内容正文:
第33讲 人体的内环境与稳态
第七单元 稳态与调节
考点一 细胞生活的环境
考点二 内环境的稳态
从教材走向高考
课程标准解读 知识网络概览
【课标要求】
1.说明血浆、组织液和淋巴等细胞外液共同构成高等动物细胞赖以生存的内环境。
2.以血糖、体温、pH和渗透压等为例,阐明机体通过调节作用保持内环境的相对稳定,以保证机体的正常生命活动。
【能力要求】
1.理解能力:运用模型与建模等方法,阐释内环境为机体细胞提供适宜的生存环境,并与外界环境进行物质交换。
2.实验探究能力:通过“模拟生物体维持pH的稳定”实验,提高实验设计及对实验结果分析与讨论的能力。
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考点一 细胞生活的环境
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【精梳 攻教材】
1.体液及内环境的组成:
(1)体液的组成:
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(2)体液各组分间的相互转化关系:
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(3)内环境是机体细胞生活的直接环境:(连线)
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【名师点睛】
内环境与体内液体辨析
(1)内环境主要包括组织液、血浆和淋巴液,还有脑脊液、房水等。
(2)一切与外界相通的管腔、囊腔(如消化道、呼吸道、膀胱、子宫等)及与外界相通的液体(如汗液、尿液、消化液、泪液等)均不属于内环境的组成。
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2.内环境的成分:
(1)血浆主要成分示意图:
(2)组织液、淋巴液、血浆最主要的差别:
①血浆中含有较多的________。
②组织液和淋巴液中蛋白质含量很少。
蛋白质
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3.内环境的理化性质:
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【名师点睛】
渗透压影响因素
(1)渗透压大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
(2)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-。
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4.细胞通过内环境与外界环境进行物质交换:
(1)图解:
(2)说明:
①细胞可以直接与________进行物质交换。
②内环境与外界环境的物质交换过程,需要体内__________的参与。
内环境
各个系统
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【自测强化】
1.辨易错
(1)毛细淋巴管壁细胞所处的内环境是淋巴液和血浆。 ( )
分析:毛细淋巴管壁细胞所处的内环境是淋巴液和组织液。
(2)细胞外液的渗透压主要来源于Na+和Cl-。 ( )
(3)细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节。 ( )
分析:细胞内液中的许多成分与细胞外液可以进行交换,故也参与细胞外液渗透压的调节。
(4)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。 ( )
(5)血清中尿素、尿酸水平可作为检验内环境稳态的指标。 ( )
×
√
×
√
√
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2.练表达
(1)(选择性必修1 P6“概念检测”1改编)人在进行一定强度的体力劳动后,手掌或脚掌上可能会磨出水疱,一段时间后水疱可自行消失。水疱主要是由_____________
________________形成的;水疱自行消失的原因是___________________________
____________。
(2)(选择性必修1 P6“拓展应用”)剧烈运动会使肌肉产生大量乳酸等酸性物质,这会
影响血浆的pH吗?______。具体调节机制如下:当大量乳酸进入血液后,_________
________________________________________。H2CO3是一种弱酸,可以
_________________。血液中的CO2增多会刺激呼吸中枢,使呼吸运动增强,增加通
气量,从而将CO2排出体外,所以对血液的pH影响不大。
血浆中的水大
量渗出到组织液
水疱中的液体渗入毛细血管和
毛细淋巴管
不会
可与血液
中的NaHCO3发生作用,生成乳酸钠和H2CO3
分解成CO2和H2O
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【精练 提能力】
1.(2025·汕头模拟)如图表示人体内四种液体之间的不完全关系。下列分析正确的是( )
A.若乙为细胞内液,则其含量少于甲、丙和丁之和
B.若乙是红细胞的细胞内液,则需要补充的箭头是“丙→甲”
C.若乙是神经元的细胞内液,则甲中可含有胰蛋白酶、Na+、ATP、葡萄糖等
D.若乙表示的是肝脏细胞的细胞内液,则甲比丁中蛋白质含量高
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【解析】选B。若乙为细胞内液,则甲、丙和丁为细胞外液,细胞外液约占体液的1/3,细胞内液约占体液的2/3,A错误;若乙是红细胞的细胞内液,则甲是血浆,丙是组织液,血浆与组织液之间可通过毛细血管壁相互渗透,故需要补充的箭头是“丙→甲”,B正确;若乙是神经元的细胞内液,则甲是组织液,组织液中不会有胰蛋白酶,胰蛋白酶可存在于消化液中,C错误;若乙表示的是肝脏细胞的细胞内液,则甲为组织液,丙为淋巴液,丁为血浆,血浆中蛋白质含量高于组织液,D错误。
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借题发挥|方法规律
内环境及相关成分确定三步法
第一步找单箭头:来源和去向均为单箭头的为淋巴液(A)。
第二步找相关:淋巴液来源为组织液(B),去向为血浆(C)。
第三步找外延:和淋巴液进行物质交换的为淋巴细胞(D),和组织液进行物质交换的为组织细胞(E),和血浆进行物质交换的为血细胞(F)。
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2.(2022·广东高考)在2022年的北京冬奥会上,我国运动健儿取得了骄人的成绩。在运动员的科学训练和比赛期间需要监测一些相关指标,下列指标中不属于内环境组成成分的是( )
A.血红蛋白 B.血糖
C.肾上腺素 D.睾酮
【解析】选A。血红蛋白位于红细胞内,细胞内的物质不属于内环境成分,A符合题意;血糖属于营养物质,可存在于血浆中,属于内环境的组成成分,B不符合题意;肾上腺素属于激素,可存在于内环境中,属于内环境的组成成分,C不符合题意;睾酮属于雄激素,可存在于内环境中,属于内环境的组成成分,D不符合题意。
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借题发挥|知识归纳
内环境及组成成分的“三有”和“三无”
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3.在皮肤、肺和肠黏膜等多种组织细胞中含有大量的组胺,当这些组织受到损伤或发生炎症和过敏反应时,释放出的组胺能作用于毛细血管和微静脉的管壁细胞,以调节其通透性,引起局部组织水肿,下列关于组胺的叙述,错误的是( )
A.减少组胺量可降低免疫系统的防御能力以减少过敏反应
B.组胺调节毛细血管和微静脉的管壁通透性属于体液调节
C.毛细血管和微静脉的管壁细胞上存在组胺的特异性受体
D.施用阻止组胺释放的药物可以缓解炎症引起的组织水肿
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【解析】选A。组胺量减少不能降低免疫系统的防御能力,不能减少过敏反应,可缓解过敏反应引起的组织水肿,A错误;组织细胞释放出的组胺能作用于毛细血管和微静脉的管壁细胞,调节其通透性,说明毛细血管和微静脉的管壁细胞上存在组胺的特异性受体,属于体液调节,B、C正确;如施用阻止组胺释放的药物,可减弱组胺调节毛细血管和微静脉的管壁细胞通透性作用,可以缓解炎症引起的组织水肿,D正确。
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借题发挥|知识归纳
组织水肿的原因分析
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【加固训练】
脑卒中是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.代谢性酸中毒是由缺氧,细胞无氧呼吸产生大量CO2所致
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【解析】选B。稳态的实质是内环境中化学成分和理化性质的相对稳定状态,A错误;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;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;人体细胞无氧呼吸的产物为乳酸,无CO2产生,D错误。
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考点二 内环境的稳态
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【精梳 攻教材】
1.内环境稳态的调节:
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2.内环境稳态的实例分析:
(1)血浆pH调节的过程:
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【名师点睛】
人体维持pH稳定的机制
(1)维持的因素:血浆中存在缓冲物质,如HC、H2CO3等。
(2)维持机制:酸性或碱性物质进入血浆后,可以和缓冲物质发生反应,反应产物可以通过肺或肾脏排出体外,从而使血浆的酸碱度保持相对稳定。
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(2)内环境稳态失调引起的健康问题(举例):
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(3)模拟生物体维持pH的稳定实验:
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(4)稳态概念的发展:
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【自测强化】
1.辨易错
(1)血浆的成分稳定时,机体达到稳态。 ( )
分析:稳态的实质是内环境的化学成分和理化性质保持相对稳定的状态。
(2)机体内环境pH的相对稳定主要依靠H2P/HP维持。 ( )
分析:内环境pH的相对稳定主要依靠HC/H2CO3维持。
(3)健康人内环境能保持稳态,内环境保持稳态时,人体一定健康。 ( )
分析:内环境达到稳态时,人体未必不得病,如遗传病患者、植物人等。
(4)当内环境稳态遭到破坏后,一定引起细胞代谢紊乱。 ( )
(5)人体pH的相对稳定主要依靠血液中的缓冲对,与其他器官或系统无关。 ( )
分析:pH的相对稳定依赖于血液中的缓冲物质以及肺、肾的正常功能。
×
×
×
√
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2.练表达
(1)(选择性必修1 P10“思考·讨论”2拓展)大量出汗或严重腹泻后,如果只喝水,不
补充盐,内环境的渗透压会变小,内环境中的水将较多地通过_______________
______________________,进一步导致细胞代谢的功能紊乱。因此在大量出汗或
严重腹泻后,为维持内环境的相对稳定,可以在饮水的同时_________________
_____________。
(2)(选择性必修1 P10“与社会的联系”)严重中暑又称“热射病”,目前研究较多的机
制之一是“直接热损伤”,从细胞代谢角度分析“直接热损伤”的原因:过高的体温
会使细胞中__________降低或丧失,进而导致______________。
渗透作用进入细
胞内,造成细胞吸水膨胀
适当补充一些电解
质(或无机盐)
酶的活性
细胞代谢紊乱
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【精练 提能力】
1.(2025·六安模拟)下列关于人体内环境稳态的叙述,不正确的是( )
A.营养不良导致血浆蛋白含量减少,会引起组织水肿
B.血浆中含乳酸过多时,会与HC、HP反应
C.血浆渗透压的大小与无机盐和蛋白质的含量有关
D.正常人体通过汗腺分泌散失大量热量时,体温明显下降
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【解析】选D。血浆蛋白含量减少,导致血浆渗透压降低,组织液的渗透压相对升高,引起组织水肿,A正确。正常人血浆的pH稳定在7.35~7.45,与内环境中含有的HC、HP等缓冲物质有关,血浆中含乳酸过多时,会与这些缓冲物质反应,维持pH的相对稳定,B正确。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-,细胞外液渗透压的90%来源于Na+和Cl-,C正确。正常人体通过调节,其体温处于相对稳定状态,而正常人体通过出汗增加散热,进而实现了对体温的调节,使得体温保持在一个相对稳定的状态,D错误。
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2.(2025·揭阳模拟)水杨酸是一种有机酸,过量服用会刺激呼吸中枢,使肺通气过度,呼吸加深加快,导致血浆的CO2浓度降低,出现“呼吸性碱中毒”现象。下列叙述错误的是( )
A.内环境中的HC能在一定程度上缓解由水杨酸引起的血浆pH的变化
B.水杨酸通过体液传送的方式对位于脑干中的呼吸中枢进行调节
C.出现“呼吸性碱中毒”时,患者血浆由正常时的弱酸性变为弱碱性
D.临床上,可输入含5%的CO2的混合气体来缓解“呼吸性碱中毒”症状
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【解析】选C。内环境中存在缓冲对,如HC/H2CO3,水杨酸是一种有机酸,HC能在一定程度上缓解由水杨酸引起的血浆pH的变化,维持pH的相对稳定,A正确;呼吸中枢位于脑干,水杨酸作为调节物质刺激呼吸中枢时,是通过体液传送的方式进行的,B正确;正常时血浆近中性,pH为7.35~7.45,出现“呼吸性碱中毒”时,由于血浆CO2浓度降低,患者血浆pH会增大,C错误;CO2溶于水呈酸性,输入含5%CO2的混合气体可降低血浆的pH来缓解“呼吸性碱中毒”症状,D正确。
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3.某同学分别以清水、缓冲液和血浆为实验材料进行探究血浆是否具有维持pH稳定的功能的实验,实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.起对照作用的是清水组和缓冲液组
B.所得结果不合理的是清水组
C.该实验结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的
D.图中的结果表明缓冲液组维持pH稳定的能力强于血浆组
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【解析】选D。根据图中曲线分析,缓冲液组具有一定的维持pH的能力,血浆组维持pH的能力最强,实验中清水组和缓冲液组起对照作用,A正确;清水组实验前呈中性,加HCl后,溶液pH应下降,因此清水组实验结果明显不合理,B正确;该实验结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的,C正确;通过对照实验可以得出的结论是血浆与缓冲液一样具有维持pH相对稳定的功能,且血浆的这种能力比较强,D错误。
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从教材走向高考
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【体验高考 链接教材】
1.(2024·湖北高考)→(选择性必修1 P9正文)磷酸盐体系(HP/H2P)和碳酸盐体系(HC/H2CO3)是人体内两种重要的缓冲体系。下列叙述错误的是( )
A.有氧呼吸的终产物在机体内可转变为HC
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
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【解析】选C。本题主要考查细胞呼吸的过程以及缓冲体系的作用。有氧呼吸的终产物为CO2和水,CO2溶于水后形成H2CO3 ,在机体内H2CO3形成H+和HC,A正确;细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关,如磷酸盐作为底物参与了细胞呼吸等过程,B正确;缓冲体系的成分如HC、HP携带电荷,不能通过自由扩散方式进出细胞,C错误;机体内环境中的缓冲物质能够对乳酸起缓冲作用,但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,D正确。
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2.(2022·湖北高考)→(选择性必修1 P10“思考·讨论”)人体中血红蛋白构型主要有T型和R型,其中R型与氧的亲和力约是T型的500倍。内、外因素的改变会导致血红蛋白-氧亲和力发生变化,如:血液pH升高、温度下降等因素可促使血红蛋白从T型向R型转变。正常情况下,不同氧分压时血红蛋白氧饱和度变化曲线如下图实线所示(血红蛋白氧饱和度与血红蛋白-氧亲和力呈正相关)。下列叙述正确的是( )
A.体温升高时,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线2方向偏移
B.在肾脏毛细血管处,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线1方向偏移
C.在肺部毛细血管处,血红蛋白由T型向R型转变,实线向虚线2方向偏移
D.剧烈运动时,骨骼肌毛细血管处血红蛋白由T型向R型转变,有利于肌
肉细胞代谢
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【解析】选A。由题意可知,R型血红蛋白与氧亲和力更高,血红蛋白氧饱和度与血红蛋白-氧亲和力呈正相关,温度下降可促使血红蛋白从T型向R型转变。故体温升高时,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线2方向偏移,A正确。在肾脏毛细血管处,血液要为肾脏细胞提供氧气,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线2方向偏移,B错误。在肺部毛细血管处,血红蛋白与氧的亲和力增强,血红蛋白由T型向R型转变,实线向虚线1方向偏移,C错误。剧烈运动时,骨骼肌相对缺氧,氧分压偏低,血红蛋白氧饱和度偏低,血红蛋白由R型向T型转变,这样便于释放氧气用于细胞呼吸,D错误。
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【深研教材 预测高考】
3.(选择性必修1 P12“概念检测”T1改编)人体内环境pH大于正常值称为碱中毒,pH小于正常值称为酸中毒。根据成因可分为呼吸性中毒和代谢性中毒。下列叙述正确的是( )
A.缺氧使无氧呼吸产生CO2增多,可引起呼吸性酸中毒
B.体液中CO2增多会刺激呼吸中枢,促进细胞呼吸
C.严重腹泻丢失过多的HC,可引起代谢性酸中毒
D.代谢性酸中毒时,机体可通过减缓呼吸进行调节
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【解析】选C。人体无氧呼吸的产物是乳酸,不产生CO2,A错误;体液中CO2增多会刺激呼吸中枢,促进呼吸运动,但呼吸运动不属于细胞呼吸,B错误;严重腹泻会丢失大量的HC,导致血浆中HC(能中和酸性物质)减少,进而引起代谢性酸中毒,C正确; 代谢性酸中毒时,机体可通过加快呼吸排出更多的CO2进行调节,D错误。
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4.(选择性必修1 P12“拓展应用”改编)为抚育早产羊羔,科学家研制了一个充满电解质溶液的“人造子宫”,原理见下图。羊羔在其中待至足月后,健康“出生”。下列叙述中正确的是( )
A.血氧交换系统中的CO2可参与羊羔的体液调节
B.羊羔生长发育过程中细胞不断增殖,但不发生凋亡
C.人造子宫中的电解质溶液相当于羊羔的内环境
D.羊羔处于安静状态时,其交感神经的活动占据优势
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【解析】选A。血氧交换系统中的CO2可参与羊羔的体液调节,A正确;羊羔生长发育过程中细胞不断增殖,也发生凋亡,B错误;人造子宫中的电解质溶液提供的液体环境相当于母羊的子宫,相当于羊羔的外环境,C错误;羊羔处于安静状态时,其副交感神经的活动占据优势,D错误。
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