内容正文:
第八单元 稳态与调节
第24讲 人体的内环境与稳态
【思维导图】
考点一 细胞生活的环境
【夯实基础】
一、内环境的组成
1.体液与内环境
【判断对错】
汗液、尿液属于体液,因为它们来自细胞代谢产物。 (×)
【提示】 汗液、尿液是细胞外液经排泄系统排出的物质,是与外界相通的液体,不属于体液。
2.内环境的概念:由 细胞外液 构成的液体环境,本质上是一种盐溶液。
3.体液的四种成分之间的相互转化
【思维延伸】
1.下图表示人体中部分体液的关系图,据图分析:
(1)图1中的丁、图2中的D和图3中的d分别代表什么? 组织细胞内液、血细胞内液、淋巴细胞内液 。图1中的甲、图2中的A和图3中的a分别代表什么? 组织液、血浆、淋巴液 。
(2)说出根据单、双箭头判断内环境成分的技巧。
单方向箭头
双方向箭头 。
2.不经常参加劳动的人,偶尔一次用铁锹长时间劳动,手上容易起水疱,水疱内的液体是 组织液 。时间长了,水疱就会逐渐消失,其原因是什么? 时间长了,大部分组织液通过毛细血管壁渗回血浆,还有一部分通过毛细淋巴管壁进入淋巴液 。
3.分别写出静脉注射(输液)和肌肉注射(打针),药物到达组织细胞发挥作用的运输途径。 静脉注射(输液):药→血浆→组织液→靶细胞(细胞内液)。肌肉注射(打针):药→组织液(少数进入淋巴液,淋巴液又汇入血浆)→血浆→组织液→靶细胞(细胞内液) 。
4.连线下列几种细胞所生活的具体内环境。
【答案】 Ⅰ—c Ⅱ—d Ⅲ—e Ⅳ—a Ⅴ—b
【判断对错】
血细胞和心肌细胞所需的营养物质都直接来自血浆。 (×)
【提示】 心肌细胞所需营养物质直接来自组织液。
二、内环境的化学成分及理化性质
1.内环境的成分
(1)血浆的主要成分(如图)
(2)与血浆相比,组织液、淋巴液中 蛋白质 含量很少。
【归纳总结】
(1)认清4类内环境的物质
(2)“四看法”排除不属于内环境的成分
(3)明确发生和不发生在内环境中的生理过程
2.内环境的理化性质
【判断对错】
内环境的渗透压主要由蛋白质维持,无机盐对渗透压无明显影响。 (×)
【提示】 内环境的渗透压主要由无机盐和蛋白质维持。
【归纳提升】
渗透压变化引起的组织水肿
三、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
(1)与内环境稳态的维持直接相关的结构:[a] 消化系统 、[b]呼吸系统、[c] 泌尿系统 、[d]皮肤、[e] 循环系统 。(填名称)
(2)对内环境的稳态起调节作用的系统:神经系统、 内分泌系统 和免疫系统。
【高考联接】
内环境的成分及理化性质
1.(2025·浙江卷1月,T3)人体内环境保持相对稳定以维持正常生命活动。下列物质不存在于内环境中的是()。
A.Ca2+ B.淀粉 C.葡萄糖 D.氨基酸
【答案】 B
【解析】 Ca2+是小肠吸收的无机盐离子,可以存在于内环境中,A不符合题意;人体不能直接吸收淀粉,淀粉需水解为葡萄糖后才能被人体吸收,所以淀粉不存在于内环境中,葡萄糖可存在于内环境中,B符合题意,C不符合题意;氨基酸是小肠吸收的营养物质,可以存在于内环境中,D不符合题意。
4.(2025·湖南卷,T6)酸碱平衡是维持人体正常生命活动的必要条件之一。下列叙述正确的是()。
A.细胞内液的酸碱平衡与无机盐离子无关
B.血浆的酸碱平衡与HC、H2CO3等物质有关
C.胃蛋白酶进入肠道后失活与内环境酸碱度有关
D.肌细胞无氧呼吸分解葡萄糖产生的CO2参与酸碱平衡的调节
【答案】 B
【解析】 细胞内液的酸碱平衡依赖缓冲系统(如磷酸盐缓冲对),而缓冲物质属于无机盐离子,A错误;血浆中的HC/H2CO3是主要的缓冲对,能中和酸性或碱性物质,以维持血浆pH稳定,B正确;肠道属于外界环境,而非内环境,C错误;肌细胞无氧呼吸的产物仅为乳酸,不产生CO2,CO2由有氧呼吸产生,D错误。
2.(2025·河南卷,T9)CO2是人体调节呼吸运动的重要体液因子。血液流经肌肉组织时,细胞产生的CO2进入红细胞,在酶的催化下迅速与水反应生成H2CO3,进一步解离为H+和HC。H+与血红蛋白结合促进O2释放,HC顺浓度梯度进入血浆。下列推断错误的是()。
A.CO2参与血浆中HC/H2CO3缓冲对的形成
B.血液流经肌肉组织后,红细胞会轻度吸水“肿胀”
C.红细胞内pH下降时,血红蛋白与O2的亲和力增强
D.脑干中呼吸中枢的正常兴奋存在对体液CO2浓度的依赖
【答案】 C
【解析】 由题干信息可知,CO2参与血浆中HC/H2CO3缓冲对的形成,A正确;血液流经肌肉组织时,CO2进入红细胞,与水反应生成H2CO3,H2CO3进一步解离为H+和HC,此时红细胞渗透压略有升高,会轻度吸水“肿胀”,B正确;红细胞内pH下降时,H+增多,H+与血红蛋白结合促进O2释放,即血红蛋白与O2的亲和力减弱,C错误;CO2是人体调节呼吸运动的重要体液因子,故脑干中呼吸中枢的正常兴奋存在对体液CO2浓度的依赖,D正确。
考点二 内环境的稳态
【夯实基础】
一、内环境稳态
1.内环境稳态的概念理解
2.内环境稳态的重要意义
3.内环境稳态的实例分析(血浆pH的调节过程)
【判断对错】
(1)只要内环境中血糖、温度、pH这三项指标保持稳定,就说明内环境处于稳态。 (×)
(2)肝细胞通过内环境获取葡萄糖,其代谢产生的 CO2也直接释放到内环境中。 (√)
4.内环境稳态失调引起的健康问题
5.稳态概念的发展
二、实验:模拟生物体维持pH的稳定
1.实验原理:在溶液中加入酸或碱, 缓冲对 (如HP/H2P)能使溶液pH的变化减弱;与自来水相比,生物组织匀浆更类似于 缓冲液 。
2.实验材料:肝匀浆、缓冲液、自来水、0.1 mol·L-1的NaOH、0.1 mol·L-1的HCl等。
3.实验方法:对比实验法。
4.实验步骤
5.实验预期
注:a表示用NaOH对自来水进行处理;b表示用NaOH或HCl分别对缓冲液或肝匀浆进行处理;c表示用HCl对自来水进行处理。
6.实验结果:与预期相同。
(1)在肝匀浆中分别加入酸性和碱性物质,pH 变化不明显 。
(2)肝匀浆的性质类似于缓冲液而不同于自来水,说明 肝匀浆内含有缓冲物质 ,从而能维持pH的相对稳定。
7.实验结论:生物体内环境对酸、碱的 缓冲作用 是维持pH稳定的重要机制。
【深化探究】
健康人体的内环境的成分和理化性质呈动态平衡。常规体检可以通过血液、尿液检查了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等情况,作为疾病诊断的依据。在血糖方面,正常空腹值为3.9~6.1 mmol·L-1,晨起空腹血糖超7.1 mmol·L-1,可能患糖尿病,该病会影响细胞供能,长期会导致多器官损伤。在血脂的各项指标中,总胆固醇应≤5.2 mmol·L-1,每升高1 mmol·L-1,动脉硬化风险便相应增28%;LDL(低密度脂蛋白)偏高易致动脉粥样硬化;HDL(高密度脂蛋白)具有保护心血管的作用;甘油三酯水平过高会影响胰腺健康。长期高血压会损伤血管内皮,导致动脉粥样硬化,增加心脑血管疾病的发病风险。成年人正常腋下体温为36~37 ℃,感染性疾病(如感冒、流感等)或甲亢等会致体温升高,低于35 ℃可能危及生命。正常尿液淡黄澄清,颜色异常或含蛋白,可能提示脱水、肝肾问题或泌尿系统疾病。
血液中尿酸含量是一项体检指标,在肝脏、小肠等细胞中,嘌呤在黄嘌呤氧化酶等酶的作用下分解为尿酸,并随尿液排出体外。尿酸含量过高,可能引发痛风。下列叙述错误的是()。
A.健康人体内尿酸含量在一定的范围内波动
B.黄嘌呤氧化酶、尿酸均属于内环境的组成成分
C.尿酸含量过高引发痛风属于稳态失调现象
D.尿酸含量偏高的个体应减少高嘌呤食物的摄入
【答案】 B
【解析】 健康人体内各种化学成分的含量保持相对稳定,因此尿酸含量在一定的范围内波动,A正确;黄嘌呤氧化酶属于细胞内的酶,不属于内环境的成分,尿酸产生于细胞,经内环境排出体外,B错误;人体可通过神经—体液—免疫调节网络调节内环境的稳态,但调节能力是有限的,人体内尿酸含量过高引发痛风,属于稳态失调,C正确;由题意可知,嘌呤在黄嘌呤氧化酶等酶的作用下分解为尿酸,因此尿酸含量偏高的个体应减少高嘌呤食物的摄入,D正确。
【高考联接】
一、内环境稳态的机制与人体健康
(经典高考真题)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、加快的现象。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
【答案】 D
【解析】 参赛运动员有氧呼吸产生二氧化碳过多会刺激脑干中的呼吸中枢,使呼吸加深、加快,将多余的二氧化碳排出体外,A错误;运动过程中由于出汗增加,脱水会伴随着无机盐的丢失,如果此时只喝水而不补充无机盐,内环境将难以恢复稳态,B错误;运动会使交感神经兴奋,交感神经兴奋会导致胃肠蠕动变慢,C错误。
二、生物体维持pH稳定的实验
(2025·浙江卷6月,T8)人体剧烈运动会使血浆中乳酸浓度升高。下列叙述正确的是()。
A.组织液和淋巴液中都不存在乳酸
B.人体骨骼肌细胞无氧呼吸产生乳酸和CO2
C.剧烈运动后人体血浆pH显著高于正常值
D.血浆pH的相对稳定主要依赖于缓冲物质的作用
【答案】 D
【解析】 剧烈运动时,人体骨骼肌细胞无氧呼吸的产物仅为乳酸,乳酸会进入组织液,并通过组织液流经血浆、淋巴液,因此组织液和淋巴液中可能存在乳酸,A、B错误;剧烈运动后,虽然乳酸积累会导致血浆pH略有下降,但缓冲系统会进行调节,使pH维持相对稳定,不会显著高于正常值,C错误;血浆pH的相对稳定主要依赖缓冲物质(如HC/H2CO3)中和多余的酸性或碱性物质,D正确。
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