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第二节 内环境的稳态
学习目标
1．通过“模拟生物体维持pH的稳定”探究实验，说明内环境具有维持pH相对稳定的能力，阐明内环境稳态的概念；
2．以pH为例，阐明机体通过不同器官、系统协调统一维持内环境的稳态。
3．关注社会问题，运用内环境pH稳态的知识评价“酸碱体质理论”的科学性，并向他人宣传科学知识和健康生活方式。
4．通过分析讨论血液生化检查化验单，构建稳态的概念，认同生命系统的开放性、动态平衡特点。
5．通过分析“内环境稳态及调节是机体在多种器官的共同作用下实现的”，简述稳态调节机制，初步体会整体和局部的关系，认同生命系统的整体性。
6．通过内环境稳态失调的实例的分析，说明内环境稳态的重要意义，认同内环境稳态对机体健康至关重要，增强自我保健和关爱他人的意识。
7．通过“调查体温的日变化规律”课外活动，深入理解内环境稳态的含义，发展科学思维和探究能力，领悟科学方法的重要性。
【课前学习】
一、实践活动
1．居家自主探究实验——模拟生物体维持pH的稳定
结合教材P7-8探究·实践活动指导和教师演示实验，完成居家自主探究实验报告：
模拟生物体维持pH的稳定实验报告
1．实验方案设计（实验材料；自变量控制手段；因变量检测方法；对照设计）
2．实验结果记录
3．实验结论
2．调查体温的日变化规律
完成教材P12课外实践——“调查体温的日变化规律”（表格和思考题见教材P12）。
二、知识填空
（一）模拟生物体维持PH的稳定
1．实验原理
本实验采用_______的方法，通过向自来水、_______、生物材料(肝匀浆)中加入酸或碱引起pH的变化，定性说明在一定范围内生物体内液体环境与_______相似，从而说明生物体pH相对稳定的机制。
2．实验结果分析
生物材料的性质类似于_______而不同于自来水，加入少量酸或碱不会发生pH的大幅度变动。说明生物材料内含有缓冲物质，能够维持__________。
答案：1．对比实验 缓冲液 缓冲液 2．缓冲液 PH的相对稳定
（二）内环境的稳态
1．内环境稳态的概念和实质
稳态是指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_______。健康人内环境的每一种成分和_______都是不断变化的，但都处于一定的范围内。体内细胞代谢活动的进行与__________都会影响内环境的稳态。
2．内环境稳态的调节机制
维持内环境稳态的基础是人体各器官、系统协调一致地正常运行。_____________调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。人体维持稳态的调节能力是__________。稳态遭破坏的原因包括外界环境的变化过于___________及人体自身的调节功能出现障碍。
3．内环境稳态的意义
内环境稳态是机体进行正常生命活动的__________。例如，细胞氧化分解葡萄糖需要血糖浓度和______________在正常范围内；温度、PH等都在适宜的范围内，酶才能正常地发挥___________作用。
答案：1．相对稳定状态 理化性质 外界环境的变化 2．神经-体液-免疫 有一定限度的 剧烈 3．必要条件 血氧含量 催化
【课上学习】
任务一：观察血液生化检查化验单，思考每种成分的参考值（即正常值）一个变化范围，并且范围不是很宽泛，这说明什么？分析内环境化学成分和理化性质为什么会发生变化呢？
任务二：观察教材图1-4，分析：内环境中营养物质、代谢废物、氧气、CO2的含量是如何维持相对稳定的?如果某种器官的功能出现障碍，对内环境稳态会造成什么影响？机体内各个器官、系统，为什么能够保持协调一致呢？
任务三：分析内环境稳态失调实例
1：血液生化检查化验单，上下箭头代表什么含义？可能对让人体造成什么不利影响？（糖化血清蛋白，检测的是机体最近一周血糖平均值）
2：健康人的体温接近37℃，超过39℃即为高热。请回忆高热最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施？
总结两个实例说明了什么？
任务四：从细胞代谢的物质和条件分析，内环境稳态的意义，并完善以稳态为核心的概念图。
【课后练习】
1．某同学分别以清水、缓冲液和血浆为实验材料进行探究血浆是否具有维持pH稳定的功能的实验，实验结果如图所示。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．本实验中起对照作用的是清水组和缓冲液组
B．图示实验结果说明血浆中缓冲物质的缓冲能力是有限的
C．图示实验结果表明缓冲液维持pH稳定的能力比血浆弱
D．图示三条曲线所示结果均是科学合理的
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的目的。下列相关说法错误的是（ ）
A．体内细胞产生的代谢废物可以通过皮肤、泌尿系统、呼吸系统等途径排到体外
B．参与维持血浆pH的缓冲对有H2CO3和NaHCO3等
C．生物体的体液pH总是稳定在一定范围之内，因此人体的稳态不会遭到破坏
D．人体各器官、系统协调一致地正常运行，这是维持内环境稳态的基础
3．下列关于内环境稳态的叙述错误的是（ ）
A．内环境稳态是指内环境的每一种化学成分和理化性质保持相对稳定
B．细胞外液理化性质稳定只取决于细胞外液渗透压的变化
C．内环境稳态是机体内各个器官、系统共同调节的结果
D．内环境稳态遭到破坏时，必将引起细胞代谢紊乱
4．下列关于人体内环境及其稳态的叙述中，正确的是（ ）
A．细胞内正常进行各种酶促反应需要内环境保持相对稳定
B．内环境的温度、pH和渗透压保持相对稳定，即内环境稳态
C．葡萄糖在血浆中氧化分解为细胞提供能量，保证生命活动的正常进行
D．大脑深度思考时呼吸作用释放CO2能使内环境pH明显降低
5．下列关于人体体温的说法，不正确的是（ ）
A．体温的调节也是人体稳态调节的一部分
B．体温因年龄、性别等不同而存在微小的差异
C．体温过高时可采用物理降温或药物降温
D．在寒冷环境中人体能通过调节增加代谢产热而升高体温
6．长时间运动引起机体缺氧时，血液pH的变化趋势、引起pH变化的物质、能起缓冲作用的物质分别是( )
A．降低、CO2、Na2CO3 B．降低、乳酸、NaHCO3
C．升高、CO2、H2CO3 D．升高、乳酸、NaHCO3
7．人体内环境相对稳定是健康的保障。由于人体内环境成分发生明显变化而引起的病症是（ ）
①小腿抽搐 ②嫌刀型细胞贫血症 ③尿毒症 ④组织水肿
A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．②③④
8．内环境稳态的维持要依靠机体的调节，但外界环境也会影响稳态，下列事实哪一项不是外界环境因素变化引起的( )
A．夏天长期呆在空调房间容易引起“空调病”
B．有人到青藏高原后会头疼乏力、血压升高
C．人屏息一段时间后，呼吸运动会明显加强
D．长期处于高温环境可能会引起“中暑”
9． 取甲、乙两支试管，向甲内加入血浆，乙内加入等量蒸馏水，用pH试纸检测。然后，向甲、乙内各滴入等量的几滴HCl或NaOH溶液。摇匀后，再用pH试纸检测。关于此实验的过程和结果的分析，不正确的是( )
A．“等量”是对照实验中对无关变量的要求，在这种条件下，实验结果才可靠
B．“摇匀”使酸性或碱性物质与试管中的血浆或水充分混合，确保pH试纸检测结果的准确性
C．结果是甲试管中血浆pH变化不明显，乙试管中蒸馏水的pH变化明显
D．可见血浆中有缓冲物质，pH稳定不变
10．高等动物和人的内环境必须保持相对稳定。下列各项生理活动中，与内环境的稳态没有直接关系的是（ ）
A．通过汗和尿排泄废物
B．将食物残渣形成粪便排出体外
C．血液运输氧和废物
D．血液中二氧化碳增加会使呼吸加快
12．下列哪些疾病是由内环境稳态被破坏直接引起的（ ）
①血友病 ②色盲 ③糖尿病 ④尿毒症
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
二、非选择题
13．如图是人体局部组织的模式图，请据图回答：
(1)图中能直接相互交换物质的体液是(填标号）,毛细淋巴管壁细胞所处的内环境是(填标号）。
(2)肝脏有合成蛋白质的功能，其细胞中有谷丙转氨酶等多种酶类。如果该图为肝脏的局部结构模式图，当患肝炎时，则B端与A端的液体相比，明显增加的物质有等。
答案：
1．D【解析】本实验是要探究血浆是否具有维持pH稳定的功能，清水组和缓冲液组属于对照组，A正确；由图可知，血浆组中加入HCl的量较少时，溶液的pH可基本保持不变，当超过一定限度时，随着加入HCl的量增多，溶液的pH不断下降，因此图示实验结果说明血浆中缓冲物质的缓冲能力是有限的，B正确；通过对照实验可以看出血浆与缓冲液一样具有维持pH相对稳定的功能，且血浆的这种能力比缓冲液的强，C正确；随着加入HCl量的增加，清水组溶液的pH应下降，而图中其pH是上升的，因此清水组所示结果明显不科学，D错误。
2．C【解析】人体细胞代谢活动产生的废物，如二氧化碳、无机盐、尿素等，它们排出体外的过程称为排泄，排泄途径主要有三条：呼吸系统呼出气体、泌尿系统排出尿液、皮肤排出汗液，A正确；H2CO3和NaHCO3等是维持血浆pH的缓冲对，可使血浆的pH保持相对稳定，B正确；人体维持稳态的调节能力是有一定限度的，当外界环境剧烈变化时，内环境稳态也可能会遭到破坏，C错误；人体各器官、系统协调一致地正常运行，是维持内环境稳态的基础，D正确。
3．B【解析】内环境稳态是指内环境的每一种成分和理化性质保持相对稳定，A正确；细胞外液的理化性质稳定取决于细胞外液渗透压、温度和pH值等的变化，B错误；内环境稳态是机体内各个器官、系统共同调节的结果，C正确；内环境是细胞生活的环境，其稳态遭到破坏时，必将引起细胞代谢紊乱，D正确。
4．A【解析】酶的作用条件温和，因此内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行，A正确；内环境稳态是指体内渗透压、温度、pH等理化特性和化学成分呈现动态平衡，B错误；葡萄糖氧化分解的场所是细胞质基质和线粒体，C错误；由于缓冲物质的存在，呼吸作用释放CO2不会使内环境pH明显降低，D错误。
5．D【解析】人体内环境的理化性质主要反映在酸碱度、温度和渗透压等方面。体温因年龄、性别不同而存在微小差异。当体温过高时可采用物理、药物降温。人在寒冷环境中散热多，为了维持体温的恒定而增加产热量。
6．B【解析】在长时间运动或进入高原等缺氧条件下，人体部分细胞会通过无氧呼吸产生酸性物质——乳酸，乳酸入血液后会引起pH的略微下降，起缓冲作用的物质主要是血的NaHCO3
7．B【解析】抽搐是由于血钙含量低。尿毒症可能是由于肾功能病变或者机体内有害物质含量过高造成的。因某种原因导致血浆中蛋白质含量减少或组织液中的蛋白质含量增加，渗透压降低（全身性水肿）;②毛细血管通透性增加；③淋巴回流受阻；④过敏性物质引起过敏性水肿；⑤营养不良引起的血浆蛋白合成量减少，血浆渗透压降低，使水分进入组织液，引起组织水肿。
8．C【解析】由于空调房间温度较低，使汗毛孔收缩，影响排汗等生理过程，同时与外界有较大温差，会引起内环境较大变化。青藏高原上空气稀薄，O2浓度较低，使大脑等组织细缺氧，提供能量减少，而出现头昏乏力等症状。人屏住呼吸时，与外界环境不发生气体交换，从而使CO2大量积累在血浆中，刺激呼吸中枢，进而使呼吸加快，但不是外界环境变化引起的。由于外温度过高，使人体代谢紊乱，从而引起“中暑”。
9．D【解析】“等量”是排除数量多与少对实验结果的影响；摇匀有利于反应完全；乙试管是空白对照，pH变化明显；血浆中因有缓冲物质，pH会保持相对稳定，但不是不变化。
10．B【解析】内环境稳态的一个重要因素是将新陈代谢过程中产生的各种废物及时排出体外，但是这些物质都是由血浆等运输到相应的部位后排出体外的，而血浆就是内环境的组成之一。食物残渣没有进入内环境，不会对内环境稳态产生直接影响。
12．D【解析】血友病和色盲都是由X染色体上的基因突变引起的，都属于遗传病；糖尿病是由胰岛素分泌不足，血糖浓度过高引起的，是内环境稳态被破坏引起的疾病；尿毒症是由于尿素等代谢废物不能正常排出，导致内环境尿素等废物含量过高，对细胞产生毒害引起的，属于内环境稳态被破坏引起的疾病。
二、非选择题
13．答案：(1)①与③、②与③和④（2)CO2、尿素、谷丙转氨酶
解析：本题考查人体内环境稳态和相关的模型构建。（1）图中①为细胞内液、②为血浆、③为组织液、④为淋巴、⑤为毛细血管壁。组织细胞与组织液、组织液与血浆之间可以直接进行物质交换；毛细淋巴管壁细胞所处的内环境是组织液和淋巴。（2）图中箭头表示血流方向，由于组织细胞代谢，B端流出的血液中含有较多的CO2、尿素，同时由于患肝炎，肝细胞通透性增大，因此谷丙转氨酶可以释放到内环境中。
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