3.1.2 内环境稳态的重要性
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内环境稳态的重要性内环境稳态是指人体内部环境的相对恒定状态,包括体温、血液pH值、电解质浓度等。
内环境稳态的维持对于人体正常的生理功能和健康至关重要。
本文将详细介绍内环境稳态的重要性,并阐述维持内环境稳态的生理机制。
首先,内环境稳态对维持正常生理功能至关重要。
人体内外环境的变化会对细胞功能和器官系统产生影响,进而影响整个机体的生理功能。
通过维持内环境稳态,人体能够保持正常的酸碱平衡、水盐平衡以及温度平衡等重要参数,确保细胞和器官系统能够在恒定的环境中正常运作。
只有在稳态下,各个器官系统之间才能协调工作,保持正常的代谢、免疫、排泄等生理功能。
其次,内环境稳态对于维持健康至关重要。
人体内部环境的突变或长时间的不稳定状态会导致机体功能紊乱,容易诱发各种疾病和病理状态。
例如,当体温过高或过低时,会直接影响酶的活性和代谢速率,严重时还可能导致器官功能损伤。
当酸碱平衡失调时,会干扰基础代谢和细胞功能,严重时还可能导致内脏衰竭。
内环境稳态的破坏容易导致免疫力下降、代谢异常等各种健康问题的发生。
再次,内环境稳态对于疾病预防和治疗具有重要意义。
例如,在体温下降的初期,人体会通过多种机制来调节体温,以维持稳态。
这包括神经调节、代谢调节和体温适应等反应。
通过这些机制,人体能够保持合适的体温,从而预防和抵御寒冷环境对身体的损害。
同样,在血糖浓度升高的情况下,人体通过胰岛素等调节机制来降低血糖水平,以维持稳态。
当这些调节机制失灵时,会导致疾病的发生,如糖尿病。
因此,通过维持内环境稳态,可以预防和治疗许多常见疾病。
最后,维持内环境稳态的生理机制非常复杂,主要通过自动调节机制来实现。
这些机制包括神经调节、内分泌调节和生物化学调节等。
神经调节通过传递神经信号来调控体温、血压、血糖等生理参数。
内分泌调节通过释放和调节激素来调控细胞和组织的功能。
生物化学调节则通过维持酸碱平衡、水盐平衡以及氧气和二氧化碳的浓度等来维持稳态。
这些调节机制能够根据内外环境的变化,调整体内环境的状态,保持其相对恒定。
下列有关内环境稳态的重要意义
内环境稳态的重要意义有以下几点:
1. 维持生命活动:内环境稳态能够提供适合生命活动进行的稳定环境,保证细胞和组织能够正常地进行代谢、生长和繁殖等生命活动。
2. 保护稳定性:内环境稳态可以防止外界环境的变化对机体产生过大的影响,保持机体内部环境的稳定性。
这种稳定性能够保护细胞免受温度、酸碱度、离子浓度等因素的损害。
3. 协调机体功能:内环境稳态能够促使机体的各个器官和系统之间保持相互协调的状态,各种生理活动能够在协调的基础上进行,从而保证机体能够正常工作。
4. 提供适宜条件:内环境稳态可以提供适宜的条件,使细胞和组织能够正常地进行代谢和能量转换。
这种稳态能够保证细胞内的营养物质、氧气和废物的平衡,维持细胞内的稳定环境。
5. 维持健康:内环境稳态对于维持机体的健康状态起着至关重要的作用。
任何对内环境稳态的破坏都可能导致疾病的发生和机体功能的异常。
总的来说,内环境稳态对于维持机体的正常功能和健康状态至关重要,它保证了机体内部环境的稳定性和协调性,同时提供了适宜的条件供细胞和组织进行正常的生命活动。
必修三 1.2内环境稳态的重要性【学习目标】1.说明内环境稳态及其生理意义。
2.简述稳态的调节机制。
3.关注内环境稳态与健康的关系。
4.尝试解释生物体维持pH稳定的机制。
【自主学习讨论】㈠内环境的动态变化外界的变化和体内活动的进行,都会使内环境的和不断发生变化。
1.体温:健康人的体温始终接近,但在正常情况下,不同人的体温,会因、等的不同而存在微小的差异;同一个人的体温在一日内也有变化,但一般不超过。
2.内环境的稳态:生理学家把机体通过作用,使协调活动,共同维持内环境的叫做稳态。
㈡内环境稳态的调节机制及意义1.内环境稳态的基础:维持稳态的基础是协调一致地正常运行。
⑴直接相关的系统:、、、。
⑵参与调节的系统:、、。
2.内环境稳态的主要调节机制⑴最初推测:内环境的恒定主要依赖的调节。
⑵经典解释:内环境的稳态是在和的共同作用下,通过机体的分工合作、协调统一而实现的。
⑶现代观点:目前普遍认为是机体维持稳态的主要调节机制。
其中最主要的调节方式为,而免疫调节是通过等对内环境的稳态起调节作用。
3.人体维持稳态的调节能力是。
4.内环境稳态是机体进行的必要条件。
⑴正常的和是供给机体所需能量的重要保障。
⑵正常的和是酶正常发挥催化作用的基本条件。
㈢生物体维持pH稳定机制的实验原理及结果1.原理分析:在实验中用的方法,通过向、、中加入酸或碱溶液引起的pH不同变化,定性说明人体内液体与相似而不同于,从而说明的机制。
2.实验结果——绘出用盐酸或NaOH分别处理自来水、缓冲液、生物材料后相应的pH。
变化曲线如右图:【巩固检测】(1-7为A级题,8-11为B级题)1.下列关于内环境及其稳态的叙述中正确的是( )A.内环境的稳态是机体进行正常生命活动的必要条件B.血红蛋白、神经递质、激素、葡萄糖和CO2都是内环境的成分C.内环境稳态的实质是内环境的渗透压、温度和pH保持不变D.小肠绒毛上皮细胞生活的内环境为组织液和消化液2.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氨基酸平衡⑥CO2、O2平衡A.③B.①③④C.①②③④D.①②③④⑤⑥3.人体对内环境稳态起调节作用的系统是( )A.消化系统和呼吸系统 B.循环系统和运动系统C.排泄系统和生殖系统 D.神经系统、内分泌系统和免疫系统4.关于内环境稳态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5.当内环境的稳态遭到破坏时,必将引起( )A.酶促反应速率加快 B.渗透压下降 C.细胞代谢紊乱 D.糖尿病6.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7.下列有关内环境稳态的叙述中,不正确的是( )A.不同人的体温,会因年龄、性别等不同而存在微小差异B.内环境稳态是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8.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9.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由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.人屏住呼吸一段时间后,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”10.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。
第2节内环境稳态的重要性
一、教学目标
1.说明内环境稳态及其生理意义;简述稳态的调节机制。
2.关注内环境稳态与健康的关系。
3.尝试解释生物体维持pH稳定的机制。
二、教学重点和难点
内环境稳态及其生理意义。
三、课时安排
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四、教学过程
〔引入〕以“问题探讨”引入,学生思考讨论后回答,老师提示。
〔生答师提示〕1.提示:血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分的含量,其中包括机体多种代谢产物的含量。
健康机体的生化指标一般都处于正常范围内。
当机体某项生理功能出现障碍时,势必影响其代谢产物的含量,因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况,并可以作为诊断疾病的依据。
例如,正常情况下,转氨酶主要分布在各种组织的细胞内,以心脏和肝脏的活性最高,在血浆中的活性很低。
当某种原因使细胞膜通透性增高时,或因组织坏死细胞破裂后,可有大量转氨酶进入血浆,引起血浆中转氨酶活性升高。
2.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,内环境的稳定是一种动态的相对稳定;(2)不同个体存在一定差异。
3.提示:(1)肌酐含量超标,肌酐是有毒的代谢废物,积累过多会影响健康。
这表明肾脏的排泄功能有障碍。
(2)葡萄糖含量超标,血糖含量过高可并发酮症酸中毒、糖尿病的心血管合并症等。
(3)甘油三脂超标,可引起高脂血症,易并发冠心病、动脉粥样硬化等。
〔问题〕以“本节聚焦”的问题,再次提起学生的思考。
〔板书〕一、内环境的动态变化
Homeostasis: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叫做稳态。
二、对稳态调节机制的认识
神经——体液——免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制
〔学生互动〕学生思考与讨论,师提示。
1.提示:绝大多数人都有过发高烧的经历,可以让同学先谈谈自己发高烧时的感受。
正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度。
在发高烧的状态下,由于内环境发生一系列变化,导致体内的各种反应出现紊乱,于是机体功能发生异常。
发热时的主要症状大部分集中在中枢神经系统,病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡等,同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。
发热时机体处于一种明显的分解代谢过旺的状态,持续高热必定引起器官的功能负荷加重,有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。
孕妇发热可能导致胎儿发育障碍,是一个重要的致畸因子。
对于6个月至4岁的幼儿来说,持续高热容易发生惊厥,相当数量的患儿由此造成脑损伤,如智力落后,甚至癫痫,因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。
2.提示:内环境渗透压会变小。
当内环境渗透压变小时,内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞内,造成细胞吸水肿胀,进一步导致细胞代谢和功能紊乱。
严重时会出现疲倦、周身不适、表情淡漠、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。
3.提示:因为高原空气稀薄,大气压和氧分压低,易造成体内缺氧。
这说明外界环境的变化势必影响内环境的稳态。
若外界环境变化不甚剧烈,并且机体代偿机制良好,内环境的波动较小,仍能维持稳态;若外界环境变化剧烈,机体代偿机制不好,内环境稳态将受到破坏,就会影响身体健康。
〔社会联系〕生思考,师提示。
〔讲解〕夏天时,空调房间与室外的温差较大,如果经常进出空调房间,就会出现咳嗽、头痛、流鼻涕等感冒症状。
如果在温度较低的空调房间呆的时间过长,就会引起关节酸痛或颈僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻、头晕脑胀等。
如果呆得太久,由于空气不好,容易使人头晕目眩。
这些症状就是空调综合征,俗称空调病。
空调病的主要表现为:感冒、过敏、风湿痛、黏膜干燥、紧张、烦躁、注意力难以集中、头痛,等等。
据分析,空调对人的影响主要在于:空调风使人体表面水分蒸发量加大,毛孔收缩,不能正常排汗,也会引起内分泌的紊乱;空调房间里,气流方向经常变换,气流速度增加,空气热量不断变动等因素干扰了人体的嗅觉,削弱了人体对空气中病菌、过敏原和异味的反应;房间内湿度太低,会对眼、鼻等处的黏膜产生不利作用,导致黏膜病;室内空气与外界几乎隔绝,干燥而又温度适宜,空气中有害细菌含量快速上升。
〔板书〕三、内环境稳态的重要意义
内环境稳态是机体进行正常生活的必要条件。
〔实验并讨论〕生看或做实验,思考,师提示。
1.生物材料加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。
2.提示:缓冲液加入少量酸碱后,pH变化不明显。
原因是磷酸缓冲液中含有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+。
水溶液则不同,因而加入酸碱后,pH变化明显。
3.提示: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。
此外,机体还可以通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。
例如,当机体剧烈运动时,肌肉中会产生大量的乳酸和碳酸。
乳酸进入血液后,可与血液中的碳酸氢钠发生作用,生成乳酸钠和碳酸。
碳酸是一种弱酸,可以分解成C02和水。
血液中的C02增多会刺激呼吸中枢,使呼吸运动增强,增加通气量,从而将C02排出体外,所以对血液的pH影响不大。
当乳酸钠进入血液后,与血液中的碳酸发生作用,形成碳酸氢盐,过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。
这样由于血液中缓冲物质的调节作用,以及机体的调节作用,可以使血液的酸碱度维持相对稳定。
〔小结〕略(黑体字部分)。
〔作业〕练习一二题。
1.D。
2.C。
3.D。
4.提示:因为人体各种生命活动是以细胞代谢为基础的,细胞代谢本质上是细胞内各种生化反应的总和。
内环境为这些生化反应的进行提供了必要的物质和条件。
当内环境稳态保持正常时,细胞的代谢活动能正常进行;当内环境稳态失调时,细胞代谢活动就会受影响。
因此内环境稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。
拓展题
提示:当动物进食高浓度的糖溶液后,大量的葡萄糖被吸收进入血液,导致血糖浓度暂时升高。
血糖浓度的升高会刺激机体加速分泌胰岛素,同时抑制胰高血糖素的分泌。
在胰岛素和胰高血糖素的共同调节下,血糖浓度逐渐恢复到正常水平,具体调节机制可参考第2章有关血糖平衡调节的内容。
自我检测的答案和提示
一、概念检测
1.判断
(1)×;(2)√;(3)×;(4)√。
2.选择
(1)D;(2)D;(3)D。
3.画概念图
略
二、知识迁移
(1)水是良好的溶剂,为各种生化反应提供溶液环境;水是体内物质运输的载体;水在体温调节方面有作用;水是某些生化反应的反应物;水是细胞结构的重要组成成分等。
(2)说明健康的人体具有维持体内水平衡的能力。
三、技能应用
(1)否。
(2)血液中的糖分既可来源于食物中的糖类物质,也可来源于其他物质在体内的转化。
四、思维拓展
提示:航天器和航天服中的生命保障系统,主要由氧源(气瓶)和供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成。
它能够为航天员提供呼吸用氧,并控制服装内的压力和温度,清除航天服内C02、臭味、湿气和微量污染等。
这套生命保障系统与压力服(给宇航员提供正常大气压)一起,在人体周围创造适宜人生存和工作的微型气候环境,有利于宇航员维持机体内环境的稳态。