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第2节内环境稳态的重要性内环境稳态的概念、调节及意义[自读教材·夯基础]1．内环境的稳态[判断](1)稳态是机体通过各个器官、系统的独立活动来维持的。()(2)稳态的维持需要神经系统的参与。()(3)正常情况下，内环境的各项理化性质是保持不变的。()×√×2．稳态调节机制的发展(1)内环境稳态调节机制的发展：(2)人体维持稳态的调节能力是。当外界环境的变化，或人体自身的调节功能时，内环境的稳态就会遭到破坏。3．稳态的意义内环境稳态是机体进行的必要条件。(1)含量和血液中的保持在正常范围内，保证了细胞代谢的能量提供。(2)适宜的和等条件保证酶正常地发挥催化作用。有一定限度的出现障碍过于剧烈正常生命活动血糖含氧量温度pH1．进行血常规检查时，参考值为什么有一个范围？提示：这说明：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，内环境的稳态是一种动态的相对稳定；②不同个体存在一定差异。2．内环境稳态的维持都需神经系统、内分泌系统和免疫系统的共同调节吗？提示：不一定均需要，如对内环境pH稳态的维持等。3．人体内既然有维持稳态的机制，为什么还会出现代谢的紊乱？提示：人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。4．内环境稳态遭到破坏后，一定会发生疾病吗？提示：一定。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。[跟随名师·解疑难]1．内环境稳态的调节机制(1)神经调节：主要的调节方式，由神经系统参与。(2)体液调节：体液中的化学物质(激素、CO2、H＋等)对机体的调节，主要是激素调节，主要由内分泌系统参与。(3)免疫调节：分为非特异性免疫和特异性免疫，二者共同抵御外来异物和病原微生物的入侵，主要由免疫系统参与。2．稳态失调与相关疾病病症名称内环境理化性质变化引起疾病的症状尿毒症尿素等代谢废物在体内积累自身中毒和综合病征糖尿病血液中葡萄糖含量过高多食、多饮、多尿、口渴、饥饿感强烈，身体消瘦高原反应体内缺氧，血氧浓度过低头痛、乏力、心跳加快感冒发烧体温过高，影响酶的活性食欲不振、四肢无力严重腹泻丢失大量的水和无机盐疲倦、周身不适、恶心实验：生物体维持pH稳定的机制[自读教材·夯基础]1．实验原理本实验采用对比实验的方法，通过向自来水、缓冲液、生物材料中加入酸或碱溶液引起的pH不同变化，定性说明生物体内液体环境与缓冲液相似，从而说明生物体pH相对稳定的机制。2．实验步骤(1)画记录表：设计一表格来记录实验结果1．短跑运动后，产生的乳酸进入血液，血浆中的缓冲物质是如何进行调节的？提示：乳酸进入血液后，就与血液中的碳酸氢钠发生反应，生成乳酸钠和碳酸。乳酸钠可由泌尿系统排出体外。碳酸是一种弱酸，而且又可以分解成二氧化碳和水，所以对血液的pH影响不大。血液中增加的二氧化碳会刺激控制呼吸活动的神经中枢，促使呼吸运动增强，增加通气量，从而将二氧化碳排出体外。2．当人体摄入含有Na2CO3较多的水果、蔬菜时，血浆中的缓冲物质是如何进行调节的？提示：当碳酸钠进入血液后，就与血液中的碳酸发生反应，形成碳酸氢钠，而过多的碳酸氢钠可以由肾脏排出体外。[跟随名师·解疑难]1．实验结果分析(1)对自来水的处理：①结果图示：②结论：滴加盐酸后，自来水pH逐渐减小；滴加NaOH溶液后，自来水pH逐渐增大。(2)对缓冲液的处理：①结果图示：②结论：无论滴加盐酸还是NaOH溶液，缓冲液的pH均保持相对稳定。(3)对生物材料的处理：①结果图示：②结论：无论滴加盐酸还是NaOH溶液，生物材料的pH均保持相对稳定。比较以上三个图的曲线变化规律可知：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，因而能维持pH相对稳定。2．内环境pH维持稳定的原理(1)内环境中存在着许多酸碱缓冲对，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等，其作用是结合内环境中过多的酸或碱，以维持内环境pH的相对稳定。(2)调节机制(以H2CO3/NaHCO3缓冲对为例)：①当酸性物质(如乳酸)增加时：CH3CH(OH)COOH＋NaHCO3―→H2CO3＋CH3CH(OH)COONa乳酸＋碳酸氢钠―→乳酸钠＋碳酸H2CO3―→H2O＋CO2↑不稳定经呼吸系统排出②当碱性物质(如Na2CO3)增加时：Na2CO3＋H2CO3―→2NaHCO3过多的NaHCO3可由肾脏排出，从而缓冲了体内的碱性变化。内环境稳态及其维持在维持内环境稳态方面，不起作用的是()A．肝脏根据体内需要增加或减少释放到血液中的葡萄糖量B．肺根据需要按一定速率呼出CO2和吸入O2C．肾把代谢终产物不断排出体外D．将食物残渣形成粪便排出体外[思路点拨][解析]本题考查内环境稳态的有关知识，内环境稳态是指内环境中的每一种成分及理化性质都保持相对稳定。内环境的理化性质包括渗透压、温度和pH等。在本题中，肝脏调节血糖浓度，肾脏排出废物都与渗透压有关，肺排出的CO2能调节血液的pH，因此A、B、C都对内环境稳态起作用。食物残渣没有进入内环境，也不是从内环境排出，故与内环境稳态的维持无关。[答案]D规律方法判断某一过程能否维持内环境稳态的方法血浆pH稳态的调节科学家通过研究发现，人的血液pH通常维持在7.35～7.45，其变化不大的原因是()①H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等多对缓冲物质对血液酸碱度起缓冲作用②通过呼吸系统可不断排出CO2③血浆中过多的碳酸氢盐可以由肾脏随尿排出体外④神经系统对呼吸运动强度的调节有利于维持血液pH的相对稳定⑤食物中的碱性物质与新陈代谢产生的酸性物质所构成的缓冲对调节了血液pHA．①B．①②③C．①②③④D．①②③⑤[思路点拨][解析]血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。血液中的二氧化碳会刺激控制呼吸运动的神经中枢，促进呼吸运动增强，增加通气量，从而将二氧化碳排出体外，使血浆pH变化不大；当碳酸钠进入血液后，就与血液中的碳酸发生作用，形成碳酸氢盐，而过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出，使血浆酸碱度不会发生很大的变化。[答案]C(1)不要认为是乳酸进入血液后马上被稀释或被彻底分解而使血浆pH保持相对稳定的。(2)以下生理过程不发生在内环境中：①发生在细胞内的生理过程，如细胞呼吸、蛋白质合成等。②发生在消化道中的淀粉、脂质和蛋白质的消化水解过程。易错提醒1．探究某一理化因素对内环境稳态的影响。2．探究血浆pH维持相对稳定的原因。血浆是人体内环境的重要成分，正常人血浆的pH为7.35～7.45。为探究人体血浆中pH的相对稳定是由于血浆中存在着缓冲物质，试设计一个探究实验，并回答下列问题：(1)实验材料用具：家兔的血浆适量、蒸馏水、事先配制的缓冲液、量筒、试管若干支。模拟人体内缓冲物质所调节的主要物质是____________________。此外，还必须以___________________作为实验用具。(2)实验步骤：①设计A、B两个实验组，每组取3支试管；②先向A组中的3支试管分别加入_____________________，再依次滴入等量____________________________，测量pH并记录入表；③对B组如何操作？_______________________________。典例剖析(3)结果预测：实验组试管中的实验现象A组1号pH变化明显2号3号pH变化不明显B组1号2号pH变化不明显3号(4)从以上两组实验结果的分析，可以得出的结论是___________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)人体无氧呼吸会产生乳酸，吃的食物中含有碱性物质Na2CO3，它们都可以进入血浆，引起血浆pH下降或升高，所以模拟人体内缓冲物质所调节的主要物质是Na2CO3、乳酸。由于需要测量血浆pH，故pH试纸、滴管就是必需的实验用具了。(2)要探究人体血浆中pH的相对稳定是由于血浆中存在着缓冲物质，故实验对照思路为：分别在等量的家兔血浆、蒸馏水、缓冲液中加入酸或碱，观察pH变化情况。①分组编号，本题实验设计了A、B两个实验组，每组取3支试管，应编号(步骤①)。②设置对照实验，即向A组中的3支试管分别加入等量蒸馏水、缓冲液、家兔血浆，再依次滴入等量乳酸，测量pH并记录入表，与A组不同，B组3支试管后来滴入的是等量的Na2CO3(步骤②③)。(3)实验结果的预测：蒸馏水中加入酸或碱后pH有明显变化，而家兔血浆、缓冲液中加入酸或碱后pH基本不变。(4)根据实验现象：家兔血浆和缓冲液的pH变化相同，得出实验结论为：血浆pH相对稳定是由于存在缓冲物质。[答案](1)Na2CO3、乳酸pH试纸、滴管(2)②等量蒸馏水、缓冲液、家兔血浆乳酸③对B组3支试管按A组操作依次加入等量3种物质后，再滴加等量Na2CO3(3)结果预测：A组2号：pH变化不明显B组1号：pH变化明显B组3号：pH变化不明显(4)血浆pH相对稳定是由于存在缓冲物质归纳拓展条件对照的设置(2)实验分析：该实验既设置了空白对照，又设置了条件对照，其中A组的1号和B组的1号为空白对照，A组的2号和B组的2号为条件对照，通过比较可以看出动物血浆受到影响时pH变化幅度较小，通过两组中的2号和3号对比，可以推知动物血浆所起的作用原理和缓冲溶液是相同的，从而说明动物血浆对pH变化的缓冲作用。[随堂基础巩固]1．下列关于内环境的叙述，正确的是()A．内环境不可能含有有毒物质B．内环境是一个主要由H2PO－4/HPO2－4构成的缓冲体系C．内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所D．内环境的变化会引起机体自动地调节器官和系统的活动解析：内环境中既含有对组织细胞有用的成分，有时也可能含有对细胞有毒害作用的成分；内环境的pH主要由H2CO3和HCO－3来维持；细胞代谢的场所在细胞内。答案：D2．下列有关人体内环境稳态的叙述，错误的是()A．有3种以上的生理系统参与维持内环境稳态B．人体内环境稳态的失调与外界环境无关C．人体维持内环境稳态的调节能力有限D．稳态有利于参与其调节的器官保持机能正常解析：外界环境的变化，如温度、食物中的酸碱物质会影响内环境的理化性质。答案：B3．人在剧烈运动后，积累的酸性物质、调节内环境pH恢复正常的主要物质分别是()A．乳酸、Na2HPO4/NaH2PO4B．乳酸、NaHCO3/H2CO3C．丙酮酸、Na2HPO4/NaH2PO4D．丙酮酸、NaHCO3/H2CO3解析：人在剧烈运动过程中会产生乳酸等酸性物质；血浆内的缓冲物质主要包括NaHCO3/H2CO3和Na2HPO4/NaH2PO4，其中以NaHCO3/H2CO3最为重要。答案：B4．右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．ab段上升是因为人初进高原，呼吸频率加快造成的B．bc段下降的原因：一是血液中的乳酸被血液中的缓冲物质转化为其他物质；二是造血功能逐渐增强，红细胞数量增多C．ab段上升的原因是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反应解析：初进高原，缺氧导致细胞无氧呼吸增强，产生大量乳酸，但此时并非只进行无氧呼吸。进入高原一段时间后，机体造血功能增强，红细胞数量增加，运输氧的能力增强，因此乳酸浓度降低；同时，血液中的乳酸可与缓冲物质NaHCO3反应生成乳酸钠。答案：B课时跟踪检测见课时跟踪检测(二)