(共31张PPT)
第1章 第2节 内环境的稳态
“酸碱体质理论”中的以下观点你认同吗?
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。
人体内环境的正常pH在7.35~7.45(弱碱状态)
“酸性体质” 的定义?与疾病间的因果关系?
摄入碱性食物能够改变内环境的pH吗?
人体内环境pH的变化
食物代谢后会产生酸性和碱性物质,细胞代谢也会产生酸性物质,这些物质进入内环境,会使机体的pH发生怎样的变化呢?
内环境的pH
?
模拟生物体维持pH的稳定
实验目的:探究酸性和碱性物质进入体内,生物体的pH变化
实验对象:生物组织材料
(肝匀浆)
自变量:
酸性、碱性物质
HCl/NaOH 溶液(0.1mol/L)
因变量:
生物体pH的变化
pH试纸、pH计
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
空白对照
已知具有缓冲能力的溶液,阳性对照
一、内环境的动态变化
一、内环境的动态变化
模拟生物体维持pH的稳定
材料用具
注意:HC1有腐蚀性。应避免它与皮肤和眼 ,睛接触,也不要入口。若有酸溅到皮肤上,要立即用水冲洗15 min,并尽快告诉老师。
实验步骤
一、内环境的动态变化
模拟生物体维持pH的稳定
①
量取肝匀浆(上清液)25 mL于烧杯中;
②
用pH计测定
初始pH并记录;
③
④
滴加5滴0.1 mol/L的HCl,边滴加边轻轻摇动烧杯;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
⑤
清洗烧杯和pH计探头;
滴加NaOH,重复③、④步骤;
直至滴加30滴NaOH;
肝匀浆测定后,清洗烧杯和pH计探头;
用同样的方法测定自来水和缓冲液。
实验步骤
一、内环境的动态变化
模拟生物体维持pH的稳定
实验结果记录
实验数据处理
三次测量,取平均值
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
如何更直观地体现pH的变化?
标准对照
空白对照
实验组
一、内环境的动态变化
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。
实验结论:
一、内环境的动态变化
1.每种成分的参考值是定值吗,这说明什么?
①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。
②说明不同个体存在一定差异
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做稳态。
1.稳态:
不是恒定不变,而是相对恒定的一种动态变化(平衡)。
2.内环境稳态的体现:
内环境的各种化学成分相对稳定。
内环境的理化性质相对稳定。
不断变化,但相对稳定。
一、内环境的动态变化
动态平衡
内环境改变
外界环境的改变
体内细胞代谢活动的进行
调节作用
3.影响内环境稳态的因素:
稳态是如何实现的呢?需要哪些系统的参与?
一、内环境的动态变化
食物、水和无机盐
CO2
O2
未吸收的物质
有机废物、水和无机盐
呼吸系统
消化系统
泌尿系统
循环系统
1.维持内环境稳态的基础
2.直接相关的系统
人体各器官、系统协调一致地正常运行。
消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统
稳态的调节机制是什么?
二、对稳态调节机制的认识
1857年,贝尔纳提出:内环境保持稳定主要依赖神经系统的调节。
1926年,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。提出: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。
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。
内环境的稳态会不会出现失调的情形呢?
二、对稳态调节机制的认识
3.稳态调节机制
二、对稳态调节机制的认识
1.正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度
在发高烧的状态下,由于内环境发生一系列变化,导致体内的各种反应出现紊乱,于是机体功能发生异常。发热时的主要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。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。
孕妇发热可能导致胎儿发育障碍,是一个重要的致畸因子。对于6个月至4岁的幼儿来说,持续高热容易发生惊厥,相当数量的患儿由此造成脑损伤,如智力落后,甚至癫痫,因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温
4.稳态失调的实例
二、对稳态调节机制的认识
2.内环境渗透压会减小
当内环境渗透压变小时,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、周身不适、表情淡漠、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状
4.稳态失调的实例
二、对稳态调节机制的认识
3.因为高原空气稀薄,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影响内环境的稳态。
若外界环境变化不甚剧烈,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。
4.稳态失调的实例
2021年5月22日(气温为9.1-24℃)中午1点左右,在甘肃省白银市举行的马拉松百公里越野赛高海拔赛段20公里至31公里处,受突变极端天气影响,局地出现冰雹、冻雨、大风等灾害性天气,150多位参赛者有21名遇难。有赛事亲历者表示,不少选手出现失温症状,抽搐、口吐白沫,身着短裤短袖倒在海拔2000多米的赛道线路旁。
失温
4.稳态失调的实例
二、对稳态调节机制的认识
调节功能出现障碍(内因)
外环境变化过于剧烈
(外因)
内环境的稳态遭到破坏
4.稳态失调的实例
二、对稳态调节机制的认识
危害机体健康:
细胞代谢紊乱甚至导致疾病发生
为什么人体内环境稳态会失调:
__________________________________
人体稳态的调节能力是有一定限度的
(4)代谢废物排出
(1)血糖和氧含量正常
保证机体能量供应
(2)体温、pH等理化
性质相对稳定
保证酶活性、细胞代谢正常
(3)渗透压相对稳定
维持细胞的正常形态和功能
可防止机体中毒
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
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。
三、稳态调节的意义
内环境稳态是___________________________;
如何理解好“必要条件”而非“充要条件”?
①机体进行正常生命活动,内环境一定维持稳态吗?
②内环境维持稳态,机体的生命活动一定正常吗?
③内环境稳态遭到破坏后,一定会发生代谢紊乱吗
④内环境稳态遭到破坏,代谢速率一定是下降的吗?
一定,因为内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
不一定,例如植物人
一定,因为内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
不一定,例如甲亢,成年人甲状腺激素分泌异常增多,代谢速率上升
机体进行正常生命活动的必要条件
三、稳态调节的意义
心脏活动的稳态(______、______)
消化腺_____________的稳态等
细胞的________和________的稳态等
四、稳态的发展
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:
________的稳态、_________的稳态、________的稳态等
例如:①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 如果 这个稳态被破坏,正常细胞就可能会变成癌细胞。
②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如果他们的分泌紊乱,人体血糖的稳态就会受到破坏。
2.细胞水平:
3.器官水平:
4.群体水平:
种群_____________存在稳态
生态系统的_______和______存在稳态等
可见,在生态系统的各个层次上,都普遍存在着稳态;
稳态已成为生命科学的一大基本概念.
基因表达
激素分泌
酶活性
分裂
分化
血压
心率
分泌消化液
数量的变化
结构
功能
①葡萄糖含量超标,可能并发酮症酸中毒、糖尿病的心血管合并症等
②糖化血清白蛋白含量超标,说明被测者可能患有糖尿病
③甘油三酯含量超标,可能引起高脂血症,易并发冠心病、动脉粥样硬化等
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
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
1.为什么血液的生化指标能反映机体的健康状况?
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?
3.从化验单上可以看出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?
①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;
②不同个体存在一定差异
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
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
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
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、出汗等。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. 大量岀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?
“人造子宫”原理图
提示“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,需要每天注人定量电解质溶液,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
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。(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?
(1)“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,在现代医学和中医学中都没有酸性体质和碱性体质的分法。②该理论认为身体偏碱就是健康的,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一内环境 (即细胞外液,包括血浆、组织液和淋巴液等)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。例如,胃液呈强酸性,尿液呈弱酸性,阴道分泌物也呈弱酸性。
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,而是因为服用了某些药物(如利尿剂)或患有某些疾病(如糖尿病、肾功能衰竭、腹泻)而出现酸中毒。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。若日常饮食受该理论影响,将可能导致人体营养失衡,由此会引发更多疾病。
(2)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。
3. 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。
. 提示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。