1、上海科学技术出版社普 通 高 中 教 科 书生物学稳态与调节生物学选择性必修1稳态与调节普通高中教科书生物学选择性必修 1稳态与调节上海科学技术出版社SHENGWUXUE绿色印刷产品绿色印刷产品定价 : 9.55 元选择性必修 1生物学选择性必修 1普通高中教科书稳态与调节上海科学技术出版社主编：赵云龙周忠良本册主编：禹娜编写人员：（以姓氏笔画为序）马骥乐黎辉陈云杰郑方方赵玥责任编辑：文波吴玥美术设计：蒋雪静普通高中教科书生物学选择性必修 1稳态与调节上海市中小学（幼儿园）课程改革委员会组织编写出 版上海世纪出版 ( 集团 ) 有限公司上海科学技术出版社（上海市钦州南路 71 号邮政编码 20
2、0235）发 行上海新华书店印 刷当纳利（上海）信息技术有限公司版 次2021 年 3 月第 1 版印 次2021 年 3 月第 1 次开 本890 毫米 1240 毫米1/16印 张7.5字 数170 千字书 号ISBN 978-7-5478-5297-2/G1035定 价9.55 元版权所有未经许可不得采用任何方式擅自复制或使用本产品任何部分违者必究如发现印装质量问题或对内容有意见建议，请与本社联系。电话：021-64848025，邮箱：全国物价举报电话：12315声明按照中华人民共和国著作权法第二十五条有关规定，我们已尽量寻找著作权人支付报酬。著作权人如有关于支付报酬事宜可及时与出版社联
3、系。内环境是机体细胞赖以生存的环境 内环境稳态是机体细胞生命活动的保障 探究 实验 1-1 探究生物体维持 pH 稳定的机制第 1 节第 2 节人体的神经调节 19人体的体液调节 45第 1 节第 2 节第 3 节第 4 节第 1 节第 2 节第 3 节反射是神经调节的基本方式神经调节过程涉及信息的转换及传递神经中枢调控机体的生命活动条件反射是大脑的高级调节功能探究 活动 2-1 成瘾的生理基础及危害激素调节是体液调节的主要形式探究 活动 3-1 模拟诊疗激素通过反馈调节和分级调节维持稳态探究 活动 3-2 认识生活中使用激素类物质对人体健康的影响神经调节与体液调节共同维持稳态人体的内环境和稳
4、态 12751562023303646目录11394854第章第章第章1231人体的免疫调节 65植物生命活动的调节 91第 1 节第 2 节第 3 节第 4 节第 1 节第 2 节第 3 节免疫系统是免疫调节的基础免疫系统具有防御功能探究 建模 4-1 建构炎症反应的概念模型B、T 淋巴细胞参与特异性免疫应答免疫功能异常引发的疾病生长素对植物生长的调节作用植物激素及其类似物调节植物的生命活动探究 实验 5-1 探究乙烯利对香蕉的催熟效果探究 实验 5-2 探究植物生长素类似物对扦插枝条生根的作用环境因素参与植物生命活动的调节839299736678108第章第章457510110521 第
5、节第 章1人体的内环境和稳态我国南极科学考察站中山站寒冷多风，年平均气温仅 -10左右，最低甚至可达 -36.4，在如此严酷的环境下，科学家们却常年驻守，坚持不懈地从事着各类户外科考工作。而以“火焰山”著称的吐鲁番炎热干燥，夏季极端气温更高达 49，但当地居民一直过着幸福安定的生活。高山、荒岛、沙漠、沼泽地球上各种不同环境中无不留下了人类的足迹。人体在面对多变的外界环境时，能展现出强大的适应能力，始终维持着内部生理功能的平衡与稳定。那么，机体内部的平衡稳定主要体现在哪些方面？这种平衡稳定状态又是如何得以实现的呢？1KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39
6、字 37 行2021-04-242人体的内环境和稳态第 1 章细胞的生存环境用新鲜鸡血进行分层实验，发现原来颜色均匀的血液分成了三层：上层浅黄色的血浆，下层深红色的红细胞，中间还有薄薄的一层为白细胞和血小板（图 1-1） 。思考与讨论：1. 从细胞新陈代谢的角度，尝试分析血细胞与血浆之间的关系。2. 试推测机体内其他细胞的生存环境又是怎样的？第 节内环境是机体细胞赖以生存的环境1水是构成机体细胞的最基本物质之一，同时作为良好的溶剂，它承载着多种离子、化合物、气体，形成环绕在机体细胞周围的液体环境，在体内不断地进行着运输和再分配。那么，机体细胞与其周围的液体间存在着怎样的关系？在机体细胞的新陈代
7、谢过程中，其周围的液体环境又发挥着怎样的作用呢？学习目标分 析 实 验 现 象， 阐明 细 胞 外 液 为 机 体细 胞 提 供 适 宜 的 生存环境。利 用 图 示， 说 明 构成 内 环 境 的 血 浆、淋 巴 和 组 织 液 之 间的物质交换关系。通 过 构 建 概 念 图，简 述 人 体 各 系 统 参与 机 体 内、 外 环 境间物质的交换。概念聚焦血 浆、 淋 巴 和 组 织液 共 同 组 成 高 等 动物 细 胞 赖 以 生 存 的内环境。内 环 境 是 机 体 细 胞与 外 界 环 境 进 行 物质交换的媒介。内、 外 环 境 间 的 物质 交 流 依 靠 呼 吸、消 化、 循
8、 环 和 泌 尿等系统的共同参与。图 1-1 血液分层实验及血液主要成分KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-243内环境是机体细胞赖以生存的环境第 1 节图 1-3 细胞外液和细胞内液共同构成机体的体液1 细胞外液是机体细胞生活的内环境高等动物机体中，无论是悬浮于血液中的血细胞、空隙较大的疏松结缔组织细胞，还是排列紧密的上皮细胞，每个细胞周围都有或大或小的间隙，主要被液体所填充（图 1-2） ，这些液体统称为细胞
9、外液（extracellular fluid） 。细胞外液为浸浴其中的机体细胞提供了生存的环境。为了区别机体生活的外界环境，将细胞外液所构成的液体环境称为内环境（internal environment） ，它并不与外界环境直接接触。血浆：由水和溶质组成。参与运送生命活动所需的各种血浆蛋白、无机盐、脂质、糖类、激素、O2，以及机体代谢产生的尿素、CO2等。这些溶质中有的为血细胞提供各种生存必需，有的在维持血浆酸碱度和渗透压等平衡中起着重要的作用。另外，血浆还参与机体免疫、凝血及体温恒定等调节。淋巴（又称淋巴液） ：是在淋巴管中流动的液体。淋巴流动时经过的淋巴结中有大量免疫细胞，它们能清除淋巴带
10、来的细菌等病原体。所以，淋巴既为淋巴细胞提供了生存环境，也起到机体防御屏障、参与维持内环境稳定的作用。组织液（又称细胞间液） ：绝大部分呈凝胶状态，不能自由流动，但水和各种溶质分子在组织液中的扩散运动并不受阻碍，能与血浆、细胞内液进行物质交换。因而组织液为体内绝大多数组织细胞提供了最基本和相对稳定的生活环境。此外，人体内部还有大量的液体分布于细胞内，称为细胞内液（intracellular fluid） 。细胞外液和细胞内液间存在直接的物质交换，两者共同组成了机体的体液（body fluid，图 1-3） 。图 1-2 各种机体细胞的间隙都充满液体（1 000）（A）血液（C）上皮组织（B）疏
11、松结缔组织细胞外液1444442444443KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-244人体的内环境和稳态第 1 章绝大多数机体细胞并不直接与外界环境相接触，而是浸浴在血浆、淋巴和组织液共同构成的内环境中，经细胞膜从内环境直接吸收营养物质和氧气，并将代谢产物及某些分泌物排入内环境，从而完成自身的新陈代谢及相关功能。人体的血液循环系统具有遍布全身的血管网络，凭借其深入组织内部的毛细血管网，通过高通透性的毛细血管壁，进
12、行着组织液的生成和回流。该过程中，营养物质和 O2等从血浆扩散至组织液，同时将细胞排入组织液的代谢产物尿素、CO2等回收入毛细血管，由此完成内环境的物质更新及稳定（图 1-4） 。毛细淋巴管（lymphatic capillary）的盲端也分布于组织细胞的间隙中，其管壁上呈覆瓦状排列的上皮细胞只允许组织液单向流入毛细淋巴管形成淋巴。这种结构的管壁比毛细血管壁的通透性更大，一些不易透过毛细血管壁的大分子物质（如蛋白质、细菌、病毒和肿瘤细胞等）都可以进入毛细淋巴管。淋巴流经各级淋巴管道，最终汇入血液循环，因此，淋巴循环可以看作是血液循环的辅助。由于途中会经过多个淋巴结，淋巴中的细菌、病毒大多会被清
13、除。图 1-4 内环境的物质交换示意图组成内环境的血浆、淋巴和组织液始终处于动态平衡状态。其中，组织液大部分渗入毛细血管静脉端，另外约 10%的物质经淋巴管道进入循环系统。它们行使各自功能的同时，也通过相互沟通使各自的成分与含量维持相对稳定。三者的组织液的生成；组织液回流；淋巴的生成；组织液与细胞内液的物质交换KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-245内环境是机体细胞赖以生存的环境第 1 节基本化学组成比较接近，
14、但略有不同，如血浆中含有较多的血浆蛋白，而淋巴和组织液中仅含极少量蛋白质。机体细胞依靠内环境获得各种生存必需的条件，同时也通过物质的合成、分解、贮存和释放，时刻参与着内环境的形成与维持。例如，肝细胞代谢所需的 O2和营养物质由内环境提供，同时肝细胞通过葡萄糖与肝糖原的相互转化参与维持内环境中葡萄糖含量的相对稳定。与之类似，内环境中的激素、CO2、乳酸等物质也均来自机体细胞的代谢过程。2 呼吸、消化、循环和泌尿等系统参与内、外环境间的物质交换内环境中的 O2及大部分营养物质都来源于外界环境，细胞的代谢废物最终也将排至外界环境，因此，内环境又是细胞与外界环境进行物质交换的渠道。那么，内环境中的物质
15、是通过什么途径与外界环境进行物质交换的呢？机体所需的 O2和营养物质等通过呼吸、消化和吸收等过程从外界摄入，并经循环系统运送至全身各处参与机体细胞代谢活动。同时，细胞代谢所产生并进入内环境的CO2、尿素等物质也会被运送至肺、肾、皮肤等器官排出体外。在此过程中，呼吸系统、消化系统、循环系统和泌尿系统等密切协作，确保了机体细胞、内环境及外界环境之间高效而有序的物质交换（图 1-5） 。当机体的这些系统或器官出现功能异常时，内、外环境的沟通就可能发生障碍，从而影响内环境的正常功能。例如，肺气肿会使内环境中 CO2浓度升高，从而造成机体酸中毒；急性肾衰竭则会引起内环境中电解质和酸碱平衡的紊乱。图 1-
16、5 各系统参与内、外环境间的物质交换示意图KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-246人体的内环境和稳态第 1 章19 世纪，科学界普遍认为人体需要的糖类物质不能自身产生，须从食物中吸收并运送到肝脏、肺或其他一些器官后被分解利用。法国实验生理学家贝尔纳（C. Bernard）为了验证糖吸收利用的观点，将实验狗分为两组，分别用碳水化合物和肉进行投喂。几天后，两组实验狗的静脉中都检测到了大量的葡萄糖，这种现象引发了贝尔
17、纳的思考。在随后针对不同代谢器官的物理化学检测中，他注意到，当血液中葡萄糖含量升高时，肝脏可以将葡萄糖转化成糖原储存起来；反之，肝脏也可以利用其他物质合成糖原，而后转化为葡萄糖进入血液，即动物体的血糖水平可以通过肝脏调节使之处于相对稳定的状态。由此，贝尔纳发现肝脏具有糖原合成和转化功能，同时也意识到机体内各部分间存在相互协调的关系。此后，贝尔纳在胰腺的消化功能、神经影响血管舒缩等方面的研究中，逐渐确信机体各器官的活动并不完全独立，而是各种功能彼此相关，从属于整体的生理需要。1857 年，贝尔纳首次提出了“内环境”概念，并于 1865 年在其专著实验医学研究导论中作了详细阐释。他认为，内环境是围
18、绕在多细胞动物细胞周围的体液，为机体细胞提供了适宜的生存环境。此外，贝尔纳还敏锐地意识到：身体内所有的器官、系统，尽管种类不同、功能各异，但目的只有一个使内环境保持稳定，这是动物体自由独立生活的必要条件。这种整体生命观将生理学研究由关注现象推向了关注本质，并为后来“稳态”概念的提出奠定了基础。1927 年， 实验医学研究导论被美国生理学家亨德森（L. J. Henderson）翻译为英文，这使贝尔纳理论和思想的影响范围进一步扩大。同时，亨德森在研究中发现血液因含有多种化学物质而具有缓冲作用，这为人们从体液平衡角度思考内环境稳定提供了科学支撑。亨德森的同事、美国生理学家坎农（W. Cannon）
19、通过对肾上腺与交感神经间功能的研究，在“内环境”理论基础上，于 1926 年正式提出了“稳态”的概念。由此，内环境及其稳态才真正成为现代生理学乃至生命科学的重要概念之一。思考与讨论：结合以上材料，运用批判性思维，针对这几种观点谈谈你的看法：科学发现的最大困难在于摆脱一些传统或权威的束缚。对一切事物都应持有怀疑态度。科学推理都基于观察与实验。良好的方法能使科学家进一步发挥运用天赋的才能。贝尔纳与“内环境”科学史话1. 请判断人体的汗液、尿液以及唾液是否属于内环境的组分，并陈述理由。2. 参与体内细胞与外界环境之间气体交换的系统包括。3. 尝试用文字和箭头等概念图形式，说明机体细胞内液及内环境各组
20、成部分间的物质交换关系。4. 某同学连续几天发热不止，并且咳嗽愈加严重。到医院检查后，医生告知得了肺炎，需要进行抗生素治疗。如果采用肌内注射的方式，请分析药物到达患病部位经历的运送途径。自我评价KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-247内环境稳态是机体细胞生命活动的保障第 2 节第 节2随着健康意识的不断增强，人们逐渐养成了定期体检的良好习惯。体检项目中，通常包含血糖、甘油三酯、胆固醇、尿酸、尿素、各种离子等血液
21、生化指标的检测。你了解检测这些指标的目的吗？当患者需要静脉补液时，常会使用 0.9%的 NaCl 溶液，这又是为什么呢？环境离子浓度对红细胞的影响水分子能够从溶质浓度低的一侧透过细胞膜，渗透至溶质浓度高的一侧。这种引起细胞内外液之间水分发生渗透的原因是渗透压。单位体积溶液中溶质颗粒越多，渗透压越高。水分子更倾向于向渗透压较高的一侧移动。如果机体血浆中渗透压高于或低于红细胞内液的渗透压时，会对红细胞产生怎样的影响？在 5 支试管中分别加入浓度为 0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6% 的 NaCl 溶液 2 mL 和 2 滴抗凝鸡血。轻摇混匀静置一段时间后，观察试管内液体，可发现如图 1-
22、6 的三种现象：（A）0.8%1.6% NaCl 溶液的试管内液体均分为上下两层：上层为无色或极浅红色，下层为浑浊红色。显微镜观察发现：0.8% 溶液中红细胞形态正常，1.2% 溶液中红细胞明显皱缩，而 1.6% 溶液中红细胞皱缩严重； （B）0.4% NaCl 溶液的试管内液体分为上下两层：上层为透明红色，下层为浑浊红色。显微镜观察发现：溶液中的红细胞明显发生膨胀，部分红细胞发生破裂； （C）纯净水（0% NaCl 溶液）的试管内液体完全呈现为透明红色。显微镜观察发现：红细胞全部发生破裂。思考与讨论：1. 你能判断出接近鸡血浆渗透压的NaCl溶液浓度是多少吗？正常状态下，机体细胞内液和周围组
23、织液的渗透压是否相等？2. 如果将人的红细胞置于 1.9% 尿素溶液（该浓度尿素溶液与血浆具有相等的渗透压，尿素通过自由扩散方式穿过细胞膜）中，会发生什么情况？图 1-6 不同浓度溶液试管观察结果示意图学习目标通 过 图 示、 实 验 观察 和 列 举 等， 阐 述内 环 境 理 化 特 性 的稳定状态。基于物质与能量观，阐 释 内 环 境 理 化 特性 维 持 稳 定 是 机 体正 常 生 命 活 动 的 保证。概念聚焦内 环 境 中 各 种 理 化性质相对稳定稳态， 是 人 体 正 常 生命活动的基本条件。在机体的调节下，各器 官、 系 统 协 调 统一 地 活 动， 是 维 持内环境稳态
24、的基础。内环境稳态是机体细胞生命活动的保障（A）（B）（C）KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-248人体的内环境和稳态第 1 章1 内环境中的各种理化性质处于相对平衡状态当机体细胞周围液体的渗透压发生大幅度的变动时，细胞的形态会因水分的进出而出现明显变化，从而可能导致其功能受到影响，甚至会出现解体现象。由此可见，内环境渗透压的稳定对于生活于其中的细胞至关重要。内环境渗透压的大小与其单位体积内溶质颗粒的数量有关。
25、例如，血浆渗透压的大小主要是由血浆中的各种微粒，尤其是无机盐离子和血浆蛋白分子的数量决定。血浆中颗粒数量最多的是 Na+和 Cl-， 它们为血浆提供了近 90% 的渗透压。正常人体血浆渗透压为 770 kPa。细胞处于渗透压高于细胞内液的溶液中，会由于失水而皱缩；而处于渗透压低于细胞内液的溶液中，则由于吸水而膨胀甚至破裂（图 1-7） 。机体细胞只有处于与周围内环境渗透压相对平衡稳定时，其正常的形态和功能才能得以维持。因此，临床上通常利用与人体血浆渗透压相等的 0.9% NaCl溶液作为补液的生理盐水。渗透压的测量 中 央 由 半 透 膜 分隔 的 U 形 管 两 侧 分 别加 入 等 量 的
26、 纯 水 和 蔗糖溶液。纯水中的水分子 会 以 较 快 的 速 度 透过 半 透 膜 向 蔗 糖 溶 液一 侧 扩 散， 由 此 纯 水侧的液面会不断下降，蔗 糖 溶 液 液 面 则 不 断上升，两者之间就形成一个压力差（图 1-8） 。当 这 一 压 力 差 增 大 至两 侧 的 水 分 子 扩 散 速度 相 等 时， 渗 透 达 到平 衡， 此 时 的 压 力 差值 即 为 该 蔗 糖 溶 液 的渗透压。广角镜图 1-8 蔗糖溶液渗透压测量示意图图 1-7 红细胞在不同渗透压溶液中的形态示意图除了渗透压外，机体内环境中酸碱度、温度、血糖等理化性质的相对稳定对机体细胞正常的生命活动也十分重要
27、。正常情况下，人体不同部位细胞外液的酸碱度接近中性，如血浆 pH 为 7.357.45，组织液和淋巴的 pH 也都与之相近。KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-249内环境稳态是机体细胞生命活动的保障第 2 节图 1-9 血浆保持 pH 相对稳定机制的示意图（小圈中的 H2CO3和 NaHCO3代表血浆中存在的缓冲物质）内环境酸碱度的相对稳定是细胞进行正常生命活动（如维持酶活性等）的必要条件。人体摄入的各种营养成
28、分及机体细胞新陈代谢产生的各种酸性物质（如乳酸）或碱性物质（如Na2CO3）都会进入血浆。但血浆中存在着 NaHCO3和 H2CO3（图1-9） 、Na2HPO4和 NaH2PO4、KHCO3和 H2CO3等多种对酸碱度具有调节作用且成对存在的缓冲物质，它们可通过化学反应在一定范围内对酸碱度进行调节，进而使血浆的酸碱度维持相对稳定。温度对维持机体正常生命活动同样至关重要。例如：人体内的酶在 3540时，催化效率最高。安静状态下，正常人体内环境的温度通常在 37左右，这为细胞新陈代谢及机体正常生理活动提供了保障。尽管人的体温会随着昼夜、年龄、性别、活动等因素有所变化，但在神经系统和内分泌系统等调
29、节下，机体通过产热和散热等途径使体温保持相对稳定，变化幅度一般不超过 1（图 1-10） 。血浆中含有一定浓度的葡萄糖（即血糖） ，它是人体各种组织、器官正常活动的主要能量来源。正常情况下，随着一天中人生理活动的变化，血糖浓度也会发生波动。例如，空腹时血糖浓度维持在3.906.10 mmol/L，而在餐后会出现暂时性升高，但最高值不会超过 9.10 mmol/L。尽管人体的血糖始终处于波动之中，但总体保持在一个相对平衡的范围内（图 1-11） 。图 1-10 人体体温的昼夜波动图 1-11 人体血糖水平的昼夜波动KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字
30、 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-2410人体的内环境和稳态第 1 章2 内环境稳态是正常生命活动的基本条件贝尔纳观察到，尽管人体所处的外界环境无时无刻不在发生变化，甚至会出现高温、严寒、低氧、干燥等极端状况，但机体内环境中渗透压、酸碱度、温度和各种液体成分等始终在较狭小的范围内变动，并处于相对稳定状态。坎农于1926 年将其定义为稳态 （homeostasis） 。稳态是一种动态平衡，是人体调动自身各系统和器官共同活动的结果，所以又称为自稳态。内环境的稳态对于生物的生存具有极其重要的意义，
31、是细胞乃至人体进行正常生命活动的基本条件（图 1-12） 。它是多细胞生物进化过程中形成的一种适应机制，相对稳定的内环境使机体内的各种生命活动对外界环境的依赖性降低，大大提高了机体对环境因素的耐受能力。图 1-12 人体内环境稳态的生理意义KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-2411内环境稳态是机体细胞生命活动的保障第 2 节1-1探究生物体维持 pH 稳定的机制探究实验在正常情况下，糖类、蛋白质和脂肪三大营养物
32、质在人体内代谢的最终产物都有 CO2和 H2O，同时也会产生乳酸、丙酮酸等酸性物质。人体每天产生这些酸性物质的量可达到60 mmol，而且 CO2也会导致内环境中碳酸的含量增加。如果它们不能及时得到处理，将会导致内环境 pH 的剧烈改变，引起酸中毒，最终对机体产生危害。实验目标：比较血浆、蒸馏水和磷酸缓冲液维持 pH 稳定的能力。实验原理：磷酸缓冲液是生物学实验中的一种常见试剂，其中含有成对的化学物质（Na2HPO4和 NaH2PO4） ，能对加入其中的酸性或碱性物质起到一定的缓冲作用，从而保持 pH 的稳定。材料器具：抗 凝 血 浆； 磷 酸 缓 冲 液（pH7.0） 、 蒸 馏 水、0.1
33、 mol/L HCl、0.1 mol/L NaOH；pH 传感器（或 pH 计） 、100 mL 量筒、50 mL 烧杯、滴管、玻璃棒。实验步骤：1. 请利用提供的实验材料和器具设计实验，比较蒸馏水、磷酸缓冲液和血浆在酸或碱作用下维持 pH 稳定的能力。2. 利用数据处理软件设计表格填写实验记录，并根据实验结果绘制以 pH 为纵坐标、滴液量为横坐标的折线图。结果分析：1. 根据绘制的折线图，比较蒸馏水、磷酸缓冲液和抗凝血浆在维持 pH 稳定方面有何不同？并分析原因。2. 请查阅资料，了解人体在什么情况下会造成“酸中毒”或“碱中毒” ，并说一说它们对人体健康的危害。1. HCl 或 NaOH 逐
34、滴 加 入 后， 应 充 分 混匀再测量。2. pH 传 感 器 探 头 或pH 计每次测量后需用蒸 馏 水 洗 净， 才 能 再次使用。KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-2412人体的内环境和稳态第 1 章3 机体系统和器官共同调节以维持内环境稳态科学家在动物实验研究中发现，当血液中 CO2分压或 H+浓度高于正常值时，动物的呼吸节律会增强，呼吸程度也会加深；同时，肾脏中的肾小管向尿中分泌 H+的作用会增强，
35、并且加强对原尿中碳酸氢盐的重吸收作用。这些现象在短时间内会使血浆中 CO2分压和 pH 恢复正常。那么，机体是如何做到及时调整的呢？正常生理状况下，无论是外部环境变化，还是自身生理活动导致的机体内环境波动，都会在体内各种器官及系统的相互配合下恢复到相对平衡状态（图 1-13） 。而这些器官系统的相互配合主要依靠神经系统和内分泌系统整体协调得以实现。内环境的 pH、 体温、 血糖等理化特性的稳态维持都是如此。图 1-13 人体内环境稳态的维持依靠各器官和系统的共同协调工作侵入机体的细菌、病毒等病原体，以及自身的病变细胞也会破坏内环境稳态。若要快速恢复，仅靠神经系统和内分泌系统显然是不够的， 此时
36、， 免疫系统将发挥重要作用。例如，患病毒性感冒后，免疫系统的功能因病毒入侵而被激活，通KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-2413内环境稳态是机体细胞生命活动的保障第 2 节过多种方式识别并清除病原体及被感染的细胞。此时，神经系统和内分泌系统的活动能够促进机体代谢，同时抑制皮肤的散热过程，从而使体温上升。一定程度的体温升高（发烧）能进一步促使机体免疫系统能力增强，并能抑制病毒等病原微生物的活性和繁殖。这些都有利于
37、清除病原体，最终促进疾病的痊愈。在人体中，神经系统、内分泌系统和免疫系统是协调体内各种生命活动最主要的调节者（图 1-14） 。三者既具备各自独特的调节方式，又彼此密切联系、相互作用。内分泌腺的活动受到神经系统的控制，同时，其产生的激素也能影响神经系统的功能；此外，神经和激素共同调控着免疫系统的功能，而免疫系统又通过产生各种化学物质反过来作用于神经和内分泌系统。 这样就形成了维持人体稳态的 “神经内分泌免疫”调节网络。正是在该网络的调节下，机体内的各器官和系统才能得以协调有序地发挥功能，最终恢复并维持内环境稳态。图 1-14 神经系统、内分泌系统和免疫系统的功能与相互联系当然，人体维持内环境稳
38、态的调节能力具有一定限度。如果外界环境变化过于剧烈或由于感染病毒等原因对机体造成损伤，可能会导致机体调节的某一方面发生紊乱，相应的KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-2414人体的内环境和稳态第 1 章代谢活动及机能就会出现障碍，内环境的稳态也就遭到破坏，机体细胞失去了赖以生存及发挥功能的环境，最终可能会导致疾病甚至死亡。自身调节并不依赖神经或激素的作用，是机体内一些组织、细胞自身对周围环境变化产生的适应性反应。
39、例如，脑血流量稳定的维持。脑组织耗氧量高（占全身 20%） ，因而必须有稳定的血液供应。当人的动脉血压在 50160 mmHg 间变动时，血压上升会使脑血管壁受较强的牵张刺激，引起管壁平滑肌紧张性收缩增强，血流阻力上升，血流量降低；反之，血压下降，血管平滑肌紧张性降低，阻力下降，血流量增大。类似的机制也存在于肾血流量和微循环毛细血管活动的稳定调节中。当然，自身调节能力相对较小，作用范围也非常有限。自身调节广角镜1. 内环境稳态是人体正常生命活动的基本条件。（1） 内环境稳态的意义主要在于（） 。A. 将细胞功能活动固定在一个水平 B. 使机体与环境变化保持一致C. 保证细胞正常的新陈代谢 D.
40、 保证机体处于安静状态（2） 大量出汗后快速饮用大量纯净水，可能造成的危害是（） 。A. 迅速扩充循环血量 B. 导致尿量明显增加C. 稀释胃肠道消化液 D. 破坏内环境的无机盐平衡（3） 当内环境的稳态发生波动时，必将引起（） 。A. 细胞代谢速率加快 B. 渗透压下降C. 酸碱度失调 D. 神经、内分泌等系统调节活动增强2. 环境极端变化、疾病或受感染都会影响人体内环境的稳态，可能出现以下情况：在炎热环境中，长时间体力劳动引起人体体温升高，甚至出现昏迷；饮食不当引起严重的腹泻、呕吐，易造成人体疲劳、肌肉痉挛、虚弱、恶心、眩晕等；机体内分泌缺陷或长期高脂高糖饮食，引起人体出现糖尿；慢性肾功能
41、衰竭引起尿毒症；攀登高山时，容易造成头痛、乏力、呼吸困难、血压上升、失眠等反应。查阅相关资料，分析这些症状分别由于哪些内环境因素紊乱而造成？若要使人体内环境恢复正常状态，可以分别采取什么措施？自我评价KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-2415内环境稳态是机体细胞生命活动的保障第 2 节人体的“神经 - 内分泌 - 免疫”网络人类有关神经系统和内分泌系统影响机体免疫功能的感性认识由来已久。祖国医学中对“七性（喜、
42、怒、忧、思、悲、恐、惊）致病”的描述就提示情绪因素可以部分地影响机体的抗病能力，从而加速或延缓疾病的发生和发展。现代临床医学也发现内分泌系统中肾上腺皮质所分泌的糖皮质激素对治疗大多数自身免疫病有效。1972 年，科学家发现机体接受外源物质刺激后，脑内某些部位神经元兴奋状况发生了改变。1979 年，又证明了人的 T 淋巴细胞上存在阿片肽（一种神经系统递质）的受体，阿片肽可以通过特异性受体参与机体免疫调节。随着研究不断深入，人们认识到神经系统、内分泌系统、免疫系统通过共同的化学信号分子和受体，使得它们的功能有机地整合在一起（图 1-15） 。三个系统相互交织，构成机体内多维立体调节网络，参与机体防
43、御，调节机体的生长发育及其他基本生理功能，共同维持机体的稳态。相应的理论学科“神经 - 内分泌 - 免疫网络学”也随之兴起，其研究目标旨在探索这三大系统的相互作用及其生物学物质基础、联系途径和机制等生理学意义。20 世纪 80 年代， “神经 - 内分泌 - 免疫”网络的理论首先被引入自身免疫疾病病因的临床研究。随着学科发展，对高血压、糖尿病、哮喘及癌症等疾病发生发展相关机制的认识逐步加深，为治疗提供了理论基础和科学依据。此外，由于这三者与精神及心理活动都存在极其密切的联系，该研究的发展也为传统医学模式向“生物 - 心理 - 社会”医学模式的转化提供了崭新的理论依据。前沿视窗图 1-15 神经
44、、内分泌、免疫调节关系示例图KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-2416人体的内环境和稳态第 1 章第 1 章本 章 回 顾本章小结犹如生物的生存依赖一定的环境，人体细胞的生存依赖于血浆、组织液和淋巴等细胞外液构成的内环境。因此，机体内环境中物质的相对稳定和理化性质的相对平衡，是细胞正常生命活动的保障。细胞新陈代谢过程中，会从内环境中摄取营养物质和氧气，并将代谢废物等释放到内环境。内环境中上述物质相对稳定的维持，
45、是在呼吸系统、消化系统、泌尿系统和循环系统等参与下，通过与外界环境间的物质交换得以完成的。机体细胞的生存和正常生命活动，需要内环境中温度、渗透压、pH等理化性质及血糖等化学成分处于相对稳定的状态稳态。机体内环境作为一个相对开放的系统，会受到外界环境变化的影响，人体内环境的稳态在神经系统、内分泌系统和免疫系统的共同调节下，通过协调各种器官和系统的活动得以维持。人体内环境稳态的维持具有一定限度，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， 机 体 内 环 境 的 稳 态 就 会 遭 到 破 坏，从而引发疾病甚至危及生命。因此，养成良好的生活习惯，对维持机体内
46、环境稳态，保证身体健康具有重要意义。内环境稳态是多细胞生物进化过程中形成的一种适应机制，相对稳定的内环境使机体内的各种生命活动对外界环境的依赖性逐渐降低，大大提高了机体对环境的适应能力。KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-2417内环境稳态是机体细胞生命活动的保障第 2 节学业评价1. 图 1-16 是某同学学习本章内容后，绘制的机体细胞和外界环境间的物质交换示意图。（1） 图中的蓝色虚线表示的是内环境，请根据相
47、应信息，写出下列字母代表的各部分名称。A 表示组织液； B 表示； C 表示； D 表示消化系统； E 表示系统； F 表示系统； G 表示系统。（2） 以下可直接发生在内环境中的生命活动过程有：。 体内胰岛素的运输 消化道中淀粉分解成麦芽糖 丙酮酸转化成乳酸 血红蛋白与 O2的结合 乳酸与碳酸氢钠反应生成乳酸钠 淋巴细胞识别细菌（3） 机体细胞除了直接与组织液进行物质交换外，有的也能直接与内环境其他组成部分发生物质交换。这包括。 （多选） 淋巴细胞 肝细胞 红细胞 肌肉细胞 毛细淋巴管上皮细胞（4） 根据图 1-16，描述内环境中葡萄糖可能的来源和去路，以及在这些过程中有哪些系统参与。2.
48、图 1-17 显示人体内某组织的局部显微结构。正常情况下，人体各部分组织液的量是相对恒定的。但某些原因尤其是渗透压变化，会造成内环境中各部分物质交换的失衡，从而导致皮肤及皮下过多的组织液积聚形成肿胀，临床上称之为组织水肿。（1） 据图分析，通常组织液的来源和去路分别是什么？（2） 为什么长期营养不良的人会出现组织水肿？静脉注射血浆蛋白为什么能够缓解该症状？（3） 人体血浆渗透压主要取决于血浆中 Na和 Cl的颗粒数，上述长期营养不良导致的组织水肿是否能通过静脉注射 NaCl 溶液进行治疗？图 1-16 机体细胞和外界环境间的物质交换示意图本章回顾第 1 章KJ181004-3前锦排版抽复样开本
49、：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-24KJ181004-3前锦排版抽复样开本：210mm297mm（四色）字数：39 字 37 行2021-04-2418人体的内环境和稳态第 1 章（4）除了营养不良外，造成组织水肿的原因也可能是（） 。 （多选）A. 过敏引起毛细血管壁的通透性增加 B. 毛细淋巴管阻塞C. 肾小管肾炎形成蛋白尿 D. 运动后大量补充水分3. 科研人员为了研究某种小肽类合成药物（相对分子质量小，可透过毛细血管壁）在人体内的代谢、分布和排泄等特点，利用稳定性同位素15N 标记了构成该药物结构中的氨基酸，在实验小鼠体内进行了相关测试。实验中分别
50、通过灌胃（相当于口服）和皮下注射向小鼠适量给药。此后，分别于不同时间点采集血液、排泄物等，进行同位素检测，部分结果显示如表 1-1。表 1-1 给药后小鼠血液和尿液中同位素检测的部分结果项目灌胃组注射组给药后血液中检测到15N 的时间15 min5 min给药后尿液中检测到15N 的时间20 min10 min血液中最高药物浓度10 ng/L 110 ng/L（1） 灌胃组小鼠血液中检测到最高药物浓度明显低于注射组的原因可能是什么？（2）为什么注射组小鼠尿液中检测到15N 的时间明显短于灌胃组？（3） 应用图示描述灌胃组小鼠体内15N 标记物质从胃腔到尿液的主要转移过程，并指出机体哪些系统参与
