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2007年高三选修教材教案集第课，课题绪论人体的稳态第课时，课型新授。总序第个教案。编写时间执行时间教学目的与要求：1．水和无机盐的平衡（理解）；2．水和无机盐平衡的调节（理解）；3．水和无机盐平衡的意义（理解）。重点难点：水和无机盐的平衡和调节。教具：幻灯片。教学程序：（导入）在21世纪，生物科学将成为主导科学。为什么这么讲呢？因为21世纪，人类将更加关注自己的生存和健康，这就需要我们从不同的结构层次上来认识、掌握人体生命活动规律；面对人口爆炸所带来的吃饭问题，要求生物科学为粮食增产提供相应的理论和方法；面对工业化所带来的环境污染、资源危机，需要在生物科学理论指导下，运用生物工程的方法，借鉴自然界生态系统的生产模式，建立保证人类社会可持续发展的生产模式。由于人类社会所面临的各种问题的解决都离不开生物科学的理论和技术，所以，生物科学将成为21世纪的主导科学。展望21世纪，人类社会可以说是希望与挑战并存。一方面，科学技术的发展更加迅速，而生物科学作为自然科学领域的带头学科，将会结出更加丰硕的果实；另一方面人类社会面临的人口、粮食、资源、环境和健康等问题将更加突出，而这些问题的解决，都将在很大程度上依赖于生物科学的进步。一、生物科学与人体健康：人类的许多疾病是由于稳态失衡、营养失衡或免疫失调引起的。因此，研究人体稳态的调节机制、营养平衡、免疫机制等，对于增进人体健康具有重要意义。二、生物科学与农业：粮食危机的重要原因是粮食产量的增长赶不上人口的增长，还有耕地的逐年减少等。提高粮食产量的重要途径就是靠科技进步，而生物科学和生物技术将在这方面发挥不可估量的作用。三、生物科学与生物工程产业：生物工程包括基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程。其特点是利用生物资源的可再生性，在常温常压下生产产品，从而能节约资源和能源，并且减少环境污染。四、生物科学与资源利用和环境保护：生物圈中物质是可以被生物反复利用的，生物群落的物质生产几乎是无废料的生产过程。第一章人体生命活动的调节和免疫抗洪战士通过大量排汗来散热，进而调节体温；同时又需要不断地补充含盐的水，并且通过自身的调节减少排尿量，以维持体内水和无机盐的平衡。高强度的体力劳动要消耗体内大量的糖类等有机物，同时需要及时地补充食物，以满足身体对营养的需要；传染病爆发的时候，一方面要注意饮食、环境卫生，另一方面要靠自身的免疫功能来抵抗疾病的浸袭。由此可见，人体生命活动的调节及营养和免疫，对于维持人体的健康有着非常重要的意义。第一节内环境与稳态[讨论]单细胞的动物，如草履虫、变形虫等，可以通过体表直接与外界环境进行物质交换，而对于人这样的高等动物，体内的细胞是否也可以直接和外界环境进行物质交换呢？[参考要点]不能。单细胞动物的整个身体只有一个细胞，这个细胞承担着像我们人这样一个复杂的有机体内所有细胞的生理功能。但在人及其它高等动物体内，各种组织细胞之间有着严格的分工和合作。人体内的单个细胞不能直接与外界环境进行物质交换，人体内的细胞必须首先和该细胞生存的体内的液体环境进行物质交换，这个液体环境称为内环境，通过内环境再与外界发生物质交换。一、内环境：（一）体液的概念：人体内的大量液体成为体液。细胞内液：存在于细胞内部的液体。（二）体液的分类：细胞外液：存在于人体内细胞外的液体。主要由淋巴、血浆和组织液组成。血浆是血液中的液体部分，血液分为血浆和血细胞，其中血浆占55%。血细胞浸浴在血浆中。组织液是指组织细胞之间的液体，一般的组织细胞浸浴组织液中，与组织液之间进行物质交换。淋巴是淋巴管中的液体。（三）体液各部分之间的关系：在细胞内液与细胞外液之间隔着一层细胞膜，水分和一切能透过细胞膜的物质，都可以在细胞内液与组织液之间进行交换。在组织液与血浆之间只隔着毛细血管壁，水分和一切能透过毛细血管壁的物质，都可以在两者之间进行交换。组织液还可以渗入毛细血管形成淋巴，由于毛细淋巴管的压力比组织液低，所以淋巴不能重新进入组织间隙形成组织液，淋巴可以通过淋巴循环重新进入血浆。（四）细胞外液的各种成分以及PH、温度、渗透压的正常值：1、细胞外液的成分：（1）水：含量最多。如血浆含有90~92%的水。（2）气体：其中以O2、CO2最为重要。（3）各种无机离子：其中以Na+、Cl—、K+、Ca2+、HCO3—和PO33—的量最多。其它无机离子需要量甚微，如Cu2+、Zn2+、Mn2+、Co2+对某些酶的活性是必要的，碘对生成甲状腺激素是必需的，F—对增强牙齿和骨骼也是重要的。（4）有机化合物：如脂类、氨基酸、葡萄糖、核苷酸、维生素等。（5）调节生命活动的各种激素。（6）细胞代谢排泄的废物：除二氧化碳以外，还有蛋白质和核酸代谢产生的含氮废物，如氨、尿素等。2、PH：正常人血浆的PH在7.35~7.45之间。3、温度：人体的体液温度在37℃左右。4、渗透压：人的血浆渗透压在37℃时，约为770pa，相当于生理盐水的渗透压。（五）内环境：1、概念：是指人体内细胞外的液体环境，是人体内细胞赖以生存的液体环境。上述的细胞外液就是内环境，主要包括淋巴、血浆和组织液。2、组成、与代谢的关系：一般的组织细胞的具体内环境是在组织液中；血细胞的具体内环境是血浆；毛细血管壁细胞的具体内环境是血浆和组织液；毛细淋巴管管壁细胞的具体内环境是组织液和淋巴。【讨论】唾液等消化液是否属于内环境？【参考要点】消化道是被围在体内的一个特殊的外界环境，是对食物进行消化吸收的场所。由消化腺分泌的消化液已经离开了内环境，在消化道对营养物质进行消化，消化后的营养物质被吸收到血液或淋巴后，已进入了内环境。血浆组织液O2、养料分泌物、CO2等废物组织细胞淋巴淋巴循环体外物质消化、呼吸泌尿系统等内环境二、内环境的稳态：（一）稳态的概念：是指正常机体在神经系统和体液的调节下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境相对稳定的状态。内环境中的PH值可以通过血液中的缓冲对加以调节，实际上，内环境中的其它理化性质，如温度、渗透压、各种化学物质的含量等，在神经系统和体液的调节下，都能维持在一个相对稳定的状态。（二）内环境稳态的实现：正常机体会在神经系统和体液的调节下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定，使内环境的理化性质不会发生剧烈变化。例如PH稳态的实现。原理：酸碱缓冲对，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4，对酸碱度起缓冲作用。【讨论】人在剧烈运动时，肌肉组织中会产生大量的乳酸、碳酸等物质，当这些酸性物质进入血液后，血液的PH值将发生什么样的变化？【参考要点】不会发生太大的变化。因为当乳酸进入血液后，乳酸就会与NaHCO3发生反应，生产乳酸钠和H2CO3，H2CO3是一种弱酸，而且不稳定，很容易分解成CO2和H2O，所以对PH值的影响不大。血液中增多的CO2会刺激控制呼吸的神经中枢，促使呼吸运动增强，增加通气量，从而将血液中的CO2排出体外。如果有过多的Na2CO3进入血液，就会与血液中H2CO3的发生，生成NaHCO3，过多的NaHCO3可以由肾脏排出体外。（三）稳态的生理意义：是机体进行正常生命活动的必要条件。当稳态遭到破坏时，就会引起细胞代谢紊乱，并导致疾病。如组织液中的水分过多，会出现组织水肿；尿素、无机盐等废物过多会出现尿毒症。再如当血液中钙、磷的含量降低时，会影响骨组织的钙化，这在成年人表现为骨软化病；在儿童则表现为骨质生长障碍、骨化不全的佝偻病。而血液中钙过高会引起肌无力等疾病。三、课堂思考：“请设计一个简单的实验验证血液是一个缓冲系统。”1、材料：加了抗凝剂（如柠檬酸钠）的血液、洁净试管若干、质量浓度为1%的盐酸、蒸馏水、PH试纸。2、步骤方法：第一步，取洁净的试管2支，编为1、2号；第二步，在1号试管中加2ml加了抗凝剂的血液，2号加2ml蒸馏水，并用PH试纸测定它们各自的酸碱度；第三步，再分别在1、2号试管中各加1滴1%的盐酸；第四步，结果观察，用PH试纸测定。3、结果分析：1号试管PH试纸颜色与加入HCl前的试纸比较没有太大的变化，而测试蒸馏水的PH试纸与加入HCl前测试的PH试纸比较明显变红。4、结论：血液对PH有一定的缓冲作用，或血液是一个缓冲系统。四、后记：【小实验】用加了抗凝剂（如柠檬酸钠）的血液或血浆用做实验材料，取两支洁净的试管，甲试管加入2mL血液或血浆，乙试管中加入等量的蒸馏水。在加入一滴质量浓度为1%的演算溶液之前，分别用PH试纸测试，并进行比较。【参考结果】测试血液或血浆的PH试纸略呈兰色，血液的PH值在7.35~7.45之间；测试蒸馏水时不变色。在甲乙试管中各加入一滴质量浓度为1%的盐酸，再用试纸测试，发现测试血液或血浆的PH试纸颜色与加入盐酸的试纸比较没有太大的变化，但测试蒸馏水的PH试纸与加盐酸前的测试的PH试纸比较明显变红。【讨论】如何解释上述实验现象？【参考要点】在血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质，称为缓冲物质。每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成的，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。当加入了盐酸时，就与NaHCO3发生反应，生成NaCl和H2CO3，H2CO3是一种弱酸，而且不稳定，很容易分解成CO2和H2O，所以对PH值的影响不大。在蒸馏水中没有这些缓冲物质，所以当少量的盐酸加入后，PH值就明显下降。第二节人体的稳态稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。它是通过人体自身的调节来实现的，其中水和无机盐的平衡和调节、血糖的调节、体温的调节等，都是稳态的重要方面。一、水的平衡：1、水的稳态是体内水的相对含量的相对稳定。这个相对含量是以渗透压为衡量标志的，渗透压升高时，表示水相对缺少；渗透压降低时，水则过剩。渗透压升高、降低的标准是是否口渴。这是针对细胞液的量正常的情况下来说的。注：渗透压——溶液中不易透过半透膜的溶质颗粒，吸取膜外水分子的一种力量。它的大小决定于单位体积溶液中溶质分子或颗粒数量的多少（溶液浓度），而与溶质分子或颗粒的种类和大小无关。溶液中溶质分子和颗粒数量越多（溶液浓度越大），它形成的渗透压越大。例如：某人饮水不足，或食物过咸等原因，造成细胞外液渗透压升高，即其细胞外液浓度增大。食物中所含的水2、体内水的来源饮水物质代谢产生的水3、体内水的去路：（1）肾脏排尿。是人体排出水的最主要途径，也是唯一可由机体调节的排出途径。（2）皮肤排汗和蒸发水汽。（3）肺呼出的水汽。（4）大肠排便。是指饮食中的水以及消化液在消化道被吸收后所余下的水。只有大肠排出的水中含有未进入机体组织的水。4、水的平衡是在一定时间内水的摄入量和排出量基本相等的结果。是由神经和体液调节的。调节过程是渗透压降低时，水多，排尿量增加；渗透压升高时，水少，排尿量减少。水平衡的调节是以渗透压的相对稳定为条件的。5、具体过程：（见教材P8和资料P236）从图中可以看出，水平衡的调节中枢是在下丘脑。当渗透压升高时，可产生三种效应：渴觉、抗利尿激素的分泌、抗利尿激素的释放。抗利尿激素控制着尿量，从而控制渗透压的稳定。三、无机盐的平衡：来源：主要来自食盐；（6~10g）（一）钠盐平衡排出：主要经肾随尿排出、其次有汗液、粪便；及其调节：调节：醛固酮调节（一种盐皮质激素）；特点：排出量几乎等于摄入量，多吃多排，少吃少排，不吃不排。来源：食物；(2~4g)（二）钾盐平衡排出：主要经肾随尿排出，未被吸收的钾盐经粪便排出；及其调节：调节：醛固酮调节（一种盐皮质激素）；特点：多吃多排，少吃少排，不吃也排。[在临床上常把血钾（指血清中的K+）含量作为诊断某些疾病的指标。]注：盐皮质激素（醛固酮）的效应有三：促进钠的重吸收、促进钾的分泌排出、促进水的重吸收。前两个作用可单独完成，后一个作用是派生功能。盐皮质激素调节体内盐平衡。（即保Na+、保水、保K+）（三）无机盐平衡的调节：正常成年人每天滤过肾小球的水、K+和Na+等有99%以上被肾小管和集主要来源合管重吸收。（四）水和无机盐平衡的意义：1、水和钠盐在维持细胞外液渗透压稳定方面具有重要意义。由于人在高温条件下工作，剧烈运动或