内容正文:
第2课时 细胞与环境间的物质交换
|学|习|目|标|
1.举例说出单细胞生物直接与环境进行物质交换的方式。
2.阐述参与人体与外界环境进行物质交换的器官、系统。
3.概述呼吸系统、消化系统和泌尿系统适于物质交换的结构特点。
(一)单细胞生物直接与环境进行物质交换
[教材知识梳理]
细胞质膜
食物泡
(二)人和多细胞动物与环境进行物质交换
大多数细胞通过________与外界进行物质交换。
人体细胞不仅生活在内环境中,同时也参与机体内环境的______
_______。
发挥重要作用的系统:________、_________、__________和循环系统等。
内环境
形成与
维持
呼吸系统
消化系统
泌尿系统
1.呼吸系统
(1)组成:由呼吸道和肺组成,呼吸道包括鼻、____、喉、气管、支气管和肺内的各级支气管。
(2)主要生理功能:进行_________,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__________之间的气体交换。
②内呼吸:血液与__________之间进行的气体交换。
(4)结构与功能的适应——肺泡的结构
①肺泡表面分布着丰富的__________,气体交换面积____。
②肺泡及毛细血管的壁都很_____。
咽
气体交换
外界环境
组织细胞
毛细血管
大
薄
2.消化系统
(1)组成:由消化道和_______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(如肠腺)和大消化腺(如肝、胰)。
(2)主要生理功能
①消化:食物在消化道内被分解成结构_____、可以被吸收的
________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_____和_____的过程。
消化腺
简单
小分子
血液
淋巴
(3)结构与功能的适应——小肠的结构
①人的小肠约长5~7 m,黏膜有皱襞、______和微绒毛结构,这使小肠黏膜的________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______,内有毛细血管网、____________等,这些结构特点有利于营养物质的吸收。
绒毛
表面积
薄
毛细淋巴管
3.泌尿系统
(1)组成:由____、输尿管、膀胱及尿道组成。
(2)主要生理功能:将代谢过程中产生的______等废物随尿液排出体外,维持体液________平衡和内环境稳定。
(3)尿液的形成
肾
尿素
渗透压
(4)结构与功能的适应——肾单位的结构
①肾是形成尿液的器官,肾的结构和功能单位是肾单位。肾单位由肾小体和________组成,肾小体包括_______________。
②肾小体分布在皮质内,由肾小球和包在它外面的肾小囊组成。肾小囊腔与肾小管相通,肾小管周围缠绕着大量的_________;当血液流经肾单位的肾小球时,血液中的许多成分透过肾小球__________和肾小囊壁滤过到肾小囊腔内,再经过肾小管的重新吸收、再分泌等作用,形成_______。
肾小管
肾小球和肾小囊
毛细血管
毛细血管
尿液
4.人体与内、外环境之间的物质交换
气体交换
消化系统
组织细胞
代谢
产物
[微提醒]
稳态调节的两个“不一定”
(1)内环境中各种稳态的维持不一定都需要神经系统、内分泌系统和免疫系统共同参与,如内环境中pH稳态调节,只与内环境中缓冲物质有关。
(2)能够维持内环境稳态的人,其生命活动不一定正常,如“植物人”。
[核心要点点拨]
1.图解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要经过呼吸系统的吸入→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.图解气体交换过程
(1)气体交换模式图
(2)气体交换过程简图
①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。
②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。
③吸入的空气中氧分压比血液中氧分压高,所以氧气从肺泡进入血液,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.尿素等代谢废物排出体外
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。
[典例] [多选](2025·淮安月考)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.O2从红细胞进入肝细胞中发挥作用至少要经过6层磷脂分子层
B.内环境渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-
C.①可以代表消化系统,③可以代表泌尿系统
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
[经典考题探究]
√
√
[解析] O2从红细胞进入肝细胞中发挥作用至少需要经过红细胞的一层膜、毛细血管壁细胞的两层膜、肝细胞的一层膜、线粒体的两层膜,共6层生物膜,由于生物膜是由磷脂双分子层构成的,所以至少经过12层磷脂分子层,A错误。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-,B正确。①可以代表消化系统,食物经过消化吸收进入内环境;③可以代表泌尿系统,代谢废物可通过泌尿系统排出,C正确。单细胞生物通过细胞膜直接与外界环境进行物质交换,D错误。
[方法规律]
建模分析物质跨膜层数
葡萄糖从被小肠吸收到进入组织细胞被利用经过的膜层数至少为:进、出小肠黏膜上皮细胞(2层)+进、出毛细血管壁细胞(两次、4层)+进组织细胞(1层)=7层。图示如下(O2的利用也可用该图分析):
(一)澄清概念
1.判断下列叙述的正误
(1)人体内的细胞与外界进行物质交换,一般需要通过内环境才能完成。( )
(2)肺泡处发生的气体交换称为内呼吸。( )
(3)人体消化食物和吸收营养物质的主要场所分别是胃和小肠。( )
(4)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。 ( )
(5)尿液是在肾脏形成的细胞外液。( )
(6)内环境是细胞代谢的主要场所。( )
[层级训练评价]
×
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×
×
√
√
(二)落实知能
2.下列关于动物细胞物质交换的叙述,错误的是( )
A.单细胞动物都直接与外界环境进行物质交换
B.骨骼肌细胞通过细胞质膜与组织液进行物质交换
C.保持内环境稳态是人体进行正常物质交换的必要条件
D.多细胞动物都必须通过内环境与外界环境进行物质交换
解析:单细胞动物和简单的多细胞动物的细胞能直接与外界环境进行物质交换,A正确,D错误;骨骼肌细胞通过细胞质膜与组织液进行物质交换,B正确;保持内环境稳态是人体进行正常物质交换的必要条件,C正确。
√
3.下图表示人体内的细胞与外界环境进行物质交换的过程,下列叙述错误的是 ( )
A.若某人长期营养不良,将会导致①渗透压降低,②增多
B.系统A中的体液是①,其中含有较多的蛋白质
C.食物中的K+进入组织细胞的途径为外界环境→B→A→①→②→组织细胞
D.系统C为泌尿系统,可以把代谢废物、水、无机盐排出体外
√
解析:若某人长期营养不良,将会导致血浆蛋白减少,①血浆渗透压降低,组织液渗透压相对升高,导致②增多,A正确;图中A为循环系统,包括①血浆和③淋巴液,B错误;从外界环境摄入的K+进入细胞的途径为外界环境→B消化系统→A循环系统→①血浆→②组织液→组织细胞,C正确;系统C为泌尿系统,可以把代谢废物、水、无机盐排出体外,D正确。
4.将单细胞动物变形虫置于人工设置的液体环境中,定期测定变形虫和环境中的离子浓度,下表为离子浓度稳定后的数据。下列叙述错误的是 ( )
Na+ K+ Cl- HC
变形虫/(μmol/mL) 1 42 3 119
体外环境/(μmol/mL) 21 16 41 119
A.变形虫维持这个状态需要消耗ATP
B.变形虫与体外环境进行物质交换需要依赖内环境
C.该人工设置的液体环境中不可能只含Na+、K+、Cl-和HC四种离子
D.HC在变形虫体内主要以离子形式存在,具有维持pH相对稳定的作用
√
解析:变形虫可以逆浓度从体外环境吸收K+,需要消耗能量,故变形虫维持这个状态需要消耗ATP,A正确;内环境是由细胞外液构成的液体环境,而变形虫是单细胞动物,没有内环境,B错误;变形虫是单细胞动物,不能制造有机物,需要从该人工设置的液体环境中吸收营养物质维持生命活动,故该人工设置的液体环境中不可能只含Na+、K+、Cl-和HC四种离子,C正确;HC在变形虫体内主要以离子形式存在,具有维持pH相对稳定的作用,D正确。
5.(2024·淮安高二期末)下图方框内为人体内某组织或器官的结构示意图,a、b、c分别表示不同的体液,箭头代表物质运输方向或血流方向。据图判断,下列叙述正确的是 ( )
A.人体内的大部分细胞生活于b中,如
神经元、口腔上皮细胞等
B.若Ⅰ端为肝组织毛细血管动脉端,则
Ⅱ端的血糖浓度可能大于Ⅰ端
C.c位于淋巴管中,其来源于组织液,经血液循环流回血浆
D.a、b、c三者都可以通过毛细血管壁或毛细淋巴管壁相互交换
物质
√
解析:b是血浆,人体内的大部分细胞生活于a组织液中,A错误;在胰高血糖素的作用下肝糖原分解,若Ⅰ端为肝组织毛细血管动脉端,则Ⅱ端的血糖浓度可能大于Ⅰ端,B正确;c是淋巴,位于淋巴管中,其来源于组织液,经淋巴循环流回血浆,C错误;a与b可以相互交换物质,而c只能来自a流向b,是单向的,D错误。
6.[多选](2025·徐州高二期末)房水是由睫状突产生的,是充满在眼前房和后房内的一种透明清澈液体,经由后房—瞳孔—前房角排出并进入血液。房水中的蛋白质含量仅为血浆的1/200,葡萄糖含量约为血浆的80%,其主要作用是为虹膜、角膜和晶状体提供营养,并运走这些组织中的代谢产物。如果房水过多,就会导致青光眼,而青光眼可以致盲。下列分析不合理的是 ( )
A.房水是机体内环境的一部分
B.房水排出受阻也可能导致眼内压升高,从而引起青光眼
C.虹膜、角膜和晶状体等的细胞通过房水即可与外界环境交换物质
D.推测房水中的无机盐含量低于血浆中的,这样有利于维持渗透压的平衡
√
√
解析:房水的主要作用是为虹膜、角膜和晶状体提供营养,并把这些组织的代谢产物运走,房水是虹膜、角膜和晶状体细胞赖以生存的体内环境,属于组织液,是机体内环境的一部分,A合理;房水排出受阻,会使房水积累过多,从而可能导致眼内压升高,引起青光眼,B合理;虹膜、角膜和晶状体等的细胞通过房水来获取营养和运走代谢产物,而房水中的成分会进入血液,通过机体的相关系统与外界环境进行物质的交换,C不合理;因为房水中蛋白质的含量仅为血浆的1/200,葡萄糖含量约为血浆的80%,而房水与血浆的渗透压相当,故房水中无机盐的含量可能高于血浆,以便维持渗透压的平衡,D不合理。
(三)迁移应用
7.人体血液中的O2与血红蛋白(Hb)结合,以氧合血红蛋白形式在血液中运输;大部分CO2在血浆中以HC的方式运输,如图所示,请据图回答下列问题:
(1)血浆中CO2主要来自______________________(填生理过程)。
(2)CO2进入红细胞后,HC数量______。根据细胞特点和HC的含量,可推测HC进入血浆的方式最可能为__________。
解析:组织细胞进行细胞呼吸产生的CO2通过组织液进入血浆中。
细胞呼吸(或有氧呼吸)
增加
协助扩散
解析:血浆中的CO2进入红细胞形成H2CO3,H2CO3电离形成HC,HC的数量增加;细胞质膜不允许带电离子自由出入,HC进入血浆需要载体蛋白的协助,方式是协助扩散。
(3)生成的H+与血红蛋白结合,引起血红蛋白的_______________发生改变,促进氧气释放并最后扩散到__________中,供组织细胞吸收和利用。
空间结构
组织液
解析:分析题图可知,H+与血红蛋白结合,引起血红蛋白的空间结构发生改变,血红蛋白携带的氧气释放并扩散进入组织液,由组织液进入细胞,被组织细胞吸收和利用。
(4)由于红细胞内______的消耗和______的进入,使红细胞内渗透压升高,导致血浆中的水分子进入红细胞。
H2O
Cl-
解析:红细胞内H2O的消耗和Cl-的进入,使红细胞内渗透压升高,血浆中的水分子通过渗透作用进入红细胞。
[课堂归纳小结]
一、知识体系构建
二、关键语句必背
1.草履虫、变形虫、小球藻和蓝细菌等单细胞生物都可以通过相应的结构直接与其生活的外界环境进行物质交换。
2.人和多细胞生物体内的细胞通过内环境与外界进行物质交换。
3.参与人体与外界环境进行物质交换的主要有呼吸系统、消化系统、泌尿系统和循环系统等。
4.肺泡是人体与外界环境进行气体交换的重要场所;小肠是消化和吸收的主要部位;肾是形成尿液的器官,肾的结构和功能单位是肾单位。
课时跟踪检测
[课时跟踪检测]
一、选择题
1.下列有关内环境的叙述,正确的是 ( )
A.多细胞动物内环境的理化因素绝对稳定
B.单细胞动物体内的液体都属于内环境
C.多细胞动物体内的细胞外液就是内环境
D.单细胞动物通过内环境完成物质交换
解析:多细胞动物内环境的理化因素保持相对稳定,A错误;单细胞动物体内的液体不属于内环境,B错误;多细胞动物体中,细胞外液就是内环境,C正确;单细胞动物直接与外界环境进行物质交换,D错误。
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2.人体的生长、发育过程需要从外界环境中摄入营养物质,并将代谢废物排到外界环境。下列有关说法错误的是 ( )
A.内环境是细胞生活的环境,也是细胞进行代谢活动的主要场所
B.内环境稳态失调时,细胞的代谢速率可能会加快
C.参与人体细胞与外界环境物质交换的系统有消化、呼吸、泌尿、循环系统等
D.人体内细胞与外界环境进行物质交换的过程依赖于内环境
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解析:细胞进行代谢活动的主要场所是细胞质基质,A错误;内环境稳态失调时,细胞的代谢速率可能会加快,如甲状腺激素分泌过多,提高细胞代谢速率,B正确;内环境与外界环境的物质交换过程,需要体内各个系统的参与,如消化、呼吸、泌尿、循环系统等,C正确;体内细胞直接与内环境进行物质交换,细胞通过内环境与外界环境进行物质交换,即人体内细胞与外界环境进行物质交换的过程依赖于内环境,D正确。
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3.高等多细胞动物的物质交换主要涉及:①体内细胞;②细胞外液;③血液(或淋巴);④呼吸系统;⑤泌尿系统;⑥消化系统;⑦体外环境。氧气从体外环境进入体内细胞的正确顺序是 ( )
A.⑦→④→③→②→① B.⑦→③→④→②→①
C.⑦→③→①→④→② D.⑦→④→③→②
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解析:人体肺与外界气体的交换,是通过呼吸运动实现的,体外环境中的氧气通过呼吸运动进入肺泡,肺泡内的氧气通过自由扩散进入肺泡周围毛细血管中的血液中,氧气经血液的运输到达身体的各处组织细胞周围,穿过毛细血管壁进入组织液(细胞外液),再经自由扩散进入细胞内,在细胞的线粒体中被利用,即氧气从体外环境进入体内细胞的正确顺序是⑦体外环境→④呼吸系统→③血液(或淋巴)→②细胞外液→①体内细胞,A正确。
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4.肺泡中的一个氧分子,以氧合血红蛋白的形式运输到组织细胞,最后在细胞内成为水中的氧,在此过程中,这个氧分子需要通过的生物膜的层数至少为 ( )
A.5层 B.7层
C.11层 D.9层
解析:肺泡壁和毛细血管壁都是一层上皮细胞,肺泡中的氧气运输至组织细胞中被利用,至少需要穿过肺泡壁(2层膜)、通过毛细血管壁细胞进入血浆(2层)、进入红细胞(1层)、出红细胞(1层)、通过毛细血管壁进入组织液(2层)、进入组织细胞(1层)并进入线粒体(2层)参与有氧呼吸形成水,故在此过程中,这个氧分子需通过的生物膜至少为11层。
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5.如图为高等动物体内细胞与内环境进行物质交换的相关示意图,下列有关叙述正确的是 ( )
A.高等动物所有细胞都没有与
外部环境接触,需通过内环境才能
与外界环境进行交换
B.当内环境的稳态被破坏时,代谢活动无法进行,细胞的生存会出现危机
C.Ⅳ指皮肤,是人体最大的器官
D.Ⅱ内的葡萄糖通过①进入血液的方式属于协助扩散
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解析:高等动物有的细胞与外部环境接触,如消化道上皮细胞,A错误;当内环境的稳态被破坏时,代谢活动受到影响,但不一定无法进行,B错误;Ⅳ只有体内物质排出的途径,应为皮肤,是人体最大的器官,C正确;Ⅱ小肠内的葡萄糖通过①进入血液的跨膜运输方式是主动运输,D错误。
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6.缺氧条件下,脑部毛细血管壁通透性增加,组织液增加,形成脑水肿;同时细胞质膜钠泵功能障碍,导致细胞内Na+堆积,继而水分聚集形成脑细胞肿胀。下列相关叙述正确的是 ( )
A.缺氧条件下,各部位氧气浓度为血浆>神经细胞>组织液
B.形成脑水肿时,水的扩散路径为神经细胞→组织液→血浆
C.脑缺氧引起脑水肿时,重要的治疗措施是输入纯氧
D.血管壁细胞和神经细胞都参与了内环境的形成和维持
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解析:氧气的运输方式为自由扩散,顺着氧气运输方向,氧气浓度逐渐降低,因此缺氧条件下,各部位氧气浓度为血浆>组织液>神经细胞,A错误;形成脑水肿时,脑部毛细血管壁通透性增加,组织液增多,因此水的扩散路径为血浆→组织液,B错误;脑缺氧引起脑水肿时,重要的治疗措施是输入混有少量二氧化碳的氧气,二氧化碳能刺激呼吸中枢使呼吸加深加快,C错误;细胞的生命活动不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持,D正确。
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7.如表所示为人体组织液、血浆和细胞内液的物质组成和含量的测定数据,下列叙述错误的是 ( )
成分/(mmol/L) Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- 有机酸 蛋白质
① 147 4.0 1.25 1.0 114.0 7.5 1.0
② 142 5.0 2.5 1.5 103.3 6.0 16.0
③ 10 140 2.5 10.35 25 — 47
A.③是细胞内液,因为其含有较多的蛋白质、K+等
B.①是血浆,②是组织液,因为②中蛋白质比①多
C.组成细胞外液的无机盐离子中,含量占明显优势的是 Na+和 Cl-
D.若某人②中肌酐、尿素氮等含量较高,则表明其可能肾功能异常
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解析:由于细胞内液中的 K+浓度要远大于细胞外液,而Na+浓度要远小于细胞外液,且含有较多的蛋白质,故根据表中数据可知,③为细胞内液,A正确;血浆的蛋白质含量大于组织液,故可判断②为血浆,①为组织液,B错误;由表中数据可知,在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量占明显优势的是Na+和Cl-,C正确;人体可通过肾脏排出尿素氮、肌酐等,若某人②血浆中肌酐、尿素氮等含量较高,则表明其可能肾功能异常,D正确。
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8.尿毒症通常是指人体不能通过肾脏产生尿液,不能将体内代谢产生的废物和过多的水分排出,机体内部生化过程紊乱而产生的一系列复杂的疾病。人工肾的出现,为患者带来了福音,其工作原理如下图所示,它能够替代部分肾脏的作用。下列说法错误的是 ( )
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A.透析液的化学成分和理化性质应该与人体血浆相似
B.透析膜是一种半透膜,水和尿素等小分子可以自由通过
C.透析液从上面进,下面错位流出,有利于代谢废物迅速排出
D.长期透析可以充分清除血液中的毒素,达到治愈尿毒症的目的
解析:透析液的化学成分和理化性质应该与人体血浆相似,A正确;透析膜是一种半透膜,水和尿素等小分子可以自由通过,B正确;透析液从上面进,下面错位流出,使透析液和血液中物质进行充分交换,有利于代谢废物迅速排出,C正确;透析无法充分清除血液中的毒素,所以不能达到治愈尿毒症的目的,D错误。
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9.[多选](2025·连云港检测)丙型肝炎由丙型肝炎病毒感染导致,患者大部分在感染期伴有轻度肝水肿和高水平的血浆肝酶。临床上的常规治疗需要注意水、电解质的平衡,以维持内环境稳态,还需要定时监测肝酶、血氧饱和度等指标。如图为人体肝细胞与外界环境进行物质交换的过程,图中a、b、c代表不同的细胞外液。下列说法错误的是 ( )
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A.除图中所示的系统,人体的电解质、肝酶和尿素等还可通过皮肤排出体外
B.对患者肌肉注射某种消炎药进行治疗,药物首先进入的细胞外液是a血浆
C.肝水肿的原因主要是肝脏处毛细血管壁细胞及肝细胞受损,血红蛋白和细胞内液外渗,使组织液的渗透压升高,渗透吸水
D.人体各器官、系统协调一致地正常运行,才能完成内环境与外界环境的物质交换
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解析:人体的电解质(如NaCl)和少量尿素可以通过皮肤排汗排出体外,但肝酶不能通过皮肤排出体外,A错误;肌肉注射某种消炎药进行治疗,药物首先进入的内环境是b组织液,B错误;丙型肝炎患者肝脏处毛细血管壁细胞及肝脏细胞受损,血浆蛋白(不是血红蛋白)和细胞内液外渗,使组织液的渗透压升高,渗透吸水导致肝水肿,C错误;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,所以人体各器官、系统协调一致地正常运行,才能完成内环境与外界环境的物质交换,D正确。
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10.[多选]下图甲表示人体中部分体液之间的关系,下图乙表示细胞与外界环境进行物质交换的示意图。
下列相关叙述正确的是 ( )
A.淋巴细胞的内环境是图甲中的B和C
B.从图甲可知细胞内液和组织液之间存在物质交换
C.图乙中①②③过程需要消化、呼吸、泌尿、循环系统的参与
D.人体中所有细胞与外界环境进行物质交换都需要内环境作为媒介
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解析:图甲中的B为血浆,C是淋巴,二者都是淋巴细胞生活的内环境,A正确;图甲中D表示细胞内液,从图甲可知细胞内液和组织液之间存在物质交换,B正确;图乙中①表示食物进入内环境,②表示O2进入内环境,③表示内环境排出其他代谢废物,这三个过程需要消化、呼吸、循环、泌尿系统的参与,C正确;人体部分细胞与外界环境进行物质交换不需要内环境作为媒介,如小肠绒毛上皮细胞可以直接从消化液中吸收营养物质,D错误。
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二、非选择题
11.下图是内环境稳态与各系统的功能联系示意图,请回答相关问题:
(1)图中b表示________系统,c表示_______系统。
消化
泌尿
解析:分析可知,a表示呼吸系统,b表示消化系统,c表示泌尿(排泄)系统,参与内环境维持的还有图中的循环系统等。
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(2)O2不从组织液进入血浆的原因是_________________________。
血浆中的O2浓度高于组织液
解析: O2进出细胞的方式为自由扩散,其转运过程是顺浓度梯度进行的,而血浆中O2浓度高于组织液中O2的浓度,因此O2不会从组织液进入血浆,而只能从血浆进入组织液。
(3)内环境的稳态是指内环境的_____________________及__________
_____都处于相对稳定状态。
温度、渗透压、pH
成分
各种化学
解析:内环境的稳态包括内环境的各种化学成分及温度、渗透压、pH都处于相对稳定的状态。
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(4)内环境的稳态是____________________________________的前提。
解析:内环境稳态是细胞进行正常生活、机体发挥正常功能的前提。
细胞进行正常生活、机体发挥正常功能
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12.疟原虫是一种单细胞动物,是疟疾的病原体。青蒿素是效果好且副作用少的抗疟药。然而,令人担心的是部分疟原虫对青蒿素产生了抗药性。请根据提供的实验材料及部分思路,完善探究不同种类的疟原虫对青蒿素抗药性情况的实验方案。
实验材料:培养液、疟原虫甲、疟原虫乙、3H⁃异亮氨酸、1.0×10-6mol/L 青蒿素溶液、DMSO(用于配制青蒿素的溶液)、放射性测量仪。
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(1)实验步骤:
①取培养瓶若干,分成A、B、C、D 4 组,分组如下:______
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________, 加入的各种试剂等量且适量,每组设置若干个重复样品。
②各组样品同时加入等量的3H⁃异亮氨酸。在相同且适宜的条件下培养。
A组培养液中加入疟原虫甲、1.0×10-6 mol/L青蒿素溶液;B组培养液中加入疟原虫甲、DMSO;C组培养液中加入疟原虫乙、1.0×10-6 mol/L青蒿素溶液;D组培养液中加入疟原虫乙、DMSO
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③______________________________________________________
_______________。
④统计分析各组数据,通过数据比较,计算出青蒿素溶液对疟原虫甲与乙生长的抑制率。
每隔一段时间,用放射性测量仪测定各组疟原虫的细胞内放射性强度并记录
解析:本实验为探究不同种类的疟原虫对青蒿素抗药性的情况,故自变量是疟原虫的种类和青蒿素的有无,因此可设置4组实验,具体实验步骤见答案。
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(2)预测实验结果:青蒿素溶液对疟原虫甲的抑制率高于疟原虫乙,实验结果表明疟原虫甲对青蒿素溶液敏感度__________ (填“高于”或“低于”)疟原虫乙。
高于
解析:若疟原虫甲对青蒿素溶液敏感度高于疟原虫乙,则实验结果为青蒿素对疟原虫甲生长的抑制率高于乙。
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(3)分析与讨论:
①实验中采用3H⁃异亮氨酸的原因是______________________
_________________________________________________________
____________。
3H⁃异亮氨酸是疟原虫合成蛋白质的原料,可根据放射性强度变化来判断疟原虫的生长(繁殖)情况
②在上述实验的基础上,探究疟原虫乙吸收的异亮氨酸是否会分泌到细胞外。写出简要的实验思路:
__________________________________________________________________________________________________________。
取上述实验后的疟原虫乙放入含有(无放射性的)异亮氨酸的培养液中进行培养,离心后测上清液(和沉淀物)是否有放射性
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解析: ①异亮氨酸是疟原虫合成蛋白质的原料,实验中采用3H⁃异亮氨酸,可根据放射性强度变化来判定疟原虫的生长(繁殖)情况。②若要探究疟原虫乙吸收的异亮氨酸是否会分泌到细胞外,可取上述实验后的疟原虫乙放入含有(无放射性的)异亮氨酸的培养液中进行培养,离心后测上清液(和沉淀物)是否有放射性。
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