(共13张PPT)
第2节 内环境的稳态
1.实验原理:在溶液中加入酸或碱,缓冲对(如HC /H2CO3、HP /H2P 等)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。
知识点 1 模拟生物体维持pH的稳定
必备知识 清单破
自来水 缓冲液 生物材料
图示
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对,能够维持pH的相对稳定 2.实验结果与结论
特别提醒
(1)测定初始pH的原因:便于与后期pH的变化作对比。
(2)滴加HCl或NaOH后,要轻轻摇动再测定pH的原因:使HCl或NaOH与相应溶液混合均匀,测
定结果更准确。
1.内环境的稳态
知识点 2 内环境的稳态及其发展
2.稳态概念的发展
1.由高原刚回到平原,人体血浆的pH会因乳酸的减少而明显高于正常值,是否正确
不正确。由高原刚回到平原,人体血浆的pH会因乳酸的减少而略有升高,但正常情况下仍
会维持在正常范围内。
2.重吸收能力强的肾小管和集合管重吸收全部葡萄糖和尿素,有利于维持内环境稳态,是否正确
不正确。尿素属于代谢废物,需要排出体外,肾小管、集合管重吸收全部尿素会导致代谢废物不能及时排出,可能导致尿毒症,不利于维持内环境稳态。
3.佝偻病与内环境的稳态失衡有一定的关系,是否正确
正确。佝偻病是由维生素D缺乏引起体内钙、磷代谢紊乱,而使骨骼钙化不良的一种疾病,
与内环境的稳态失衡有一定的关系。
4.人体只要自身调节功能正常,就不会患各种疾病,是否正确
不正确。即使人体自身调节功能正常,当外界环境的影响明显超过机体的调节能力时,人也可能患病。
知识辨析
提示
提示
提示
提示
人体如果长期处于高温的环境下,可能会中暑,中暑分为热痉挛、热衰竭和热射病三种
类型。
热痉挛与机体大量出汗导致钠盐过量丢失有关,一般症状较轻,体温正常,主要表现为腿
部、腹部肌肉痉挛等。热痉挛常发生于炎热高温季节或运动时大量出汗仅补充了水的情况。
热衰竭是由机体体液和体钠丢失过量,水电解质代谢紊乱导致的以有效循环血量不足为
特征的一种综合征,表现为体温升高(不超过40 ℃)、多汗、眩晕等症状,患者甚至可能出现
短暂的晕厥。热衰竭如果得不到及时治疗,可能发展为更加严重的热射病。
热射病患者的体温可超过40 ℃,并伴有不同程度的意识障碍、多器官功能损伤等。
学科素养 情境破
素养 生命观念——稳态失衡引起的中暑
情境探究
问题1 炎热高温季节或运动时大量出汗仅补充了水不仅会导致热痉挛,也会引起内环境哪些
理化性质发生改变
大量出汗丢失水分的同时也丢失了大量无机盐,仅补充水会使内环境中的无机盐相对
含量降低,引起渗透压降低。
提示
问题2 为什么热衰竭患者可能会出现短暂的晕厥
热衰竭患者的有效循环血量不足,导致脑部供应的葡萄糖和氧气减少,并且体温升高
导致参与呼吸作用的酶活性降低,从而使大脑供能不足而晕厥。
提示
问题3 热痉挛患者如果能及时补充钠盐,一般可以在短时间内得到恢复,但热射病患者尽管补
充了钠盐,如果不及时送医诊治仍可能危及生命,两种中暑情况需采用不同的治疗手段的原
因是什么
人体调节内环境稳态的能力是有一定限度的,如热痉挛患者体温是正常的,如果能及
时补充钠盐,可以快速缓解因钠盐丢失引起的症状,而热射病患者的体温已经超过人体的自
我调节能力,需外加干预才能恢复稳态。
提示
问题4 内环境稳态失衡除了引起中暑以外,还会引起哪些症状
内环境的化学成分和理化性质失衡后会引起一系列症状,如渗透压失衡会引起组织水
肿、pH失衡会引起酸碱中毒、血糖失衡会引起糖尿病或低血糖等。
提示
讲解分析
人体通过神经—体液—免疫调节网络,使各器官、系统协调配合,共同维持内环境的稳
态,若外界环境变化或机体脏器病变会引起内环境稳态失衡。
稳态失调 症状
中暑 体温调节障碍,水电解质代谢紊乱,有效循环血量减少 高热、头晕等
尿毒症 水和无机盐等的代谢紊乱 全身水肿、尿素氮升高
糖尿病 血液中葡萄糖含量过高 多食、多饮、多尿、消瘦
高原反应 体内缺氧、血氧过低 头痛、呼吸困难、心跳加快
发烧 体温过高、影响酶的活性 萎靡不振、恶心
严重腹泻 丢失大量的水和无机盐 精神萎靡、嗜睡、面色苍白
组织水肿 营养不良、慢性肾炎等导致血浆蛋白含量降低 通常是脸部水肿、双下肢水
肿、肺部水肿等
典例 人体患急性肠胃炎时常常出现腹痛、腹泻、发热等症状,如果腹泻严重会使人体内环
境的水和无机盐失去平衡。下列叙述正确的是 ( )
A.腹泻导致营养成分丢失,但细胞外液渗透压不变
B.患者通过神经—体液—免疫调节网络就能够逐渐恢复健康
C.小肠上皮细胞通过肠道直接吸收氧气和营养物质
D.肠胃炎导致的持续高烧和严重腹泻会使内环境稳态失调
典例呈现
D
解题思路 急性肠胃炎引发的腹泻会导致营养成分丢失,严重腹泻时,会丢失大量的水和无
机盐,如果不及时补充,细胞外液渗透压会发生改变,A错误;要使人体内环境稳态恢复正常,需
要神经—体液—免疫调节网络起调节作用,但这种调节能力是有一定限度的,超过自我调节
能力时还需要外加干预,B错误;小肠上皮细胞不能通过肠道直接吸收氧气,C错误;肠胃炎导
致的持续高烧会使患者体内酶活性降低,严重腹泻会导致患者体内的水和无机盐失去平衡,
肠胃炎导致的持续高烧和严重腹泻会使内环境稳态失调,D正确。第2节 内环境的稳态
基础过关练
题组一 “模拟生物体维持pH的稳定”实验
1.关于“模拟生物体维持pH的稳定”实验,下列描述错误的是( )
A.生物材料可选用动物血浆、肝匀浆
B.每次加5滴后测pH,加到30滴时共测了7次
C.磷酸盐缓冲液主要利用的缓冲物质是HP/H2P
D.生物材料和磷酸盐缓冲液可始终维持pH的稳定
2.科研团队在“模拟生物体维持pH稳定”的实验中,比较了清水、缓冲液和生物材料(血浆)在加入NaOH溶液后pH的变化,探究生物体如何维持pH的稳定,得到实验结果如图。下列相关叙述错误的是 ( )
A.本实验中清水组和缓冲液组都起对照作用
B.清水组中无维持pH稳定的物质存在
C.加入NaOH后,血浆的pH变化趋势与缓冲液组相似
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
题组二 内环境稳态及其调节机制
3.(教材习题改编)下列有关内环境稳态的内容,叙述正确的是( )
A.多吃“碱性食物”如苏打水、苏打饼干等可以改善现代人的弱酸性体质
B.在炎热的环境下,机体大量出汗应多喝纯净水避免机体脱水
C.内环境稳态是指在机体的调节作用下,内环境的理化性质处于稳态
D.剧烈运动大量失水后,会引起细胞外液渗透压升高
4.下列关于人体内环境的组成成分及稳态的叙述,错误的是( )
A.外来异物、病原微生物会引起内环境变化
B.健康人通过内环境稳态的调节,可以适应一定程度上的环境变化
C.坎农提出神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制
D.内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行
题组三 内环境稳态失调分析
5.夏天时,空调房间与室外温差较大,如果经常进出空调房,就会出现咳嗽、头痛、流鼻涕等感冒症状;如果在空调房待的时间太长,容易头晕目眩、关节酸痛等,俗称空调病,下列关于空调病的相关叙述,错误的是( )
A.空调风使人体表面水分蒸发量大
B.空调房内几乎与外界隔绝,温度适宜,空气中有害病菌含量会快速上升
C.空调房内,人体不能正常排汗,可能破坏内环境稳态
D.空调房内,气流方向、速度会变换,使人对空气中的异味、病菌等的反应加强
6.初上高原的人可能会产生头痛、乏力、失眠、呕吐等高原反应。人体因缺氧会引发代偿反应,导致机体血红蛋白增高,以适应高原缺氧环境。但是高原反应中有一种比较严重的症状——高原肺水肿,此类患者需及时就医。下列叙述错误的是( )
A.红细胞中运输氧气的血红蛋白不属于内环境中的组成成分
B.肺部组织液的渗透压降低导致肺部组织液减少,造成肺水肿
C.内环境中氧气含量的相对稳定是生物体生命活动正常进行的必要条件
D.高原反应的人呼吸困难导致体内CO2含量偏高
能力提升练
题组 内环境稳态调节及失衡
1.如图表示某人从初进高原到完全适应,其体内血液中乳酸浓度的变化曲线,下列对AB段和BC段变化原因的分析,正确的是( )
A.C点后完全适应,不再需要机体的调节
B.BC段下降的原因:乳酸被缓冲物质中和或造血功能增强使红细胞数量增多
C.AB段上升是因为此段时间内,人体只进行无氧呼吸,产生大量的乳酸进入血液
D.AB段产生的乳酸,在BC段与Na2CO3反应
2.如图为人体脑细胞与外界环境进行物质交换的过程,a、b、c代表不同的细胞外液。下列叙述错误的是( )
A.人体脑细胞内的氧气浓度小于b处
B.a或b的渗透压升高,都会导致b处出现组织水肿
C.细胞外液a、b、c中,化学组成最相近的是b和c
D.人体各器官、系统协调一致地正常运行,是机体维持内环境稳态的基础
3.人体呼吸的主要功能是维持血液中气体含量的相对恒定与酸碱平衡。若呼吸的结果与血液中氧分压和二氧化碳分压变化的关系如图所示,分析下列叙述不合理的是( )
A.人由平原移到高山居住一段时间后,组织细胞中线粒体的数量可能会有所增加
B.人由高原刚移到平原居住时,呼吸频率会降低
C.剧烈运动产生的乳酸进入血液与NaHCO3发生反应,使血浆pH维持相对稳定
D.剧烈运动时呼吸频率增强,会同时促使血液中的氧分压降低与二氧化碳分压升高
4.如图表示实验条件下,三种海蟹在其他环境条件一定时,不断改变海水浓度,它们血液浓度的变化情况(已知海水的正常浓度约为0.5mol/L),下列描述正确的是 ( )
①在较低浓度的海水中才能维持内环境相对稳定的是甲
②无法判断甲、乙、丙调节内环境相对稳定能力的强弱
③维持内环境相对稳定能力最弱的是乙
④维持内环境相对稳定能力最强的是丙
A.①③④ B.①③ C.② D.③④
5.有媒体报道称,某地一名16岁女生因出现呼吸急促、四肢麻木、肢体抽搐等症状到当地某医院就医,经医生诊断为情绪过激导致的呼吸性碱中毒。下列叙述错误的是( )
A.该患者呼吸急促导致其体内CO2含量偏高
B.该患者的症状是内环境稳态失调的一种表现
C.若手足抽搐的症状难以缓解,可以注射适量的葡萄糖酸钙溶液治疗
D.发生这种情况时,应及时平稳患者的情绪,对其进行积极的心理疏导
6.热射病是在高温环境下,人体体温迅速升高而引起的重症中暑。在高温、高湿或强烈的太阳照射环境下进行高强度体力活动,可导致劳力性热射病;年老、体弱、有慢性疾病患者持续数日处于高温和通风不良环境中,可导致非劳力性热射病。下列叙述错误的是( )
A.热射病与机体自我调节能力是有限的有关
B.热射病患者体内多数酶的活性降低导致细胞代谢紊乱
C.劳力性热射病患者应注意增强体育锻炼
D.热射病的发生说明外界环境的变化会影响内环境稳态
7.(多选题)酮体是脂肪在肝脏进行氧化分解时所生成的特殊中间产物,可被转移至脑、心脏等器官氧化供能。健康人体血液中,酮体含量少,但当糖代谢紊乱时,血液中酮体增加导致酸中毒,使人出现神志不清等症状。下列分析正确的是( )
A.该实例说明人体维持稳态的调节能力是有一定限度的
B.酮体可缓解脑组织利用葡萄糖障碍导致的供能不足
C.糖尿病患者比健康人更容易出现酮体酸中毒的症状
D.生成酮体的过程发生在内环境中
8.(教材习题改编)“酸碱体质理论”认为人类的大部分疾病都是由“酸性体质”造成的,因迎合了部分人对待饮食和健康的某种心理,加上一些保健品商贩的推波助澜,该理论成为一条流行的“医学常识”,即认为人若要想健康,应多摄入碱性食物。请根据内环境稳态的知识来评判该理论的科学性。
(1)人体细胞生活的液体环境称为 ,主要由 共同构成。
(2)正常人的血浆近中性,pH为 ,血浆pH的维持与其中含有
等物质有关。
(3)某同学想通过“探究血浆是否具有维持pH的稳定”的实验,对“酸性体质”理论进行评判,他以自来水、磷酸盐缓冲液和血浆为实验材料进行实验,主要实验步骤如下:
分别加入25mL实验材料→测pH并记录→分别滴加5滴0.1mol/L的NaOH溶液、摇匀→测pH并记录,重复这一步骤直到加入30滴为止→测pH并绘图(如下图所示)。
①通过比较自来水、磷酸盐缓冲液和血浆在加入 后pH的变化,定性说明在一定范围内,血浆与 更类似,从而说明生物体pH相对稳定的机制。
②如果要证明血浆确实具有维持pH稳定的功能,本探究实验还应该补充的实验操作是 (实验设计思路)。
答案与分层梯度式解析
第2节 内环境的稳态
基础过关练
1.D 2.D 3.D 4.C 5.D 6.B
1.D 动物血浆、肝匀浆含有缓冲物质,可用于“模拟生物体维持pH的稳定”实验,A正确;滴加HCl或NaOH之前需要记录溶液的起始pH,故每次加5滴后测pH,加到30滴时共测了7次,B正确;生物材料和磷酸盐缓冲液调节pH的能力是有一定限度的,当pH超出其调节范围,将无法维持相对稳定,D错误。
2.D
3.D 人体内环境的正常pH稳定在7.35~7.45,人体内环境中存在缓冲物质,多吃“碱性食物”如苏打水、苏打饼干等不会导致人体内环境的pH明显改变,A错误;在炎热的环境下,机体大量出汗会丢失水和无机盐,应多喝淡盐水,避免机体水和无机盐失衡,B错误;内环境稳态是指内环境的理化性质和化学成分处于相对稳定状态,C错误;大量失水会引起细胞外液渗透压升高,D正确。
4.C 免疫系统对于内环境稳态起着重要的调节作用,它能发现并清除异物、病原微生物等引起内环境波动的因素,A正确;人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,人体可以适应一定程度上的环境变化,当环境变化超过限度时会引起内环境稳态失调,B正确;坎农提出了稳态的概念,同时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,而神经—体液—免疫调节网络维持机体稳态的调节机制是人们目前的观点,C错误;内环境稳态为新陈代谢提供适宜的温度、酸碱度、渗透压等,有利于酶促反应的正常进行,D正确。
5.D 空调风可加快人体表面空气流动,使人体表面水分蒸发量加大,人体表面温度降低,让人体毛孔收缩,不能正常排汗,可能破坏内环境稳态,A、C正确;空调房间里,气流方向经常变换,气流速度增大,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,D错误。
6.B 血红蛋白位于红细胞内,不属于内环境中的组成成分,A正确。肺部组织液的渗透压降低会导致肺部组织液减少,不会造成肺水肿,B错误。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,内环境稳态包括内环境中氧气含量的相对稳定,C正确。高原反应的人呼吸困难导致不能将呼吸作用产生的CO2及时排出,内环境中CO2累积,D正确。
能力提升练
1.B 2.B 3.D 4.A 5.A 6.C 7.ABC
1.B 某人从初进高原到完全适应,分析其体内血液中乳酸浓度的变化如下图所示:
2.B
人体脑细胞进行有氧呼吸消耗氧气,人体脑细胞内的氧气浓度小于b处,A正确;血浆渗透压降低,组织液渗透压升高,会引起组织液增多而出现组织水肿,B错误;细胞外液a、b、c中,化学组成最相近的是b和c,而a中含有较多的蛋白质,C正确。
3.D 人由平原移到高山,高山氧气含量少,为提高有氧呼吸的强度,一段时间后,组织细胞中线粒体的数量可能会有所增加,A正确;人由高原刚刚移到平原居住时,血中氧分压增加,氧气供应充足,呼吸频率会降低,B正确;剧烈运动时呼吸频率增强,需氧量增加,故会促使血液中的氧分压升高、二氧化碳分压降低,D错误。
4.A 内环境维持稳态的能力是有一定限度的,随外界环境变化,内环境的化学成分和理化性质变化越小,维持稳态的能力越强。由图可知,甲在海水浓度较低的情况下能维持血液浓度相对稳定;在海水浓度较高的情况下,血液浓度随海水浓度变化而发生较大的变化,因此甲适于在较低浓度的海水中生存。乙的血液浓度始终随海水浓度的变化而变化,说明乙维持内环境相对稳定的能力最弱。丙在海水浓度较低和较高的情况下,血液浓度随海水浓度变化而发生变化的幅度小,说明丙维持内环境相对稳定的能力最强。由以上分析可知,①③④正确,②错误,故选A。
5.A 呼吸急促→CO2大量排出→体内CO2含量偏低→血浆pH升高→呼吸性碱中毒,A错误;内环境稳态失调会导致细胞代谢紊乱,该患者出现呼吸急促、四肢麻木、肢体抽搐等症状是内环境稳态失调的一种表现,B正确;血钙含量太低→抽搐,若该患者手足抽搐的症状难以缓解,可以注射适量的葡萄糖酸钙溶液治疗,C正确。
6.C 在一定范围内,机体可以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,超过调节范围,机体会患病,A正确。人体内大多数酶的最适温度为37℃左右,热射病患者体内多数酶的活性降低,细胞代谢紊乱,B正确。根据题干信息可知,高强度的体力活动导致产热增多,而外界高温、高湿导致人体散热不畅,进而导致劳力性热射病;非劳力性热射病患者,自身体质弱,调节能力低,应注意增强体育锻炼,提高自我调节能力,C错误。
7.ABC 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。题述实例说明人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,A正确;酮体是肝脏细胞中脂肪氧化分解生成的中间产物,该过程发生在细胞内,D错误。
脑组织利用葡萄糖(供能)出现障碍时,酮体增加,可被转移至脑组织氧化供能,B正确
糖尿病患者血液中酮体含量增加,更容易出现酮体酸中毒的症状,C正确
8.答案 (1)细胞外液/内环境 血浆、组织液、淋巴液
(2)7.35~7.45 HC、H2CO3
(3)①NaOH 磷酸盐缓冲液 ②设置添加HCl溶液组,分别在自来水、磷酸盐缓冲液、血浆中加入5滴0.1mol/L的HCl溶液,摇匀并测pH,重复这一步骤直到加入30滴为止,绘图观察pH变化
解析 (1)人体细胞生活的液体环境由组织液、血浆和淋巴液等构成,这些细胞外液又称为内环境。
(3)实验分析:
自变量 自来水、磷酸盐缓冲液或血浆,加入NaOH的滴数
因变量 pH的变化
对照组 自来水组、磷酸盐缓冲液组
实验组 血浆组
实验 分析 通过比较对照组和实验组在加入NaOH后pH的变化,说明在一定范围内,血浆与磷酸盐缓冲液更类似,从而说明生物体pH相对稳定的机制
题述实验只进行了NaOH对pH影响的实验操作,要证明血浆确实具有维持pH稳定的功能,还应该将NaOH换为HCl,进行相同操作。
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