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第八单元
生命活动的调节
第1课时 人体的内环境与稳态
考点1
细胞生活的环境
淋巴液
血浆
组织液
细胞外液
细胞内液
60%
79%
细胞外液
血浆
组织液
淋巴液
组织液
血浆、组织液
淋巴液、组织液
血浆
淋巴液、血浆
毛细淋巴管
毛细血管
蛋白质
无机盐
营养物质(如葡萄糖)
代谢废物
蛋白质
盐溶液
溶质微粒
无机盐和蛋白质的含量
Na+和Cl-
HCO3-、H2CO3
内环境
循环系统
×
×
×
×
组织
液
血浆
蛋白质
内环境的稳态
考点2
器官、系统
相对稳定
化学成分和理化性质
一种动态的平衡
神经—体液—免疫调节网络
有一定限度的
变化过
于剧烈
人体自身的调节功能出现障碍
内环境
渗透
电解质(或无机盐)
渗透压
温度
pH
血糖浓度
氧气含量
小
缓冲
物质
缓冲液
酸或碱
分裂和分化
结构和功能
×
×
√
×
课下巩固精练卷(三十一)
谢谢观看!
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【课标要求】1.内环境为机体细胞提供适宜的生存环境,机体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换。2.内环境的变化会引发机体的自动调节,以维持内环境的稳态。
整合必备知识
1.体液的组成
[深挖教材]
(1)(选择性必修1 P2“相关信息”)人体内水的含量:成年人体内的水量大约是体重的 ;出生一天的婴儿体内水量大约是体重的 。
2.内环境
(1)定义:由 构成的液体环境叫作内环境。
(2)内环境三种组成成分的转化
(3)不同细胞所处的内环境
细胞名称
所处内环境
组织细胞
毛细血管壁细胞
毛细淋巴管壁细胞
血细胞
淋巴细胞和吞噬细胞
[深挖教材]
(2)(选择性必修1 P3“图形解读”)判断毛细血管与毛细淋巴管的方法:有起始端的是 ;有红细胞单行通过的是 。
3.细胞外液的成分
(1)血浆的成分
(2)①组织液、淋巴液、血浆成分的异同点:组织液、淋巴液的成分和各成分的含量与血浆的相近,最主要的差别在于血浆中含有较多的 。
②本质:细胞外液是一种类似于海水的 。
4.内环境中的成分及生理过程
(1)内环境中的成分
(2)内环境中的生理过程
[深化理解]
与内环境相关的三组易错概念
(1)血浆蛋白≠血红蛋白:血浆蛋白是血浆中蛋白质的总称,属于内环境的成分;而血红蛋白存在于红细胞内,不是内环境的成分。
(2)血液≠体液:体液包括细胞外液(内环境)和细胞内液,细胞外液主要包括血浆、组织液和淋巴液,而血液包括血浆和血细胞,所以血液并不全是体液,血浆属于体液。
(3)体内液体≠内环境:一切与外界相通的管腔、囊腔(如呼吸道、消化道、膀胱、子宫等)及与外界相通的液体(如尿液、泪液、汗液、消化液等)不属于内环境;细胞内的液体也不属于内环境。
5.内环境的理化性质
(1)渗透压
①溶液渗透压指溶液中 对水的吸引力。
②血浆渗透压的大小主要与 有关。细胞外液渗透压的90%以上来源于 。
[提醒] 渗透压大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。蛋白质含量虽高,但蛋白质的相对分子质量较Na+与Cl-大得多,故细胞外液中蛋白质的数目远少于Na+与Cl-的数目。
(2)酸碱度
①大小:正常人的血浆近中性,pH为7.35~7.45。
②稳定原因:与其中含有 等物质有关。
③血浆pH调节的过程
提示:细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
(3)温度:一般维持在37℃左右。
6.内环境的作用:细胞通过 与外界环境进行物质交换。内环境与外界环境进行物质交换参与的系统:消化系统、 、呼吸系统和泌尿系统。
【易错辨析】 ////////////////////////////////
(1)NaCl中Na+参与血浆渗透压的形成,而Cl-不参与。( )
(2)内环境是人体进行细胞代谢的主要场所。( )
提示:细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。
(3)内环境的成分中有葡萄糖、血红蛋白和无机盐等。( )
(4)机体内环境pH的相对稳定主要靠H2 PO4-和HPO42-维持。( )
提示:血红蛋白存在于红细胞内,不属于内环境成分。
提示:内环境pH的相对稳定主要靠HCO3-和H2CO3维持。
提升关键能力
1.下面是体液各部分相互转化的模型图,回答下列相关问题。
注:图中A、B、C为细胞或结构,a、b、c、d为液体。
(1)B、C分别为什么结构?判断的依据是什么?
提示:B是毛细血管,C是毛细淋巴管。毛细血管两端都是开放的,一端连着动脉,另一端连着静脉;毛细淋巴管只有一端是开放的,起始端是盲端。
(2)b、c、d分别为什么液体?判断的依据是什么?
肌肉注射和静脉滴注头孢呋辛钠治疗时,药物首先进入的内环境分别是:
和 ,两者之间在成分上的主要区别是 的含量不同。
提示:b、c、d分别为血浆、组织液和淋巴液。组织细胞间的液体为组织液,毛细血管内的液体为血浆,毛细淋巴管内的液体为淋巴液。
关键点拨 巧用单、双向箭头判断内环境物质交换示意图
解读:
由此推测,图1中甲为组织液,图2中A为血浆,图3中a为淋巴液。
2.医院里给病人输液时为何必须使用生理盐水?浓度过高、过低有何后果?
提示:质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水)提供的渗透压与血浆正常的渗透压大致相同,是血浆的等渗溶液。如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于0.9%,则会造成组织细胞吸水或失水,使组织细胞不能维持正常形态和功能。
落实素养题组
1.组织液中因含大量的胶原纤维和透明质酸而呈凝胶状,不能自由流动,但不影响其中的水和各种溶质分子的扩散。下列有关叙述正确的是( )
A.人体站立时,身体下部的组织液含量明显增多
B.毛细血管的通透性大小会影响组织液的成分和含量
C.组织液因不含蛋白质而渗透压略低于血浆
D.免疫细胞不能直接与组织液进行物质交换
解析:选B。组织液不能自由流动,因此人体站立时,组织液不会因重力而下移,A错误;毛细血管的通透性大小会影响血浆与组织液的物质交换,进而影响组织液的成分和含量,例如毛细血管通透性变大的时候可能导致组织水肿,B正确;组织液中只是蛋白质的含量较血浆含量少,而非不含蛋白质,C错误;免疫细胞生活的环境包括淋巴液、血浆、组织液,因此可以与组织液直接进行物质交换,D错误。
题后点击 组织水肿及其产生原因分析
(1)组织水肿:组织水肿是在一定条件下,组织液浓度升高或血浆、细胞内液浓度下降,引起水分移动,使血浆、细胞内液中的水渗透到组织液引起的水肿现象。
(2)组织水肿的原因归纳
2.如图表示人体体液各成分之间的相互关系,下列相关叙述正确的是( )
A.a与b、c、d相比,含有较多的蛋白质和Na+
B.c可通过毛细血管壁渗出到组织细胞间形成组织液
C.d中含有糖类、脂质、蛋白质、尿素等化学成分
D.食物中的碱性物质和代谢产生的酸性物质构成维持血浆pH的缓冲对
解析:选C。a是细胞内液,细胞内液中的蛋白质含量明显高于细胞外液(b是组织液,c是淋巴液,d是血浆)中的,但Na+主要存在于细胞外液中,A错误;d(血浆)可通过毛细血管壁渗出到组织细胞间形成组织液,B错误;d(血浆)中含有糖类、脂质、蛋白质、尿素等化学成分,C正确;食物中的碱性物质和代谢产生的酸性物质会破坏血浆pH的稳态,不是构成维持血浆pH的缓冲对,D错误。
3.(2023·湖北黄冈二模)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20 mmHg升至60 mmHg的过程中,肺泡通气量减少,呼吸过程减慢
B.肺泡通气量快速增加,过度通气可使血液中CO2含量降低,从而引起血液pH高于7.45
C.缺氧时,人体骨骼肌细胞O2的吸收量小于CO2的释放量,此时产生能量较少
D.缺氧时,机体内产生的乳酸与血液中的HCO3-等发生反应,以维持血液pH的稳定
解析:选C。观察图示,动脉血氧分压从20 mmHg升至60 mmHg的过程中,肺泡通气量迅速减少,吸入的O2量减少,呼吸过程减慢,A正确;肺泡通气量快速增加,过度通气可排出CO2,使血液中CO2含量降低,可能引起血液pH高于7.45,B正确;人体内,O2的吸收量始终等于CO2的释放量,在缺氧条件下,人体骨骼肌细胞可进行无氧呼吸产生乳酸,并释放能量,C错误;血浆中存在缓冲物质,缺氧时,机体内细胞无氧呼吸产生的乳酸与血液中的HCO3-等发生反应,以维持血液pH的稳定,D正确。
整合必备知识
1.内环境的稳态
(1)概念:正常机体通过调节作用,使各个 协调活动,共同维持内环境的 状态。
(2)实质:内环境中的各种 保持相对稳定的状态。
2.对稳态调节机制的认识
(1)1857年,法国著名生理学家贝尔纳提出:内环境的稳定是生命能独立和自由存在的首要条件,内环境保持稳定主要是依赖神经系统的调节。
(2)1926年,美国著名生理学家坎农提出稳态的概念。稳态不是恒定不变,而是
,是由神经调节和体液调节共同作用的。
(3)随着分子生物学的发展,目前普遍认为, 是机体维持稳态的主要调节机制。
(4)调节能力:人体维持稳态的调节能力是 ,当外界环境的
,或 时,内环境的稳态就会遭到破坏,危及机体健康。
[深挖教材]
(选择性必修1 P10“思考·讨论”)严重腹泻后,如果只喝水,不补充盐,内环境的渗透压会变 , 中的水将较多地通过 作用进入细胞内,造成细胞吸水膨胀,进一步导致细胞代谢的功能紊乱。因此在严重腹泻后,为维持内环境的相对稳定,可以在饮水的同时适当补充一些 。
3.机体进行正常生命活动的必要条件
(1) 是维持组织细胞结构与功能的重要因素。
(2)适宜的 和 是酶正常发挥催化作用的基本条件。
(3)正常的 和 是供给机体所需能量的重要保障。
4.探究·实践:模拟生物体维持pH的稳定
5.稳态概念的发展
提示:内环境的稳态是内环境的化学成分和理化性质保持相对稳定的状态。
提示:内环境保持稳态时,人体不一定健康,如患遗传病的个体。
【易错辨析】 ////////////////////////////////
(1)剧烈运动中,产生过多的乳酸,内环境的pH下降明显。( )
(2)内环境的稳态就是内环境的三种理化性质保持相对稳定的状态。( )
(3)当内环境稳态遭受破坏后,将会引起细胞代谢紊乱。( )
(4)健康人体内环境能保持稳态;内环境保持稳态时,人体一定健康。( )
提示:剧烈运动中,虽然产生过多的乳酸,但内环境的pH下降不明显,因为含有缓冲物质。
提升关键能力
内环境是人体细胞生活的直接环境,内环境的温度、渗透压、pH及各种化学物质的含量,正常情况下都能够维持相对稳定的状态,这是人体完成各项生命活动的必要条件。
(1)为什么血浆的生化指标能反映机体的健康状况?
提示:血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分的含量,其中包括机体多种代谢产物的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内。当机体某项生理功能出现障碍时,势必影响其代谢产物的含量,因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况,并可以作为诊断疾病的依据。
(2)你有过发高热的经历吗?谈谈发高热严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施?
(3)夏天长时间使用空调容易引起“空调病”,请从内环境稳态失调的角度,分析“空调病”的原因。
提示:发热时感觉不适、头痛、头晕、嗜睡等,同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。体温过高会降低酶的活性,影响细胞代谢,导致机体功能异常,所以应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。
提示:“空调病”是指由于空调产生的疾病,主要是以下3点造成的:①由于室内外温差大,骤冷骤热产生感冒等疾病。②长时间在空调房间里,不出汗导致的各种疾病。③由于空调不注意清洗,在潮湿处产生细菌,导致感染产生的疾病。
关键点拨 内环境稳态失调引起的健康问题
落实素养题组
1.(2024·九省新高考适应性考试·吉林卷)有人食用低钠盐(添加一定量的KCl以减少NaCl的比例)替代传统食盐,在口感基本不变的情况下减少Na+的摄入。下列叙述正确的是( )
A.为保持心肌正常兴奋性需要食用低钠盐补充K+
B.细胞内液渗透压主要依赖从食盐中摄入的Na+和Cl-
C.食盐摄入不足时肾上腺分泌醛固酮增多促进Na+的重吸收
D.过量摄入低钠盐会抑制下丘脑分泌、垂体释放抗利尿激素
解析:选C。Na+内流可形成动作电位,维持细胞的兴奋性,因此为保持心肌正常兴奋性需要食用低钠盐补充Na+,A错误;K+主要维持细胞内液渗透压,因此细胞内液渗透压主要依赖从食盐中摄入的K+,B错误;食盐摄入不足时会导致血钠降低,肾上腺分泌醛固酮增多,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,C正确;过量摄入低钠盐会导致血浆渗透压升高,促进下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少,细胞外液渗透压降低,D错误。
2.下列实例中属于“内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件”的是( )
A.细胞代谢离不开酶的催化,酶的活性受细胞内温度、pH的影响
B.细胞代谢发生在内环境中,内环境必须保持各物质含量的相对稳定
C.氧气为有氧呼吸的原料,组织液中氧气含量必须维持绝对稳定
D.即使二氧化碳为细胞代谢终产物,组织液中二氧化碳含量也要维持相对稳定
解析:选D。由细胞外液构成的液体环境叫作内环境,细胞内温度、pH的大小不属于内环境的理化性质,A不符合题意;细胞代谢发生在细胞内,而不是发生在内环境中,B不符合题意;内环境稳态的实质是内环境的化学成分及理化性质处于相对稳定的状态,组织液中氧气含量维持相对稳定,而非绝对稳定,C不符合题意;二氧化碳作为内环境的气体成分之一,其含量要维持相对稳定,D符合题意。
[高考真题·感悟试做]
1.(2023·湖北高考)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
解析:选C。肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化,活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收,因此,肾功能下降会导致肾小管等部位对钙的吸收受阻,从而使机体出现骨质疏松,A正确;在阳光下皮肤中的7脱氢胆固醇可转化成维生素D3,活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收,适度的户外活动,有利于少年儿童的骨骼发育,B正确;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-,细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-,因此小肠吸收钙减少不会导致细胞外液渗透压明显下降,C错误;肾功能障碍时,维生素D3不能被活化,因此补充维生素D3不能促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收,从而不能有效缓解血钙浓度下降,D正确。
2.(2023·湖北高考)2023年4月,武汉马拉松比赛吸引了全球约26 000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
解析:选D。比赛中运动员会出现呼吸加深、加快的现象,能将体内的二氧化碳排出,由于血浆中含缓冲物质,血浆中二氧化碳浓度不会持续升高,A错误。比赛中运动员出现不同程度的出汗,这会导致水和无机盐丢失,因此单纯大量补水后,内环境不可恢复稳态,B错误。比赛时,运动员交感神经兴奋增强,导致心跳、呼吸加快,胃肠平滑肌蠕动减慢,C错误。赛程中运动员出现不同程度的出汗、脱水,细胞外液渗透压会升高,下丘脑中的渗透压感受器会受到刺激,这个刺激一方面传至大脑皮层,通过产生渴觉来直接调节水的摄入量;另一方面促使下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,从而促进肾小管和集合管对水分的重吸收,尿量生成减少,D正确。
3.(2021·河北高考·改编)高盐饮食后一段时间内,虽然通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,但机体依旧处于正钠平衡(总Na+摄入多于排泄)状态。下列叙述错误的是( )
A.细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-
B.细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关
C.细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节
D.细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多
解析:选C。细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-,A正确;高盐饮食一段时间后,细胞外液渗透压会升高,机体可以通过主动饮水和抗利尿激素分泌增加来降低细胞外液渗透压,从而使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,B正确;细胞内液可以与细胞外液相互交换成分,因此,细胞内液参与细胞外液渗透压的调节,C错误;细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,饮水和抗利尿激素分泌增加可以增加细胞外液总量,体液由细胞外液和细胞内液组成,体液的总量也会增多,D正确。
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