【本讲教育信息】
一. 教学内容:
第1章 人体的内环境与稳态
二. 教学重点:
内环境的组成和理化性质
内环境的稳态及其生理意义
三. 教学难点:
内环境的理化性质
内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
四. 具体内容:
第一章 人体内环境与稳态
(一)体内细胞生活在细胞外液中
1. 体液的概念和组成
在生物体内含有的大量以水为基础的液体,称为体液。体液中除含有大量的水以外,还含有许多离子和化合物。它包括细胞外液和细胞内液。细胞外液是细胞生活的直接液体环境,是体液的一部分。两者关系如下图:
2. 内环境及其各组分之间的关系
① 内环境的概念:由细胞外液构成的液体环境叫做内环境,包括血浆、组织液和淋巴。
② 各组分之间的关系
内环境的“内”与“外”是相对的,从细胞角度看就是细胞外液;对人体的外界环境而言,细胞外液就是内环境。
人的呼吸道、消化道、泪腺、尿道等由通道与外界相连,储存的液体也直接与外界接触,所以这些液体一般不称为体液,而称为外界溶液。
a. 各组分之间的形成关系:
|
血浆 |
组织液 |
淋巴 |
|
同 |
它们都属于细胞外液,共同构成人体内环境,基本化学组成相同。 |
|||
异 |
存在的部位 |
血管内 |
组织细胞之间 |
淋巴管中 |
生活于其中的细胞种类 |
各种血细胞 |
体内各组织细胞 |
淋巴细胞等 |
|
所含的化学成分 |
含有较多的蛋白质 |
蛋白质很少 |
组织液、血浆和淋巴之间的关系
① 血浆和组织液之间的物质交换是双向的,毛细血管壁有一定的通透性,正常情况下除血细胞和大部分血浆蛋白外,其他物质都可以通过毛细血管壁;
② 淋巴与组织液之间的物质交换是单向的,毛细淋巴管的功能是回收组织液,组织液中的一些物质一旦进入毛细淋巴管就成为淋巴,经过淋巴循环汇入血浆;
③ 淋巴和血浆之间的物质交换也是单向的,淋巴液在左右锁骨下静脉处流入血浆。
b. 各组分之问的成分关系
① 组织液、淋巴、血浆成分相似,实质都是一种盐溶液,类似于海水,在一定程度上反映了生命起源于海洋。
② 血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。
③ 三者共同构成体内细胞生活的环境。
c. 淋巴循环的意义
① 形成:组织液渗进毛细淋巴管形成淋巴
② 特点:单向循环
d. 造成组织水肿的可能原因有:
① 花粉等导致过敏反应时,组织细胞释放组织胺,使毛细血管壁通透性增加,血浆蛋白减少,组织间隙蛋白质增多,组织间隙水滞留。
② 严重营养不良引起血浆蛋白减少,渗透压下降。血浆渗透压受血浆白蛋白含量影响较大,任何使血浆白蛋白减少的因素都会引起血浆渗透压下降,组织液回流力量减弱,组织内液体增加。
③ 在某些病理条件下,淋巴管道堵塞,淋巴回流受阻,引起淋巴性水肿。
④ 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(大量肾单位破坏,肾小球滤过面积减少)等均导致肾小球滤过率下降,引起水滞留。
e. 不同人体细胞所处的内环境不同
细胞名称 |
所处内环境 |
组织细胞 |
组织液 |
毛细胞血管壁细胞 |
血浆、组织液 |
毛细淋巴管壁细胞 |
淋巴、组织液 |
血细胞 |
血浆 |
淋巴细胞和吞噬细胞 |
淋巴、血浆 |
(二)细胞外液的理化性质
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溶液中溶质微粒的数目,具体如下表:
(3)血浆渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关。细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl—。
人体血浆渗透压约为770kpa
2. 酸碱度
(1)正常人血浆近中性,pH为7.35~7.45。
(2)维持因素:存在缓冲对如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。
在人体血浆中有缓冲物质的存在,最常见的缓冲对:H2CO3/NaHCO3。
H++NaHCO3Na++H2CO3 H2O+CO2
OH—+H2CO3
过多的CO2会刺激控制呼吸活动的神经中枢,促使呼吸运动的加强,增加通气量,将CO2排出体外;过多的也会由肾脏随尿液排出体外,从而使内环境的pH在较窄的范围(7.35~7.45)内进行波动
例:
3. 温度
人体细胞外液的温度一般维持在
(三)内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
1. 内环境与外界环境的物质交换
消化系统:外界营养物质通过消化道进入血液循环。
呼吸系统:氧气通过呼吸道进入血液循环;二氧化碳通过血液循环进入呼吸道。
泌尿系统:代谢废物主要通过血液循环由肾脏经尿道排出体外。
(1)细胞通过内环境不断从外界环境中获取所需要的物质,同时又不断排出代谢产生的废物,从而维持正常的生命活动,因此内环境是体内细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
(2)直接参与和内环境进行物质交换的系统有四个:消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统。不同的组织细胞生活的内环境不同。
2. 内环境是联系细胞与外界环境的桥梁。
由上图示和分析可知内环境与外界环境的物质交换过程,需要体内各个器官系统的参与,同时细胞和内环境之间也是相互影响、相互作用的。细胞不仅依赖于内环境,也参与内环境的形成和维持。
(四)内环境稳态
1. 概念
健康人的内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中。这种动态平衡是通过机体的调节作用来实现的。生理学家把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. 原理
正常机体在神经系统和体液的调节下通过各个器官、系统的协调活动、共同维持内环境的相对稳定,使内环境的理化性质不会发生剧烈的变化。
3. 机制
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. 意义:
细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换,内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
【典型例题】
例1] 关于稳态的实现,下列途述不正确的是( )
A. 血液中的缓冲物质可以调节血浆pH
B. 肾脏不时地排出内环境中多余的尿素、无机盐等
C. 细胞不断地进行有氧呼吸
D. 肝脏储存的肝糖元在血糖浓度下降时不断地释放入血液中
解析:选项A血液中的缓冲物质可与进入血液中的酸性和碱性物质起作用,使血液的pH维持在7.35~7.45之间;选项B肾脏及时地排出内环境中多余成分,有利于维持内环境的稳定;选项D通过肝糖元分解成葡萄糖释放入血液中,维持血糖的稳定;而C答案去会使内环境CO2含量增加。
答案:C
[例2] 人体中内环境稳态所包含的内容不包括( )
A. 线粒体基质中pH的相对稳定
B. 血浆中各种化学成分的相对稳定
C. 组织液的温度的相对稳定
D. 血浆渗透压的相对稳定
解析:内环境稳态包括血浆、组织液和淋巴中的温度、渗透压和pH的相对稳定,而A为线粒体基质中的pH的相对稳定,不属于内环境中的稳态。
答案:A
[例3]
下图示为人体皮下的组织,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( )
① 周围的管壁破损
② 长期蛋白质营养不足
③ 淋巴管阻塞
④ 花粉等过敏源引起毛细血管的通透性增加
⑤ 肾炎导致血浆蛋白丢失
A. 只有①②③ B.
只有②③④
C. 只有①③⑤ D.
①②③④⑤
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,即以上5种平衡失调。
答案:D
[例4] 血液、组织液、淋巴三者关系示意图如图所示,指出图中哪个箭头表示是错误的( )
A. ①血浆 B. ②组织液 C. ③水 D. ④红细胞
解析:红细胞不能穿过毛细血管壁进入组织液。
答案:D
[例5] 从事养殖业的人员都知道这样一个常识:大多数海产鱼类不能在淡水中生存,因为在淡水中( )
A. 氧浓度较低
B. 不能维持体内水分平衡
C. 缺少食用的动、植物
D. 二氧化碳浓度较高
解析:海水的浓度高,海产鱼类长期适应环境,细胞内无机盐浓度与海水浓度是相当的,如在淡水中生活,细胞就会吸水,不能维持体内水分平衡。
答案:B
[例6] 下列属于人体或哺乳动物“内环境”的是( )
A. 心房腔内的血浆
B. 膀胱腔内的尿液
C. 小肠腔内的消化液
D. 肺泡腔内的气体
解析:膀胱腔内的尿液有膀胱壁阻隔,小肠腔内的消化液有小肠壁阻隔,肺泡腔内的气体有肺泡壁和肺部毛细血管的阻隔,事实上都可以理解为它们与外界环境相通。所以,都不属于人体或哺乳动物“内环境”。
答案:A
【模拟试题】(答题时间:60分钟)
1. 在维持内环境稳态上不起作用的是( )
A. 肝脏根据体内需要增加或减少释放入血液中的葡萄糖量
B. 肺根据需要按一定速率呼出CO2和吸入O2
C. 肾把代谢终产物不断排出体外
D. 红骨髓源源不断地造出新的血细胞
2. 正常情况下,当人体局部组织活动增加时,代谢产物增加,此时该组织中的( )
A. 组织液增多,淋巴增加 B.
组织液减少,淋巴增加
C. 组织液增加,淋巴减少 D.
组织液减少,淋巴减少
3. 下列物质中,不属于人体内环境组成成分的是( )
A. 钙离子 B. 呼吸酶 C. 葡萄糖 D. 血浆蛋白
4. 人体组织液中的O2要进入组织细胞中参与氧化分解有机物,这些氧化分子需要通过几层由磷脂分子组成的膜( )
A.
2 B.
5. 下列物质不属于内环境的组成成分的是( )
A. 血红蛋白 B. 葡萄糖 C. CO2、O2 D. 氨基酸
6. 人体出现组织水肿的原因可能是( )
① 血浆中蛋白质含量过少 ② 血液中尿素含量过高
③ 血糖含量过高 ④ 淋巴循环受阻
A. ①②
B. ③④
C. ①④ D. ②③
7. 人体发生花粉等过敏反应时,由于毛细血管壁的通透性增加,血浆蛋白渗出,会造成局部( )
A. 血浆量增加 B.
组织液减少 C. 组织液增加 D. 淋巴减少
8. 关于人体内环境中pH调节叙述不正确的是( )
A. 人体血液的pH通常在7~7.53之间
B. 血液中乳酸过多时,就与NaHCO3发生反应,生成乳酸钠和H2CO3
C. 血液中Na2 CO3过多时,就与H2CO3结合形成NaHCO3
D. 血液中CO2过多会刺激神经中枢,促进呼吸活动将CO2排出
9. 下列各项中,能看作是进入内环境的是( )
A. 精子进入输卵管与卵受精 B.
牛奶喝进胃中
C. 注射胰岛素 D.
血液中的氧进入组织细胞中
10. 在健康人体的血浆中,约为的20倍,如果/<15时,将发生酸中毒。此实例说明无机盐有重要的生理功能,其中不正确的是( )
A. 调节细胞的渗透压
B. 调节细胞的PH值
C. 参与细胞的遗传
D. 维护细胞的正常形态
11. 下列甲、乙两图分别表示肺换气和组织换气,PO2和PCO2分别代表O2和CO2的分压,后面括号中的数值单位是千帕(kPa),请据图回答:
(1)组织换气和肺换气是通过
来实现的。
(2)根据气体分压值的变化,可判定甲图中血流方向是由
;乙图中血流方向是由
(3)甲图肺泡中O2的分压值,可判断为
千帕。
(4)O2进入血液后,大部分进入红细胞,与
结合成
。
(5)CO2进入血液后,大部分以
的形式运输。
12. 根据下面人体体液分布及物质交换示意图回答问题:
(1)水由消化道进入A,即过程b是以______
方式进行的。b过程不包括对大部分______
的吸收。
(2)人体细胞赖以生存的内环境包括图中的______
(只写字母)。其中A中的水以______
方式进入消化道。
(3)A中的代谢废物的排出途径除图中表示的外还应有______
,A和B的交换是通过______
结构进行的。
(4)过程e和f的渗透方向的不同处在于:前者______
。
(5)过程e和d依次表示______
作用。
(6)E和A相比,E中不含的成分是______
。
13. 在正常情况下,高等动物和人体的内环境是能够保持相对稳定的,这种稳定是细胞进行正常生命活动所必须的。请回答下列问题:
(1)血浆中的pH值之所以能够保持相对稳定是因为其中含有 。肺气肿患者由于呼吸不畅,血液中的pH值将略有
。这是因为
。
(2)如果给某病人静脉滴注质量浓度为9%的NaCl溶液200mL,预计此病人的内环境的渗透压将 尿量将 。
(3)血液中的各种化学成分也能保持相对稳定,如果给一个健康男子静脉推注10%的葡萄糖溶液100 mL,请在下列坐标中绘出你预测的血糖含量变化的大致情况。
(4)对于人体来说,体温恒定也是内环境稳态的一项重要内容,这对于细胞的生命活动来说同样是必不可少的,这是因为
。
【试题答案】
1—5 DABDA
6—10 CCACC
11.(1)自由扩散;(2)A→B;D→C;(3)大于13.33;(4)血红蛋白 氧合血红蛋白。
(5)碳酸盐。
12.(1)渗透(或自由扩散) 脂肪成分 (2)A、B、D 消化液(3)皮肤 毛细血管壁 (4)e可逆 后者f单向 (5)扩散作用和重吸收作用 (6)大分子蛋白质
13.(1)缓冲物质(缓冲对) 降低 氧气不足,进行无氧呼吸产生乳酸,同时CO2排出不畅 (2)升高 减少
(3)
(4)各种酶的催化需要适宜的温度