第2节内环境稳态的重要性 【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。 【教学重点和难点】 内环境稳态及其生理意义。 【课时安排】。 【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岀现障碍时, 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)甘油三酯超标,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。 对稳态调节机制的认识 神经一体液一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
第 2 节 内环境稳态的重要性 【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。 【教学重点和难点】 内环境稳态及其生理意义。 【课时安排】 2 课时 【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）甘油三酯超标，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待的时间过长,就会引起关节酸痛或 颈僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻、头晕脑涨等。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HC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 NaH2PO1/ Na,HPO4,其中NaH2PO4溶液呈酸性,当加入少量NaOH时,可以中和OH;NaPO4溶 液呈碱性,当加入少量HC1时,可以中和H-。水溶液则不同,因而加入酸碱后,pH变化明 显
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待的时间过长，就会引起关节酸痛或 颈僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻、头晕脑涨等。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
提示:生物材料中含有缓冲对NaHP0/ Naz HPO、HCO3/ 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C2和水。血液中的CO2增 多会刺激呼吸中枢,使呼吸运动增强,增加通气量,从而将CO2排出体外,所以对血液的p 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,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。 关于人体血液pH值缓冲作用原理 人体血液不会因为进入少量酸性和碱性的物质而使其pH值超出7.35~7.45,原因是血 液中含有缓冲物质,如HCO3/ NaHco3、NaH2PO4/ NazHPO4等。在此结合有关生化知识对HCO / NaHco3在维持血液pH值稳态中所起的作用加以说明。 它们的电离如下:H2CO3→H+HCO3...(1)(双向,可逆): NaHCO3一→Na+HCO3 (2);由于(2)式完全电离,有大量的HCO3存在,对(1)式电离产生同离子效应,使 HCO3和H结合成HCO3,也就是说(2)式的结果抑制了(1)式HCO3的电离,因此血液中 存在大量的HCO3和HCO3,而H浓度很小 当血液中进入少量酸(例如乳酸、磷酸等)时,由于血液中存在大量HCO3,能和进入 的酸中的H结合成电离度很小的HCO3,使血液中氢离子浓度几乎没有升高,因此血液pH并 不明显降低。 当血液中进入少量碱时,此时血液中的H与进入碱中的OH结合成难电离的H20,当血 液中的H稍有降低时,血液中存在的H2C03,就立即电离出H来补充血液中减少的H,使血 液pH值并不明显升高。 正是因为HCO3和HCO3的大量存在才会使血液的pH不会因为少量碱、酸的进入而造成 明显升降 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二 章有关血糖平衡调节的内容。 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
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 CO2 和水。血液中的 CO2 增 多会刺激呼吸中枢，使呼吸运动增强，增加通气量，从而将 CO2 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，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。 关于人体血液 pH 值缓冲作用原理： 人体血液不会因为进入少量酸性和碱性的物质而使其 pH 值超出 7.35～7.45，原因是血 液中含有缓冲物质，如 H2C03／NaHCO3、NaH2PO4／Na2HPO4 等。在此结合有关生化知识对 H2C03 ／NaHCO3 在维持血液 pH 值稳态中所起的作用加以说明。 它们的电离如下：H2C03→H+ + HC03 - ...（1） （双向，可逆）；NaHC03 一→Na+ + HCO3 - ... （2）；由于（2）式完全电离，有大量的 HC03 - 存在，对（1）式电离产生同离子效应，使 HC03 -和 H + 结合成 H2C03 ，也就是说（2）式的结果抑制了（1）式 H2C03 的电离，因此血液中 存在大量的 H2CO3 和 HC03 - ，而 H +浓度很小。 当血液中进入少量酸（例如乳酸、磷酸等）时，由于血液中存在大量 HC03 -，能和进入 的酸中的 H +结合成电离度很小的 H2CO3，使血液中氢离子浓度几乎没有升高，因此血液 pH 并 不明显降低。 当血液中进入少量碱时，此时血液中的 H +与进入碱中的 OH- 结合成难电离的 H20，当血 液中的 H +稍有降低时，血液中存在的 H2C03，就立即电离出 H +来补充血液中减少的 H +，使血 液 pH 值并不明显升高。 正是因为 H2C03和 HC03 - 的大量存在才会使血液的 pH 不会因为少量碱、酸的进入而造成 明显升降。 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二 章有关血糖平衡调节的内容。 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CO2、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
（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 CO2、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