科学史话稳态概念的提出和发展 (2).pptx

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1、科学史话稳态概念的提出和发展一、稳态概念的提出1857年，法国生理学家贝尔纳提出：动物的生活需要两个环境----机体细胞生活的内环境和整个有机体生活的外环境。由组织液、血浆、淋巴构成的内环境是稳定的，这是生命能独立和自由存在的首要条件。坎农-美国生理学家内环境稳定这一概念在19世纪法国生理学家C.贝尔纳首先提出后，1926年坎农把它正式命名为“内环境稳定”或“自稳态”。他认为稳态不是恒定不变，而是一种动态平衡。内环境的任何变化，都会引起机体自动调节组织和器官的活动，使内环境的变化限制在狭小的范围内。自坎农以后,“内环境稳定”成了生物学中最有影响的概念之一。美国数学家N.维

2、纳把这一概念作为控制论中生物学方面的例证之一。英国学者贝尔纳是一位著名科学天才，但贝尔纳一生未能获得诺贝尔奖金。有一种公认的回答是"他总是喜欢提出一个题目，抛出一个思想，首先自己涉足一番，然后，就留给他人去创造出最后的成果。全世界有许许多多的其原始思想应归功于贝尔纳的论文，都在别人的名下出版问世了，……他一直由于缺乏'面壁十年'的恒心而蒙受了损失"。后人就将这种现象成为贝尔纳效应。神经—体液—免疫调节网络人们发现，免疫系统能发现并清除异物、外来病原微生物等引起内环境波动的因素—它也起重要的调节作用。法国生理学家贝尔纳推测：内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节。美国生理学家

3、坎农提出：内环境是在神经调节和体液调节的共同作用下实现的。稳态的调节机制二、稳态概念的发展随着科学的发展，稳态概念也在不断发展。人们发现，许多生命活动都有类似于内环境稳态的特性。1、分子水平：DNA的稳定性是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。与这种稳定性有关的因素主要有以下几点：①DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成精细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。②DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变。③DNA分子双螺旋结构中间为碱基对、碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。④DNA分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。⑤每个特定的DNA分子中，碱

4、基对的数量和排列顺序稳定不变。另外，也存在基因表达的稳态，基因的选择性表达使得细胞分化，并在结构、形态和生理功能上发生稳定性差异。2、细胞水平：细胞水平的稳态是指组成细胞的细胞内液的化学成分和渗透压、pH、温度等各项理化性质维持相对恒定的状态，是细胞进行正常生命活动的必要条件。3、器官水平：机体内的各种器官的结构和生理功能的相对稳定，如心脏活动（血压、心率）的稳态。4、个体水平：内环境的稳态是指内环境的化学成分（水分、无机盐、有机物）和理化特性（渗透压、pH、温度）保持相对稳定的状态。具体是指正常机体在神经系统、体液和免疫系统的调节下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维

5、持内环境的相对稳定的状态。稳态是内环境的相对稳定状态，而不是绝对稳定。当内环境的稳态遭到破坏时，就会引起细胞新陈代谢紊乱，并导致疾病。例如，当血液中钙、磷的含量降低时，会影响骨组织的钙化，这在成年人表现为骨软化病，在儿童则表现为骨质生长障碍、骨化不全的佝偻病。血钙过高会引起肌无力，血钙过低则会引起肌肉抽搐等疾病。5、种群水平：在种群数量的“S”型增长曲线中，K值——环境容纳量说明了稳态；在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。6、群落水平：群落的演替，最后形成顶级群落也说明了稳态；群落经过演替而达到一定稳定的、自我维持的、成熟

6、的群落，成为某一地位的优势群落，称为顶级群落。群落演替的总趋势是：生物群落中总生产量（总生产力）增加，净生产量逐渐减低。生物种类增多，物种多样性丰富，营养结构复杂，群落稳定性增强。生物个体增大，生态位变窄。7、生态系统水平：生态系统的稳态即生物系统的稳定性。由于生态系统中生物的迁入、迁出及其它变化使生态系统总是在发展变化的，当生态系统发展到一定阶段时，它的结构和功能能够保持相对稳定，我们就把：生态系统所具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，称为生态系统的稳定性。生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。一般情况下，二者的关系是相反的，即抵抗力稳定性大，则恢复力

7、稳定性就小，反之亦是。生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自我调节能力。练习1.内环境的稳态是指：A由于血液中缓冲物质的调节作用，使内环境维持在相对稳定的状态B内环境的温度、渗透压、各种化学物质的含量维持在一个相对稳定的状态C正常机体在神经系统、激素的作用下，通过各组织器官的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态D正常机体通过调节作用，使各器官、系统协调活动，功能维持内环境的相对稳定状态D2.下列关于内环境稳态的叙述，正确的是（）A.内环境稳态是一种固定不变的状态B.内环境稳态随外界环境的改变而改变C.