人教版生物必修2 第1章 第2节 内环境稳态的重要性.docx
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人教版生物必修2第1章第2节内环境稳态的重要性
第2节 内环境稳态的重要性
1.说明内环境稳态及其生理意义。
(重点)
2.简述稳态的调节机制。
(难点)
3.尝试解释生物体维持稳态的机制。
4.关注内环境稳态与健康的关系。
内环境稳态的概念、调节及意义
1.内环境的动态变化
(1)原因:
外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行。
(2)概念:
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。
(3)实质:
健康人的内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中。
2.对稳态调节机制的认识[连线]
a.内环境的稳态是在神经调节和体液调节的
共同作用下,通过机体各器官、系统的分
工合作、协调统一而实现的
③现代观点
提示:
①—b ②—a ③—c
3.意义
(1)为细胞代谢提供所需的各种物质和条件。
①只有血糖含量和血液中的含氧量保持在正常范围内,才能保证为细胞代谢提供能量。
②适宜的温度和pH等条件保证酶正常地发挥催化作用。
(2)是机体进行正常生命活动的必要条件。
探讨
:
下表为某人的血液生化六项检查化验单,分析并探讨以下两个问题:
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
甘油三酯
TG
217
mg/dL
50~200
总胆固醇
TCH
179
mg/dL
150~220
(1)每种成分的正常参考值是一个范围,这说明内环境的理化性质有什么特点?
提示:
内环境的理化性质不是恒定不变的,而是在一定范围内波动。
(2)由上表中数据可推测该人可能患有何种疾病?
提示:
该人的血清葡萄糖、甘油三酯的含量超标,说明该人可能患有糖尿病和高血脂。
探讨
:
很多同学都有过发高烧的体验,发高烧时食欲不振,四肢无力。
(1)为什么发高烧时食欲不振,四肢无力?
提示:
体温过高,影响了体内酶的活性。
(2)由此说明体温的稳定对机体有什么意义?
提示:
体温保持稳定是机体进行正常生命活动的必要条件。
1.内环境稳态是一种“动态平衡”
(1)理化性质
(2)化学成分(水、无机盐、血糖等)处于不断变化之中,但含量相对稳定。
2.内环境稳态的失调
(1)失调的原因:
外界环境变化过于剧烈,或者人体自身的调节功能出现障碍。
(2)失调的危害
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
一旦内环境的稳态被破坏,细胞的代谢活动就不能正常进行,从而引起疾病的发生。
1.下列有关内环境稳态的描述中,错误的是( )【导学号:
67330002】
A.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
B.人体稳态的形成需要多个器官、系统的参与
C.内环境的稳态是指各项理化性质是保持不变的
D.人体维持稳态的调节能力是有限的
【解析】 内环境稳态是指各项理化性质保持相对稳定,而不是保持不变。
【答案】 C
2.人体稳态的调节能力是有一定限度的。
下列现象属于内环境稳态失调的是( )
A.寒冷时出现寒战
B.从平原到高原,有的人出现肺水肿症状
C.体内有轻微病原体感染时,白细胞数量增多
D.口渴时,尿量明显减少
【解析】 内环境稳态包括内环境的物理、化学性质保持相对稳定。
寒冷时出现寒战是通过骨骼肌不自主的收缩产生热量维持体温恒定;体内有轻微病原体感染时,白细胞数量增多是为了清除病原体,保持内环境稳定;口渴时,内环境渗透压上升,体内会通过调节作用使尿量减少,以维持渗透压平衡。
出现肺水肿是病理表现,说明内环境中渗透压被破坏,水分增多,内环境稳态被破坏,故选B项。
【答案】 B
3.下列有关稳态的生理意义的叙述,错误的是( )
A.稳态有利于酶促反应的正常运行
B.稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
C.当稳态遭到破坏时,可导致疾病发生
D.当血液的成分稳定时,人一定不会发生疾病
【解析】 机体的新陈代谢是由细胞内复杂的酶促反应组成的,而酶促反应的正常进行需要稳态,即需要有适宜的pH、温度和充足的反应底物等条件,所以稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
当稳态遭到破坏后,细胞代谢会发生紊乱,并导致疾病,但发生疾病不一定是血液成分异常引起的。
【答案】 D
“生物体维持pH稳定的调节机制”实验分析
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pH的变化,定性说明在一定范围内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.方法步骤
3.实验对比分析
(1)对自来水的处理
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
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
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。
比较以上三条曲线变化规律可知,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酸碱缓冲物质从而维持pH相对稳定。
探讨
:
某同学以清水、缓冲液(含Na2HPO4、KH2PO4的溶液,pH=7)和血浆分别为实验材料进行实验,探究“血浆是否具有维持pH稳定的功能”,进行正确操作后,绘制了如图所示曲线来预期探究结果。
(1)预期结果中明显不科学的是哪一组?
尝试说明理由。
提示:
清水组。
清水中加盐酸后,溶液pH应下降。
(2)若要证明血浆确实具有维持pH稳定的功能,本实验还应补充______________________________。
提示:
加入NaOH溶液后,血浆pH仍可在一定范围内保持稳定。
探讨
:
人在剧烈运动后会感到肌肉酸痛,但休息一段时间后,酸痛会消失。
酸痛的变化与运动前后血浆中pH变化有关,尝试绘出血浆pH变化曲线。
提示:
1.进行该实验应注意的问题
(1)加入酸或碱时,要一滴一滴加入,并严格控制滴数。
(2)盐酸和氢氧化钠均有腐蚀性,避免其与皮肤和眼睛接触。
(3)冲洗烧杯一定要充分,否则将影响实验结果。
(4)生物材料至少选两种进行实验。
(5)绘制pH变化曲线时一定要用不同颜色的笔或实、虚线标明。
2.生物体内缓冲物质调节稳态的过程分析
4.下列关于“生物体维持pH稳定的机制”实验的叙述中,错误的是( )
【导学号:
67330003】
A.盐酸和氢氧化钠都有腐蚀性,应避免与皮肤和眼睛接触
B.每更换一种材料进行实验前,都必须将烧杯充分洗净
C.从加入盐酸或NaOH后的变化来看,生物材料更像缓冲溶液
D.根据所得实验数据,画pH变化曲线时,一般以pH为横轴
【解析】 盐酸和氢氧化钠有腐蚀性,应避免与皮肤和眼睛接触,如不慎接触,应立即用大量清水冲洗,但不能揉搓。
为避免各试剂的混合,影响实验结果,在更换实验材料时,应将烧杯充分洗净。
生物材料和缓冲溶液的调节机理一样,都能对作用于其的酸和碱引起的pH变化进行缓冲。
在实验数据的处理时,可将实验数据画成变化曲线,一般用滴加的液体的量作为横轴,pH作为纵轴。
【答案】 D
5.如图表示人运动前后血液中乳酸浓度的变化曲线,请分析bc段变化的原因( )
A.乳酸与NaH2PO4反应生成H3PO4
B.乳酸与血液中的O2发生氧化反应
C.乳酸与碳酸钠反应
D.乳酸与NaHCO3反应生成CO2
【解析】 内环境中H2CO3/NaHCO3是一对缓冲物质,分别呈酸性和碱性,乳酸达到一定量后开始被碱性物质缓冲生成CO2和乳酸钠,以降低乳酸的含量。
【答案】 D
1.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】 内环境稳态的维持,需要消化、呼吸、循环、泌尿系统直接参与,还需要内分泌系统和神经系统的调节作用,稳态有利于参与其调节的器官保持机能正常,以维持正常的生命活动。
人体维持内环境稳态的调节能力是有限的,与外界环境有关,当外界环境变化超出人体的调节能力时,内环境稳态就会遭到破坏。
【答案】 B
2.下列有关稳态的叙述中,正确的是( )
A.稳态主要是机体通过各个器官、系统的协调活动来维持的
B.稳态是机体在神经系统的调节下,通过各个器官、系统的协调活动来共同维持的
C.在正常情况下,组成内环境的各种成分是一样的
D.在正常情况下,内环境的各项理化性质是经常处于变动之中,但都保持在适宜的范围内
【解析】 内环境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,共同维持内环境的相对稳定状态,A错误;稳态的调节机制是神经—体液—免疫调节网络,B错误;内环境主要由组织液、血浆和淋巴构成,其中组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近但不完全相同,C错误;在正常情况下,内环境的各项理化性质是经常处于变动之中,但都保持在适宜的范围内,即保持相对稳定状态,D正确。
【答案】 D
3.如图是一张生物概念图,下列有关分析不正确的是( )
A.①、②是体液调节和免疫调节,③、④可以是体温和渗透压
B.内环境的稳态只要有三种调节方式即可,不需要其他器官或系统参与
C.酸碱度的相对稳定主要依靠血液中的缓冲物质,与其他器官或系统也有关
D.内环境的稳态和生态系统的平衡一样,其维持自身稳定的能力是有限的
【解析】 正常机体通过神经—体液—免疫调节机制,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的酸碱度、体温和渗透压等相对稳定,但是维持稳态的调节能力是有一定限度的。
【答案】 B
4.下列属于内环境稳态的重要组成部分的是( )
①酸碱平衡 ②Na+、K+平衡 ③血糖平衡 ④体温调节 ⑤蛋白质平衡 ⑥CO2—O2平衡
A.③ B.①③④
C.①②③④D.①②③④⑤⑥
【解析】 内环境的成分是多种多样的,各种成分和理化性质都达到相对平衡,才能维持机体正常的生命活动,①②③④⑤⑥都为内环境稳态的某个方面。
【答案】 D
5.分别向20mL的新鲜血浆中滴加相同浓度的稀盐酸和稀NaOH溶液,血浆酸碱度变化与滴加滴数的关系正确的是( )
【解析】 一定范围内,血浆中的缓冲物质会维持pH基本稳定,但这种调节能力有一定限度,盐酸和NaOH加的过多,pH会明显下降和上升,故选D。
【答案】 D
课堂小结:
网络构建
核心回扣
1.稳态是机体通过调节作用,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。
2.神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
3.与稳态直接有关的系统有消化、呼吸、循环和泌尿系统。
4.人体维持内环境稳态的调节能力是有一定限度的。
5.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
学业分层测评
(二)
(建议用时:
45分钟)
[学业达标]
1.人体中内环境稳态所包含的内容不包括( )
A.线粒体基质中pH的相对稳定
B.血浆中各种化学成分的相对稳定
C.组织液温度的相对稳定
D.血浆渗透压的相对稳定
【解析】 内环境稳态的实质是指内环境中各种化学成分和温度、渗透压、酸碱度等理化性质的相对稳定,而线粒体基质在细胞内部,不属于内环境。
【答案】 A
2.维持内环境稳态的基础是( )
A.细胞内酶活性正常发挥
B.人体各器官、系统协调一致地正常运行
C.内环境中各种成分含量的相对稳定
D.体液中大量缓冲物质的存在
【解析】 现代生理学认为:
内环境稳态是在神经—体液—免疫的共同调节作用下,通过机体各器官、系统分工合作、协调统一而实现的。
题目中的细胞内酶活性正常发挥是内环境稳态的结果,内环境各种成分含量的相对稳定属于稳态的内容,都不属于维持内环境稳态的基础。
体液中大量缓冲物质的存在仅是维持内环境稳态基础的一部分。
【答案】 B
3.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
【解析】 长时间运动引起机体缺氧时,细胞无氧呼吸会产生较多的乳酸,从而使血液的酸碱度下降,但由于血液中存在缓冲物质H2CO3/NaHCO3,碱性的NaHCO3与乳酸反应调节血液pH,使之处于平衡状态,B正确。
【答案】 B
4.如图是作用于人体组织细胞新陈代谢的四大系统模式图,图中1、2、3、4分别是( )
A.消化、循环、泌尿、呼吸
B.循环、呼吸、泌尿、消化
C.呼吸、泌尿、循环、消化
D.消化、循环、呼吸、泌尿
【解析】 呼吸系统可吸入氧气、呼出二氧化碳,故4是呼吸系统;泌尿系统可排出组织细胞产生的代谢废物,故3是泌尿系统;循环系统将另三大系统相联系,故2是循环系统;消化系统消化吸收营养物质进入循环系统,故1是消化系统。
【答案】 A
5.下列病症中,与人体内环境成分发生明显变化无关的是( )
A.小腿抽搐B.镰刀型细胞贫血症
C.尿毒症D.组织水肿
【解析】 小腿抽搐是血液中Ca2+浓度过低造成的;镰刀型细胞贫血症是基因突变导致红细胞不正常造成的;尿毒症是血液中尿素和无机盐过多引起的;组织水肿是过量的液体积聚在组织细胞间隙等处造成的。
【答案】 B
6.稳态被破坏后,细胞新陈代谢会紊乱的根本原因是( )
A.温度条件不能满足细胞新陈代谢的正常要求
B.渗透压条件不能满足细胞新陈代谢的正常要求
C.酸碱度条件不能满足细胞新陈代谢的正常要求
D.细胞内复杂的酶促反应受到严重影响
【解析】 稳态被破坏后,内环境的理化性质会发生改变,影响了细胞内酶的活性。
【答案】 D
7.2013年8月松花江流域出现特大洪水,抗洪官兵在抗洪中出大力流大汗,口渴难耐时,内环境渗透压变化情况及应对措施分别是( )
A.渗透压升高;补充淡盐水
B.渗透压升高;大量补充清水
C.渗透压降低;补充生理盐水
D.渗透压不变;补充葡萄糖溶液恢复体力
【解析】 大量出汗口渴时,内环境的渗透压升高。
大量出汗时,排出了过多的无机盐。
【答案】 A
8.外界环境会影响内环境稳态,下列事实不是外界环境因素变化引起的是
( )
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”
【解析】 人屏息一段时间后,呼吸运动加强是由于血浆中CO2浓度升高刺激呼吸中枢所造成的,并非外界因素的变化。
【答案】 C
9.在等量的下列液体中加入等量的盐酸或氢氧化钠稀溶液后,pH变化最大的是( )
A.自来水B.肝匀浆
C.马铃薯匀浆D.磷酸缓冲液
【解析】 在溶液中滴加酸或碱会引起溶液pH的变化,变化的大小取决于溶液的量和溶液对pH的缓冲能力。
在等量的溶液中加入等量的盐酸或氢氧化钠稀溶液后,pH变化的大小是由溶液的缓冲能力决定的。
生物材料中含有缓冲对NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等,它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用,pH变化小。
自来水没有缓冲能力,pH变化大。
【答案】 A
10.内环境稳态的维持与人体健康有密切的关系。
下面是人体内环境稳态概念图,据图回答:
(1)图中①②分别代表________和________。
(2)正常人血浆的pH之所以能保持相对稳定,与它含有________等离子有关。
(3)一个人长时间发高烧,会引起全身乏力、食欲不振等症状,主要原因是
______________________________________________________________。
(4)内环境渗透压稳态的意义是________________________。
(5)目前普遍认为,________________调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
【答案】
(1)组织液 内环境(或细胞外液)
(2)HCO
、HPO
(3)体温过高使体内酶的活性下降 (4)维持细胞正常的形态和功能 (5)神经—体液—免疫
[能力提升]
11.下列关于人体内环境及其稳态的叙述,正确的是( )
A.葡萄糖以自由扩散方式从消化道腔中进入内环境
B.内环境的温度随气温变化而变化
C.人体的内环境即指体液
D.H2CO3/NaHCO3对血浆pH的相对稳定有重要作用
【解析】 葡萄糖是以主动运输的方式进入内环境的,A错误。
人体内环境的温度是稳定的,不会随环境变化而变化,B错误。
体液包括细胞内液和细胞外液,而内环境是指细胞外液,C错误。
H2CO3/NaHCO3是维持血浆pH的缓冲物质,D正确。
【答案】 D
12.正常情况下,转氨酶主要分布在各种组织细胞内,以心脏和肝脏含量最高,在血浆中含量很低。
当某种原因使细胞膜通透性增高或因组织坏死细胞破裂后,可有大量转氨酶进入血浆。
这项事实可作为下列哪项结论的证据
( )
A.内环境是不稳定的,其稳态是不存在的
B.内环境的生化指标能反映机体的健康状况,可作为诊断疾病的依据
C.稳态的动态变化将不利于机体的正常代谢
D.内环境的稳态不受细胞代谢过程的影响
【解析】 据题意可知:
转氨酶主要存在于心脏和肝脏中,当细胞膜通透性增高或细胞破裂后大量进入血浆,因此血浆中转氨酶含量的多少可反映机体的健康状况,并可作为诊断疾病的依据。
【答案】 B
13.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判断分析不正确的是( )
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
【解析】 “等量”是为了排除数量多少对实验结果的影响,即为了平衡无关变量,A正确;摇匀是为了让参与反应的物质混合均匀,有利于反应充分进行,B正确;甲试管血浆中含有缓冲物质,乙试管是空白对照,不含缓冲物质,因此各自加入盐酸或NaOH溶液后,甲试管中pH变化不明显,乙试管中pH变化明显,C正确;血浆中有缓冲物质,因此pH保持相对稳定,但在一定范围内波动,而不是不变化,D错误。
【答案】 D
14.在“天宫”中生活的航天员的生理状况,由地面指挥中心实时监测。
如图的图表A、B、C是测得的某位航天员的三项生理指标,请分析回答下列问题。
A进食后血糖的变化
B体温的日变化
体液
胃液
唾液
血液
肠液
胰液
pH
0.9~1.5
6.8
7.4
7.7
8.0
C体液的pH
(1)①上述三项生理指标哪几项是正常的?
________。
②属于内环境指标的是________。
(2)某病人胃口不好,医生常用葡萄糖氯化钠注射液进行静脉滴注,该注射液配制过程中,氯化钠浓度为______(质量分数),不能过高或过低,原因是___
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)由B图可得出的结论是___________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)从C表看出,不同消化液的pH存在明显差异,这反映了______________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
【解析】
(1)A、B生理指标分别属于内环境的化学成分和理化性质,C生理指标为消化液的pH,不属于内环境的生理指标。
(2)为了维持细胞正常形态和生理功能,病人注射液应为血浆等渗溶液,如质量分数为0.9%的氯化钠溶液。
(3)从B图可知:
同一个人的体温在一日内的不同时刻存在差异,但变化幅度不超过1℃。
(4)C表中所列不同消化液的pH不同,说明其中消化酶的最适pH不同。
【答案】
(1)A、B、C A、B
(2)0.9% 防止因内环境渗透压改变使细胞失水或吸水而变形,乃至影响其生理功能
(3)正常人体温在一日之内的不同时刻存在差异,但变化幅度不超过1℃
(4)不同消化酶的最适pH不同
15.请根据提供的实验材料和用具,回答相关的问题:
一、实验材料和用具:
家兔的血浆适量、蒸馏水、预先配制的缓冲液、量筒、试管若干支、Na2CO3溶液、乳酸、pH试纸。
二、实验流程:
步骤
A组
B组
①
1号
试管
2号
试管
3号
试管
1号
试管
2号
试管
3号
试管
?
等量缓
冲溶液
等量
血浆
?
等量缓
冲溶液
等量
血浆
②
滴加等量的Na2CO3溶液
?
③
记录结果
记录结果
预测
结果
?
?
结论
?
?
(1)步骤①中向A组和B组的1号试管中分别加入__________________。
(2)步骤②中向B组3支试管中滴加________。
(3)预测结果:
A组:
___________________________________________________________
_______________________________________________________________。
B组:
__________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)从以上实验结果分析,可以得出什么结论?
_______________________________
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