第2节内环境稳态的重要性

1.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。

2．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．在内环境稳态中起调节作用的系统：神经系统、内分泌系统和免疫系统。直接参与物质交换的系统：呼吸系统、消化系统、循环系统和泌尿系统。

4．人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。

5．内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。

一、内环境稳态的概念、调节及意义

1．稳态的概念

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．对稳态调节机制的认识过程

3．稳态的失调

人体维持内环境稳态的能力是有一定限度的。

原因f198c3b2072364a69199040604e78696.png

4．稳态的意义

(1)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只有血糖含量和血液中的含氧量保持在正常范围内，才能保证为细胞代谢提供充足的反应物。

②适宜的温度和pH等是酶正常发挥催化作用的基本条件。

二、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的pH不同变化，定性说明生物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．实验流程

1．判断下列说法的正误

(1)内环境的稳态就是内环境的成分和理化性质恒定不变(×)

(2)稳态是通过各个器官、系统的独立活动来维持的(×)

(3)稳态是由体液调节、神经调节共同完成的(×)

(4)外界环境变化不大时，机体一定能维持内环境的稳态(×)

(5)生物体能维持pH的相对稳定是因为内环境中存在缓冲物质(√)

2．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

解析：选D　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。

3．当内环境的稳态遭到破坏时，必将引起(　　)

A．酶促反应加快 B．渗透压下降

C．细胞代谢异常 D．血糖含量偏高

解析：选C　当内环境稳态遭到破坏时，会导致细胞代谢异常。

4．稳态的生理意义是(　　)

A．使体温维持相对恒定

B．使体液的pH保持相对稳定

C．使内环境的渗透压处于相对平衡状态

D．机体进行正常生命活动的必要条件

解析：选D　稳态是内环境的理化性质保持动态平衡。而内环境理化性质的几个重要方面为体温、pH和渗透压。只有保持内环境的稳态，才能保证新陈代谢的正常进行，故稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。

5．下列关于内环境稳态的叙述，错误的是(　　)

A．内环境稳态的维持需要多个系统的参与

B．内环境稳态受神经系统、内分泌系统和免疫系统的共同调节

C．内环境的理化性质是恒定不变的

D．内环境稳态遭到破坏，机体的生命活动就会受到威胁

解析：选C　内环境的稳态是一种动态平衡，内环境的各项理化性质是在一定范围内波动的，而不是恒定不变的。

6．当肌肉细胞缺氧时产生的物质、pH的变化及需要的缓冲物质依次是(　　)

A．CO2、迅速降低、NaHCO3

B．CO2、基本不变、H2CO3

C．乳酸、迅速降低、NaHCO3

D．乳酸、基本不变、NaHCO3

解析：选D　肌肉细胞缺氧进行无氧呼吸产生乳酸，进入血液后，被NaHCO3和其他碱性物质中和，使pH变化不大。

efed7d2683126f740d57b09bb8daa8bb.pngc628c89bcf17333e730c2b70d3b45122.png5b358002dbbf806d945ce937457ae046.png

1．对内环境稳态概念的理解

2．内环境稳态调节的基础

(1)直接参与的器官与系统：

①消化系统：消化道营养物质,消化道毛细血管。

②呼吸系统：肺泡9c9f5729b2d3973779c7edbc2ed7a683.png肺部毛细血管。

③泌尿系统：血管83bad6f880cd3457a9d703024373b184.png肾脏形成尿液。

④循环系统：由上述内容可看出血液是所有生命活动的中转站，它的成分能充分反映机体的健康状况。

(2)间接参与调节稳态的系统：神经系统、内分泌系统和免疫系统。

3．稳态失调与相关疾病

[题组冲关]

1．内环境的稳态是细胞生活所必需的。下列关于内环境的叙述错误的是(　　)

A．稳态有利于参与其调节的器官保持机能正常

B．人体内环境稳态的失调与外界环境无关

C．pH和温度的稳定都给酶正常发挥催化作用创造了条件

D．免疫系统识别并清除异物及外来病原微生物，也是维持内环境稳态的机制

解析：选B　稳态有利于参与其调节的器官保持机能正常；由于酶需要适宜的pH和温度，因此pH和温度的稳定都给酶正常发挥催化作用创造了条件；机体维持稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节网络，因此免疫系统识别并清除异物及外来病原微生物也是维持内环境稳态的机制；人体维持内环境稳态的调节能力是有限的，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．下面是关于人体内环境稳态调节的示意图，相关说法错误的是(　　)

A．甲、乙表示体液调节和免疫调节

B．三种调节方式中，神经调节占主导地位

C．丙、丁可以表示温度和酸碱度

D．内环境的理化性质不可以变化，否则机体就不能进行正常的生命活动

解析：选D　内环境的稳态是指内环境的各种成分和理化性质保持相对的稳定，可以在一定范围内变化，如果超出这一范围就会影响机体正常的生命活动。

5550eb022da83509c8d079bb7e5c82ae.pngc628c89bcf17333e730c2b70d3b45122.png1e54ac74009a282c490a3fb9a6d90e3d.png

1．实验结果及结论

2．实验注意事项

(1)加入酸或碱时，要一滴一滴地加入，并严格控制滴数。

(2)盐酸和氢氧化钠均有腐蚀性，要避免其与皮肤和眼睛接触。

(3)冲洗烧杯一定要充分，否则将影响实验结果。

(4)至少选两种生物材料进行实验。

(5)加入酸、碱后要待其稳定后再测pH。

(6)绘制pH变化曲线时可用不同颜色的笔或实虚线标明。

(7)绘制坐标曲线时要注明横轴、纵轴所代表的意义及相应单位。

3．人体pH稳态的维持

(1)稳态维持的原因：血浆中存在缓冲物质，如：

NaHCO3—H2CO3、NaH2PO4—Na2HPO4等。

(2)维持机制：酸性或碱性物质进入血浆后，可以和缓冲物质发生反应，反应产物可以通过肺或肾脏排出体外，从而使血浆的酸碱度保持相对稳定。图示如下：

[题组冲关]

3．下列关于“生物体维持pH稳定的机制”实验的叙述，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溶液后的变化来看，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

解析：选D　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溶液后的变化情况与缓冲液很接近。

4．分别向20 mL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(　　)

解析：选D　血浆中含有H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等缓冲物质，从而使pH稳定在7.35～7.45。向20 mL的新鲜血浆中滴加相同浓度的稀盐酸和稀NaOH溶液，开始时由于受缓冲物质的影响，血浆pH相对稳定。但机体稳态的调节能力是有一定限度的，当超过其调节能力时，数值就会急剧变化。

一、选择题

1．下列有关人体内环境稳态的叙述，不正确的是(　　)

A．当内环境的稳态遭到破坏时，必将引起细胞代谢紊乱

B．在正常情况下，内环境的各项理化性质是保持不变的

C．人体内环境稳态的实现需要消化、循环、呼吸等系统的共同参与

D．神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制

解析：选B　内环境稳态是新陈代谢正常进行的必要条件，内环境稳态受到破坏时，细胞代谢会发生紊乱；正常情况下，内环境的成分及理化性质会保持动态平衡；人体内环境稳态的实现需要消化系统、循环系统、呼吸系统、泌尿系统、神经系统、内分泌系统等共同参与；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。

2．在血液生化六项检查的化验单上，每种成分的参考值即正常值都有一个变化范围，对此不正确的理解是(　　)

A．内环境稳态不是恒定的，可在一定范围内波动

B．内环境稳态是一种动态的、相对的稳定状态

C．年龄、性别等个体差异会导致内环境的成分存在差异

D．该变化范围主要考虑了化验结果的误差

解析：选D　血液的生化指标能反应机体的健康状况，但都有一个变化范围，一方面是因为个体差异，另一方面，同一个体内环境的稳态也是动态的、相对的；血检指标的正常值的变化范围反映的是群体内环境的状态，与化验结果的“误差”无关。

3．人初到高原会出现不适症状，有的甚至危及生命，这不能说明(　　)

A．外界环境变化能影响内环境稳态

B．环境条件变化剧烈时内环境稳态会遭到破坏

C．人体维持内环境稳态的能力是有限的

D．若环境条件变化不剧烈，机体无需调节也能维持稳态

解析：选D　外界环境变化能影响内环境稳态，如高温导致人中暑等；人体维持内环境稳态的能力是有限的，环境条件变化剧烈时可能会使内环境稳态遭到破坏；内环境的稳态是相对的，即使环境条件变化不剧烈，内环境稳态也会受到一定的影响，也需要机体的调节机制进行调节。

4．运动会上，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分解成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

解析：选D　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分解成CO2可经呼吸系统排出。

5．某同学在上体育课时进行剧烈运动，此时需要通过一定的机制来维持内环境的稳态。下列有关叙述正确的是(　　)

A．肌细胞无氧呼吸产生并释放到血液中的乳酸，由缓冲物质中和以维持酸碱平衡

B．产热增多会使体温升高，所以该同学体温会持续升高

C．运动过程中该同学的血糖浓度持续降低

D．大量流汗导致失水过多，只需要补充足够的水分即可

解析：选A　剧烈运动过程中肌细胞因氧气供应不足而进行无氧呼吸，产生乳酸进入血液，与血液中的NaHCO3发生反应，从而维持血浆的正常pH；人体可以通过调节保持体温或血糖的相对稳定；大量流汗后饮水时要加点食盐，因为在大量流失水分的同时也丢失了无机盐。

6．下列现象中，属于内环境稳态失调的是(　　)

A．环境温度下降，导致甲状腺激素分泌增加

B．高原训练，运动员体内红细胞增多

C．长时间处于高温环境，出现中暑症状

D．饮食过咸，导致细胞外液渗透压升高

解析：选C　环境温度下降，人体代谢加强以产生更多热量来维持体温，而代谢加强与甲状腺激素分泌增加有关，故A项所述属正常调节；高原训练，运动员体内红细胞增多以提高氧气含量也是对内环境正常的调节；长时间处于高温环境，出现中暑症状属内环境稳态失调；饮食过咸，细胞外液的渗透压随之升高，但这能在人体调节下恢复正常。

7．关于稳态的实现，下列叙述正确的是(　　)

A．血液中的缓冲物质可以调节血浆pH，不需神经系统的参与

B．肾脏不时地排出内环境中多余的尿素、无机盐、水等

C．只有人体自身的调节功能出现障碍时，内环境的稳态才会遭到破坏

D．免疫系统是机体的防御系统，不参与内环境稳态的调节

解析：选B　血浆中的pH变化与神经—体液调节有关，例如当pH降低时，可以通过呼吸运动的加强排出体内过多的二氧化碳；神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制；外界环境的剧烈变化也会导致人体内环境的稳态遭到破坏。

8．机体内环境保持稳态具有非常重要的意义。下列有关稳态的叙述，正确的是(　　)

A．内环境的化学成分保持稳定不变是机体进行正常生命活动的必要条件

B．内环境维持较高的渗透压有利于维持细胞的形态与功能

C．细胞外液的温度一般维持在37 ℃左右，温度过高不利于酶活性的发挥，从而影响体内各种化学反应

D．通过稳态调节机制的作用能确保内环境的理化性质保持恒定

解析：选C　内环境的稳态是机体进行正常生命活动的必要条件；内环境渗透压的相对稳定有利于维持细胞的形态与功能，较高的渗透压会使细胞失水而影响其形态与功能；细胞外液的温度一般维持在37 ℃左右，温度过高会影响酶活性的发挥，从而影响体内各种化学反应；通过稳态调节机制的作用能确保内环境的理化性质保持相对稳定，而不是恒定不变。

9．利用教材中的实验“生物体维持pH稳定的机制”中的实验数据，得出的有关判断不合理的是(　　)

A．生物材料中加入酸或碱后pH的变化更像缓冲液

B．生物材料可以通过对生理活动的调节来维持pH的相对稳定

C．若只用缓冲液和生物材料对照，不能充分说明生物材料对酸碱物质具有缓冲作用

D．若只用自来水和生物材料作对照，不能充分说明生物材料中有类似缓冲液中的缓冲物质

解析：选B　生物材料和缓冲液中都有缓冲物质，而自来水中没有，所以加入酸或碱后，生物材料的pH的变化更像缓冲液；离体的生物材料的生理活动已不能正常进行，生物材料中的缓冲物质能够对酸碱度的变化起缓冲作用；用自来水、缓冲液与生物材料对比分析，形成两组对照实验，才能充分说明生物材料中具有缓冲物质，对酸或碱具有缓冲作用。

二、非选择题

10．下图表示内环境稳态与各系统的功能联系示意图。据图在下列横线上填写适当内容：

(1)图中食物、水和无机盐，经[①]________系统处理后才能进入循环系统，最后由大肠排出的是[②]__________________。

(2)呼吸系统可以吸入[③]________，排出[④]______________。从图中可以看出，人体细胞与外界环境的气体交换，至少需要________系统和________系统的参与。

(3)由泌尿系统排出的是[⑥]__________________________________。

(4)人体细胞要与外界环境进行物质交换必须要通过[⑤]________才能完成。

(5)目前普遍认为，机体维持稳态的主要调节机制是______________________调节网络。

解析：细胞与内环境直接进行物质交换，内环境通过消化、呼吸、循环、泌尿系统的直接参与完成与外界的物质交换，所以内环境是细胞与外界物质交换的桥梁。细胞、内环境与外界物质交换还需要神经、体液和免疫的调节才能正常进行。

答案：(1)消化　未被吸收的物质

(2)氧气　二氧化碳和少量水　呼吸　循环

(3)有机废物、水和无机盐　(4)内环境

(5)神经—体液—免疫

一、选择题

1．下列选项中属于对内环境稳态实质描述的一项是(　　)

A．神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制

B．稳态是各个器官、系统协调活动的结果

C．温度、pH、渗透压等理化性质呈现动态平衡

D．稳态是体内细胞生活不可缺少的条件

解析：选C　内环境稳态的实质是内环境的化学成分和温度、pH等理化性质处于稳定状态，即呈现动态平衡。A、B选项是内环境稳态的调节与维持，D选项是内环境稳态的意义。

2．通过研究发现，人的血浆pH通常为7.35～7.45，变化不大的原因是(　　)

①H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等多对缓冲物质对血浆酸碱度起缓冲作用

②通过呼吸系统可不断排出CO2

③血浆中过多的碳酸氢盐可以由肾脏随尿排出体外

④神经系统对呼吸运动强度的调节有利于维持血浆pH的相对稳定

⑤食物中的碱性物质与新陈代谢产生的酸性物质所构成的缓冲对调节了血浆pH

A．只有①②　　　　 B．只有①②③

C．只有①②③④ D．只有①②③⑤

解析：选C　血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质。血液中的CO2会刺激控制呼吸运动的神经中枢，使呼吸运动增强，从而将CO2排出体外，使血浆pH变化不大。当碳酸钠过多时，就与血液中的碳酸发生作用，形成碳酸氢盐，而过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出，使血液酸碱度不会发生很大的变化。

3．正常情况下，转氨酶主要分布在各种组织细胞内，以心脏和肝脏含量最高，在血浆中含量很低。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，可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

解析：选B　据题意可知：转氨酶主要存在于心脏和肝脏细胞中，当细胞膜通透性增高或细胞破裂后大量进入血浆，因此血浆中转氨酶含量的多少可反映机体的健康状况，并可作为诊断疾病的依据。

4．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、乙试管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。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，只有在这种条件下，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蒸馏水充分混合，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

解析：选D　“等量”是为了排除数量多少对实验结果的影响，即为了平衡无关变量。“摇匀”是为了让参与反应的物质混合均匀，有利于反应充分进行。甲试管血浆中含有缓冲物质，乙试管是空白对照，不含缓冲物质，因此各自加入盐酸或NaOH溶液后，甲试管中pH变化不明显，乙试管中pH变化明显。血浆中含有缓冲物质，因此pH保持相对稳定，即在一定范围内波动，而不是稳定不变。

5.右图表示某人从初进高原到完全适应，其体内血液中乳酸浓度的变化曲线，下列对ab段和bc段变化原因的分析，正确的是(　　)

A．ab段上升是因为人初进高原，呼吸频率加快造成的

B．bc段下降的原因：一是乳酸被血液中的缓冲物质转化为其他物质；二是造血功能逐渐增强，红细胞数量增多

C．ab段上升的原因是人体只进行无氧呼吸，产生大量的乳酸进入血液

D．ab段产生的乳酸，在bc段与Na2CO3反应

解析：选B　初进高原，缺氧导致细胞无氧呼吸增强，乳酸增加，但此时并非只进行无氧呼吸。进入高原一段时间后，机体造血功能增强，红细胞数量增加，运输氧的能力增强，因此乳酸浓度降低；同时，血液中的乳酸可与缓冲物NaHCO3反应生成乳酸钠排出体外。

6．下图表示三种海蟹在其他环境条件一定时的实验条件下，不断改变海水浓度，它们血液浓度的变化情况(已知海水的浓度约为0.5 mol/L)，下列描述正确的是(　　)

①在较低浓度的海水中才能维持内环境相对稳定的是甲

②无法判断甲、乙、丙调节内环境相对稳定能力的强弱

③调节内环境相对稳定能力最弱的是乙

④维持内环境相对稳定能力最强的是丙

A．①③④ B．①③

C．③④ D．②

解析：选A　随着海水浓度的改变，血液的浓度变化越小的，说明调节内环境的能力越强，反之就越弱。乙随着海水浓度的升高，血液浓度呈直线上升，调节内环境相对稳定能力最弱；甲在海水浓度低时还能维持血液浓度，但稍微高一点就不能调节稳定了，故调节能力其次；丙在海水浓度低于正常海水浓度(已知海水的浓度为0.5 mol/L)时，血液浓度基本能够维持平衡，说明丙维持内环境相对稳定能力最强。

二、非选择题

7．根据内环境及其稳态的知识，回答下列问题：

(1)某奶牛场为提高产奶量，给奶牛饲喂了大量的某种精饲料后，奶牛瘤胃发酵产酸过多，引起机体血液pH低于正常值，且难以恢复到正常水平。产酸过多使pH难以恢复的原因是____________________________________________________________________________________________。pH低于正常值会引起酸中毒，为了避免这一问题，可以在饲料中添加起________作用的物质，以利于奶牛内环境的pH维持在正常水平。机体的内环境是指________________________________，主要包括血浆、________、________。

(2)环境的剧烈变化或惊吓会导致奶牛机体内某些激素水平的变化，从而使产奶量下降，在这个过程中机体的调节方式包括____________调节。

解析：(1)pH过低，导致相关酶的空间结构遭到破坏，使酶失活；为了除掉过多的酸性物质，可以在饲料中加入碱性物质，与酸性物质发生中和反应，维持pH的稳定。内环境是由细胞外液构成的液体环境，主要包括血浆、组织液和淋巴。(2)奶牛受到惊吓时，肾上腺素分泌增多，该过程是神经调节；同时，肾上腺素发挥作用，调节生命活动属于激素调节。

答案：(1)酸性物质过多，超出了机体维持pH相对稳定的能力限度　中和　由细胞外液构成的液体环境　组织液　淋巴　(2)神经和体液

8．[实验探究]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25 mL实验材料→测pH→滴加5 mL 0.1 mol/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)该同学用下图所示曲线来预测探究结果，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。该实验可以得出的结论是_____________

________________________________________________________________________。

(3)如果要证明血浆确实具有维持pH稳定的功能，本探究实验还应该补充__________

________________________________________________________________________。

解析：(1)实验开始时应测量三种材料的pH，以便与加入盐酸后的pH作比较，得出pH稳定与否的结论。(2)清水组加入盐酸，酸性增强，pH应降低。本实验的目的是探究“血浆是否具有维持pH稳定的功能”，设置清水、缓冲液两组是为了作对照。清水组不能维持pH稳定，血浆与缓冲液具有维持pH稳定的功能，从坐标曲线图可知，血浆维持pH稳定的能力更强。(3)本实验从加酸的角度探究维持pH稳定的功能，为了实验结论的准确性，还应从加碱的角度进行探究。

答案：(1)获得实验前的数据，以便与实验后溶液的pH作比较　(2)①清水　清水中滴加盐酸后，溶液pH下降

②对照　血浆与缓冲液一样具有维持pH稳定的功能，且血浆维持pH稳定的能力比较强　(3)加入NaOH溶液后，血浆pH仍可在一定范围内保持稳定