课程解读
一、学习目标:
1. 掌握内环境的组成和理化性质。
2. 理解内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
3. 说明内环境稳态及其生理意义;简述稳态的调节机制。
二、重点、难点:
重点:(1)内环境的组成和理化性质。⑵内环境稳态及其生理意义。
难点:(1)内环境的理化性质。⑵内环境稳态。
三、考点分析:
知识内容 |
要求 |
体内细胞生活的细胞外液 细胞外液的成分 细胞外液的渗透压和酸碱度 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介 内环境的动态变化 内环境稳态的重要意义 |
Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ |
高考试题集中以细胞内环境的模式图、细胞与外界环境的物质交换图为命题背景,以选择题的形式,考查①内环境的组成成分及其相互关系;②内环境的动态变化、对稳态调节机制的认识。
知识梳理
一、体内细胞生活在细胞外液中
2. 细胞外液的成分
3. 细胞外液的理化性质
(1)渗透压:770kPa,相当于0.9%生理盐水的渗透压
定义:溶液中溶质微粒对水的吸引力
溶质微粒数量 |
对水的吸引力 |
渗透压的大小 |
越多 |
越大 |
越大 |
越少 |
越小 |
越小 |
※血浆渗透压主要由无机盐和蛋白质含量决定
(2)酸碱度:pH为7.35~7.45。HCO3-、HPO42- 等离子参与缓冲。
(3)温度:
4. 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
(1)体内细胞只有经过内环境才能与外界环境进行物质交换,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)人的呼吸道、消化道、膀胱等由孔道与外界相连,储存的液体也直接与外界接触,所以这些液体不属于体液。
二、内环境的动态变化——稳态
※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。
1. 内环境动态变化的实例——实验:血浆pH维持稳定的机理
实验原理:生物组织中的pH稳定,与其含有缓冲物质(如人的血浆中含HCO3-、HPO42-等)有关。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,定性说明人体内的液体环境与缓冲液相似而不同于自来水,从而说明生物体维持pH相对稳定的机制。
说明:①表示用NaOH对自来水的处理。
②表示分别用NaOH或盐酸对缓冲液和生物材料的处理。
③表示用盐酸对自来水的处理。
3. 内环境稳态的重要意义
(1)是机体进行正常生命活动的必要条件:
①血糖正常——保证机体正常的能量供应;
②温度、pH相对稳定——酶活性正常,细胞正常代谢;
③渗透压相对稳定——细胞维持正常的形态和功能。
(2)稳态被破坏后的危害
①血糖平衡失调——低血糖、糖尿病等,低血糖表现为四肢无力、头晕眼花等症状;
②组织水肿——组织液渗透压升高,表现为组织液增多,局部水肿。
③体温失调——发热、中暑等。主要是影响了各种酶的催化功能,导致消化不良和其他生理活动紊乱的缘故。
典型例题
知识点一 内环境的组成及其相互关系
例1.
下列各组化合物中全是内环境成分的是(
)
A. O2、CO2、血红蛋白、H+ B. H2O2酶、抗体、激素、H2O
C. 纤维蛋白原、Ca2+、载体 D. Na+、葡萄糖、氨基酸
思路分析:血红蛋白、H2O2酶、载体这些是细胞内的物质不是内环境成分。
答案:D
解题后思考:血浆、组织液等运送的物质,如氨基酸、葡萄糖、气体、离子等都属于内环境成分。 细胞内的如血红蛋白、H2O2酶等催化细胞内代谢的酶都不属于内环境成分。
例2. 下列属于哺乳动物和人体“内环境”的是( )
A. 肺泡腔内的气体 B. 小肠腔内的消化液
C. 心室腔内的血浆 D. 膀胱腔内的尿液
思路分析:消化道、呼吸道、尿道等通过孔道与外界相通,不属于内环境。
答案:C
解题后思考:“内环境”相对于生物体的外部环境而言,其含义是:细胞的外部,生物体的内部。
例3. 在高等多细胞动物体内,细胞与内环境之间的物质交换的正确关系是( )
思路分析:细胞外液:血浆、组织液和淋巴等。血液流经毛细血管时,血浆中的可以透过毛细血管壁的物质进入组织的细胞间隙,形成组织液。细胞生活在组织液内,和组织液之间进行物质交换。组织液跟细胞交换物质后,大部分又可以渗回毛细血管。因此,细胞内液与组织液之间、组织液与血浆之间可以互相渗透。毛细淋巴管是一种末端封闭的盲管,只有一部分组织液可单向进入毛细淋巴管形成淋巴,再由左右锁骨下静脉进入血液循环。
答案:D
解题后思考:解本题关键在于理解淋巴管是末端封闭的盲管,只有一部分组织液单向进入淋巴管形成淋巴,而淋巴最终进入血液循环,其他的关系都是双向的。
小结:内环境由细胞外液组成,且在生物体内,因此称之为“内环境”。含有的物质主要是细胞需要吸收的和排放出的代谢废物,以及一些细胞分泌物。内环境的三种液体之间,一般可以相互生成,但是具有盲端的淋巴管内的液体,只能单向流入血管。
知识点二 内环境的稳态
例4. 下图表示人体皮下的组织,b、c、d表示细胞外液。下面所列的诸多因素中,可能引起人体组织水肿的是
①c周围的管壁破损 ②长期蛋白质摄入不足 ③淋巴管阻塞 ④花粉等过敏原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②③ B. 只有②③④ C. 只有①③⑤ D. ①②③④⑤
思路分析:组织水肿是由组织液过多引起的,①c周围的管壁破损——血浆蛋白进入组织液,导致吸水性增强,组织液增多 ; ②长期蛋白质摄入不足,吸收进入血浆的蛋白质过少,组织液中蛋白质相对多,液体多 ③淋巴管阻塞,从组织液中回收蛋白质能力下降,组织液中蛋白质相对多,液体多④花粉等过敏原引起毛细血管的通透性增加,同①; ⑤肾炎导致血浆蛋白丢失,组织液蛋白质相对多,液体多
答案:D
解题后思考:组织水肿是由组织液过多引起的,导致组织液过多的根本原因是:组织液内渗透压升高,比如过敏反应、肾炎、营养不良、淋巴管阻塞以及毛细血管壁通透性增加等。
例5. 剧烈运动时,血浆中乳酸含量大增而pH基本不变,对此现象下列解释不正确的是( )
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分解成的CO2可经呼吸排出
D. 大量乳酸进入血液后马上被稀释或被彻底分解
思路分析:血浆中乳酸含量增加时,乳酸与H2CO3/NaHCO3缓冲对中的NaHCO3发生反应:乳酸→Na2CO3→乳酸钠+H2CO3,H2CO3是一种弱酸,H2CO3→CO2+H2O,血浆中增多的CO2刺激呼吸中枢,使呼吸运动加强,将过多的CO2排出体外,从而维持血液pH相对稳定。
答案:D
解题后思考:血液中存在缓冲物质,保证在不同代谢产物积累的情况下,调节血液的pH,使其维持在一定范围内。
例6. 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. 内环境从外界得到营养物质要通过消化系统、呼吸系统、循环系统等结构
B. 人体的体液包括内环境和细胞外液
C. O2从红细胞进入组织细胞中发挥作用的部位要经过4层生物膜
D. 所有生物与外界进行物质交换都是通过内环境来实现的
思路分析:代谢废物的排出是通过泌尿系统、呼吸系统和皮肤等途径完成的,③是主要的途径;O2离开红细胞要经过1层生物膜,然后通过单层毛细血管壁要经过2层生物膜,再进入组织细胞又经过1层生物膜,进入线粒体需经过2层生物膜,总共要经过6层生物膜;单细胞生物的细胞直接与外界进行物质交换。
答案:A
解题后思考:外界的物质需要经过各系统被运输到内环境,最终经由组织液,被组织细胞吸收,而代谢废物的排出一般需经历相反的过程。
小结:内环境的稳态是动态平衡,物质含量的平衡依赖消化系统、呼吸系统的吸收和泌尿系统、呼吸系统等的及时排出;pH的平衡依赖血液中的缓冲物质。总之,内环境的稳态是在神经、体液、免疫的调节下,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定。
提分技巧
1. 组织水肿的原因分析:
水肿机理:血浆中的蛋白质含量减少或组织液中的蛋白质含量增加,就会相应地造成血浆的渗透压降低,组织液的渗透压增加,这时组织液增加,就会出现组织水肿的现象。
(1)毛细血管壁通透性增加
毛细血管壁通透性增加,会使大量蛋白质进入到组织液中。结果,一方面血管内液体渗透压降低,另一方面组织液渗透压升高,发生水肿。
(2)淋巴回流受阻
当淋巴管阻塞,淋巴回流受阻时,就会使淋巴不能及时回收组织液中的蛋白质,在组织间隙中积聚从而引起水肿,称为淋巴水肿。
(3)营养不良时,血浆蛋白合成量减少,血浆渗透压降低,水分进入组织液,引起组织水肿。也就是说当摄入的蛋白质较少时,人体缺少必需的氨基酸,体内的蛋白质合成量减少,细胞中的水渗出,累积在组织液中,而血浆的吸水能力下降,组织液中的水不能被及时运走,从而引起组织水肿。
2. 内环境各组分间的关系
(1)血液的组成:血浆+血细胞
①血浆:血清+纤维蛋白原
②血细胞:红细胞、白细胞、血小板
(2)组织液:细胞间隙液(分布于组织细胞之间)
(3)淋巴:淋巴液(分布于淋巴管中,里面有淋巴细胞)与组织液的成分相似。
(4)组织液、淋巴、血浆的成分相似,但又不完全相同,“最主要”的差别是血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中的蛋白质含量很少。
3. 不同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 |
4. “外界环境”不仅包括机体所处的“外界”,那些与外界直接相通的腔(如消化道、呼吸道、膀胱等)尽管位于机体内部,但也应看作外界环境而不能视作内环境。
预习导学
一、预习新知
通过神经系统的调节
二、预习点拨
探究任务:(1)生物体如何对外界的刺激作出反应?
(2)人体神经系统的组成是什么样的?
同步练习(答题时间:35分钟)
1.
下列对血浆、组织液、淋巴这三者关系的叙述,错误的是( )
A.
血浆中某些物质能透过毛细血管壁形成组织液
B.
组织液与血浆之间可以扩散与渗透
C.
一些组织液可渗入毛细淋巴管形成淋巴
D.
淋巴与组织液可以相互扩散与渗透
2.
毛细血管壁和毛细淋巴管壁细胞生活的内环境分别是( )
①血液和组织液;②血浆和组织液;③淋巴和血浆;④淋巴和组织液。
A. ①④ B.
②③ C.
②④ D.
①③
3. 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为( )
A. 降低、CO2、Na2CO3
B. 降低、乳酸、NaHCO3
C. 升高、CO2、H2CO3 D.
升高、乳酸、NaHCO3
4.
如图为哺乳动物的某组织,其中①毛细血管、②红细胞、③血浆、④细胞内液、⑤组织液,据图判断下列说法正确的是( )
A. 肌肉细胞缺氧时,③的pH会降低,但由于Na2CO3的调节作用,③的pH会维持相对稳定
B. ②呼吸作用的终产物CO2不会引起③pH的变化
C. ②中的氧气到达④需要经过4层生物膜,②处的氧气浓度高于④处
D. ③与⑤相比,③中含有蛋白质而⑤中不含蛋白质
5.
某同学参加学校组织的秋季越野赛后,感觉浑身酸痛,并伴随着大量出汗等。下列有关说法正确的是( )
A.
参加剧烈运动的人,体内会产生大量的乳酸,致使血浆pH显著下降
B.
应该及时补充盐水,并注意适当散热,维持水盐与体温平衡
C.
由于能量大量消耗需要进食较多蛋白质类食品
D.
当人体内环境的pH失衡时,会引起酶促反应加快,细胞代谢紊乱
※6. 班氏丝虫寄生在人体淋巴管内后,常造成人体下肢肿胀,这是由于( )
A.
细胞将不能接受氨基酸 B.
组织间隙积累液体
C.
不能消化脂肪 D.
组织内葡萄糖浓度升高
※7. 人体血液中不可能出现的物质是( )
A.
纤维素 B.
尿素 C.
激素 D.
维生素
※8. 正常情况下,当人体局部组织活动增加时,代谢产物增加,此时组织中的( )
A.
组织液减少,淋巴减少 B.
组织液减少,淋巴增加
C.
组织液增加,淋巴减少 D.
组织液增加,淋巴增加
※9. 下列各项中,可视为物质进入内环境的实例的是( )
A.
精子进入输卵管腔 B.
牛奶被饮入胃中
C. 氧进入血液中的红细胞里 D.
胰岛素被注射到皮下组织中
※10. 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,需要通过几层由磷脂分子组成的膜( )
A. 2 B.
11. 下列对内环境的论述,正确的是( )
A. 内环境是指体液
B. 内环境是指细胞外液
C. 内环境是指细胞内液
D. 内环境指的是组织液、血浆和体腔液
※12. 下列关于内环境及其稳态的叙述中,正确的是( )
A. 人体代谢中的生物化学反应主要发生在细胞内
B. 血红蛋白、递质、激素、葡萄糖和CO2都是内环境的成分
C. 内环境稳态的实质是内环境的渗透压、温度和pH保持不变
D. 小肠绒毛上皮细胞生活的内环境为组织液和消化液
13. 水对人类的生活起着十分重要的作用。
(1)人体内的水约占人体总重的______ ,统称为______ ,除一部分存在于人体细胞内液外,其余的分别存在于______ 、______ 、______ 等细胞外液内。
(2)水在体内的主要生理作用?
(3)人体血液的pH浓度的变化范围很小,显然人体的血液具有______ 作用。
(4)在医院里注射所用的生理盐水的浓度是______ ,为什么?
(5)肺气肿病人由于呼吸不畅会使体液的pH有什么变化?______ 。
※14. 根据下面的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______ 的方式进行的。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______ 的方式进入消化道的。
(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______ 。
15. 如图是胰腺组织局部结构模式图,请据图回答:
(1)A液为 ,B液为
,C液为 ,三者共同组成了胰腺组织细胞生活的液体环境,这个液体环境称为
。
(2)CO2不从毛细血管进入胰腺组织细胞的原因是 。
(3)胰腺组织细胞可分泌胰酶和胰岛素,其中 可进入血液,参与物质代谢的调节,如果该物质分泌不足,可使血液中的 浓度升高,导致 病的发生。
试题答案
1-5 DCBCB 6-10 BADDD 11. B 12. A
6. 解析:班氏丝虫寄生在人体淋巴管内,阻碍了淋巴回流以及淋巴与组织液的物质交换,使组织间隙积累液体,血浆中的水分向组织液中渗透,造成下肢肿胀。
7. 解析:人体内不能合成纤维素,从外界吸收其的时候,大分子有机物(纤维素)不能透过毛细血管壁进入血液。
8. 解析:组织活动增强即细胞代谢活动加强,代谢产物由细胞内进入组织液,导致组织液增加。过多的组织液可向毛细淋巴管渗透,淋巴也增加。
9. 解析:内环境是指人体中血浆、组织液和淋巴所组成的细胞外液,而输卵管腔、胃均与外界相通,可视为人体的外环境,而“氧进入红细胞里”是进入细胞内,也不属于进入内环境。
10. 解析:组织液中的氧要进入组织细胞的线粒体内,才能与[H]结合形成水,要经过细胞膜(1层)和线粒体膜(2层)共三层膜,这三层膜是由六层磷脂分子组成。
12. 解析 新陈代谢中的化学变化主要是在细胞内完成的;血红蛋白在红细胞内,不属于内环境的成分;稳态的实质是动态平衡而不是保持不变;消化液位于消化道内,不属于内环境的成分。
13. 答案:(1)65% 体液 组织液 血浆 淋巴
(2)水是生物体内一种良好的溶剂,营养物质的输送和代谢废物的排出都离不开水。生物体内大部分的化学反应都要在水的参与下才能进行,水不仅是媒介物,还是反应物。总之离开了水生物就不能生存。
(3)使血液的pH能维持在一定范围内的
(4)0.9% 因为人体体液的无机盐含量为0.9%,0.9%的盐水与体液是等渗溶液。
(5)变小
14. 解析:A是血浆,B是组织液,C是细胞,D是淋巴。A中的水分以消化液的形式进入消化道,A和B的交换是通过全身各处的毛细血管壁进行的。
答案:(1)渗透 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
15. 解析:(1)体内组织细胞(包括胰腺组织细胞)生活的液体环境叫内环境,是由血浆、淋巴和组织液构成。
(2)气体O2、CO2等是通过自由扩散作用出入细胞的,肺泡内的CO2浓度低,组织细胞中的CO2浓度最高,所以毛细血管中的CO2不能向组织细胞内扩散。
(3)胰岛分泌胰岛素,胰岛素首先进入血液,通过血液循环流到“靶器官”,参与代谢,若胰岛素分泌不足,就会使血液中的葡萄糖浓度升高,在尿液中出现葡萄糖。
答案:(1)组织液 血浆 淋巴 内环境 (2)毛细血管内CO2的浓度低于胰腺组织细胞中CO2的浓度 (3)胰岛素 葡萄糖 糖尿