第2章 第1节 内环境的稳态(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物选择性必修1（苏教版2019）

第一节　内环境的稳态 [学习目标] [素养要求] 1．说明内环境的构成及理化性质。 2．阐明机体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换，同时也参与内环境的形成和维持。 3．说明内环境稳态及其生理意义。 4．尝试解释生物体维持pH稳定的机制，简述稳态的调节机制。 1．生命观念：基于机体细胞通过内环境与外界环境实现物质交换的理解，认同生命系统的开放性。 2．科学思维——模型建构：绘制三种细胞外液的关系模式图，用简单示意图表示内环境与外界环境的物质交换的关系。 3．生命观念：帮助学生在个体水平认知稳态与平衡观的观念。 4．科学探究：借助实验手段，分析生物体维持pH稳定的机制。 知识点一　人体和动物细胞生活在内环境中 [新知梳理] 1．体液 2．内环境 (1)概念：__细胞外液__是人体细胞生活的环境。为了区别于人体生活的外界环境，人们将细胞外液称为内环境。 (2)组成：内环境由血浆、组织液、淋巴等组成(如图所示) ①__血浆__是血细胞直接生活的内环境。 ②__组织液__是存在于组织细胞间隙中的液体，是多数__组织细胞__直接生活的环境。 ③__淋巴__是流动在淋巴管中的液体，是__淋巴__细胞直接生活的内环境。 ④在血液循环中，组织液中的物质，__大部分__通过毛细血管壁进入血浆，__少部分__进入毛细淋巴管成为淋巴。 (3)内环境的成分(以血浆为例) [判断正误] (1)毛细血管壁细胞生活的液体环境是组织液和血液(×) (2)细胞质基质、核液属于体液 (√) (3)内环境即细胞内的环境(×) (4)大脑细胞间隙的液体属于人体内环境(√) (5)血浆蛋白和血红蛋白都是内环境的成分(×) [关键点拨] (1)血液≠血浆。血液包括血浆和血细胞(如图所示)。血浆是血液中的液体成分，是各种血细胞直接生活的内环境。 (2)内环境的“内”和“外”是相对的，从细胞的角度看就是细胞外液；从人体的角度看，相对于人体的外界环境而言，就是内环境。 (3)内环境是针对多细胞动物的一个概念，单细胞动物(或原生动物)以及植物没有所谓的内环境。 (4)内环境成分判定 项目 成分 举例 内环境可以存 在的物质 营养成分 氧气、无机盐、氨基酸、水、葡萄糖、甘油、脂肪酸等 其他物质 激素、维生素、抗体、组织胺等 代谢产物 CO2、尿素等 内环境不应存 在的物质 只存在于细胞内的物质 血红蛋白及与细胞呼吸、复制、转录、翻译有关的酶等 与外界相通孔道中的物质(包括不能被吸收的物质) 消化酶、纤维素、麦芽糖等 存在于细胞膜上的物质 载体等 [思考探讨] 1．汗液、尿液、消化液、泪液、唾液属于细胞外液吗？ 提示：人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺、尿道等与外界环境相通，属于外界环境，故其中的液体如消化液、泪液、尿液、汗液、唾液不属于细胞外液。 2．请写出人体细胞具体生活的内环境，并完善表格。 体内细胞 液体环境 血细胞 血浆 毛细血管壁细胞 血浆和组织液 毛细淋巴管壁细胞 淋巴和组织液 淋巴细胞 淋巴和血浆 绝大多数组织细胞 组织液 3．结合血浆、组织液、淋巴和细胞内液的内在联系，依据下图绘制出能反映它们之间联系的模式图。(用文字和箭头表示) 体液4种组成成分之间的关系示意图如下： 4．组织细胞产生的废物和CO2先后经过组织液和血浆，最终被排出体外；人体吸入的O2先后经过血浆和组织液，最终进入组织细胞；就此判定CO2和O2在细胞内液、组织液和血浆中的浓度由高到低分别是怎样的？ 提示：O2浓度：血浆>组织液>细胞内液；CO2浓度：细胞内液>组织液>血浆。 [核心归纳] 巧用单、双向箭头判断内环境中物质交换示意图 (1)分析 单方向(箭头) 双方向(双箭头) (2)结论：甲是细胞内液，乙是组织液，丙是血浆，丁是淋巴。 [迁移运用] 1．(2023·南京高二月考)下图为人体肝脏局部结构示意图，a、b、c、d表示细胞，①②③④表示不同的体液。下列叙述错误的是(　　) A．③是人体内绝大多数细胞直接生活的内环境 B．②③④构成的液体环境叫作人体的内环境 C．③可小部分被毛细淋巴管吸收成为① D．a生活的内环境为①③，c生活的内环境为③④ 解析　B　分析题图可知，③是组织液，是人体内绝大多数细胞直接生活的内环境，A正确；内环境主要由④血浆、③组织液和①淋巴组成，②是细胞内液，B错误；③组织液小部分被毛细淋巴管吸收，成为①淋巴，C正确；a为毛细淋巴管壁细胞，其生活的内环境为①淋巴和③组织液，c为毛细血管壁细胞，其生活的内环境为③组织液和④血浆，D正确。 2．(2022·宿迁高二期中)目前全国正在推广接种新冠疫苗，通过肌肉注射进行疫苗接种时，药物一般直接进入(　　) A．血液　　　　　　　 B．淋巴液 C．组织液 D．细胞内液 解析　C　肌肉注射时疫苗注入肌肉组织内，组织细胞生活的内环境是组织液，所以药物一般直接进入组织液，ABD错误，C正确。 知识点二　稳态的维持依赖于负反馈调节 [新知梳理] 1．稳态：人体通过__神经系统__和__内分泌系统__等的调节作用，协调各器官、系统的活动，使内环境的__温度__、__渗透压__、__pH__及各种__化学成分__保持__相对__稳定的状态，称为稳态。 2．内环境的理化性质 (1)渗透压 ①概念：溶液中__溶质微粒__对水分子的吸引力。 ②与溶液浓度的关系：同一种溶液，单位体积中的溶质微粒越多，即溶液浓度越__高__，溶液渗透压也越__高__；反之，溶质微粒越少，溶液浓度越低，溶液渗透压就越低。 ③影响因素：细胞外液渗透压的大小与__无机盐__和__蛋白质__等多种物质的含量有关。 ④血浆渗透压 a．决定因素：__Na＋__和__Cl－__。 b．大小：在体温为37 ℃时，人的血浆渗透压约为770 kPa，与细胞内液渗透压__相当__，有利于维持__细胞的正常形态和功能__。 c．血浆中的__蛋白质__能直接影响血液和组织液之间__水__的扩散，对维持__正常血量__具有重要作用。 d．当血浆蛋白浓度__降低__时，容易造成局部__组织水肿__。 (2)pH ①正常人的血浆pH为__7.35～7.45__。 ②缓冲对：__H2CO3和NaHCO3__、__NaH2PO4和Na2HPO4__。 (3)温度：一般维持在37 ℃左右。 3．稳态的意义 内环境的稳态是__细胞进行正常生活、机体发挥正常功能__的前提。 4．调节机制 (1)主要调节机制是__反馈调节__。 (2)__负反馈__调节在维持机体生理功能和内环境稳态的过程中具有重要作用。 5．实验：比较清水、缓冲液和体液对pH变化的调节作用 (1)实验目的：通过比较清水、缓冲液和生物材料的匀浆(模拟体液)在调节pH变化中的作用，理解体液是如何调节内环境pH变化的。 (2)实验原理 ①将酸或碱加入缓冲液中比加入清水中pH的变化低。 ②加入酸或碱后，将生物材料匀浆pH变化与清水、缓冲液的pH变化进行对比，可以推测生物体是如何维持内环境pH平衡的。 (3)方法步骤 ①设计实验记录表。 ②测清水pH的变化 ③充分冲洗烧杯，用__缓冲液__代替清水，重复上述步骤②，记录结果。 ④充分冲洗烧杯，依次选__四种生物材料__代替清水，重复②过程，记录结果。 (3)分析实验数据 根据所得数据，以__酸或碱加入的滴数__为横坐标，以__pH__为纵轴，画出每次实验中pH变化的曲线。 (4)实验结论：体液对维持pH稳定具有类似__缓冲液__的功能。 [判断正误] (1)剧烈运动会导致血浆中的pH明显下降(×) (2)人体细胞外液中的阳离子主要是Na＋(√) (3)毛细血管的通透性增加，会引起血浆渗透压上升(×) (4)内环境的稳态是内环境的成分和理化性质恒定不变(×) (5)血浆的成分稳定时，机体内环境达到稳态(×) [关键点拨]　“三要点”理解内环境稳态的概念 (1)内容：组成内环境的各种成分的稳态，如氧气、葡萄糖等的含量；内环境的各种理化性质的相对平衡，如渗透压、pH、温度等。 (2)实质：内环境的组成成分和理化性质的动态平衡。 (3)基础：内环境稳态的功能基础是机体的调节作用，结构基础是各系统、器官的协调活动。 [思考探讨] 1．组织水肿是指组织间隙液体过多而引起的全身或身体的一部分肿胀的症状。请结合渗透压的概念及下图所示模型，思考为什么营养不良会导致组织水肿。 提示：营养不良会造成血浆蛋白减少，导致血浆渗透压降低，对水的吸引力减小，水分过多地流向组织液，从而导致组织水肿。 2．请分析以下实例，并归纳总结内环境稳态的含义： (1)实例1：血液生化六项检查化验单 血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分含量，包括多种代谢产物含量。当某项生理功能出现障碍时，检测值会超出正常范围，因此该指标可反映健康状况。 项目 测定量 单位 参考范围 丙氨酸氨基转移酶 ALT 11 U/L 9～60 天冬氨酸氨基转移酶 AST 12 U/L 15～45 葡萄糖 GLU 10.96 mmol/L 3.9～6.1 糖化血清白蛋白 GA 33.70 % 10.8～17.1 甘油三酯 TG 2.21 mmol/L 0～1.7 总胆固醇 TCHO 5.15 mmol/L 3.1～5.2 ①血液的生化指标可以反映机体的健康状况作为诊断疾病的依据，原因是什么？ 提示：机体的成分都处于一定的范围内，若某种成分的含量高于或低于参考值，则预示机体可能处于不健康状态。 ②每种成分的参考值都是一个变化范围，这说明什么？ 提示：说明：a.内环境的成分不是恒定不变的，而是在一定范围内波动；b.不同个体间存在一定差异。 (2)实例2：模拟生物体维持pH的稳定的实验结果分析 完成实验结果内容 材料 实验结果 实验结论 自 来 水 滴加HCI溶液后，自来水pH逐渐__减小__；滴加NaOH溶液后，自来水pH逐渐__增大__ 缓 冲 液 无论滴加HCl溶液还是NaOH溶液，缓冲液的pH均__保持相对稳定__ 生 物 材 料 无论滴加HCl溶液还是NaOH溶液，生物材料的pH均__保持相对稳定__ 比较曲线变化规律可知：生物材料的性质类似于__缓冲液__而不同于自来水。说明生物材料内含有酸碱缓冲对，从而能维持pH__相对稳定__ (3)实例3：某人体温的日变化规律 成员 上午6 h 上午9 h 中午12 h 下午3 h 傍晚6 h 晚上9 h 母亲 37.0 ℃ 37.2 ℃ 37.3 ℃ 37.4 ℃ 37.2 ℃ 37.1 ℃ 父亲 36.8 ℃ 37.0 ℃ 37.1 ℃ 37.3 ℃ 37.1 ℃ 36.9 ℃ 自己 (成年) 37.1 ℃ 37.3 ℃ 37.4 ℃ 37.5 ℃ 37.3 ℃ 37.1 ℃ ①不同的人(年龄、性别不同)体温变化有何异同？ 提示：年轻者高于年老者；女性高于男性。 ②同一个人在一日内的体温变化有何特点？ 提示：同一个人的体温在一日内有变化，但不超过1 ℃。 ③人体温的日变化与当地气温的日变化有何差异？ 提示：尽管气温波动范围较大，但健康人的体温始终接近37℃。 ④结论：健康人的体温始终接近__37__℃，处于__动态平衡__中。 [核心归纳] 1．内环境稳态实质：内环境的各种化学成分和理化性质都处于动态平衡中。 2．内环境稳态的性质：相对稳定、动态平衡。 3．影响内环境稳态的因素 (1)外因：外界环境因素的变化。 (2)内因：体内细胞不断进行的代谢活动。 4．血浆pH的调节机制 [迁移运用] 3．下列有关人体内环境稳态的叙述，不正确的是(　　) A．不同人的体温，会因年龄、性别等不同而存在微小差异 B．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 C．在正常情况下，内环境的各种理化性质是保持不变的 D．在正常情况下，内环境的各种成分经常处于变动之中，但都保持在适宜的范围内 解析　C　内环境的各种成分及理化性质在机体的不断调节下保持相对稳定，而不是恒定不变，如人体血浆pH维持在7.35～7.45，体温维持在37℃左右，血糖的物质的量浓度维持在3.9～6.0 mmol·L－1等。 4．(2023·南京月考)下列关于“比较清水、缓冲液和体液对pH变化的调节作用”的实验，叙述错误的是(　　) A．盐酸和氢氧化钠都有腐蚀性，应避免其与皮肤和眼睛接触 B．每种实验材料测定完成后，都必须将烧杯充分洗净，才可倒入等量的其他实验材料 C．从加入盐酸或氢氧化钠溶液后的pH变化来说，生物材料更像是缓冲液 D．根据所得实验数据，绘制pH变化曲线时，一般以pH为横坐标，以酸或碱的加入的滴数为纵坐标 解析　D　绘制pH变化曲线时，一般以酸或碱加入的滴数为横坐标，以pH为纵坐标，D错误。 知识点三　细胞与环境间的物质交换 [新知梳理] 1．单细胞生物__直接__与环境进行物质交换。 2．人和多细胞动物与环境进行物质交换 (1)大多数细胞通过__内环境__与外界进行物质交换。 (2)人体细胞不仅生活在内环境中，同时也参与机体内环境的__形成与维持__。 (3)发挥重要作用的系统：__呼吸系统__、__消化系统__、__泌尿系统__和循环系统等。 3．呼吸系统 (1)组成：由呼吸道和肺组成，呼吸道包括鼻、__咽__、喉、气管、支气管和肺内的各级支气管。 (2)主要功能：进行__气体交换__，即吸进氧气和呼出二氧化碳。 (3)外呼吸和内呼吸 ①外呼吸：肺与__外界环境__之间的气体交换。 ②内呼吸：血液与__组织细胞__之间进行的气体交换。 (4)结构特点 ①肺泡表面分布着丰富的__毛细血管__，气体交换面积__大__。 ②肺泡及毛细血管的壁都很__薄__。 4．消化系统 (1)组成：由消化道和__消化腺__组成，消化道包括口腔、咽、食道、胃、小肠、大肠和肛门；消化腺包括小消化腺和大消化腺。 (2)消化和吸收 ①消化：食物在消化道内被分解成结构__简单__、可以被吸收的__小分子__物质的过程。 ②吸收：小分子物质通过消化道黏膜上皮细胞进入__血液__和__淋巴__的过程。 (3)小肠的结构 ①小肠长约5～7 m，黏膜有皱襞、__绒毛__和微绒毛结构，这使小肠黏膜的__表面积__大为增加，有利于食物的消化和营养物质的吸收。 ②小肠绒毛壁很__薄__，内有毛细血管网、__毛细淋巴管__等。 5．泌尿系统 (1)组成：由__肾__、输尿管、膀胱及尿道组成。 (2)主要功能：将代谢过程中产生的__尿素__等废物随尿液排出体外，维持体液__渗透压__平衡和内环境稳定。 (3)尿液的形成：血液―→__肾小球__―→肾小囊―→肾小管尿液。 [判断正误] (1)直接参与人体细胞与外界环境进行物质交换的系统有消化系统、呼吸系统、泌尿系统、循环系统等(√) (2)人体细胞与外界环境进行物质交换需要经过内环境(√) (3)单细胞生物与外界环境进行物质交换必须经过内环境(×) (4)内环境是细胞代谢的主要场所(×) [思考探讨] 构建人体细胞与外界环境的物质交换模型。 (1)组织细胞有氧呼吸需要的葡萄糖和O2，是如何从外界环境进入组织细胞的？ 提示：葡萄糖经消化系统吸收，再进入血液循环系统运输，再经组织液进入组织细胞。O2经呼吸系统吸入，然后进入血液循环系统运输，再经组织液进入组织细胞。 (2)组织细胞产生的代谢废物，如尿素和CO2是怎样排出体外的？ 提示：组织细胞经代谢产生的CO2和尿素首先进入组织液，再进入血液循环系统，然后CO2再经呼吸系统排出体外；尿素经泌尿系统和皮肤等排出体外。 (3)通过以上讨论，完成细胞通过内环境与外界环境进行物质交换的模型图。 提示：消化系统　呼吸系统　泌尿系统　皮肤 [核心归纳] 1．体内细胞与外界环境之间的物质交换 (1)食物中的营养物质要经过消化系统的消化、吸收→循环系统的运输→组织液(或血浆和淋巴)才能进入细胞。 (2)空气中的O2要经过呼吸系统→循环系统的运输→组织液(或血浆和淋巴)才能进入细胞，CO2的排出途径正好相反。 (3)代谢废物要经过内环境及循环系统的运输，到达肾脏、皮肤等器官以尿液、汗液的形式排出。 (4)参与内环境与外界环境物质交换的系统有循环系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统等。 2．呼吸系统组成及功能 (1)呼吸系统的组成 (2)气体交换过程 ①气体交换模式图 ②气体交换过程简图 气体交换指肺泡和血液之间，以及血液和组织细胞之间的气体交换。是物理性的扩散过程，气体从分压高的一侧向低的一侧扩散。吸入的空气中氧分压比血液中氧分压高，所以氧从肺泡进入血液，再进入组织细胞。而组织细胞中的二氧化碳分压高于血液的二氧化碳分压，故二氧化碳由组织细胞经组织液排入血液，再排入肺泡。 3．小肠 小肠在消化道内最长，长约5～7 m；小肠壁的内表面有许多环形皱襞，皱襞上有许多绒毛状的突起，这种突起叫作小肠绒毛，由于环形皱襞和小肠绒毛的存在，使小肠的吸收面积大大增加，可达200平方米以上；小肠绒毛的壁很薄，只有一层上皮细胞构成，而且绒毛中有丰富的毛细血管和毛细淋巴管，这种结构特点有利于小肠吸收营养物质。所以小肠是吸收的主要器官。 4．尿液的形成 尿液形成的三个过程：(1)肾小球滤过；(2)肾小管和集合管重新吸收；(3)肾小管和集合管分泌与排泄。 [迁移运用] 5．下面概念图中的a、b分别表示(　　) A．细胞外液、内环境　　 B．血浆、细胞内液 C．血浆、内环境 D．内环境、血浆 解析　C　内环境包括血浆、组织液和淋巴等，则a表示血浆，A、D错误；细胞只能通过内环境与外界环境进行物质交换，图中b表示内环境，B错误，C正确。 6．下图是高等动物体内细胞与外界进行物质交换的示意图。回答下列问题： (1)图中虚线内物质的总称为________，其中A代表________，B代表________，C代表________。 (2)填写图中D、E系统的名称：D________________；E________________。 (3)从图中可看出，维持内环境渗透压的Na＋和Cl－以及葡萄糖、氨基酸等物质进入内环境要经过________、________系统。 (4)体内细胞产生的代谢废物如尿素，从内环境排出体外要经过________、________系统。而CO2的排出则要经过________、________系统。 解析　因为B→C→A是单向的，可确定C为淋巴，A为血浆，B为组织液，三者共同构成了内环境。D系统吸收营养物质是消化系统，E系统排出尿素、尿酸等是泌尿系统。 答案　(1)内环境　血浆　组织液　淋巴 (2)消化系统　泌尿系统　(3)消化系统　循环 (4)循环系统　泌尿　循环系统　呼吸 [知识网络] 学科网（北京）股份有限公司 $$