1、第第 2 2 节节 内环境的稳态内环境的稳态 内环境的动态变化 自主梳理 1.内环境的动态变化 2.探究实践：模拟生物体维持 pH 的稳定 (1)实验原理：在溶液中加入酸或碱，缓冲对能使溶液 pH 的变化减弱；与自来水 相比，生物组织匀浆更类似于缓冲液。 (2)目的要求：通过比较自来水、缓冲液和肝匀浆在加入酸或碱后 pH 的变化，推 测生物体是如何维持 pH 稳定的。 (3)方法步骤 画记录表：设计一表格来记录实验结果。 测自来水 pH 的变化： 充分冲洗烧杯，用缓冲液代替自来水，重复步骤，记录结果。 充分冲洗烧杯，用肝匀浆代替自来水，重复步骤，记录结果。 (4)数据处理：根据所得数据，以酸或
2、碱的滴数为横坐标，以 pH 为纵坐标，分别 画出自来水、缓冲液和肝匀浆在滴加酸和碱后的 pH 变化曲线。 (5)得出结论：根据实验结果，说出不同实验材料 pH 变化的特点。 (1)维持内环境的稳态离不开体内细胞的参与() 提示：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。 (2)内环境稳态是机体通过消化、呼吸、循环和泌尿这四个系统的协调活动来维 持的() 提示：与内环境稳态直接相关的系统是消化、呼吸、泌尿、循环这四个系统，参 与调节的系统还有神经系统、内分泌系统和免疫系统，内环境稳态是通过神经 体液免疫调节网络来维持的。 (3)血浆、组织液、淋巴液的成分稳定时，机体不一定达到稳
3、态() 提示：稳态的实质是内环境的成分和理化性质处于动态平衡。 (4)内环境达到稳态时，人一定不得病() 提示：患有红绿色盲症、白化病等遗传病的患者，其内环境也能达到稳态。 (5)内环境稳态遭到破坏时，代谢紊乱，此时代谢速率一定下降() 提示：内环境稳态遭到破坏时，代谢速率不一定下降，如内环境中甲状腺激素升 高，引起人患甲亢，代谢速率反而会升高。 应用示例 (2021 安徽芜湖期中)下列关于人体 pH 及其稳态的叙述，错误的是 ( ) A.人体血浆的 pH 约为 7.357.45 B.细胞代谢会产生一些酸性物质能诱发内环境 pH 变化 C.人和动物吃的食物代谢后产生的酸性或碱性物质能诱发内环境
4、 pH 变化 D.内环境中的 H2CO3、HPO2 4等物质会与代谢产生的 CO2反应，从而维持 pH 的 相对稳定 答案 D 解析 酸性物质是与缓冲对中的弱酸的强碱盐 HCO 3、HPO2 4等反应，削弱其对 内环境 pH 的影响，维持内环境 pH 的相对稳定，D 错误。 素养提升 科学探究分析结果、解释现象、得出结论 以下是某小组完成模拟生物体维持 pH 的稳定实验后得到的实验结果： 请分析回答下列问题： (1)本实验中甲组(自来水)和乙组(缓冲液)起什么作用？两者所起的作用完全一样 吗？ 提示：均起对照作用；不完全一样。 (2)就加入 HCl 或 NaOH 后 pH 的变化来说， 肝匀浆
5、更像自来水还是更像缓冲液？ 提示：缓冲液。 (3)缓冲液的 pH 变化为什么与自来水不同？ 提示：本实验所用的缓冲液为磷酸盐缓冲液；滴加 HCl 时，缓冲液中的弱酸的 强碱盐会与 HCl 反应；滴加 NaOH 时，缓冲液中的弱酸会与 NaOH 反应；从而 维持 pH 的相对稳定。 (4)请根据上述实验结果，尝试对机体维持 pH 稳定的机制进行解释。 提示：肝匀浆等生物材料中可能也含有缓冲对，因而能维持 pH 的相对稳定。 应用示例 (2021 郑州市高二月考)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.HCl 和 NaOH 溶液都有腐蚀性，应避免其与皮肤和眼睛接
6、触 B.每种实验材料测定完成后，都必须将烧杯充分洗净，才可倒入等量的实验材料 C.从加入 HCl 或 NaOH 溶液后的变化来说，生物材料更像是缓冲液 D.根据所得实验数据，画 pH 变化曲线时，一般以 pH 为横轴，以酸或碱的滴数 为纵轴 答案 D 解析 根据所得实验数据，画 pH 变化曲线时，一般以酸或碱的滴数为横轴，以 pH 为纵轴，D 错误。 对点小练 (2021 福建厦门联考)某同学以清水、缓冲液和血浆分别为实验材料进 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 相关叙述中，错误的是( ) A.起对照作用的是清水组和缓冲液组 B.所得结果不合理的是清水
7、组 C.该实验结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的 D.图中的结果表明缓冲液组维持 pH 稳定的能力强于血浆组 答案 D 解析 据图可知，缓冲液组的曲线比血浆组先下降，说明缓冲液组维持 pH 稳定 的能力低于血浆组，D 错误。 联想质疑 稳态并不是固定不变的绝对稳定，而是在一定范围内不断变化的相对稳定。 实验成功关键点 (1)加入酸或碱时，要一滴一滴地加入，并严格控制滴数。 (2)HCl 和 NaOH 均有腐蚀性，要避免其与皮肤和眼睛接触。 不经常运动的人，一次剧烈运动过后，会产生大量乳酸来不及分解，乳酸积累 刺激神经末梢，人便会产生酸痛感。 1.运动员剧烈运动时，肌细胞中会产生大量的乳酸
8、，乳酸进入血液后，会使血浆 pH 有下降的趋势，此时如何进行调节？ 提示：乳酸可与血液中的 NaHCO3发生反应，生成乳酸钠、水和 CO2，CO2经呼 吸系统排出，血浆 pH 保持相对稳定。 2.人体从汽水中摄入的碳酸钠进入血液后，会使血浆 pH 有上升的趋势，此时如 何进行调节？ 提示： 碳酸钠与碳酸反应， 生成 NaHCO3， 过多的 NaHCO3经泌尿系统排出体外， 因此血浆 pH 保持相对稳定。 【归纳】 (1)内环境的稳态包括各种化学成分含量的稳态和各种理化性质的稳态两个方面； (2)内环境的稳态是一种相对稳定、动态平衡，而不是固定不变； (3)酸性物质与缓冲对中的弱酸的强碱盐(HC
9、O 3、HPO2 4等)反应，碱性物质与缓 冲对中的弱酸(H2CO3、H2PO 4等)反应。 【拓展视野】 晶体渗透压和胶体渗透压 (1)由血浆中的无机盐、葡萄糖、尿素等小分子物质所形成的渗透压叫晶体渗透 压。如钠离子、钾离子等能维持血细胞内外水平衡。 (2)由血浆蛋白等大分子物质所形成的渗透压叫胶体渗透压。如血浆蛋白等能维 持血管内外水平衡。 【归纳总结】 Na 、K与渗透压的关系 (1)Na 在维持细胞外液渗透压上起决定性作用。 (2)K 在维持细胞内液渗透压上起决定性作用。 对稳态调节机制的认识、内环境稳态的重要意义 自主梳理 1.对稳态调节机制的认识 (1)人体各器官、系统协调一致地正
10、常运行，是维持内环境稳态的基础。 (2)对稳态调节机制认识的过程 (3)内环境稳态的失调：人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。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，危及机体健康。 2.内环境稳态的重要意义 内环境稳态正常时，人体未必不得病(如：遗传病、植物人等) 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。 3.稳态概念的发展 生命系统的各个层次都存在着稳态。 (1)内环境稳态是由体内各种调节机制所维持的() (2)内环境的理化性质是恒定不变的() (3)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() (4)稳态的动态变化与机
11、体的正常代谢有关() (5)内环境稳态是机体通过调节作用使各个器官、系统协调活动的结果() (6)由于机体具有调节能力，所以无论环境的变化多么剧烈，都不会破坏内环境 的稳态() 应用示例 (2021 河北石家庄调研)下列关于对稳态的表述，不正确的是( ) A.贝尔纳认为，内环境保持相对稳定主要依赖神经系统的调节 B.坎农提出稳态的概念， 认为内环境稳态的维持是通过神经调节和体液调节的共 同作用 C.目前普遍认为， 神经体液免疫调节网络是机体维持内环境稳态的主要调节 机制 D.稳态只存在于人和高等动物等个体层次，其他生命系统层次不存在稳态 答案 D 解析 生命系统的各个层次都存在着稳态，D 错误
12、。 对点小练 (2021 山东日照期中)下列关于人体稳态及其维持的叙述，错误的是 ( ) A.人体内环境稳态的失调都是由于人体自身调节功能出现障碍导致的 B.体温和 pH 的相对稳定，保证了细胞代谢相关酶活性的正常 C.渗透压的相对稳定，有利于维持细胞正常的形态和结构 D.血糖和血氧含量的相对稳定，保证了细胞有氧呼吸所需物质的供应 答案 A 解析 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 的稳态都可能会遭到破坏，A 错误。 联想质疑 儿童的许多系统功能发育尚未完善，稳态调节能力差，容易失衡。 为什么体温和 pH 不正常会影响机体的代谢活动？ 提示：因为机体的代谢是在酶的
13、催化作用下进行的，而酶的活性受温度和 pH 的 影响。 【拓展】 与稳态失调相关病症的分析 思维导图 晨读必背 1.人体内环境中有很多缓冲对，其中最 重要的是 HCO 3/H2CO3，其次还有 HPO2 4/H2PO 4等。 2.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。 3.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。 4.内环境稳态是机体进行正常生命活动 的必要条件。 5.人体维持稳态的调节能力是有一定限 度的。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， 危及机体健康。 随
14、堂检测 1.以下关于人体体温的描述，错误的是( ) A.人体体温是指人体内部的温度 B.不同人的体温会因年龄、性别等的不同而存在微小的差异 C.同一个人的体温在一日内也有变化，但一般不超过 1 D.人体体温会随周围气温的变化而有较大的波动 答案 D 解析 人属于恒温动物，体温在一定范围内变化，体温不会随周围气温的变化而 有较大的波动，D 错误。 2.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.夏天长期待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
15、境可能会引起“中暑” 答案 C 解析 “空调病”、“高原反应”和“中暑”分别是由于外界环境中温差过大、 氧气稀少和长期高温造成的，都属于外界环境变化引起的内环境稳态失调，而人 屏息一段时间后，呼吸运动明显加强是 CO2大量积累在血浆，刺激呼吸中枢， 使呼吸加快，不是外界环境变化引起的。 3.(2021 黑龙江哈师大附中期中)下列关于人体血浆中 pH 变化的说法，正确的是 ( ) A.饮用弱碱性水，会使血浆的 pH 显著升高 B.肺气肿病人由于呼吸不畅，血浆的 pH 会略有降低 C.剧烈运动时，细胞产生的乳酸会被 NaOH 中和 D.血浆中含有 Na2CO3，所以血浆的 pH 能够保持相对稳定
16、答案 B 解析 饮用弱碱性水后，由于人体中有缓冲物质的存在，血液的 pH 会维持在相 对稳定的范围，A 错误；肺气肿患者呼吸不畅，组织细胞供氧不足，细胞无氧呼 吸产生较多的乳酸，同时 CO2不能及时排出，使内环境 pH 略有下降，B 正确； 剧烈运动时， 骨骼肌细胞无氧呼吸产生乳酸， 但由于人体内环境中有缓冲物质(如 NaHCO3)的存在，血浆的 pH 会维持相对稳定，而不是乳酸被 NaOH 中和，C 错 误；由于血浆中 NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4等缓冲对的存在，血浆的 pH 能够保持相对稳定，D 错误。 4.(2017 全国卷， 31 节选) 血浆渗透压可分为胶
17、体渗透压和晶体渗透压， 其中， 由蛋白质等大分子物质形成的渗透压称为胶体渗透压， 由无机盐等小分子物质形 成的渗透压称为晶体渗透压。回答下列问题： (1)某种疾病导致人体血浆蛋白含量显著降低时，血浆胶体渗透压降低，水分由 _进入组织液，可引起组织水肿等。 (2)正常人大量饮用清水后，胃肠腔内的渗透压下降，经胃肠吸收进入血浆的水 量会_，从而使血浆晶体渗透压_。 答案 (1)血浆 (2)增多 下降 解析 (1)血浆胶体渗透压降低时，相对而言组织液的渗透压较高，因此水分由 血浆进入组织液，可引起组织水肿等。 (2)正常人大量饮用清水后， 胃肠腔内的渗透压下降， 相对而言血浆渗透压较高， 则经胃肠吸收进入血浆的水量会增多，从而使血浆晶体渗透压降低。