外界环境不断变化,而细胞生活的内环境却维持相对的稳定,这对于生物体的生存有什么重要的意义呢?
第二节 内环境稳态的重要性
一、内环境的动态变化
体温的日变化规律调查结果
1.同一个人在一日内的体温变化有何特点?
2.不同的人(年龄、性别不同)体温变化有何异同?
正常人的体温并不是一个固定值,而是一个温度范围,一般不超过1℃。而且,同一个人的体温随昼夜变化也不同。
不同年龄的人的体温有差异,一般年轻者高于年老者。
不同性别的人的体温也有差异,一般女子高于男子。
结论: 健康人的体温始终接近37 ℃,处于动态平衡中。
成员 上午
6h 上午10h 中午12h 下午
2h 傍晚
6h 晚上
9h
母亲 37.0℃ 37.0℃ 37.3℃ 37.4℃ 37.2 ℃ 37.1℃
父亲 36.8℃ 36.8℃ 37.1℃ 37.3 ℃ 37.1℃ 36.9 ℃
自己 37.1 ℃ 37.1 ℃ 37.4 ℃ 37.5 ℃ 37.3 ℃ 37.1 ℃
体温是内环境理化性质的一个方面,调查结果证明体温处于动态平衡中。
那么有哪些事实可以证明内环境的pH和渗透压也处于动态平衡中呢?
如:输液必须输生理盐水、多饮多尿、吃太咸就多喝水等。
除了体温、渗透压、酸碱度外,内环境中的化学成分又是如何变化的呢?
项 目 测定值 单位 参考范围
丙氨酸氨基转移酶 ALT 17 IU/L 0~45
肌酐 CRE↑ 1.9 mg/dl 0.5~1.5
尿素氮 BUN 14.6 mg/dl 6~23
血清葡萄糖 GLU↑ 223 mg/dl 60~110
甘油三脂 TG↑ 217 mg/dl 50~200
总胆固醇 TCH 179 mg/dl 150~220
1.每种成分的参考值(正常值)都有一个变化范围,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,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。
2.从化验单上看,每种成分的指标是否都正常?
(1)肌酐含量超标,肌酐是有毒的代谢废物,积累过多会影响健康。这表明肾脏的排泄功能有障碍。
(2)葡萄糖含量超标,血糖含量过高可并发酮症酸中毒、糖尿病的心血管合并症等。
(3)甘油三脂超标,可引起高脂血症,易并发冠心病、动脉粥样硬化等。
结论: 内环境中的每一种成分,理化性质(如体温、渗透压、酸碱度)等都处于动态变化中。
稳态的定义:
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。(P8)
稳态的特点:
(1)稳态不是恒定不变,而是相对恒定
的一种动态变化;这种动态变化保
持在一定范围内。
(2)不同的个体存在差异。
内环境稳态是怎样实现的呢?
议一议
1、维持稳态的基础是什么?
2、机体内各器官、系统如何能协调一致呢?
3、稳态通过怎样的调节机制呢?
4、稳态的调节机制能力怎么样?
二、稳态的调节机制
1、维持稳态的基础:
人体各器官、系统协调一致地正常运行。
代谢终产物
代谢终产物CO2
体
体
外
外
食物
营养
物质
尿液
消
化
系
统
呼
吸
系
统
泌尿系统
循
环
系
统
淋巴
组织
液
血浆
空气
气体
营养
物质
O2
CO2
O2
细
胞
O2
营养物质
皮 肤
汗液
CO2
代谢终产物
2、机体内各器官、系统为什么能协调一致呢?
二、稳态的调节机制
3、调节机制:
神 经
体 液
免 疫
调节网络
二、稳态的调节机制
稳态失调
生病
4、调节能力有限
外环境变化剧烈
空调病就是由内环境稳态失调所引起的。
神经—体液—免疫调节网络的提出
最初,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。
后来,美国生理学家 坎农 提出:内环境是在神经调节和体液调节的共同作用下实现的。
之后,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。
稳态的现代概念:
稳态不局限于内环境的范畴,而是适用于生命科学的一大基本概念。分子水平上有基因表达的稳态调节、酶活性的稳态调节,器官水平上如血压、心率的稳态,宏观水平上如种群数量的稳态、生态系统的稳态等。
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。
为生物体新陈代谢过程中众多生化反应提供适宜的条件,如温度、pH值等;为细胞提供氧气、养料、调节激素等。
空调病就是由内环境稳态失调所引起的。
如果经常进出空调房间,就会出现咳嗽、
头痛、流鼻涕等感冒症状。如果在温度较低
的空调房间呆的时间过长,就会引起关节酸
痛或颈僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻、头晕
脑胀等。如果呆得太久,由于空气不好,容
易使人头晕目眩。这些症状就是空调综合征,
俗称空调病。空调病的主要表现为:感冒、
过敏、风湿痛、黏膜干燥、紧张、烦躁、注
意力难以集中、头痛,等等。
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。
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。
应及时采用物理方法或服用药物来退烧降温
2. 内环境渗透压会变小。
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。
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。
结论
1.机体对稳态进行调节的能力是有限的。
当外界环境变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现障碍,内环境稳态就会遭到破坏。
2.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
稳态的生理意义
思考:1、人的体温升高时为什么会患病?
(酶促反应受阻,代谢紊乱。)
2、当血液中钙的含量过低或过高时,会有什么现象?
(血钙过低影响骨发育,儿童:佝偻病
成人:软骨病
老人:骨质疏松症
血钙过高:引起肌无力等症状。)
3、体内的尿素和无机盐过多时将会导致什么后果?
(引起尿毒症等疾病。)
如何预防内环境稳态失调
保持机体健康
1.保护生存环境,防治环境污染。
2.加强自我保健。
3.加强体育锻炼,增强体质,提高机体适应环境的能力。
课后练习答案
1.D。? 2.C。? 3.D。
4.因为人体各种生命活动是以细胞代谢为基础的,细胞代谢本质上是细胞内各种生化反应的总和。内环境为这些生化反应的进行提供了必要的物质和条件。当内环境稳态保持正常时,细胞的代谢活动能正常进行;当内环境稳态失调时,细胞代谢活动就会受影响。因此内环境稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。
课后练习答案
拓展题
当动物进食高浓度的糖溶液后,大量的葡萄糖被吸收进入血液,导致血糖浓度暂时升高。血糖浓度的升高会刺激机体加速分泌胰岛素,同时抑制胰高血糖素的分泌。在胰岛素和胰高血糖素的共同调节下,血糖浓度逐渐恢复到正常水平。
具体调节机制可参考第2章有关血糖平衡调节的内容。
自我检测的答案和提示
一、概念检测
1.判断
(1)×;(2)√;(3)×;(4)√。
2.选择
(1)D;(2)D;(3)D。
3.画概念图
自我检测的答案和提示
二、知识迁移
(1)水是良好的溶剂,为各种生化反应提供溶液环境;水是体内物质运输的载体;水在体温调节方面有作用;水是某些生化反应的反应物;水是细胞结构的重要组成成分等。
(2)说明健康的人体具有维持体内水平衡的能力。
三、技能应用
(1)否。
(2)血液中的糖分既可来源于食物中的糖类物质,也可来源于其他物质在体内的转化。
自我检测的答案和提示
四、思维拓展
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C02、臭味、湿气和微量污染等。这套生命保障系统与压力服(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型气候环境,有利于宇航员维持机体内环境的稳态。
第一节 细胞生活的环境
教学目标:
1、什么是内环境?
2、内环境具有哪些理化特性?
3、人体细胞如何与外界环境进行物质交换?
红细胞
白细胞
血小板
1.图1和图2中各是什么细胞?说出它们的名称。
2.它们分别生活在什么样的环境中,两者的生活环境有何异同?
答2:血细胞生活在体内的血浆中;草履虫直接生活在外界环境中,可直接与外界环境进行物质交换。
答1:图1是人体血液中的血细胞,包括红细胞,白细胞等;
图2是单细胞生物草履虫。
相同之处:血细胞,草履虫都生活在液体环境中。
不同之处:血细胞生活在血浆中,并不直接与外界环境进行物质交换,而草履虫直接生活在外界环境中,与外界环境相比,血浆的理化性质更为稳定,温度基本恒定。
一、体内细胞生活在细胞外液中
1.体液的概念:
(1/3)
(2/3)
血浆
组织液
淋巴
(存在于细胞外)
人体内含有大量的液体,这些液体统称为体液.
(存在于细胞内)
细 胞 外 液 = 内 环 境 = 血浆+组织液+淋巴
血浆
血细胞
红细胞
白细胞
血小板
观察血液的组成
白细胞
红细胞
血小板
血浆—
(血浆是血细胞直接生活的环境)
是血液的液体部分
组织液
血浆中的许多物质会透过毛细血管壁进入组织间隙而成为组织液.
(组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境)
淋巴
组织液被毛细淋巴管吸收,成为淋巴液,
也叫淋巴。
(淋巴是淋巴细胞直接生活的环境)
血浆﹑组织液和淋巴之间的关系
CO2和代谢废物
内环境的主要组成成分之间的关系
血浆
组织液
淋巴
淋巴循环
双向渗透
细胞
O2和营养物质
单向渗透
透过毛细血管
透过毛细淋巴管
组织细胞
生活的环境
血细胞
毛细血管壁细胞
毛细淋巴管壁细胞
组织液
淋巴
血浆
细胞名称
各类细胞生存的具体环境
二、细胞外液的成分
资料分析
血浆的化学成分
组织液﹑淋巴的成分和含量于血浆相近,主要差别在于血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。
水:在血浆中占90-92%.
有机化合物:
脂类.氨基酸.葡萄糖.核苷酸.维生素等.
各种无机离子:Na+.K+.Cl -的量较多
气体:以O2和CO2最为重要.
调节生命活动的各种激素.
细胞代谢废物:除CO2外,还有尿素.尿酸等.
1、渗透压、
2、酸碱度
3、温度
内环境的理化性质一般能维持在相对稳定的状态。
细胞外液理化性质
三、细胞外液的的渗透压和酸碱度
1.渗透压的概念:
简单地说,是指溶液中溶质微粒对水的吸引力.
2.渗透压的大小:
取决于溶液中溶质微粒的数目:溶质微粒越多,即溶液浓度越高,对水的吸引力越大,溶液渗透压越高;反过来,溶质微粒越少,即溶液浓度越低,对水的吸引力越小,溶液渗透压越低;
3.影响渗透压大小的因素:
主要与无机盐(主要是Na+和Cl+),蛋白质的含量有关.
(1)渗透压
(770KPa)
生理盐水的浓度是多少?为什么医院给人输
液时必须使用生理盐水?
哺乳动物生理盐水的浓度是0.9%的
NaCl溶液。这样的溶液提供的渗透压与血浆等细胞外液相同,所以是血浆的等渗溶液。
(2)酸碱度
正常人的血浆近中性,PH为7.35~7.45,血浆的PH之所以能够保持稳定,与它含有HCO3 ? ,HPO4??
( 7.35-7.45 )
(3)温度
人体细胞外液温度一般维持在
37. 0℃左右 。
四、内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介
代谢终产物CO2
体
体
外
外
营养
物质
尿液
消
化
系
统
呼
吸
系
统
泌尿系统
循
环
系
统
淋巴
组织
液
血浆
O2
细
胞
O2
营养物质
皮 肤
汗液
其他代谢终产物
CO2少量水
残渣
食物
气体
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
练一练
2、下列有关人体细胞外液的叙述中,不正确的是( )
C
A 人体内的细胞外液构成人体的内环境
B 人体内的细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴
C 人体内的所有液体统称细胞外液
D 人体内细胞通过细胞外液与环境交换物质
3、内环境中不含 ( )
A 血红蛋白 B 尿素
C 葡萄糖 D 二氧化碳
A
4、血浆中的水来自 ( )
A 组织液 B 血浆、消化道
C 淋巴、组织液 D 消化道、组织液、淋巴
D
5.人体占体液总量比例最多的是( )
A.细胞内液 B.细胞外液
C.血浆 D.组织液
6.人体组织液中的氧气要进入组织细胞中参与氧化分解有机物,需要通过的磷脂分子层( )
A.2层 B.3层
C.4层 D.6层
7.血细胞﹑肌细胞和淋巴细胞所处的内环境分别是( )
A.血浆﹑体液﹑体液 B.血液﹑体液﹑淋巴
C.血浆﹑组织液﹑淋巴 D.血液﹑细胞外液﹑体液
A
D
C
8﹑右图为人体某组织的一部分,据图回答(1)指出图中所指部位名称②___
;④表示为组织间隙的__________;①表示在毛细血管内的___________;③表示在淋巴管内的________。(2)以上① ﹑ ③ ﹑ ④合称_______液,它构成了体内细胞生活的液体环境,故称____________。
组织细胞
组织液
血浆
淋巴液
细胞外
内环境