生物必修三步步高导学案第1章第2节含答案.docx
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生物必修三步步高导学案第1章第2节含答案
第2节 内环境稳态的重要性
[学习目标] 1.概述内环境稳态的含义。
2.理解内环境稳态的调节机制,并说明内环境稳态的意义。
3.生物体维持pH稳定的机制。
方式一 家住广州白云区的小阿豪才5个月大。
据阿豪妈妈说,5个月大的小阿豪因为长期服食蛋白质、脂肪含量不达标的奶粉,而变得头部和四肢肿大。
为什么缺少蛋白质会导致水肿呢?
内环境理化成分的稳定有什么意义呢?
方式二 上次课结束前布置作业:
按照课本上的要求完成“体温日变化规律”的调查。
请同学汇报体温调查的结果,并根据某正常人与其父母的体温日变化调查结果回答下面的问题:
(1)同一个人在一日内的体温变化有何特点?
答案 正常人的体温并不是一个固定值,而是一个温度范围,一般不超过1℃;而且,同一个人的体温随昼夜变化也不同。
(2)不同的人(年龄、性别不同)体温变化有何异同?
答案 不同年龄的人的体温有微小的差异,一般青年人高于老年人;不同性别的人的体温也有微小的差异,一般女性高于男性。
(3)健康人体温的日变化与当地气温的日变化有何差异?
答案 尽管气温波动范围较大,但健康人的体温始终接近37℃。
总结 健康人的体温始终接近37℃,处于动态平衡中。
讲述 像体温的变化情况一样,健康人内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡之中,这种动态平衡称之为稳态,内环境的稳定是机体进行正常生命活动的必要条件。
这节课我们一起来学习“第2节内环境稳态的重要性”。
一、内环境的动态变化
1.人体体温的日变化规律
正常情况下,不同人的体温,会因年龄、性别等的不同而存在着微小的差异;同一个人的体温在一日内也有变化,但一般不超过1℃。
2.内环境稳态
(1)内容:
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。
(2)实质:
内环境的组成成分和理化性质的动态平衡,影响稳态的因素是外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行。
(3)原因:
外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行,都会使内环境的各种化学成分和理化性质不断变化。
易混辨析
内环境的“相对稳定”
(1)由于细胞不断进行代谢活动和外界环境因素的变化都会影响内环境,因此内环境中的各种化学成分和理化性质不是恒定不变的。
(2)内环境稳态的内容
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。
例1
下列不属于内环境稳态实例的是( )
A.HCO
与HPO
等离子共同作用,使血浆pH维持在7.35~7.45之间
B.人体内的吞噬细胞清除衰老、破损和异常的细胞
C.进行高强度的体育锻炼一星期,肌细胞内肌蛋白的含量基本不变
D.剧烈运动出很多汗后,上厕所的次数会比平时少
答案 C
解析 HCO
与HPO
等离子共同作用,使血浆pH维持在7.35~7.45之间,属于机体对内环境酸碱度的调节,A项正确;人体内的吞噬细胞清除衰老、破损和异常的细胞,属于免疫调节,B项正确;肌细胞内肌蛋白不属于内环境的成分,其含量变化不属于内环境稳态的实例,C项错误;剧烈运动出很多汗后,排尿量比平时少属于内环境稳态中水盐平衡调节的实例,D项正确。
例2
下列有关内环境稳态的叙述中,不正确的是( )
A.人体维持稳态的调节能力是有一定限度的
B.内环境稳态是机体在神经、体液和免疫系统的调节下,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,内环境的各种理化性质是保持不变的
D.在正常情况下,内环境的各种理化性质经常处于变动之中,但都保持在适宜的范围内
答案 C
解析 内环境的各种理化性质在机体的不断调节下处于动态平衡中。
二、对稳态调节机制的认识和稳态的重要意义
1.对稳态调节机制的认识
(1)维持稳态的基础:
人体各器官、系统协调一致地正常运行。
(2)主要调节机制:
神经—体液—免疫调节网络。
(3)能力大小:
有一定限度。
当外界环境的变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏。
归纳总结
(1)内环境稳态的研究对象包括两大方面:
内环境成分(血糖、血脂、血钠、血钾等)和内环境理化性质(渗透压、酸碱度、温度等)。
细胞内的物质改变不属于内环境稳态的研究对象。
(2)内环境的稳态是神经系统、内分泌系统和免疫系统共同作用的结果。
(3)稳态的基础是各种器官、系统的协调活动,实质是内环境中的化学成分和理化性质的动态平衡。
2.内环境稳态的重要意义
(1)意义:
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
(2)实例
①体温、pH相对稳定——保证酶活性、细胞代谢的正常进行。
②渗透压相对稳定——维持细胞的正常形态和功能。
③内环境成分
a.血糖含量和含氧量相对稳定——保证机体能量的供应。
b.代谢废物的及时排出——防止机体中毒。
例3
下列现象不属于内环境稳态调节范畴的是( )
A.通过肝脏可升高或降低血糖含量
B.通过肺呼出CO2和吸入O2
C.肾将代谢终产物不断排出体外
D.红骨髓源源不断地造出新的血细胞
答案 D
解析 内环境是指细胞外液,内环境稳态是指内环境中各种化学成分和理化性质保持相对稳定的状态,血细胞不属于内环境的范畴。
例4
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进行
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,可导致疾病的发生
D.当血液成分稳定时,人一定不会发生疾病
答案 D
解析 机体的新陈代谢是细胞内复杂的酶促反应的总和,酶促反应的正常进行需要一定的条件,所以稳态是机体进行正常生命活动的必要条件;当稳态遭到破坏时,细胞代谢会发生紊乱,并导致疾病的发生,但发生疾病不一定是内环境稳态遭到破坏,比如遗传病。
易错警示
(1)稳态与疾病:
内环境稳态遭到破坏后,一定会发生疾病;但发生疾病,内环境稳态不一定遭到破坏,比如植物人的稳态是正常的。
(2)内环境稳态≠绝对的稳定:
内环境稳态的实质是相对稳定状态,即内环境的各种成分、理化性质在允许的范围内波动,是一种动态的平衡状态。
内环境稳态的调节能力是有限的,在内因和外因的干扰下会发生内环境稳态的失调,如发烧、脱水、高血糖等。
三、生物体维持pH稳定的机制
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.实验过程
(1)设计实验记录表:
根据实验的流程,设计表格记录实验结果。
(2)进行实验
①被测实验材料:
自来水、缓冲液、生物材料。
②酸碱变化所用试剂:
0.1mol/L的HCl模拟酸性条件;0.1mol/L的NaOH模拟碱性条件。
③实验过程
a.取25mL被测实验材料倒入50mL烧杯中,记录起始pH。
b.一次加一滴0.1mol/LHCl(0.1mol/LNaOH),轻轻摇动,每加5滴测量一次pH,直至滴加30滴,记录实验结果。
3.分析实验数据
根据所得数据,以酸或碱的滴数为横轴,以pH为纵轴,画每次实验中pH的变化曲线。
4.实验结论
生物材料类似于缓冲液,加入少量酸或碱不会发生pH的大幅度变动。
5.实验操作注意事项及目的
(1)该实验过程中滴加酸或碱时应注意:
①严格控制滴数,要一滴一滴地加;②避免酸或碱与皮肤和眼睛接触。
(2)实验过程中三次“充分冲洗烧杯”的目的:
①避免酸性物质HCl与碱性物质NaOH发生中和反应,使实验现象不明显,减少误差;②防止不同的实验材料混合,影响实验效果。
深化拓展
缓冲液中pH变化情况与自来水的不同的原因:
例如磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4,其中NaH2PO4溶液呈酸性,当加入少量NaOH时,可以中和OH-;Na2HPO4溶液呈碱性,当加入少量HCl时,可以中和H+。
自来水没有缓冲能力,因而加入酸碱后,pH变化明显。
例5
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盐酸或NaOH溶液。
摇匀后,再用pH试纸检测。
下列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的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
答案 D
解析 “等量”是排除数量多与少对实验结果的影响;摇匀使物质混合均匀有利于反应完全;乙试管是空白对照,pH变化明显;血浆中因有缓冲物质,pH保持相对稳定,但不是没有变化。
例6
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( )
答案 D
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的限度,盐酸和NaOH加的过多,pH会明显下降和上升,故选D。
1.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.稳态有利于各器官系统保持机能正常
答案 B
解析 维持人体内环境稳态,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;稳态有利于各器官、系统保持机能正常,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调节能力的时候,内环境稳态就处于失调状态。
2.运动会上,参加比赛的运动员们在剧烈运动时,血浆中乳酸大量增加而pH基本不变。
对此现象的解释不正确的是( )
A.血浆是一种缓冲溶液体系
B.乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3
C.H2CO3分解生成的CO2可经呼吸系统排出
D.大量乳酸进入血液后,马上被稀释或被彻底分解
答案 D
解析 血浆是一种缓冲溶液体系,含有缓冲物质,过多的乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3,H2CO3分解生成的CO2可经呼吸系统排出。
3.(2017·吉林舒兰一中月考)下列关于稳态的叙述,错误的是( )
A.稳态主要是机体通过消化、呼吸、循环系统共同维持的
B.正常情况下内环境的各项理化指标都在一定范围内波动
C.稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节
D.体内多对缓冲物质对维持体液pH相对稳定具有重要作用
答案 A
解析 稳态是指正常情况下内环境的各项理化指标都在一定范围内波动,受神经—体液—免疫调节网络的控制,需要各器官、系统协调一致共同维持。
体内缓冲物质可维持体液pH的相对稳定。
4.如图是内环境稳态与各系统的功能联系示意图,请回答相关问题:
(1)a表示__________系统,b表示________系统,c表示____________系统,参与内环境稳态维持的还有图中的________系统。
(2)CO2不从组织液进入组织细胞的原因是________________________________________。
(3)病人呼吸受阻,导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸。
乳酸进入血液后,会使血液pH________,但乳酸可以与血液中的______________发生反应,使血液的pH维持相对稳定。
(4)内环境相对稳定,除了图中所示的器官、系统的协调活动外,还必须在________________________的调节下进行。
答案
(1)呼吸 消化 泌尿 循环
(2)组织细胞内的CO2浓度高于组织液中的CO2浓度 (3)降低 碳酸氢钠(或碳酸氢钠和磷酸氢二钠) (4)神经—体液—免疫调节网络
解析
(1)内环境是组织细胞与外界环境进行物质交换的媒介,同时借助多个器官、系统的参与,如呼吸系统吸入O2、排出CO2,消化系统消化吸收食物从而为机体提供营养物质,泌尿系统排出细胞代谢废物。
(2)组织细胞内的CO2浓度高于组织液中的CO2浓度,所以CO2不从组织液进入组织细胞。
(3)乳酸进入血液后,会与血液中的碳酸氢钠(磷酸氢二钠)发生反应生成乳酸钠和碳酸(乳酸钠和磷酸二氢钠),使血液的pH维持相对稳定。
(4)目前普遍认为,神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
[对点训练]
题组一 内环境稳态的动态变化
1.(2017·湖北应城一中月考)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”
答案 C
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。
2.下列对人体中内环境稳态所包含的内容的叙述,不正确的是( )
A.线粒体基质中pH相对稳定
B.血浆中各种化学成分相对稳定
C.组织液的温度相对稳定
D.血浆渗透压相对稳定
答案 A
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、酸碱度等理化性质相对稳定,而线粒体基质在细胞内部,不属于内环境。
3.下列对内环境稳态实质的描述正确的是( )
A.是在神经和体液共同调节下实现的
B.内环境成分及温度、pH等理化性质呈现动态平衡
C.是各个器官、系统协调活动的结果
D.是体内细胞生活不可缺少的条件
答案 B
解析 A项是稳态的调节,C项是稳态维持的基础,D项是稳态的生理功能。
题组二 对稳态调节机制的认识
4.内环境稳态的调节机制的现代观点是( )
A.神经调节
B.体液调节
C.神经—体液调节
D.神经—体液—免疫调节
答案 D
解析 随着分子生物学的发展,人们普遍认为神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
5.稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,当稳态遭到破坏时,必将引起( )
A.酶促反应的速度加快B.儿童患佝偻病
C.细胞代谢紊乱D.成年人患肌无力病
答案 C
解析 稳态遭到破坏主要指内环境的温度、pH、渗透压等理化性质不能维持,引起生活在内环境中的细胞代谢紊乱,不能进行正常的生理活动;B项是因幼年缺乏钙盐,D项是成年人血钙过高,都是内环境稳态遭到破坏的可能现象。
6.下列关于内环境稳态调节的描述中,不正确的是( )
A.通过人体自身调节实现
B.包括水和无机盐平衡的调节
C.包括pH的调节、血糖的调节
D.体温的调节不属于内环境稳态调节
答案 D
解析 温度是内环境的理化性质,所以体温的调节属于内环境稳态调节。
题组三 实验“生物体维持pH稳定的机制”
7.(2018·河北行唐高二月考)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( )
A.盐酸和氢氧化钠都有腐蚀性,应避免其与皮肤和眼睛接触
B.每种实验材料测定完成后,都必须将烧杯充分洗净,才可倒入等量的另一种实验材料
C.从加入盐酸或NaOH后pH的变化来看,生物材料更像缓冲液
D.根据所得实验数据,画pH变化曲线时,一般以pH为横轴,以酸或碱的量为纵轴
答案 D
解析 A、B两项描述的是本实验应该注意的问题。
根据所测得的实验数据,画pH变化曲线时,一般以酸或碱的滴数为横轴,而以pH为纵轴。
结果显示,生物材料中加入盐酸或NaOH后pH的变化情况与缓冲液中添加酸或碱后的变化很接近。
[综合强化]
8.(2017·唐山高二期中)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
答案 D
解析 稳态破坏后,内环境的理化性质会发生改变,会影响细胞内酶的活性。
9.(2018·盐城检测)下列关于人体内环境及其稳态的叙述,不正确的是( )
A.某人一次性吃了很多的橘子后,血浆的pH只发生较小范围的波动
B.人体维持内环境稳态的调节能力是有限的
C.人剧烈运动导致大量出汗后,只需要补充足够的水分即可维持人体稳态
D.维持稳态依靠神经—体液—免疫调节机制
答案 C
解析 大量出汗时,人体不仅丢失大量水分,同时还丢失大量无机盐(如Na+),所以仅补充水分不能维持人体稳态。
10.(2018·吉林长春田家炳实验中学高二质检)正常情况下,转氨酶主要分布在各种组织细胞内,以心脏和肝脏活性最高,在血浆中活性很低。
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,会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
答案 B
解析 内环境中各种理化性质和成分是相对稳定的,其稳态是存在的,A项错误;由题意可知,当血浆中转氨酶含量升高可判断肝脏发生了病变,这说明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,B项正确;根据题干信息不能得出稳态的动态变化不利于机体的正常代谢,C项错误;题干并没有说明细胞代谢和内环境稳态的关系,D项错误。
11.(2015·海南,18)人体中血浆、组织液和淋巴等构成了细胞赖以生存的内环境,下列叙述错误的是( )
A.血浆和组织液都有运输激素的作用
B.血浆和淋巴都是免疫细胞的生存环境
C.血红蛋白主要存在于血浆和组织液中
D.组织液中的蛋白质浓度低于血浆中的蛋白质浓度
答案 C
解析 血浆和组织液都属于体液,都具有运输激素的作用,A项正确;淋巴通过淋巴循环进入血浆,血浆和淋巴都是免疫细胞的生存环境,B项正确;血红蛋白存在于红细胞内,C项错误;组织液中的蛋白质浓度低于血浆中的蛋白质浓度,D项正确。
12.判断正误:
(1)内环境保持相对稳定有利于机体适应外界环境的变化(2014·新课标Ⅰ,3A)( )
(2)内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行(2014·新课标Ⅰ,3B)( )
(3)血浆中的HCO
参与维持血浆pH的稳定(2012·海南,12C)( )
(4)血浆的成分稳定时,机体达到稳态(2011·江苏,9D)( )
(5)腹泻引起体液中水和蛋白质大量丢失(2012·江苏,3D)( )
答案
(1)√
(2)√ (3)√ (4)× (5)×
13.请回答下列关于人体内环境中pH调节的问题:
(1)人体血液的pH通常在________________之间,这主要是____________在起作用。
(2)剧烈运动时,肌肉会产生________,血浆pH有下降的趋势,但实际仍维持相对稳定,其调节过程是:
乳酸和NaHCO3/H2CO3中的________反应,生成乳酸钠和________,后者再分解产生CO2,由呼吸系统排出体外。
(3)pH稳定可保证________的活性,从而使细胞代谢正常进行。
答案
(1)7.35~7.45 缓冲物质
(2)乳酸 NaHCO3H2CO3 (3)酶
解析 人体在新陈代谢过程中,会产生许多酸性物质,如乳酸、碳酸;人的食物中往往含有一些碱性物质,如碳酸钠,这些物质进入血液,都会使血液pH发生变化。
但血液的pH却不会变化过大,而通常在7.35~7.45之间,其原因是血液中的缓冲物质在起作用。
14.填写概念图并回答相关问题:
(1)填写概念图中各字母所代表的内容:
A________________、B________________、C________________、D________________、E________________。
(2)在进行常规体检时,如果内环境某种成分的指标超出正常范围,会对身体造成不利影响,请填写下列相应内容:
①发生严重腹泻后,只喝水、不补充盐,____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②发高烧时,_________________________________________________________。
③血糖浓度过低时,_____________________________________________________________。
④血液中钙的含量过低时,________________________________________________________。
(3)________________是组织细胞与外界进行物质交换的媒介。
组织细胞所需的营养物质通过____________、________________等系统才能到达各种组织细胞,而组织细胞代谢产生的终产物要通过__________________、________________、________________等系统才能排出体外。
答案
(1)体液调节 免疫调节 渗透压 酸碱度 温度(前两空位置可换,后三空位置可换)
(2)①内环境渗透压变小,细胞吸水膨胀 ②酶促反应受阻,代谢紊乱 ③出现低血糖症状 ④会出现抽搐现象,严重时影响骨骼发育 (3)内环境 消化 循环 循环 泌尿 呼吸
解析
(1)内环境的稳态主要包括内环境渗透压、酸碱度和温度等方面的相对稳定,内环境稳态的调节机制是神经-体液-免疫调节网络。
(2)人体内环境的稳定是细胞正常代谢的保障。
当严重腹泻时,会在失水的同时带走一部分盐,若只补充水分会使内环境渗透压降低;发高烧时,体温超过酶的最适温度,会使细胞代谢紊乱;血糖浓度过低,出现低血糖症状;血钙过低会出现抽搐现象,严重时影响骨骼发育。
(3)组织细胞与外界环境进行物质交换,必须借助于内环境,参与的系统有消化系统、循环系统、泌尿系统和呼吸系统等。
15.(2018·贵州毕节梁才学校高二月考)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”,主要实验步骤如下:
分别加入25mL实验材料→测pH→滴加5mL0.1mol/L的盐酸,摇匀→测pH→倒去烧杯中溶液后充分冲洗→重复实验并记录。
试回答下列有关问题:
(1)实验开始时应测量三种材料的pH,其目的是________________________________。
(2)该同学用如图所示曲线来预期探究结果,试回答:
①预期结果中明显不科学的是______组,理由是______________________________________。
②实验中清水组和缓冲液组起__________作用。
实验可以得出的结论是___________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果要证明血浆
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