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(共24張PPT)
第2節(jié) 內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)
在進行常規(guī)體檢時，通常要做血液生化檢查，以了解肝功能、腎功能、血糖、血脂等是否正常。下圖是某人的血液生化檢查化驗單的一部分。
內(nèi)環(huán)境中各種成分含量不是恒定不變的，而是在一定范圍內(nèi)波動。
問題探討
從化驗單上可以看出什么成分超出正常范圍？這可能會對人體造成什么不利影響？
北京市醫(yī)療機構(gòu)臨床檢驗結(jié)果報告單
天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(即谷草轉(zhuǎn)氨酶)略微低于正常值，這通常沒有臨床意義，建議定期復(fù)查。若該值偏高，說明肝功能受損。
葡萄糖含量超標(biāo)，且糖化血清白蛋白嚴重超標(biāo)，可能是糖尿病。糖尿病患者長期高血糖，會導(dǎo)致眼、腎、心臟、血管、神經(jīng)等慢性損害。
甘油三酯超標(biāo)，可引起高血脂癥，易并發(fā)冠心病、動脈粥樣硬化等。
肝功能
血糖
心肌功能
肝功能
血脂
高血糖
高血脂
細胞代謝產(chǎn)生酸性物質(zhì)，如碳酸等；
人和動物吃的食物代謝后也會產(chǎn)生一些酸性或堿性物質(zhì)。
pH
pH發(fā)生變化的原因
思考
Thinking
生物機體是如何維持pH穩(wěn)定的呢？
隨著外界環(huán)境的變化和體內(nèi)細胞代謝活動的進行，內(nèi)環(huán)境（如血漿）的各種化學(xué)成分和理化性質(zhì)在不斷發(fā)生變化。
探究.實踐：模擬生物體維持PH的穩(wěn)定
實驗?zāi)康模禾骄克嵝院蛪A性物質(zhì)進入體內(nèi)，生物體的pH變化
實驗材料：生物組織材料
（肝勻漿）
自變量：
加入酸性或堿性物質(zhì)
HCl/NaOH 溶液（0.1mol/L)
因變量：
生物體pH的變化
pH試紙、pH計
材料 (25mL) 加入0.1mol/L HCl 加入0.1mol/L NaOH 加入不同數(shù)量液滴后的pH 加入不同數(shù)量液滴后的pH 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
自來水
緩沖液
肝勻漿
空白對照
已知具有緩沖能力的溶液，標(biāo)準對照
（1）測酸對自來水pH的影響
①將25mL自來水倒入50mL燒杯中。
③加入酸并測pH變化
a.一次加1滴0.1mol/L的HCl輕輕搖動。
b.每加5滴測一次pH,重復(fù)這一步,直到加入30滴為止。
c.將pH測定結(jié)果記入表中。
①充分沖洗燒杯并向其中加入25mL自來水，測定并記錄起始的pH。
②如步驟(1)中③,逐滴加入0.1mol/L的NaOH溶液,測定并記錄pH。
（2）測堿對自來水pH的影響
②用pH計或pH試紙測試起始的pH，并記錄。
測自來水pH的變化
（3）測緩沖液pH的變化
充分沖洗燒杯，用緩沖液代替自來水，重復(fù)2中步驟，記錄結(jié)果。
（4）測肝勻漿pH的變化
充分沖洗燒杯，用肝勻漿代替自來水，重復(fù)2中步驟，記錄結(jié)果。
材料 加入0.1mol/L HCl 加入0.1 mol/L NaOH 加入不同數(shù)量液滴后的pH 加入不同數(shù)量液滴后的pH 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
自來水
緩沖液
肝勻漿
6.8
6.5
6.3
6.0
5.0
4.1
3.8
7.0
8.8
9.4
10.0
10.5
11.0
9.8
7.0
7.0
6.8
6.6
6.5
6.4
6.3
7.0
7.2
7.3
7.8
8.0
8.2
7.5
6.4
6.2
6.1
6.0
6.0
5.9
5.9
6.3
6.4
6.5
6.7
6.8
7.0
6.7
根據(jù)所得數(shù)據(jù),以酸或堿的滴數(shù)為橫坐標(biāo),以pH為縱坐標(biāo),畫出各實驗中pH變化的曲線。
實驗結(jié)果：
標(biāo)準對照
空白對照
實驗組
實驗結(jié)論：
生物材料的性質(zhì)類似于緩沖液而不同于自來水，說明生物材料內(nèi)含有緩沖物質(zhì)，能夠維持pH的相對穩(wěn)定。
機體內(nèi)環(huán)境中含有緩沖對HCO3-/H2CO3、HPO42-/H2PO4-等，它們能夠?qū)λ岷蛪A起緩沖作用，維持pH穩(wěn)定。
HCO3-/H2CO3 緩沖對：
HPO42-/H2PO4- 緩沖對：
溶液中酸性物質(zhì)增加時：
溶液中堿性物質(zhì)增加時：
HPO42- + H+ → H2PO4-
H2PO4- + OH- →HPO42- +H2O
乳酸+ NaHCO3→乳酸鈉 + H2CO3
CO2 + H2O
OH- + H2CO3→HCO3- + H2O
思考：內(nèi)環(huán)境的其他化學(xué)成分和理化性質(zhì)也維持在一定范圍嗎？
一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化
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溫度
時間
36.8
37.0
37.2
37.4
6
10
12
2
6
9
不同人的體溫，會因年齡、性別等的不同而存在微小差異；同一個人的體溫在一日內(nèi)也有變動，但變化幅度一般不超過1℃。
父親
母親
自己
穩(wěn)態(tài)
正常機體通過調(diào)節(jié)作用，使各個器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動，共同維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定狀態(tài)叫做穩(wěn)態(tài)。
(1)概念:
(2)實質(zhì):
內(nèi)環(huán)境的化學(xué)成分和理化性質(zhì)處于動態(tài)平衡之中。
化學(xué)成分；如：水、無機鹽、血糖、血脂
理化性質(zhì)；如：溫度、酸堿度、滲透壓
維持相對穩(wěn)定
(3)特點:
①穩(wěn)態(tài)不是恒定不變，而是相對恒定的一種動態(tài)變化；
②這種動態(tài)變化保持在一定范圍內(nèi)。
(4)影響因素:
外因:
內(nèi)因:
外界環(huán)境的變化
體內(nèi)細胞代謝活動的進行
人體各器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地正常運行。
直接相關(guān)的系統(tǒng)：
消化系統(tǒng)、
呼吸系統(tǒng)、　
循環(huán)系統(tǒng)、
泌尿系統(tǒng)。
未吸收的物質(zhì)
有機廢物、水和無機鹽
維持穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)：
二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識
①157年法國貝爾納 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)主要依賴 。
②1926年美國坎農(nóng) 提出穩(wěn)態(tài)的概念，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是在 調(diào)節(jié)的共同作用下實現(xiàn)的
③進一步發(fā)現(xiàn) 能夠發(fā)現(xiàn)并清除異物、病原微生物等引起內(nèi)環(huán)境波動的因素
目前普遍認為：
神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機制。
神經(jīng)調(diào)節(jié)
神經(jīng)和體液
免疫系統(tǒng)
穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機制：
尿毒癥——腎是形成尿液的器官，當(dāng)發(fā)生腎功能衰竭時，病人的水和無機鹽等的代謝會紊亂，可出現(xiàn)全身水腫，尿素氮升高、嘔吐等一系列癥狀，即尿毒癥，嚴重時會導(dǎo)致死亡。
穩(wěn)態(tài)失調(diào)的實例：
發(fā)熱——高熱時，各種酶的活性發(fā)生變化，代謝紊亂，引起機體功能異常。嚴重可誘發(fā)器官功能不全或組織損傷。應(yīng)注意及時采用物理方法或服用藥物來退燒降溫。
尿毒癥
乳酸中毒、高原反應(yīng)
抽搐
血鈣過低
代謝廢物積累
02缺乏
pH失調(diào)
酸中毒、堿中毒
體溫失調(diào)
發(fā)熱、中暑、失溫
組織水腫
血漿蛋白質(zhì)降低
血糖平衡失調(diào)
低血糖、糖尿病
內(nèi)
環(huán)
境
內(nèi)環(huán)境理化性質(zhì)變化 癥狀名稱
pH失調(diào)
體溫失調(diào)
滲透壓失調(diào)等
尿素等代謝廢物在體內(nèi)積累
體內(nèi)缺氧,血氧過低
血糖平衡失調(diào)
血鈣過低、過高
丟失大量的水和無機鹽
室內(nèi)外溫差較大導(dǎo)致機體適應(yīng)不良
②內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)遭破壞時，代謝速率未必下降(如有可能導(dǎo)致代謝速率上升)
酸中毒、堿中毒
發(fā)熱、中暑、失溫
水中毒、組織水腫
尿毒癥
高原反應(yīng)
低血糖、糖尿病
抽搐、肌無力
嚴重腹瀉
空調(diào)病
注意：
①內(nèi)環(huán)境達到穩(wěn)態(tài)時，人未必不得病(如遺傳病患者、植物人等)
外界環(huán)境變化過于劇烈
自身調(diào)節(jié)能力有限
內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)遭到破壞
細胞代謝紊亂，導(dǎo)致疾病發(fā)生
(外因)
(內(nèi)因)
人體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是有一定限度的。
可見，在生態(tài)系統(tǒng)的各個層次上，都普遍存在著穩(wěn)態(tài)。
不同層次的生命系統(tǒng)都存在著類似內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的特性
分子
細胞
器官
群體
如胰島素、胰高血糖素
ATP、ADP
如細胞分裂、分化
如血壓、心率
如種群數(shù)量變化、
生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能
內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件
三、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的意義
基礎(chǔ)
神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)
調(diào)節(jié)機制
正常生命活動的必要條件
構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)
外界環(huán)境
細胞外液
（內(nèi)環(huán)境）
CO2
等廢物
養(yǎng)料和O2
穩(wěn)態(tài)
具有
細胞
（細胞內(nèi)液2/3）
器官系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行
內(nèi)環(huán)境化學(xué)成分和理化性質(zhì)維持相對穩(wěn)定（即動態(tài)平衡）
穩(wěn)態(tài)的實質(zhì)
參與內(nèi)環(huán)境的形成和維持
1.人體穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是有一定限度的。下列現(xiàn)象不屬于內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)的是（ ）
A．腹瀉后，及時補充葡萄糖鹽水
B．從平原到青藏高原出現(xiàn)肺水腫癥狀
C．腎功能衰竭時引起的尿毒癥
D．長時間高溫下作業(yè)的勞動者發(fā)生中暑
A
維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的做法
穩(wěn)態(tài)失調(diào)
隨堂檢測
2.在日常生活中，很多因素會引起內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化，下列相關(guān)敘述中錯誤的是（　　）
A．劇烈運動中，內(nèi)環(huán)境的pH有下降趨勢
B．腎小球腎炎會導(dǎo)致血漿蛋白下降進而引起組織水腫
C．中暑說明人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力有一定限度
D．佝僂病與內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)失調(diào)沒有關(guān)系
佝僂病是由于體內(nèi)缺少維生素D導(dǎo)致人體缺鈣，其與內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)失衡有一定的關(guān)系，D錯誤。
D
3.穩(wěn)態(tài)和平衡觀是生命科學(xué)中重要的觀念，下列有關(guān)說法錯誤的是（　）A．外界環(huán)境的變化和體內(nèi)細胞的代謝活動均可以影響內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)B．免疫系統(tǒng)能發(fā)現(xiàn)并清除異物、病原微生物等可以引起內(nèi)環(huán)境波動C．細胞依賴內(nèi)環(huán)境生存，但不參與內(nèi)環(huán)境的形成和維持
D．在器官水平上，存在心臟活動的穩(wěn)態(tài)，消化腺分泌消化液的穩(wěn)態(tài)
C
×
4、為探究肝勻漿能否維持pH穩(wěn)定,某同學(xué)選擇清水、磷酸鹽緩沖液和肝勻漿為實驗材料進行了相關(guān)實驗,結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)

A.對照組是清水組和緩沖液組,實驗組是肝勻漿組
B.圖中的結(jié)果表明肝勻漿組維持pH穩(wěn)定的能力強于緩沖液組
C.清水組數(shù)據(jù)不合理,加入HCl后清水組的pH應(yīng)降低
D.肝勻漿更類似于緩沖液,說明肝勻漿中含有維持pH相對穩(wěn)定的磷酸鹽緩沖物質(zhì)
D

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