冒发烧 体温过高,影响酶的活性 食欲不振、四肢无力
严重腹泻 丢失大量的水和无机盐 疲倦、周身不适、恶心
稳态失调
生病
调节能力有限
外环境变化剧烈
内环境稳态的实质是相对稳定状态,即内环境的各种成分、理化性质在允许的范围内波动,是一种动态的平衡状态。
内环境稳态≠绝对的稳定
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。
(1)正常的血糖浓度和血液中的含氧量,能为细胞代谢提供充足的反应物。
(2)适宜的温度和pH等能保证酶正常地发挥催化作用。
(3)渗透压是维持组织细胞结构与功能的重要因素
(4)内环境中过多的代谢产物如尿素,二氧化碳等会使机体中毒
稳态概念的发展
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。
四、稳态概念的发展
1.下列有关内环境稳态的叙述,不正确的是( )
A.组织水肿属于内环境稳态失调
B.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
C.在正常情况下,内环境的各种理化性质是保持不变的
D.在正常情况下,内环境的各种成分经常处于变动之中,但都保持在适宜的范围内
练习巩固
C
2.下列对人体中内环境稳态所包含内容的叙述,不正确的是( )
A.线粒体基质中pH相对稳定
B.血浆中各种化学成分相对稳定
C.组织液的温度相对稳定
D.血浆渗透压相对稳定
A
练习巩固
3.高原反应是人快速到达一定海拔高度后,身体为适应因高海拔造成的气压低,含氧量少等变化,而产生的自然生理反应。由于氧分压降低,机体对低氧环境耐受性降低,从面造成缺氧,会由此引发头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等一系列症状。以下说法错误的是( )
A.外界环境可以影响内环境稳态
B.内环境可以自我调节以减少外界对人体的影响
C.自我调节的能力是有限的
D.只要内环境处于稳态,机体就可以正常进行生命活动
D
练习巩固
4.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,这是因为
①内环境稳态可以为细胞代谢提供充足的物质 ②内环境稳态可以为细胞代谢所需的酶提供适宜的温度 ③内环境稳态可以为细胞代谢所需的酶提供适宜的pH ④内环境稳态可以使细胞维持正常的形态( )
A.①②③④ B.①②③
C.②③④ D.①②④
A