内容正文:
3.1 人体的内环境和稳态 小专题
【内环境成分】
1.血浆
血浆 血浆和血细胞组成人体的血液。血浆是血细胞直接生活的环境,其中水约占90% - 92%,血浆蛋白约占7%-9%,还含有无机盐、葡萄糖、脂质、维生素、激素、尿素等物质。血浆的主要功能是转运血细胞,运输营养物质和细胞代谢产生的废物。
血浆与血清、血浆蛋白与血红蛋白
血浆是血液中的液体成分。离体的血液加入抗凝剂(如柠檬酸钠)离心或静置分层后,位于上层的淡黄色透明液体就是血浆,不包括血细胞,其主要成分是水,还有血浆蛋白和小分子物质,小分子物质含有无机盐离子(如Na+、K+、CI-等)、非蛋白含氮化合物(如尿素、尿酸和氨基酸等)、不含氮的小分子有机化合物(如葡萄糖、脂质、乳酸等)以及气体(02和CO2)。
血清是离体的血液凝固后,血凝块周围析出的淡黄色透明液体。血浆中含有多种血因子,其中包括纤维蛋白原。离体后的血液会自然凝固,这一过程由多种凝血因子共同参与完成,最终使得溶解态的纤维蛋白原固化成为纤维蛋白,将血细胞固定在其中所以血清与血浆的主要区别是:血清中不含有纤维蛋白原。
血浆蛋白是血浆中多种蛋白质的总称,主要分为白蛋白、球蛋白与纤维蛋白原三大类。白蛋白在血浆蛋白中分子量最小,含量占血浆蛋白的 54%,对于血浆渗透压的维持起重要作用;球蛋白占血浆蛋白的38%,些球蛋白是抗体,在机体的防御方面起作用另一些可以转运特定物质;纤维蛋白原分子量最大,是血液凝固的必需因子,占血浆蛋白的 7%。
血红蛋白是存在于红细胞中的一种蛋白质,是由一个珠蛋白分子和四个含二价铁的血红素分子结合而成的蛋白质,可使血液呈现红色。血红蛋白通过改变空间结构在氧浓度高时易与氧结合,在氧浓度低时易与氧分离。血红蛋白的主要功能是将O2运输到人体的各种组织细胞。
2.组织液
组织液是存在于组织细胞间隙的液体(又叫组织间隙液),主要由血浆通过毛细血管壁渗出到细胞间而形成。组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境,这些细胞通过组织液获得营养物质,细胞代谢产物也会进人组织液中。
3.淋巴液
又称淋巴,是在淋巴管中流动的液体,主要由组织液渗人毛细淋巴管后形成淋巴液中有大量的淋巴细胞等,对这些细胞来说,淋巴液就是它们直接生活的环境。
4.三者之间的关系
组织液、淋巴液的成分和各成分含量与血浆相近,但组织液和淋巴液中蛋白质含量很少。三者之间可动态转化。血浆中的成分从毛细血管动脉端渗出到组织液,进而与组织细胞进行物质交换,大部分组织液通过毛细血管壁从毛细血管静脉端重新进入血浆,少部分组织液经毛细淋巴管壁进入毛细淋巴管形成淋巴液。毛细淋巴管以盲端存在于组织间隙,其管壁的通透性较高且形成单向的瓣膜结构,使组织液中的蛋白质和异物也易进人毛细淋巴管。淋巴液单向由毛细淋巴管流向各级淋巴管,最终由左右锁骨下静脉汇入血浆。淋巴结在机体免疫中发挥重要作用,淋巴液经过淋巴结时,其中的细菌等异物可以被清除。
【内环境三大组成成分及其与外界环境的联系】
【内环境的理化性质】
1.渗透压
渗透压渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,与溶液浓度成正比(即溶液浓度越高,溶液渗透压越高)。
血浆渗透压主要分为品体渗透压和胶体渗透压。
血浆晶体渗透压主要由血浆中的离子提供,如Na+、CI-和Ca2+等,对于维持细胞内外水平衡和保持细胞正常形态与功能具有重要意义;
血浆胶体渗透压主要由血浆中的蛋白质提供,对于维持血管内外水平衡和维持血浆容量具有重要意义。
2.酸碱度
内环境的pH保持相对稳定,正常人血浆pH为7.35~7.45。血浆pH的相对稳定与血浆中存在的缓冲对有关,血浆中有等缓冲对。
当机体剧烈运动时,肌细胞产生的乳酸进入血液后,就与血液中的NaHCO3:发生作用,生成乳酸钠和H2CO3,H2CO3是一种弱酸,可以分解成H2O和CO2,血液中增多的CO2刺激呼吸中枢,促进呼吸运动增强,增加通气量,从而把CO2排出体外。当食物中的Na2CO3进入血液后,就与血液中的H2CO3发生作用,形成碳酸氢盐,过多的碳酸氢盐由肾脏排出。这样,在缓冲物质的调节作用下,血液的酸碱度不会发生很大的变化维持相对稳定的状态。
3.温度
体温相对稳定是机体进行新陈代谢和正常生命活动的必要条件。人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右,这依赖于人体完善的体温调节机制,当外界环境发生变化时人体能通过调节产热和散热过程,维持体温相对稳定。人的体温会受昼夜、年龄、环境温度、精神紧张和体力活动等因素的影响而发生微弱变化,变动范围一般不超过 ±0.5 ℃。【内环境稳态及其调节机制】
人体所处的外界环境不断发生变化,内环境的各种化学成分和理化性质却能通过调节作用维持相对稳定的状态。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作稳态。稳态不是恒定不变的,而是一种动态的平衡。
神经-体液一免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制,和后面章节联系,复习到神经体液免疫后面这个图现在就开始了解三者之间的内涵关系。
【内环境稳态的意义】
细胞代谢是由细胞内众多复杂的化学反应组成的,完成这些反应需要各种物质和条件。只有温度、pH等都在适宜的范围内,酶才能正常地发挥催化作用。由此可见,内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。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,内环境的稳态就会遭到破坏,危及机体健康。
【组织水肿的原因】
组织水肿是指组织液过多而引起的全身或身体一部分肿胀的症状。又称水肿、浮肿,可分为全身性水肿(液体在体内组织间隙呈弥漫性分布)和局部性水肿(液体积聚在局部组织间隙)。
组织水肿的原因主要有组织液来源增加和去路受阻两类。
【例题】
1.(2020·天津河西·一模)如表为人体部分细胞外液和细胞内液物质组成和含量测定的数据,相关叙述不正确的是( )
成分(mmol·L-1)
Na+
K+
Ca2+
Mg2+
Cl-
有机酸
蛋白质
①
②
142
5.0
2.5
1.5
103.3
6.0
16.0
③
147
4.0
1.25
1.0
114.0
7.5
1.0
④
10
140
2.5
10.35
25
-
47
A.②是血浆,其渗透压大小主要与血浆中无机盐及蛋白质的含量有关
B.③可能是组织液,②的蛋白质含量减少将导致③随之减少
C.④是细胞内液,因为其含有较多的蛋白质、K+等
D.体内多对缓冲物质对维持体液pH相对稳定具有重要作用
【答案】B
【分析】分析题干及表中数据可知:①是细胞外液;②中蛋白质含量较多,属于血浆;③属于组织液或淋巴;④属于细胞内液,其中含有较多的蛋白质、K+等。
【详解】A、①是细胞外液,②中蛋白质含量较多,属于血浆,其渗透压大小主要与无机盐及蛋白质的含量有关,A正确;
B、③可能属于组织液,②血浆中的蛋白质含量减少将导致③组织液增加,B错误;
C、④属于细胞内液,其中含有较多的蛋白质、K+等,C正确;
D、体内多对缓冲物质(如NaHCO3/H2CO3等)对维持体液pH相对稳定具有重要作用,D正确。
故选B。
2.(22-23高三上·山东烟台·期末)GABA在成年哺乳动物体内往往作为中枢神经系统的抑制性递质,而在胚胎时期的神经元中却起到截然相反的作用。在胚胎发育期的神经元内Cl﹣浓度明显高于成熟神经元,研究发现,这与NKCCl和KCC2这两种Cl﹣转运体的表达水平变化有关。下列叙述错误的是( )
A.GABA由突触前膜释放后需要组织液运输才能作用于后膜
B.在成年哺乳动物体内,GABA往往导致突触后膜两侧的电位表现为外正内负
C.在胚胎发育期的神经元中,GABA与GABA-A受体结合后,Cl﹣会外流使GABA表现为兴奋效应
D.神经元成熟过程中,KCC2的表达水平下降,NKCCl的表达水平升高
【答案】D
【分析】神经递质合成以后储存在突触小泡中,受到刺激以后,突小泡与突触前膜融合,释放神经递质,作用于突触后膜上的受体,使突触后膜膜电位变化。
【详解】A、GABA是神经递质,神经递质由突触前膜释放后需要组织液运输才能作用于后膜,与突触后膜的受体结合后起作用,A正确;
B、分析题意可知,GABA在成年哺乳动物体内往往作为中枢神经系统的抑制性递质,抑制性神经递质会导致突触后膜的膜电位静息电位加强,即表现为外正内负,B正确;
CD、分析题意,GABA在成年哺乳动物体内往往作为中枢神经系统的抑制性递质,而在胚胎时期的神经元中却起到截然相反的作用,即在胚胎发育期的神经元中,GABA是兴奋性神经递质,根据题意分析,胚胎发育期的神经元内Cl-浓度明显高于成熟神经元,说明其胞内Cl-浓度显著高于胞外,GABA作为信号引起Cl-外流,从而产生兴奋性效应。神经元成熟后胞内Cl-浓度下降的原因是神经元成熟过程中,NKCC1表达水平下降,KCC2表达水平升高,导致胞内Cl-浓度下降,C正确,D错误。
故选D。
3.(19-20高二上·吉林长春·阶段练习)下列稳态失调与相应疾病间的对应关系,正确的是
A.感冒发烧,食欲不振——体温过高,酶活性过高
B.高原反应——机体散热受阻,致使散热量小于产热量
C.中暑——机体丢失大量水和无机盐,导致水盐平衡失调
D.尿毒症——尿素等代谢废物在体内积累
【答案】D
【分析】人体维持稳态的能力有一定限度,当环境变化过于剧烈或人体自身调节功能出现障碍时,内环境的稳态会遭到破坏引起疾病,例如:发烧、严重腹泻、严重的高原反应等。
【详解】A、感冒发烧,食欲不振的原因是体温过高,消化酶活性降低,A错误;
B、高原反应是由于血氧过低导致机体缺氧所致,B错误;
C、中暑不仅机体丢失大量水和无机盐,导致水盐平衡失调,同时中暑时机体散热受阻,致使散热量小于产热量,从而使体温升高,C错误;
D、尿毒症是肾脏发生病变,无法排出体内多余的尿素、水、无机盐等代谢废物和有毒物质,D正确。
故选D。
【点睛】了解内环境稳态失调及其相关疾病的典型例子是解答本题的关键。
4.(2023·湖北·高考真题)维生素D3可从牛奶、鱼肝油等食物中获取,也可在阳光下由皮肤中的7-脱氢胆固醇转化而来,活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。研究发现,肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化。下列叙述错误的是( )
A.肾功能下降可导致机体出现骨质疏松
B.适度的户外活动,有利于少年儿童的骨骼发育
C.小肠吸收钙减少可导致细胞外液渗透压明显下降
D.肾功能障碍时,补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降
【答案】C
【分析】由题目信息可知,维生素D3既可以从食物中获取,又可以在阳光化由其他物质转化而来,而肾脏合成和释放的羟化酶可以促进其活化,从而促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。
【详解】A、肾功能下降会导致维生素D3的活性下降,进而减少小肠和肾小管等部位对钙的吸收,导致机体出现骨质疏松,A正确;
B、因为阳光下皮肤中可以进行维生素D3的转化,而它又能促进钙的吸收,因此适度的户外活动,有利于少年儿童的骨骼发育,B正确;
C、细胞外液渗透压主要由钠离子和氯离子提供,小肠吸收钙减少并不会导致细胞外液渗透压明显下降,C错误;
D、肾功能障碍时,维生素D3的活化受阻,只有活化的维生素D3才能促进钙的吸收,因此补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降,D正确。
故选C。
5.(2023·湖北·高考真题)2023年4月,武汉马拉松比赛吸引了全球约26000名运动员参赛。赛程中运动员出现不同程度的出汗、脱水和呼吸加深、加快。下列关于比赛中运动员生理状况的叙述,正确的是( )
A.血浆中二氧化碳浓度持续升高
B.大量补水后,内环境可恢复稳态
C.交感神经兴奋增强,胃肠平滑肌蠕动加快
D.血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增加,尿量生成减少
【答案】D
【分析】1、人体缺水时,细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑渗透压感受器兴奋,一方面由下丘脑合成分泌、垂体释放的抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管重吸收水。另一方面大脑皮层产生渴感,调节人主动饮水,使细胞外液渗透压降低。
2、副交感神经的主要功能是使瞳孔缩小,心跳减慢,皮肤和内脏血管舒张,小支气管收缩,胃肠蠕动加强,括约肌松弛,唾液分泌增多等。副交感神经和交感神经两者在机能上一般相反,有相互拮抗作用。
【详解】A、参赛运动员有氧呼吸产生二氧化碳过多时会刺激脑干中的呼吸中枢,使呼吸加深加快,将多余的二氧化碳排出体外,A错误;
B、运动过程中由于出汗增加,脱水会伴随着无机盐的丢失,如果此时只喝水不补充盐,稳态遭到破坏后会引起细胞代谢紊乱,B错误;
C、运动剧烈运动会使交感神经兴奋,交感神经兴奋会导致胃肠蠕动变慢,C错误;
D、血浆渗透压升高,刺激位于下丘脑的渗透压感受器,使下丘脑分泌的抗利尿激素增加,并经垂体释放促进肾小管和集合管对水的的重吸收加强,使尿量减少,D正确。
故选D。
6.(2022·海南·高考真题)缺氧是指组织氧供应减少或不能充分利用氧,导致组织代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程。动脉血氧分压与肺泡通气量(基本通气量为1)之间的关系如图。下列有关叙述错误的是( )
A.动脉血氧分压从60mmHg降至20mmHg的过程中,肺泡通气量快速增加,以增加组织供氧
B.生活在平原的人进入高原时,肺泡通气量快速增加,过度通气可使血液中CO2含量降低
C.缺氧时,人体肌细胞可进行无氧呼吸产生能量
D.缺氧时,机体内产生的乳酸与血液中的H2CO3发生反应,以维持血液pH的稳定
【答案】D
【分析】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作稳态。稳态不是恒定不变,而是一种动态的平衡,神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
【详解】A、观察图示,动脉血氧分压从60 mmHg 降至20 mmHg 的过程中,肺泡通气量迅速增加,吸入的氧气增多,以增加组织供氧, A 正确;
B、高原上缺乏氧气,生活在平原的人进入高原时,动脉血氧分压会降低.肺泡通气量会快速增加,过度通气排出 CO2 ,使血液中CO2含量降低, B 正确;
C、在缺氧条件下,人体肌细胞可进行无氧呼吸产生乳酸,并释放能量, C 正确;
D、缺氧时,机体内产生的乳酸与血液中的NaHCO3发生反应,以维持血液 pH 的稳定, D 错误。
故选D。
7.(2021·海南·高考真题)一些人中暑后会出现体温升高、大量出汗、头疼等症状。下列有关叙述错误的是( )
A.神经调节和体液调节都参与体温恒定和水盐平衡的调节
B.体温升高时,人体可通过排汗散热降低体温
C.为维持血浆渗透压平衡,应给中暑者及时补充水分和无机盐
D.大量出汗时,垂体感受到细胞外液渗透压变化,使大脑皮层产生渴觉
【答案】D
【分析】1、炎热环境→皮肤温觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加散热(毛细血管舒张、汗腺分泌增加)→体温维持相对恒定。
2、体内水少或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素多→肾小管、集合管重吸收增加→尿量减少。
【详解】A、体温恒定过程中既有下丘脑参与的神经调节过程,也有甲状腺激素等参与的体液调节过程;水盐平衡调节过程中既有下丘脑参与的神经调节,也有抗利尿激素参与的体液调节,故神经调节和体液调节都参与体温恒定和水盐平衡的调节,A正确;
B、体温升高时,汗腺分泌增加,人体可通过排汗散热降低体温,B正确;
C、中暑者会丢失水和无机盐,无机盐在维持血浆渗透压平衡中发挥重要作用,为维持血浆渗透压平衡,在给中暑者补充水分的同时,也应适当补充无机盐,C正确;
D、大量出汗时,细胞外液渗透压升高,此时下丘脑的渗透压感受器可感受到渗透压变化,通过传入神经传导给大脑皮层,大脑皮层产生渴觉,主动饮水,D错误。
故选D。
8.(2021·海南·高考真题)肾病综合征患者会随尿丢失大量白蛋白,导致血浆白蛋白减少,出现水肿。有的患者血浆中某些免疫球蛋白也会减少。下列有关叙述错误的是( )
A.患者体内的水分在血浆与组织液之间不能相互渗透
B.长期丢失大量的蛋白质可导致患者营养不良
C.免疫球蛋白减少可导致患者免疫力低下
D.临床上通过静脉输注适量的白蛋白可减轻水肿症状
【答案】A
【分析】组织水肿是由于组织液增多造成的,其水分可以从血浆、细胞内液渗透而来。主要原因包括以下几个方面:(1)过敏反应中组织胺的释放引起毛细血管壁的通透性增加,血浆蛋白进入组织液使其浓度升高,吸水造成水肿;(2)毛细淋巴管受阻,组织液中大分子蛋白质不能回流至毛细淋巴管而导致组织液浓度升高,吸水造成水肿;(3)组织细胞代谢旺盛,代谢产物增加;(4)营养不良引起血浆蛋白减少,渗透压下降,组织液回流减弱,组织间隙液体增加,导致组织水肿现象;(5)肾脏病变引起细胞内外液体交换失衡,肾炎导致肾小球滤过率下降,引起水滞留,导致组织水肿。
【详解】A、水的运输方式为自由扩散,因此患者体内的水分在血浆与组织液之间可以相互渗透,A错误;
B、蛋白质是生命活动的主要承担着,因此长期丢失大量的蛋白质可导致患者营养不良,B正确;
C、抗体属于免疫球蛋白,可参与体液免疫,因此免疫球蛋白减少可导致患者免疫力低下,C正确;
D、根据题干“肾病综合征患者会随尿丢失大量白蛋白,导致血浆白蛋白减少,出现水肿”可知:临床上通过静脉输注适量的白蛋白可减轻水肿症状,D正确。
故选A。
9.(23-24高二上·山东青岛·阶段练习)与肌肉注射相比,静脉点滴因能将大剂量药物迅速送到全身细胞而疗效显著。图中a、b、c为内环境的相关组成(其中b为血浆)。下列叙述不正确的是( )
A.图中a为组织液,是体内绝大多数细胞直接生活的环境
B.正常情况下,a少量被毛细血管吸收进入b,大量被毛细淋巴管吸收成为c
C.红细胞中的氧气,穿过毛细血管壁被组织细胞利用需要穿过6层生物膜
D.静脉点滴一定浓度的血浆蛋白溶液有助于缓解因营养不良引起的组织水肿
【答案】B
【分析】根据题意和图示分析可知:肌肉注射是将药物直接注入组织液,所以a是组织液;组织液可以转化成淋巴液和血浆,所以b、c表示血浆和淋巴液;静脉点滴是将药物直接注入血浆,而组织细胞的内环境是组织液,因此组织细胞直接从组织液中获取药物。
【详解】A、分析题图可知,a为组织液,组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境,A正确;
B、正常情况下,a组织液大量被毛细血管吸收进入b血浆,少量被毛细淋巴管吸收成为c淋巴液,B错误;
C、红细胞中的氧气,穿过毛细血管壁被组织细胞利用需要穿过1层红细胞膜、2层毛细血管壁细胞膜和1层组织细胞膜、线粒体双层膜,共6层细胞膜,C正确;
D、静脉点滴一定浓度的血浆蛋白溶液会使血浆渗透压升高,组织液中的水分会进入血浆中,从而有助于缓解因营养不良造成的组织水肿,D正确。
故选B。
10.(2024·湖北·一模)脑卒中是由于人体脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病。研究表明脑卒中患者常出现血浆渗透压升高、代谢性酸中毒等内环境稳态失调现象。下列叙述正确的是( )
A.内环境稳态是指理化性质处于相对稳定状态
B.若损伤发生在言语区H区,可能患者不能听懂话
C.脑卒中患者的血浆渗透压升高,容易出现组织水肿
D.代谢性酸中毒是因缺氧细胞无氧呼吸产生大量CO2所致
【答案】B
【分析】1、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。
2、实质:内环境中化学成分和理化性质的相对稳定状态。
3、特点:稳态不是恒定不变,而是相对恒定的一种动态变化,这种动态变化保持在一定范围内。
【详解】A、稳态的实质:内环境中化学成分和理化性质的相对稳定状态,A错误;
B、大脑皮层言语区的H区发生障碍或受损,患者不能听懂话,B正确;
C、脑卒中患者血浆渗透压升高,不会导致组织液水分增多,C错误;
D、人体细胞无氧呼吸的产物为乳酸,无CO2产生,D错误。
故选B。
二、非选择题
11.(2023·浙江·高考真题)我们说话和唱歌时,需要有意识地控制呼吸运动的频率和深度,这属于随意呼吸运动;睡眠时不需要有意识地控制呼吸运动,人体仍进行有节律性的呼吸运动,这属于自主呼吸运动。人体呼吸运动是在各级呼吸中枢相互配合下进行的,呼吸中枢分布在大脑皮层、脑干和脊髓等部位。体液中的O2、CO2和H+浓度变化通过刺激化学感受器调节呼吸运动。回答下列问题:
(1)人体细胞能从血浆、 和淋巴等细胞外液获取O2,这些细胞外液共同构成了人体的内环境。内环境的相对稳定和机体功能系统的活动,是通过内分泌系统、 系统和免疫系统的调节实现的。
(2)自主呼吸运动是通过反射实现的,其反射弧包括感受器、 和效应器。化学感受器能将O2、CO2和H+浓度等化学信号转化为 信号。神经元上处于静息状态的部位,受刺激后引发Na+ 而转变为兴奋状态。
(3)人屏住呼吸一段时间后,动脉血中的CO2含量增大,pH变 ,CO2含量和pH的变化共同引起呼吸加深加快。还有实验发现,当吸入气体中CO2浓度过大时,会出现呼吸困难、昏迷等现象,原因是CO2浓度过大导致呼吸中枢 。
(4)大脑皮层受损的“植物人”仍具有节律性的自主呼吸运动;哺乳动物脑干被破坏,或脑干和脊髓间的联系被切断,呼吸停止。上述事实说明,自主呼吸运动不需要位于 的呼吸中枢参与,自主呼吸运动的节律性是位于 的呼吸中枢产生的。
【答案】(1) 组织液 神经
(2) 传入神经、神经中枢、传出神经 电 内流
(3) 小 受抑制
(4) 大脑皮层 脑干
【分析】1、体液是由细胞内液和细胞外液组成,细胞内液是指细胞内的液体,而细胞外液即细胞的生存环境,它包括血浆、组织液、淋巴等,也称为内环境。2、内环境稳态的调节机制:神经--体液--免疫调节共同作用。
【详解】(1)人体的内环境包括血浆、组织液、淋巴等,人体细胞可从内环境中获取氧气。人体内环境稳态的调节机制是神经--体液--免疫调节,故内环境的相对稳定是通过内分泌系统、神经系统和免疫系统的调节实现的。
(2)反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。化学感受器能将化学信号转化为电信号。神经元上处于静息状态的部位,受刺激后引发Na+内流产生动作电位,从而转变为兴奋状态。
(3)动脉血中的CO2含量增大,会导致血浆pH变小。CO2浓度过大会导致呼吸中枢受抑制,从而出现呼吸困难、昏迷等现象。
(4)大脑皮层受损仍具有节律性的自主呼吸运动,说明自主呼吸运动不需要位于大脑皮层的呼吸中枢参与,而脑干被破坏或脑干和脊髓间的联系被切断,呼吸停止,说明自主呼吸运动的节律性是位于脑干的呼吸中枢产生的。
12.(2021·重庆·高考真题)人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累,由此引发多种疾病。动物实验发现,给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液,可发生如图所示的代谢反应,从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题:
(1)呼吸链受损会导致 (填“有氧”或“无氧”)呼吸异常,代谢物X是 .
(2)过程⑤中酶B的名称为 ,使用它的原因是 .
(3)过程④将代谢物X消耗,对内环境稳态的作用和意义是 .
【答案】(1) 有氧 乳酸/C3H6O3
(2) 过氧化氢酶 催化过氧化氢的分解,避免过氧化氢对细胞的毒害
(3)避免代谢产物的积累,维持细胞内的 PH;是机体进行正常生命活动的条件
【分析】有氧呼吸分为三个阶段:第一阶段发生在细胞质基质,葡萄糖分解成丙酮酸和还原性氢,释放少量能量;第二阶段发生在线粒体基质,丙酮酸和水反应生成二氧化碳和还原性氢,释放少量能量;第三阶段发生在线粒体内膜,还原性氢和氧气反应生成水并释放大量能量。
【详解】(1)有氧呼吸主要在线粒体内,而无氧呼吸在细胞质基质。人线粒体呼吸链受损,会导致有氧呼吸异常。丙酮酸能够分解转化成代谢产物X,场所在细胞质基质中,可以得出X是无氧呼吸的产物乳酸。
(2)酶B可以使过氧化氢分解为水和氧气,所以为过氧化氢酶,过氧化氢酶的作用是催化过氧化氢的分解,避免过氧化氢对细胞的毒害作用。
(3)代谢物X为乳酸,过程④可以将其分解,避免了乳酸的大量积累,维持细胞内的 PH稳定;是机体进行正常生命活动的必要条件。
13.(2020·天津·高考真题)神经细胞间的突触联系往往非常复杂。下图为大鼠视网膜局部神经细胞间的突触示意图。
据图回答:
(1)当BC末梢有神经冲动传来时,甲膜内的 释放谷氨酸,与乙膜上的谷氨酸受体结合,使GC兴奋,诱导其释放内源性大麻素,内源性大麻素和甲膜上的大麻素受体结合,抑制Ca2+通道开放,使BC释放的谷氨酸 (增加/减少)最终导致GC兴奋性降低。
(2)GC释放的内源性大麻素还能与丙膜上的大麻素受体结合,抑制AC中甘氨酸的释放,使甲膜上的甘氨酸受体活化程度 (升高/降低),进而导致Ca2+通道失去部分活性。AC与BC间突触的突触前膜为 膜。
(3)上述 调节机制保证了神经调节的精准性。该调节过程与细胞膜的 两种功能密切相关。
(4)正常情况下,不会成为内环境成分的是 。
A.谷氨酸 B.内源性大麻素 C.甘氨酸受体 D.Ca2+通道
【答案】 突触小泡 减少 降低 丙 负反馈 控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流 CD
【分析】据图分析可知,视锥双极细胞BC表面存在大麻素受体和甘氨酸受体,神经节细胞GC表面有谷氨酸受体,无长突细胞AC表面有大麻素受体;据图可知,当视锥双极细胞BC兴奋时可释放谷氨酸,谷氨酸作用于神经节细胞GC表面的谷氨酸受体,促使其产生和释放内源性大麻素,内源性大麻素作用于视锥双极细胞BC和无长突细胞AC上的受体;无长突细胞AC可释放甘氨酸,甘氨酸与甘氨酸受体结合后,促进视锥双极细胞BC表面的钙离子通道打开,促进钙离子内流,进而促进视锥双极细胞BC释放谷氨酸;内源性大麻素作用于视锥双极细胞BC膜上的受体后,可抑制BC膜上的钙离子通道,而内源性大麻素与无长突细胞AC上受体结合后,会抑制AC中甘氨酸的释放,据此分析。
【详解】(1)据图可知,当BC末梢有神经冲动传来时,甲膜内的突触小泡可释放谷氨酸,谷氨酸与乙膜上的谷氨酸受体结合,使GC兴奋,诱导其释放内源性大麻素。据图可知,内源性大麻素与甲膜上的大麻素受体结合后,可抑制甲膜表面的Ca2+通道的开放,使Ca2+内流减少,进而使BC释放的谷氨酸减少。
(2)据图可知,GC释放的内源性大麻素与丙膜上的大麻素受体结合后,会抑制AC中甘氨酸的释放,使甲膜上的甘氨酸受体活化程度降低,进而导致Ca2+通道失去部分活性。AC与BC间突触的突触前膜为丙膜。
(3)据分析可知,上述的调节过程存在负反馈调节机制,从而保证了神经调节的精准性。该调节过程涉及细胞膜的控制物质进出、进行细胞间信息交流的功能。
(4)据图可知,甘氨酸和内源性大麻素可存在于突触间隙,属于内环境成分;而甘氨酸受体和Ca2+受体存在于细胞膜上,不属于内环境成分,故选CD。
【点睛】本题主要考查在神经冲动在突触间的传递,意在考查学生对题图的分析和理解,强化了学生对机体稳态调节机制的理解。
14.(23-24高一下·广西南宁·期末)下图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程, Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V表示直接参与的几种系统或器官,①、②、③、④、⑤表示相关物质,甲、乙、丙表示三种液体,A、B表示相关过程。请据图回答:
(1)图中Ⅳ表示的是人体的 ;通常情况下,所有体液中蛋白质含量最高的是 (填“甲”、“乙”、“丙”或“细胞内液”),B过程代表的是 。
(2)某同学给健康实验兔静脉滴注0.9%的NaCl 溶液(生理盐水)20mL 后,不会出现的现象是:______。
A.输入的溶液会从乙进入丙
B.细胞内液和细胞外液分别增加10mL
C.细胞内液Na+的增加远大于细胞外液Na+的增加
D.输入的Na+中 50%进入细胞内液,50%分布在细胞外液
(3)血浆的渗透压大小主要与 的含量有关。氧气不能从肝细胞中运输到丙的原因是 。
(4)若某人长期营养不良,血浆中蛋白质含量降低,会引起图1增多的液体 (填标号),将导致 。
【答案】(1) 泌尿系统(或肾脏) 细胞内液 (肾小管和集合管对原尿的)重吸收
(2)BCD
(3) 无机盐、蛋白质 肝细胞中氧气O2浓度低于周围组织液浓度,而O2只能顺浓度梯度扩散穿过细胞膜
(4) 丙 组织水肿
【分析】图示为人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V表示直接参与的几种系统或器官,依次是循环系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统(肾脏)和皮肤。①、②、③、④、⑤表示相关物质,依次是食物、氧气、二氧化碳水蒸气等、尿液、汗液。甲、乙、丙表示三种液体,依次是淋巴液、血浆和组织液。A表示淋巴液转化为血浆,B 表示肾小管和集合管对原尿的重吸收。
【详解】(1)①为血浆,②为组织液,③为淋巴(液),①②③化学成分基本相似,但①血浆的蛋白质含量比较高;内环境稳态是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,共同维持内环境相对稳定的状态,其调节机制是神经-体液-免疫调节网络。
(2)A、丙为组织液,乙为血浆,从静脉注射的NaCl溶液会从血浆流向组织液中,A正确;
B、输入的Na+中大多数进入细胞外液,故细胞内液和细胞外液不会分别增加10mL,B错误;
C、Na+主要分布在细胞外液中,细胞内液Na+的增加小于细胞外液Na+的增加,C错误;
D、Na+主要维持细胞外液的渗透压,所以大部分分布在细胞外液,即远多于50%分布在细胞外液,D错误;
故选BCD。
(3)血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关,在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上占有明显优势的是 Na⁺和Cl⁻。
氧气不能从肝细胞中运输到丙的原因是肝细胞中氧气O2浓度低于周围组织液浓度,而O2只能顺浓度梯度扩散穿过细胞膜。
(4)若某人长期营养不良,血浆蛋白降低,会使血浆渗透压降低,吸水能力减弱,进而使丙组织液增多,引起组织水肿。
15.(23-24高一下·陕西安康·期末)图1表示人体内细胞与外界环境之间进行物质交换的过程,A、B、C、D表示直接与内环境进行物质交换的几种器官,a、b、c表示内环境的不同组分,Ⅰ、Ⅱ是有关的生理过程。图2为人体组织局部示意图,②④所在位置是某些管道的横切面。请回答下列有关问题:
(1)图1中C表示 ,Ⅱ表示 ,a与c在化学成分上的主要区别是 。
(2)图2中②所处的内环境是 (填图1的字母),O2从红细胞进入⑤中被利用至少穿过 层生物膜。图2中①的正常pH范围是 ,能维持相对稳定主要与其中含有 有关。
(3)人体内环境稳态指内环境中的化学成分和理化性质处于动态平衡之中,这依赖于 调节网络。但外界环境的剧烈变化也可能导致内环境的稳态遭到破坏,说明 。
【答案】(1) 皮肤 肾小管、集合管的重吸收 a中含有较多的蛋白质,而c中蛋白质含量很少
(2) a和b 5 7.35~7.45 很多缓冲对
(3) 神经-体液-免疫 机体的自我调节能力是有一定限度的
【分析】1、分析甲图:图中A是小肠、B是肾脏、C是皮肤、D是肺;过程Ⅰ是食物的消化、吸收,过程Ⅱ是肾小管、集合管的重吸收;a是血浆、b是组织液、c是淋巴液。
2、分析乙图:图中①是血浆、②是毛细血管壁细胞、③是组织液、④是毛细淋巴管壁细胞、⑤是组织细胞。
【详解】(1)皮肤是人体与外界环境直接接触的主要器官,体内代谢废物可以通过皮肤排出体外,图1中C表示皮肤。B是肾脏,过程Ⅱ是肾小管、集合管的重吸收。a是血浆、c是淋巴液,血浆与淋巴液在化学成份上的主要区别是血浆中含有较多的蛋白质,而淋巴液中蛋白质含量很少。
(2)图乙中②是毛细血管壁细胞,所处的内环境是血浆和组织液,即a和b。O2从体外进入⑤组织细胞过程为:首先在红细胞(1层膜)内→血液运输→出红细胞(1层膜)→穿过毛细血管壁细胞(2层膜)→进入⑤组织细胞(1层膜),共5层膜。图2中①是血浆,正常人的血浆pH是7.35~7.45,血浆pH之所以能保持相对稳定,主要与其中含有很多缓冲对有关,其中最重要的是HCO3-和H2CO3。
(3) 内环境稳态的实质是内环境渗透压、温度、pH等理化性质和化学成分呈现动态平衡的过程,内环境稳态的调节机制是神经-体液-免疫调节网络。人体通过调节作用维持机体内环境相对稳定,但是当外界环境的变化过于剧烈,人体内环境的稳态就可能遭到破坏,这说明机体的自我调节能力是有一定限度的。
16.(23-24高二下·江苏淮安·期末)病毒引起的流行性感冒会引起患者出现发热、咳嗽、呼吸急促等症状,严重时会引发感染性肺水肿。下图1为肺泡及周边结构示意图,①~④为相关液体。图2为感染引发肺水肿的机制,请据图回答问题:
(1)结合图1分析吸入的O2从肺泡运送至其他组织细胞依次经过的内环境有 (用图中序号表示)。
(2)感染病原体后,肺水肿患者在恢复内环境稳态过程中的调节机制是 。机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,是下丘脑体温调节中枢预设的一个温度值,正常生理状态下为37℃左右。据此分析感染病原体后人体体温上升的原因是 。患者发热导致满脸通红,原因是 。
(3)肺水肿主要由液体从毛细血管异常渗透到肺部组织间隙所导致。据图2分析导致肺水肿的原因有两个方面:一方面肾小球滤过作用异常会导致肺水肿;另外一方面 。此外, 合成的 (填激素名称)增多,促进 ,导致水分在体内潴留,进一步加剧了肺水肿。
(4)临床上常使用多种药物联合治疗病毒感染性肺水肿,下列药物合适的有_____。
A.呋塞米片:抑制 Na⁺重吸收,降低组织间渗透压
B.硝酸甘油片:刺激冠状动脉内皮细胞产生NO,舒张血管平滑肌,增加血容量
C.头孢类抗生素:抑制细菌细胞壁的合成,达到杀菌目的
【答案】(1)④③④
(2) 神经-体液-免疫调节(网络) 病原体刺激机体产生细胞因子,使体温调定点升高,导致机体增加产热,减少散热,体温上升 皮肤毛细血管舒张,皮肤血流量增加
(3) 毛细血管壁通透性增加,血浆中的蛋白质等物质进入组织液,使肺部组织液渗透压升高,促进水分进入组织液 下丘脑 抗利尿激素 肾小管和集合管对水的重吸收
(4)AB
【分析】图1为肺泡及周边结构示意图,①~④为相关液体,①表示细胞内液,②表示肺泡腔内的液体,③表示血浆,④表示组织液,其中③④属于内环境。图2为感染引发肺水肿的机制,感染病原体后,机体产生细胞因子,一方面使得肾小球滤过作用异常,另一方面使得毛细血管壁通透性增加,血浆中的蛋白质等物质进入组织液,从而使得肺部组织液渗透压升高,促进水分进入组织液,组织液增多,出现肺水肿。此外,细胞因子还会导致体温调定点升高,在下丘脑的调节下,增加产热,减少散热,使体温升高。
【详解】(1)从外界吸入的O2先进入肺泡腔,然后通过肺泡壁细胞进入组织液,又通过毛细血管壁进入血浆,经过血液循环后穿过毛细血管壁再次进入组织液,最终进入相应组织细胞。在此过程中依次经过的内环境有组织液(④)、血浆(③)、组织液(④)。
(2)目前普遍认为,内环境稳态的调节机制为神经-体液-免疫调节网络。感染病原体后人体细胞产生细胞因子,导致体温调定点升高,在下丘脑的调节下,增加产热,减少散热,使体温升高。患者发热导致满脸通红,原因是皮肤毛细血管舒张,皮肤血流量增加。
(3)据图2分析导致肺水肿的原因有两个方面:一方面肾小球滤过作用异常会导致肺水肿;另外一方面毛细血管壁通透性增加,血浆中的蛋白质等物质进入组织液,使肺部组织液渗透压升高,促进水分进入组织液,最终使得组织液增多。此外,由下丘脑合成并分泌、垂体释放的抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,导致水分在体内潴留,进一步加剧了肺水肿。
(4)A、病毒感染性肺水肿的发生原因之一是毛细血管壁通透性改变,血浆中的蛋白质等物质进入组织液,使肺部组织液渗透压升高,呋塞米片可抑制 Na⁺重吸收,降低组织间渗透压,从而达到治疗目的,A正确;
B、硝酸甘油片可以舒张血管平滑肌,增加血容量,能够起到治疗病毒感染性肺水肿的目的,B正确;
C、病毒感染性肺水肿是由病毒引起的,抗生素无法杀死病毒,C错误。
故选AB。
17.(23-24高二上·山东青岛·阶段练习)图1为人体细胞与外界环境进行物质交换的过程示意图,①②③④表示四种体液,ABCD表示相关系统,abcd表示相关物质,图2为胰岛组织示意图。
(1)①②③化学成分基本相似,但是 (填序号)中的蛋白质含量比较高;内环境稳态的调节机制是 调节网络。①②③物质总称为 。
(2)请写出从外界环境摄入的K⁺进入组织细胞的途径: (用图中的序号、字母加箭头表示)
(3)图2中饱食后乙处胰岛素含量相对甲处 (选填“升高”或“降低”),O₂含量相对甲处 (选填“升高”或“降低”)
(4)血浆的渗透压大小主要与 的含量有关。
(5)若某人长期营养不良,血浆中蛋白质含量降低,会引起图1增多的液体 (填标号),将导致 。
(6)某人喝入大量的食醋后不会引起内环境pH明显下降,原因是图中 (填字母)液内存在着 等物质。
(7)某病人呼吸受阻,导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸进入血液后,会使血液pH略有 ,但乳酸可以与血液中的 发生反应,使血液的pH维持相对稳定。
【答案】(1) ① 神经-体液-免疫 细胞外液(内环境)
(2)(外界环境)a→B→A→①→②→组织细胞
(3) 升高 降低
(4)无机盐、蛋白质
(5) ② 组织水肿
(6) A HCO3-/H2CO3、HPO42-/H2PO4-
(7) 降低 HCO3-
【分析】题图分析:题图1表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程图,①为血浆,②为组织液,③为淋巴液,④为细胞内液,A为循环系统,B为消化系统,C为呼吸系统,D为泌尿系统,a表示营养物质,b表示二氧化碳,c为氧气,d为代谢废物;图2中甲为动脉端,乙为静脉端。
【详解】(1)①为血浆,②为组织液,③为淋巴液,①②③化学成分基本相似,但①血浆的蛋白质含量比较高;内环境稳态是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,共同维持内环境相对稳定的状态,其调节机制是神经-体液-免疫调节网络。①②③物质总称为细胞外液(内环境)。
(2)从外界环境摄入的钾离子通过消化系统吸收后进入循环系统,由血浆进入组织液,最后进入组织细胞,图1中A表示循环系统,B表示消化系统,C表示呼吸系统,D表示泌尿系统,因此从外界环境摄入的K+进入组织细胞的途径为:(外界环境)a→B→A→①→②→组织细胞。
(3)图2中饱食后,血糖浓度较高,刺激胰岛B细胞分泌更多的胰岛素,图2为胰岛组织示意图,因此随着血流方向,胰岛素含量升高,即乙处胰岛素含量相对甲处升高。胰岛细胞会不断消耗氧气进行细胞呼吸,因此随着血流方向,氧气浓度随着消耗而减少,即乙处O2含量相对甲处降低。
(4)血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关,在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上占有明显优势的是Na+和Cl-。
(5)若某人长期营养不良,血浆蛋白降低,会使血浆渗透压降低,吸水能力减弱,进而使②组织液增多,引起组织水肿。
(6)某人喝入大量的食醋后不会引起内环境pH明显下降,原因是图中A液内存在着HCO3-/H2CO3、HPO42-/H2PO4-等物质。
(7)某病人呼吸受阻,导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸进入血液后,会使血液pH略有降低,但乳酸可以与血液中的HCO3-发生反应,使血液的pH维持相对稳定。
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