人体的内环境与稳态复习.ppt

第一讲人体的内环境与稳态,一、体内细胞生活在细胞外液中及细胞外液成分1体液,细胞(存在于细胞内，约占2/3),内液,细胞(存在于细胞外，约占1/3,外液,组织液淋巴,血浆,内环境,必备知识梳理,2.细胞 外液,成分 本质：一种，类似于海水,血浆：水（90%）、无机盐（约1%）、（7%9%）、血液运送的物质（含各种营养物质、代谢废物、等）组织液、淋巴与血浆主要区别:含量很少,蛋白质,气体,激素,蛋白质,盐溶液,用箭头连线的方式，将组织细胞和内环境中组织液、血浆和淋巴的关系表示出来,提醒（1）血浆是血液的一部分，是血细胞直接生活的液体环境，属于机体内环境的组成成分。,血液,液体成分血浆：水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、血浆蛋白等,有形成分血细胞,红细胞白细胞血小板,（2）血浆中水来源：组织液、血细胞、淋巴，还 有消化道吸收。,血清是血液在体外凝固后渗出的淡黄色的液体，相比血浆，少了纤维蛋白原和一些凝血因子。纤维蛋白原是血液中的一中蛋白质,在机体出血后与凝血因子共同完成止血的过程.,考点一,2.内环境各部分相互转化的关系以及与外界环境、细胞内液之间的关系,练一练 图示中A、B、C、D四种液体之间关系,分析推断。,先判断B为组织液，则A为细胞内液，C为血浆，D为淋巴。,提示,2.内环境的成分(1)内环境中存在的物质 营养物质：水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪 酸等。代谢废物：CO2、尿素，尿酸、氨等。其他物质：O2 激素、抗体、组织胺、递质、纤维蛋白原、维生素、淋巴因子等。(2)内环境中不存在的物质 血红蛋白、H2O2酶、呼吸氧化酶、转氨酶、转录翻译酶、解旋酶、DNA连接酶、聚合酶、载体 蛋白、突触小泡内神 经递质等，它们都存在于细胞内液中。,3.与内环境各组分有关的细胞的具体内环境,4.思维误区警示（1）准确把握细胞外液的内涵与外延：“细胞外液”属于多细胞动物的一个概念,单细胞生物无所谓“细胞外液”；内环境的“内”与“外”是相对的，从细胞的角度看就是细胞外液，从人体的角度看相对人体的外界环境而言，细胞外液就是内环境。上述各环境间的联系表示如下：外界环境 内环境 细胞内液。人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺等有孔道中与外界相通的液体应算作外部环境，如体内的一些液体如尿液、原尿、脑脊液、消化液等不是细胞外液。凡存在于细胞内的物质，均不属于内环境的成分。,特殊细胞的内环境：毛细血管壁细胞 血浆和组织液;毛细淋巴管壁细胞淋巴和组 织液;组织细胞（指除血细胞、淋巴细胞和上述 两种细胞之外的其它细胞，如肝脏细胞、肾小管 上皮细胞、消化道上皮细胞、皮肤表皮细胞等）组织液。白细胞可穿过毛细血管壁进入组织液，但 红细胞不能。能在内环境中发生的化学反应：血浆pH 的调节;抗体与抗原的识别及结合;神经递质与 受体结合；组织胺使毛细血管扩张。,纠正训练 1.下列属于人体内环境的组成成分是（）血浆、组织液和淋巴 血红蛋白、O2和 葡萄糖 葡萄糖、CO2和胰岛素 激素、突触小泡和氨基酸 A.B.C.D.,A,解析 人体内环境就是细胞外液，包括血浆、织液和淋巴，在细胞外液中有多种物质。血红 蛋白在红细胞内，突触小泡存在于轴突末端的突触小体中，它们都不是内环境的组成成分。,2.根据下图判断，正确的描述是(),对于组织细胞的正常生理活动，过程a较过程b和c更为重要组织液中的CO2有害无益 组织液中的物质是有变化的 过程b或c受阻可导 致组织水肿 A.B.C.D.,解析 对于组织细胞来说，a、b、c过程同等重要；组织液中的CO2参与组织pH的调控；组织液中的物质浓度和pH等是一个在一定范围内动态变化的过程；如果组织液回流受阻或毛细淋巴管受阻，都会导致组织液增多，引起组织水肿。,D,组织水肿是由于组织液增多造成的，其水分可以 从血浆、细胞内液渗透而来。主要原因包括以下 几个方面：（1）过敏反应中组织胺的释放引起毛细血管壁通透性增高，血浆蛋白进入组织液使其浓度升高，吸水造成水肿。（2）毛细淋巴管受阻，组织液中大分子蛋白质不能回流至毛细淋巴管而致使组织液浓度升高。（3）组织细胞代谢旺盛，代谢产物增加时，引起组织液浓度升高。(4)严重营养不良引起血浆蛋白减少，渗透压下降。血浆渗透压受血浆蛋白含量影响较大，任何使血浆蛋白减少的因素都会引起血浆透压下降，组织液回流减弱，组织间隙液体增加。(5)肾脏病变引起细胞内外液体交换失衡。急性肾小球肾炎（肾小球滤过膜通透性降低）、慢性肾小球肾炎（大量肾单位被破坏，肾小球滤过面积减少）等均能导致肾小球滤过率下降，引起水滞留。,5.水肿的成因,水肿：人体组织间隙内有过量液体积聚使组织肿胀,变式训练 如图表示人体的皮下组织，A、B、C 表示细胞外 液。下面诸多因素中，可能引起 病人组织水肿的是（）周围的管壁破损 长期蛋白质营养不足 淋巴管阻塞 花粉等过敏原引起毛细血 管的通透性增加 肾炎导致血浆蛋白丢失 A.B.C.D.,解析 正常人组织间液体的量相对恒定，依赖于细胞内外液体交换和血管内外液体交换的平衡。水肿的本质是组织间液体过多,包括以上5种平衡失调。答案 D,组织液,血浆,淋巴,水肿：人体组织间隙内有过量液体积聚使组织肿胀,淋巴管堵塞长期饥饿皮肤过敏肾小球炎,水肿的成因,二、细胞外液的理化性质及作用,理化性质,酸碱度：血浆的pH为，维持稳定的 缓冲对为 和。温度：一般维持在 左右。,概念：溶液中 对水的吸引力。大小：取决于单位体积中溶质微粒的。来源：主要与、的含量有关，其中细胞外液渗透压90%以上来源于。,1.,渗透压,溶质微粒,数目,无机盐,蛋白质,Na+和Cl-,7.357.45,2.作用：内环境是 进行。（挖掘教材P8中图1-4）,H2CO3/NaHCO3,NaH2PO4/Na2HPO4,37,细胞与外界环境,物质交换的媒介,考点二 内环境的理化性质1.渗透压（1）定义：溶液中溶质微粒对水的吸引力。（2）渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质 微粒的数目，常用molL1或mmolL1表示具体如下表：（3）血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质 的含量有关。细胞外液渗透压的90%以上来源 于Na+和Cl-。渗透压的种类(以血浆为例),离子渗透压：由血浆中离子等形成的渗透压。离子 物质易通过血管壁，难通过细胞膜，所以离子 渗透压相对稳定，它对维持细胞内外的水平衡 和血细胞的正常形态有重要作用胶体渗透压：血浆中的蛋白质等形成的渗透压。胶 体物质不易通过毛细血管壁，所以胶体渗透压 相对稳定在维持血管内外水平衡和维持血容量 方面有重要作用,等渗溶液血浆胶体渗透压较小，所以可以把离子渗透压视为血浆渗透压。临床上把渗透压与血浆渗透压相等的溶液称为 等渗溶液。0.9%的NaCl溶液或5%的葡萄糖溶液为血浆的 等渗溶液，前者又叫生理盐水。凡高于0.9%NaCl溶液者称为高渗溶液，低于者则称为低渗溶液。在37时，人 的血浆渗透压约为770 kPa，相当于细胞内液的渗透压。,无机盐在细胞外液中的作用 维持细胞外液的渗透压。Na、Cl是维持细胞外液渗 透压的主要离子。K是维持细胞内液渗透压的主要离子。维持细胞外液的酸碱平衡。Na、K 和 有机酸及蛋白质构成细胞外液中的缓冲体系，具一定的 缓冲能力，以维持细胞外液的酸碱平衡，如血浆pH始终 维持在7.357.45之间。血浆中的主要缓冲物质(缓冲对)有NaHCO3/H2CO3(其比值为201)、Na2HPO4/NaH2PO4、血浆蛋白等。,2.酸碱度（1）正常人的血浆近中性，pH为7.357.45。（2）维持酸碱平衡的因素：存在缓冲对，如 H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。（3）血浆pH调节的过程,极限值为6978；超出此值，机体正常机能失调引起酸中毒或碱中毒。,3.温度 人体细胞外液的温度一般维持在37左右。人 体内酶的最适温度也是37左右。温度过高或 过低都会影响酶的活性，从而影响人体的新 陈代谢。健康疑惑 为什么发烧时会出现食欲不振、四 肢无力等症状。提示:这是由于体温升高，影响了消化酶等各类 酶催化功能，导致消化不良和其他代谢活动的 紊乱。,技能提升1.如何设计表格统计家庭成员一日内体温变化调 查表？提示 家庭成员一日内体温变化调查统计表（腋窝温度，精确到小数点后一位）,2.如何分析表格中数据提升规律？提示（1）通过横向比较同一个人的体温 在一日内有波动变化,但一般不超过1，凌晨 体温最低,午后体温最高。（2）通过父亲和母亲体温比较体温与性别 有关,女性体温略高于男性。（3）通过父母亲和自己体温比较体温与年 龄有关，一般成年人低于未成年人。,对位训练（2008宁夏理综，4）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,B,解析 在长时间运动时，细胞进行无氧呼吸,产 生了乳酸,降低了血液pH,在这种情况下,血液中 的缓冲对会起到重要的作用,如NaHCO3/H2CO3 等。,4.内环境稳态的事实：pH(7.357.45)，温度(36.537.5左右)，血糖浓度(0.81.2 g/L)，渗透压(770 kPa)等，可见内环境稳态是 一种动态的稳态，而不是某一恒定值。5.引起内环境变化的因素 内环境理化性质的变化是由于细胞代谢和外界环境变 化引起的。,提醒（1）内环境的理化性质是相对稳定的,不是恒定不变的。（2）血红蛋白存在红细胞内部，不属于内环境成 分，血浆蛋白存在于血浆属于内环境成分。,高频考点突破,考点三 内环境细胞和外界环境交换的媒介,1.图示 内环境作为细胞与外界环境间的媒介，与体内 各系统间发生密不可分的功能联系，如图：,代谢终产物,代谢终产物CO2,体,体,外,外,食物,营养物质,尿液,消化系统,呼吸系统,泌尿系统,循环系统,淋巴,组织液,血浆,空气,气体,营养物质,O2,CO2,O2,细胞,O2营养物质,皮 肤,汗液,CO2,代谢终产物,2.析图,提醒 代谢废物包括CO2、尿素、多余的H2O和无机盐,首先到达的场所组织液。相关系统及功能：循环系统负责运输；呼吸系统排出CO2和少量H2O（以气体形式）；泌尿系统排出尿素、H2O和无机盐；皮肤排出部分H2O、无机盐和尿素。涉及到代谢废物排出有关的系统为呼吸系统和泌尿系统，有关器官主要为肺、肾脏和皮肤。体内所有细胞直接获取营养物质的场所都是内环境,不能直接从外界获取。如皮肤表皮细胞不能从空气中直接吸收利用O2而必需从组织液中获取。,一切与外界相通的管腔、囊腔（如消化道、呼吸道、膀胱、子宫等）及与外界相通的液体（如泪液、汗液、尿液、消化液等）都不可看作内环境，因而其内所含物质也不可看作存在于内环境中的物质。CO2、O2浓度最高部位分别是组织细胞、肺泡；最低部位相反，沿运输途径方向浓度依次降低，如O2浓度，血浆组织液，CO2则相反，因为气体通过自由扩散顺浓度差运输。,对位训练1.下图为高等动物的体内细胞与外界环境的物质交换示意图，下列叙述正确的是（）A.都必须通过消化系统才能完成 B.人体的体液包括内环境和细胞外液 C.细胞与内环境交换的为养料和氧气 D.可表述为：体内细胞可与外界环境直接进行物质交换,解析 代表食物经消化吸收和血液循环进入内环境的过程；代表组织细胞产生的CO2等废物经血液循环运输到排泄器官排到外界的过程，不需通过消化系统；代表组织细胞与内环境之间的物质交换过程，包括养料和氧气，也包括废物；表示外界环境与细胞之间的物质交换过程是间接的，故用虚线表示；人体的体液包括细胞内液和细胞外液。,答案 C,2.下图为动物的某组织，其中1为毛细血管壁、2 为红细胞、3为血浆、4为细胞内液、5为组织 液，据图判断，下列说法正确的是（）A.过敏反应的抗体主要分布在3和5中，3和5的 成分有区别 B.葡萄糖由3经1和5到达4的过程，依靠自由扩 散来完成 C.图中二氧化碳浓度最高的部位是5 D.2中的氧气到达4需要经过4层膜，2处的氧气 浓度高于4处,解析 过敏反应的抗体吸附在皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞的表面；图中葡萄糖由3经1和5到达4的过程，依靠主动运输来完成，且图中二氧化碳浓度最高的部位是4。答案 D,三、内环境稳态1.概念：正常机体通过 作用，使各个 协调活动共同维持内环境的 状 态叫做稳态。2.调节机制：调节。3.实质：内环境的 保持 状态。4.意义：机体进行正常生命活动的。,调节,器官、,相对稳定,神经体液免疫,理化性质,相对稳定,必要条件,系统,强调：稳态不是恒定不变的，而是相对恒定的一种动态变化；这种动态变化保持在定范围内。如正常情况下，人的体温变化范围是36.537.5;血液的pH变化范围是7.357.45；血浆渗透压一般为770kPa(37时)；血糖正常水平为0.81.2g/L。,考点四 内环境稳态及其调节机制1.内环境各种成分保持相对稳定（1）血浆的主要成分,（2）不同物 质对,失水过多,可导致血浆渗透压升高蛋白质含量降低，可出现组织水肿代谢废物上升,可导致尿毒症 O2缺乏可导致乳酸中毒血浆中Ca2+过低,可出现抽搐激素、血糖等均需稳态,2.稳态的调节机制各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础直接相关的系统：消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统起调节作用的系统：神经系统、内分泌系统、免疫系统（1）最初推测：法国生理学家贝尔纳曾推测，内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节。（2）现代观点：内环境稳态的调节是一种反馈调节，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.稳态的实质稳态是指内环境中的化学成分和理化性质处于 一种相对稳定的状态，内环境保持动态平衡。4.人体维持稳态的调节能力 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。,5.内环境稳态意义（1）意义：内环境稳态是机体进行正常生命活 动的必要条件。血糖正常保证机体正常的能量供应；体温、pH相对恒定酶活性正常，细胞代 谢正常；渗透压相对稳定细胞维持正常的形态和 功能。（2）失调破坏 血糖平衡失调低血糖、糖尿病等；pH失调酸中毒、碱中毒；渗透压失调（如呕吐等）细胞形态、功 能异常；体温失调 发热、中暑等。,细胞代谢紊乱，并导致疾病,四、实验 生物体维持pH稳定的机制,缓冲物质概念：血液中含有许多对对酸碱度其缓冲作用的物质，也叫缓冲对。组成：每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成的。作用：使血液的酸碱度不会发生很大变化，从而维持在相对稳定的状态。,6.“生物体维持pH稳定的机制”实验探究（1）实验原理：各种生物均具其特定的pH范 围这是保证酶活性的前提，生物组织中 pH之所以维持稳定，与其含有缓冲物质（如 人血浆中含HCO、HPO 等）有关。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的 pH的不同变化，定性说明人体内液体环境与 缓冲液相似而不同于自来水，从而说明生物 体pH相对稳定的机制。,（2）实验对比分析 表示用NaOH对自来 水的处理。表示用NaOH或盐酸 分别对缓冲液和生物材料 的处理。表示用盐酸对自来水的处理。比较以上三曲线变化规律可知: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,从而能维持pH相对稳定。,拓展提升（1）水果、蔬菜中往往含有一些碱 性物质,如碳酸钠。当食用这些食物时，碳酸钠 进入血液后,就与血液中的H2CO3发生反应形成 碳酸氢钠,而过多的NaHCO3可以由肾脏排出。这样，血液的pH仍可维持相对稳定状态。（2）哮喘、肺气肿或剧烈运动、初上高原等特定 情况下，缺O2进行无氧呼吸造成体内乳酸积 累，但在缓冲物质作用下，与NaHCO3结合生 成的乳酸钠排出体外，生成的碳酸分解产生 CO2随呼吸系统排出体外，血浆pH仍维持相对 稳定。,对位训练 5.如图是一张生物概念填图，有关分析不正确的 是（）,A.A、B是体液调节和免疫调节，C、D可以是温 度和渗透压 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,答案 B,解析 内环境稳态强调通过调节作用，各个器官、系统参与协调活动，共同维持相对稳定状态。,6.如图表示人运动前后血液中乳酸浓度的变化 曲线，请分析一下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.乳酸与碳酸钠完全反应 D.乳酸与NaHCO3反应生成乳酸钠和碳酸,D,（2009广东卷，19）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 内环境稳态的调节需呼吸、循环、运 动排泄、内分泌系统等的参与；人体内环境 稳态的调节能力有限；内环境稳态的失调与 外界环境有关，如人长期处于低温环境，会 导致体温失调，从而导致疾病；稳态有利于 生命活动的正常进行，有利于参与调节的器 官保持机能正常。,B,构建知识网络,归纳整合,一、内环境稳态,二、血浆中的缓冲物质对血浆pH的反馈调节 血浆中存在着缓冲物质：主要有NaHCO3/H2CO3、(其比值为201)、Na2HPO4NaH2PO4等。它们对维持血浆pH的稳态起了重要作用，其反馈调节过程总结如下：,1.剧烈运动使大量乳酸进入血液时，会发生以下变化C2H4OHCOOH+NaHCO3C2H4OHCOONa(乳酸钠)+H2CO3H2CO3H2O+CO2CO2可由肺排出体外，缓冲了体内产生的过多的酸。2.碱性物质(如Na2CO3)进入血液时，会发生以下变化Na2CO3+H2CO32NaHCO3过多的NaHCO3可由肾脏排出，从而缓冲了体内的碱性变化。,基础再现,实验课题：生物体维持pH稳定的机制,一、实验原理 细胞代谢会产生许多酸性物质，如碳酸等；人和动物吃的食物消化吸收后经代谢会产生一些酸性或碱性物质。这些酸性或碱性物质进入内环境，会使pH发生偏移，但一般情况下，机体能通过缓冲物质使pH稳定在一定范围内。二、目的要求 通过比较自来水、缓冲液(如Na2HPO4、KH2PO4等的溶液，在加入酸或碱后，能使pH的变化减弱)和生物材料在加入酸或碱后pH的变化，推测生物体是如何维持pH稳定的。,三、材料用具 生物材料(肝匀浆、马铃薯匀浆、用水51稀释的鸡蛋清、黄瓜匀浆)、pH=7的磷酸缓冲液、0.1 mol/L HCl(盛于滴瓶中)、0.1 mol/L NaOH(盛于滴瓶中)、4副防护手套、50 mL烧杯1个、50 mL量筒1个、彩色铅笔、pH计或万能pH试纸、镊子1把、自来水。,过程设计,1.方法步骤和记录(1)将25 mL自来水倒入50 mL烧杯中。(2)用pH计或pH试纸测试起始的pH，并作记录。(3)一次加一滴0.1 mol/L HCl，然后轻轻摇动，加入5滴后再测pH。重复这一步骤直到加入了30滴为止。将pH测定结果记入表中。(4)充分冲洗烧杯，并向其中倒入25 mL自来水。测定并记录起始的pH。再如步骤3，一滴一滴地加入0.1 mol/L的NaOH，测定并记录pH。(5)充分冲洗烧杯，用缓冲液代替自来水，重复步骤1至步骤4，记录结果。(6)充分冲洗烧杯，选两种生物材料分别代替自来水，重复步骤1至4，记录结果。,2.现象观察,不同实验材料pH变化记录表,提示：加入0.1 mol/L HCl后，自来水pH逐渐偏小，缓冲液、生物材料pH几乎不变；加入0.1 mol/L NaOH相同,3.实验结论,(1)根据所得数据，以酸或碱的滴数为横轴，以pH为纵轴，画出自来水pH变化的曲线。以实线表示加入酸后的变化，虚线表示加入碱后的变化。再用其他颜色的线条分别表示生物材料、缓冲液pH的变化情况，也同样以实线和虚线分别表示加入酸、碱后的变化。以下曲线仅作参考：(2)根据实验结果，说出不同实验材料pH变化的特点。,答案：自来水中加入酸碱物质后，pH逐渐变小或变大，而缓冲液和生物材料中加入一定量酸碱后pH几乎不变或变化不大。4.实验评价你的实验测得的不同情况下的pH值是否存在误差？分析误差存在的原因，如何降低误差？答案：有误差。原因：(1)烧杯清洗不干净。(2)加入酸、碱后不摇动或摇动不均匀、不彻底。(3)加入酸、碱后不待其稳定就立即测pH值等。(根据你的实验结果，作出相应回答),易错归纳,1.第一次“充分冲洗烧杯”是为了避免酸性物质HCl与碱性物质NaOH发生中和发应，使实验现象不明显，减少误差。因此在实验过程中，出现了很多次的“充分冲洗烧杯”。第二次和第三次“充分冲洗烧杯”是为了防止不同的生物材料混合，影响实验效果。2.HCl和NaOH均有腐蚀性。应避免其与皮肤和眼睛接触，也不要入口。若有洒落或溅出，要立即用水冲洗15 min，并告诉老师。3.生物材料最好是一种植物材料，一种动物材料。,