内容正文:
人体的内环境与稳态
【学习目标】
1.内环境的组成及其理化性质。
2.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。
重难点:1.内环境的组成及其理化性质。
2.内环境是机体细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
【学习内容】
一、细胞生活的环境
1.体液:生物体内含有大量以水为基础的液体,统称为体液。
体液 细胞内液(存在于细胞内,约占2/3)
细胞外液(存在于细胞外,约占1/3),主要由 血浆 、 组织液 和 淋巴 组成。
2.内环境:由细胞外液构成的液体环境。
(1)成分:
①血浆的化学成分:约90%为水、蛋白质(7%~9% )、无机盐(约1% )、血液运输的其他营养物质(葡萄糖)、激素、各种代谢废物等。
②淋巴与组织液的化学成分:组织液和淋巴液的成分和各成分的含量与血浆相近 ,但又不完全相同,最主要的差别在于血浆中含有较多的 蛋白质 (血浆蛋白)。
备注:
不属于内环境的成分归纳:
①细胞内和细胞膜上特有的物质,如血红蛋白、呼吸酶等胞内蛋白和载体蛋白等膜蛋白;
②属于外界环境的液体成分,如消化液中的特有成分等;
③不能被人体吸收的物质,如纤维素、麦芽糖等。
例1:从某种意义上说,细胞外液本质上是一种盐溶液,类似于海水,其中含有多种化合物。下列各组物质中,属于内环境成分的一组是( C )
A.CO2、解旋酶、Cl-、尿素
B.唾液淀粉酶、溶菌酶、胰岛素、糖蛋白
C.K+、血浆蛋白、性激素、脂肪酸
D.Ca2+、载体蛋白、胃蛋白酶、DNA聚合酶
(2) 理化性质:
①渗透压: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。
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-。
注:
组织间隙中积聚的组织液过多将导致组织水肿,其引发原因如下:
减少 下降
增多 升高
增加
②酸碱度:正常人的血浆近中性,pH为7.35~7.45。与其中含有的缓冲物质有关,其中最重要的是HCO/H2CO3,其次还有HPO42-/H2PO4-等。
③温度:一般维持在37 ℃左右。
例2.如图为人体体液之间物质交换示意图,其中甲~丁表示人体体液的四种不同组成成分。下列叙述正确的是( B )
A.淋巴细胞生活的内环境是乙、丙、丁
B.甲中可含有抗体、维生素和果糖
C.甲与乙的最主要区别是乙中含有较多蛋白质
D.急性肾小球肾炎会导致乙的渗透压增大
(3)作用:细胞通过内环境与外界环境进行物质交换。
例3.如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,①②③④⑤表示相关物质,甲、乙、丙表示三种液体,A、B表示相关过程。下列说法正确的是( C )
A.Ⅲ为胃、小肠等消化器官,消化液经导管分泌进入消化道
B.丙是人体进行代谢的主要场所,丙增多会导致组织水肿
C.④中可能含有尿素、无机盐、葡萄糖等物质
D.寒冷时V处血管舒张有利于减少人体的散热量
二、内环境的稳态
1.概念: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:内环境的每一种 化学成分 和 理化性质 都处于 动态平衡 中。
3.调节机制:神经—体液—免疫 调节网络
4.人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。
稳态会被破坏的原因:①外界环境变化过于剧烈;②人体自身的调节功能有障碍。
5.意义:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
三.【实验】生物体维持pH稳定的机制
1.实验原理:生物材料中含有调节酸碱变化的缓冲对,在一定程度上能使pH的变化减弱。
2.实验结果与结论
曲线图:以 酸或碱的滴数 为横轴,以 pH 为纵轴,画出各次实验中pH变化的曲线。
3.实验结论
生物材料的性质类似于缓冲液,而不同于自来水,说明生物材料中含有酸碱缓冲对,可维持pH相对稳定。
【巩固训练】
1.人和动物体内含有大量以水为基础的液体,这些液体统称为体液,下列属于体液的是( C )
A.输尿管内的液体 B.汗腺导管内的液体
C.淋巴管内的液体 D.消化管内的液体
2.下列有关内环境的说法中,错误的是( C )
A.手和脚有时会磨出“水泡”,其主要成分是组织液
B.骨骼肌细胞呼吸代谢产生的CO2可以进入组织液中
C.淋巴管内的液体、输尿管内的液体、消化管内的液体都属于内环境
D.血浆和淋巴都是免疫细胞的生存环境
3.如图是细胞与内环境进行物质交换的示意图,a、b处的箭头表示血液流动的方向。下列说法正确的是( C )
A.③是人体内细胞代谢的主要场所
B.①③中的蛋白质可以通过毛细淋巴管壁相互交换
C.若②为肝脏细胞,则a处的氧气浓度高于b处
D.毛细血管管壁细胞生活的具体内环境是②③④
4.血液中CO2能够透过血一脑脊液屏障进入脑脊液,并与H2O结合成碳酸,碳酸解离出来的H+刺激位于延髓腹外侧浅表部位的中枢化学感受器,引起呼吸中枢兴奋,使呼吸运动加速、加深。下列叙述正确的是( D )
A.哺乳动物细胞无氧呼吸产生CO2发生在细胞质基质
B.哺乳动物剧烈运动产生乳酸会导致血浆pH明显降低
C.脑脊液、血红蛋白及血浆中的CO2都属于内环境的组成成分
D.CO2参与维持内环境的稳态
5.如图表示人体内的细胞与外界环境之间进行物质交换的过程,下列有关叙述正确的是( B )
A.①②③分别代表血液、淋巴液和组织液,它们参与构成人体内环境
B.②所在系统具有免疫调节的功能
C.③和细胞内液之间通过毛细血管壁进行物质交换
D.细胞外液的总量比细胞内液多,并维持相对稳定
6.若给人静脉注射一定量的0.9%NaCl溶液,则一段时间内会发生的生理现象是( C )
A.机体血浆渗透压降低,排出相应量的水后恢复到注射前水平
B.机体血浆量增加,排出相应量的水后渗透压恢复到注射前水平
C.机体血浆量增加,排出相应量的NaCl和水后恢复到注射前水平
D.机体血浆渗透压上升,排出相应量的NaCl后恢复到注射前水平
7.内环境的相对稳定状态是正常生命活动的必要条件,当内环境的成分和理化性质发生变化时,机体能够通过调节维持稳态。下列关于内环境稳态的描述正确的是( C )
A.CO2是机体的代谢废物,不参与内环境稳态的调节
B.贫血病人血红蛋白减少,血浆渗透压降低引发组织水肿
C.血液中的转氨酶、总胆固醇等指标能够反映出机体的健康状况
D.剧烈运动后,肌肉细胞产生的大量乳酸进入血液,使血浆变成弱酸性
8.下列关于人体内环境的叙述,错误的是( B )
A.血浆中的HCO3﹣、HPO42﹣等参与血浆pH的调节
B.早晨人体细胞外液的温度在35℃左右
C.细胞外液中的Na+、Cl﹣是形成内环境渗透压的主要因素
D.血浆的渗透压高于组织液,有利于代谢产生的水进入毛细血管
9.新冠肺炎诊疗方案指出。患者常规治疗时需要注意水、电解质平衡。维持内环境稳态,并定时监测肝酶、血氧饱和度等指标。下列相关叙述错误的是( A )
A.肌肉注射的青霉素和肠道中的抗病毒药物都没有进入人体内环境
B.肺炎患者细胞内液和血浆蛋白外渗可导致出现肺水肿现象
C.肝酶含量高于正常值说明肝细胞受到一定程度的损伤
D.血氧饱和度正常的生理意义是保证细胞正常氧化分解有机物
10.分别向20mL的新鲜血浆中滴加相同浓度的稀盐酸和稀NaOH溶液,血浆酸碱度变化与滴加滴数的关系正确的是( D )
A. B. C. D.
11.在血浆、组织液和细胞内液中,CO2的浓度大小关系为( D )
A.血浆>组织液=细胞内液 B.血浆>组织液>细胞内液
C.血浆<组织液=细胞内液 D.血浆<组织液<细胞内液
12.下列过程发生在人体内环境的是( A )
A.抗体与抗原的特异性结合 B.葡萄糖分解为丙酮酸
C.食物中的蛋白质被消化 D.氧气和血红蛋白结合
13.下列有关人体内环境的叙述,正确的是( B )
A.内环境是人体代谢的主要场所 B.内环境达到稳态时人可能会患病
C.内环境稳态遭到破坏时代谢速率下降 D.内环境稳态的实质是各种理化性质保持相对稳定
14.一位30岁男性患者,2天前因不洁饮食出现腹痛、腹泻,入院后被诊断为细菌性痢疾,部分检查结果如表所示。下列叙述错误的是( D )
生理指标
测定值
正常值
腋下温度(℃)
38.9
36.0~37.4
白细胞计数(L﹣1)
13.5×109
(4~10)×109
血钠浓度(mmol•L﹣1)
180
140~160
A.患者的体温维持在38.9℃时,产热量等于散热量
B.发病期间患者会因为腹泻出现脱水,故血钠浓度升高
C.发病期间患者细胞外液渗透压升高
D.表格中每项指标的参考值即正常值都有一个变化范围,该变化范围主要考虑了化验结果的误差
15.下列有关人体内环境的叙述,错误的是( B )
A.体内活细胞依赖内环境的运输提供氧气和养料、排出代谢废物
B.空气中的氧气进入组织细胞参与细胞呼吸需穿过9层生物膜
C.血浆渗入组织液的量大于组织液回渗血浆的量大于组织液渗入淋巴的量
D.血浆中胆固醇、尿素、葡萄糖等的含量可作为某些疾病的诊断依据
16.如表为测定的人体细胞外液(表中没列出淋巴液的测定数据)与细胞内液的部分物质含量的数据(mmol•L﹣1),下列相关叙述错误的是( B )
成分
Na+
K+
Ca2+
Mg2+
Cl﹣
蛋白质
①
142
5.0
2.5
1.5
103.3
16.0
②
147
4.0
1.25
1.0
114.0
1.0
③
10
140
2.5
10.35
25
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A. ③存在于细胞内,约占体液的2/3
B. 毛细淋巴管壁细胞和血红细胞所处的内环境都有②
C. ③中有的蛋白质可与氧气结合
D. ①②③中氧气浓度最高的可能是①
17. 磷酸盐体系(HPO42-/H2PO4-)和碳酸盐体系(HCO/H2CO3)是人体内两种重要的缓冲体系。下列叙述错误的是( C )
A. 有氧呼吸的终产物在机体内可转变为HCO
B. 细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关
C. 缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞
D. 过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限
18.(除标记外每空1分,共9分)人体多数细胞不能直接与外界环境进行物质交换,需要通过内环境和外界环境进行物质交换。下图表示人体内环境进行物质交换的部分过程,其中a、b、c表示构成内环境的几种体液。回答下列问题:
(1)图中所示的体液中,[ ] 是人体内大多数细胞直接生活的环境。
(2)通过静脉滴注药物治疗疾病时,药物首先进入的体液是[ ] ,该体液的渗透压主要与 (2分)的含量有关。
(3)一般情况下,体液c中的氧浓度 (填“大于”、“小于”或“等于”)组织细胞内的氧浓度。氧分子从红细胞中到肌肉组织细胞中被利用的过程至少需要穿过 (2分)层生物膜。
(4)某人因一次性饮水过量,出现组织细胞肿胀、功能受损的症状,医生采用静脉注射高浓度氯化钠注射液的方法为其治疗,使其恢复正常,该治疗方法的原理是 。(2分)
答案:(1)[c]组织液
(2) [a]血浆 无机盐、蛋白质
(3) 大于 6
(4)提高细胞外液的离子浓度,从而提高细胞外液的渗透压,使细胞中的部分水分渗出,消除细胞肿胀
19.(除标记外每空2分,共11分)某同学以清水、缓冲液(含NaHPO、KHPO,的溶液,pH=7)和血浆分别为实验材料进行实验,探究“血浆是否具有维持pH稳定的功能”,主要实验步骤如下:分别加入25ml实验材料→测pH→滴加5ml0.1mol/L的HCl、摇匀→测pH→倒去烧杯中溶液后充分冲洗→重复实验并记录。试回答下列有关问题:
(1)实验开始时 (“需要或不需要")测量三种实验材料的pH(1分)。
(2)该同学用如上图所示曲线来预期探究结果,试回答:
①预期结果中明显不科学的是 组,理由是 。
②实验中清水组和缓冲液组起 作用。实验可以得出的结论是 。
(3)本探究实验还应该补充的实验操作是 (简要写出实验思路)。
【答案】(1)需要
①清水 清水中加HCl后,溶液pH应降低
②对照 血浆与缓冲液一样具有维持pH相对稳定的功能
(3) 设置添加NaOH溶液组,在清水、缓冲液、血浆中加入一定量NaOH溶液后,观察其pH变化
28.(除标记外每空2分,共11分)脑脊液是存在于脑室及蛛网膜下腔的一种无色透明液体,是脑细胞生存的直接环境。脑脊液可由血浆在脑室脉络丛处滤过产生,并可经蛛网膜处重新流入静脉。请回答下列问题:
(1)脑脊液 (填“属于”或“不属于”)(1分)细胞外液,它与血浆之间的物质运输是 (填“双向”或“单向”)(1分)的。
(2)脑脊液不仅是脑细胞生存的直接环境,而且是 。
(3)机体脑部受到严重外伤时可导致毛细血管通透性增高,进而引起脑组织水肿,从内环境渗透压角度分析其发病机制为 。
(4)地塞米松是一种人工合成的磨皮质激素类药物 临床上常被用来治疗脑水肿,其副作用 是停药后会出现反弹。科研人员研究发现促皮质激素 (ACTH) 也能用于治疗脑水肿。为了研究ACTH的治疗效果,有关医疗专家进行了相关研究,研究结果如下表所示。请回答下列问题:
使用药物
治疗时间
治疗前水肿指数
治疗后水肿指数
停药两周后水肿指数
A组
ACTH(79例)
3个月
4.1~9.6
1.1~2.9
1.1~2.9
B组
地塞米松(79例)
3个月
5.1~7.1
3.3~4.9
5.1~9.8
对照实验类型有空白对照、相互对照、自身对照等,题述方案体现了 对照 。
根据表中数据可得出结论: ACTH 的治疗效果 (填“强于”或“弱于”)(1分)地塞米松;与使用地塞米松相比,使用 ACTH 药物治疗还具有的特点是 。
【答案】(1)属于( 双向 (2)细胞与外界环境之间进行物质交换的媒介
(3)脑外伤时毛细血管通透性增高,蛋白质从血浆进入脑脊液,引起脑脊液渗透压升高,进而引起脑组织水肿
(4)相互对照和自身 强于 ACTH治疗后基本无反弹情况出现
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