第一章 内环境与稳态(知识清单)生物浙科版选择性必修1
2026-09-16
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精品
摘要:
该高中生物学知识清单系统梳理“内环境与稳态”章节内容,涵盖内环境组成、物质交换、理化特性及稳态调节等核心范畴,搭建从概念辨析到机制阐释再到实验探究的递进式学习支架。
清单通过“课标解读+核心速记+重难技巧”三维架构呈现知识体系,设易错辨析表、记忆口诀(如“水往高渗流”解释组织水肿)及实验设计指导,培养科学思维与探究实践能力。教师可精准把握重难点,学生能高效自主复习,提升学习实效。
内容正文:
第一章 内环境与稳态(知识清单)
课标+核心速记+重难技巧 知识一遍过
课标要求
课标解读
1.描述内环境的组成,说明内环境为机体细胞提供适宜的生存环境。
指向“内环境是什么”。须建立层级观念:【体液=细胞内液+细胞外液】(细胞内液约占 2/3,细胞外液约占 1/3);【细胞外液=血浆+组织液+淋巴=内环境】。要牢记三种细胞外液各自的生活细胞与存在部位:【血浆——血细胞,流动在血管中;组织液——组织细胞,充满细胞间隙;淋巴——淋巴细胞等,流动在淋巴管中】。还要能说出教材表1-1所示血浆成分的特点:血浆是淡黄色液体,由约 90% 的水和 10% 溶于其中的物质组成,【溶质的绝大部分是蛋白质】。常考角度:由双向、单向箭头图判断体液各组分、判断某物质是否属于内环境、由血液分层现象推断血液组成。
2.阐明机体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换,说明呼吸、消化、循环和泌尿系统在物质交换中的作用。
指向“内环境能做什么”。须明确【内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介】:大部分细胞通过细胞膜直接与组织液交换物质,组织液再通过毛细血管壁与血浆交换物质,血浆在全身血管中流动,通过各器官和系统与外界环境进行物质交换。四大系统的分工要背熟:【呼吸系统吸入 O₂、排出 CO₂;消化系统摄入并吸收营养物质;泌尿系统排出尿素、尿酸等代谢废物;循环系统承担运输】。注意【单细胞生物(如变形虫)直接与外界环境进行物质交换】,而多细胞生物的绝大多数细胞必须通过内环境间接进行。常考角度:线路题(如 O₂ 从外界到达组织细胞线粒体的路线)、补全“细胞与外界环境物质交换”概念图、判断某物质进出内环境的途径。
3.说明内环境的理化特性及其相对稳定对细胞生命活动的意义。
指向“内环境具备哪些适宜条件”。须掌握三项理化特性:【渗透压、酸碱度、温度】。渗透压指溶液中溶质微粒对水的吸引力,大小取决于单位体积中溶质微粒的数目;【37 ℃ 时血浆渗透压约为 770 kPa,主要由无机盐决定】;【0.9% 的 NaCl 溶液(生理盐水)是血浆的等渗溶液】;【细胞内液的渗透压主要与 K⁺ 有关】。血浆 pH 为【7.35~7.45,略偏碱性】,靠缓冲对【H₂CO₃/NaHCO₃】维持相对稳定;细胞外液温度通常维持在 37 ℃ 左右。常考角度:由血浆生化指标判断稳态是否偏离、解释缓冲对“既能抗酸又能抗碱”的机理。
4.阐明内环境的变化会引发机体的自动调节,说明稳态的概念、实质与调节机制。
指向“稳态是什么、靠什么维持”,是本专题的核心。须按教材原话掌握稳态概念:【动物体通过调节作用使得机体内部环境保持相对稳定的状态称为稳态;稳态并不意味着固定不变,而是指一种可变的却又相对稳定的状态】。其实质是【内环境的化学成分和理化性质都处于动态平衡中】;【调节机制是神经—体液—免疫调节机制】。要能用实例说明三大调节的分工:血糖稳定主要依赖体液调节,体温稳定主要依赖神经调节(体液调节共同参与),抵抗病原体依赖免疫系统。常考角度:判断“稳态=一成不变”“尿液中无机盐稳定属于稳态”等错误表述、由病例判断哪个理化因子偏离稳态。
5.通过探究血浆对 pH 变化的调节作用,发展实验设计与数据处理能力;举例说明内环境稳态失调及其与健康的关系。
指向“科学探究 + 健康生活”。实验部分须掌握完整的探究要素:目的要求(比较清水、缓冲液、血浆加入 HCl 或 NaOH 后的 pH 变化)、材料用具(动物血浆、清水、pH 为 7 的磷酸缓冲液、0.1 mol/L 的 HCl 与 NaOH、pH 计)、方法步骤(6 个烧杯分三组,每组一瓶滴酸一瓶滴碱,每次滴 5 滴共滴至 30 滴,每测一次都需振荡摇匀);【实验结果以酸或碱的滴数为横轴、pH 为纵轴绘制曲线】;【结论:血浆性质类似磷酸缓冲液而不同于清水,说明血浆中含有缓冲物质】。失调与健康部分须会分析组织水肿的成因(血浆蛋白减少、组织液渗透压升高、毛细血管通透性增大、淋巴回流受阻),并能解释严重腹泻、大量出汗、高血糖、酒精中毒等情形下内环境哪些理化因子偏离了稳态。常考角度:实验设计评价、曲线分析、由生化指标推断疾病。
◆ 核心01 体液与内环境的组成
1.体液、细胞内液与细胞外液
动物体内所含液体统称为【体液】。体液分为细胞内液和细胞外液两部分:【细胞内液是指存在于细胞之内的液体,约占体液的 2/3;细胞外液约占体液的 1/3】,机体内细胞的物质交换都是通过细胞外液进行的。注意细胞内液中含量最多的阳离子是【K⁺】,而细胞外液中含量最多的阳离子是【Na⁺】。
细胞外液是人体细胞生活的液体环境。相对于多细胞动物生活的外部环境而言,细胞外液是身体的内部环境,称为【内环境(internal environment)】。因此三者的关系可概括为:【体液=细胞内液+细胞外液,细胞外液=血浆+组织液+淋巴=内环境】。
图1 体液各组分之间的关系示意图(甲:细胞内液 乙:组织液 丙:血浆 丁:淋巴)
2.三种细胞外液
【血浆】是血细胞生活的液体环境,是一种【淡黄色的液体,由约 90% 的水和 10% 溶于其中的物质组成】;血浆溶质的绝大部分是蛋白质(包括白蛋白、球蛋白等),其他物质还包括无机盐、单糖和氨基酸等营养物质,N₂、O₂ 和 CO₂ 等气体,激素以及代谢产生的废物等。血浆是内环境中最活跃的部分,在全身血管中不断流动。
【组织液】是组织细胞生活的液体环境,它充满了细胞与细胞之间的间隙。组织细胞通过细胞膜直接与组织液进行物质交换,获得所需的营养物质,并将代谢的终产物释放到组织液中。【淋巴】是流动在淋巴管中的液体,也称淋巴液,其中含有【吞噬细胞和淋巴细胞】。
图2 血液的组成(离心后出现的分层现象,教材图1-2)
3.血浆的化学成分
教材表1-1 列出了人体血浆中的主要成分及其正常浓度范围。血浆溶质中含量最多的是蛋白质,此外还含有各种无机盐离子、营养物质、代谢废物和激素等。血液生化检查所测的就是这些化学成分的含量——【某物质只要确实存在于血浆中,它就是血浆的成分,与它在哪里产生、在何处发挥作用无关】(例如转氨酶在细胞内产生,但当少量进入血液后,血液中的转氨酶就属于血浆成分)。
分类
代表物质
正常浓度范围(举例)
阳离子
Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺
Na⁺ 136~145 mEq/L;K⁺ 3.5~5.0 mEq/L
阴离子
Cl⁻、HCO₃⁻、HPO₄²⁻/H₂PO₄⁻
Cl⁻ 98~106 mEq/L;HCO₃⁻ 23~28 mEq/L
蛋白质
白蛋白、球蛋白
白蛋白 6~8 g/dL;球蛋白 3.4~5.0 g/dL
糖、维生素和酶
葡萄糖、维生素B₁₂、转氨酶等
葡萄糖 80~120 mg/dL
其他物质
尿素、尿酸、肌酸酐、CO₂、胆红素等
血尿素氮 8~25 mg/dL;CO₂ 23~30 mmol/L
注意:血浆中葡萄糖的含量通常在【80~120 mg/dL】;血液生化检查所测的就是血液中各种化学成分的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内,即处于相对稳定的状态;当某项生理功能出现障碍时,相应代谢产物的含量就会发生变化,【血液的生化指标可以反映机体的健康状况,并可作为诊断疾病的依据】。
归纳总结:内环境组成的“一二三”:【一个概念】细胞外液即内环境;【两大分层】细胞内液约占 2/3、细胞外液约占 1/3;【三种液体】血浆、组织液、淋巴。其中【血浆是内环境中最活跃的部分】,因为它在全身血管中不断流动,把各器官系统与组织细胞联系起来。
易错辨析:与内环境组成有关的几组易混概念
易错表现
正确理解
记忆技巧
把血液、血浆、血清混为一谈
血液是“全血”,含有血细胞和血浆;血液加入抗凝剂后离心,【下层为血细胞,上层为血浆】;血液不加抗凝剂凝固后析出的上清液才是【血清】,其中已没有纤维蛋白原
血液为全,血浆能凝,血清不凝
认为“细胞内液=细胞液”
【细胞内液是动物细胞内的液体】,与细胞外液相对应;【细胞液特指植物细胞液泡中的液体】,内含糖类、无机盐、色素和蛋白质等,可使细胞保持一定的渗透压
液泡里的是细胞液
认为细胞代谢的主要场所在内环境
【细胞代谢主要发生在细胞内,其主要场所是细胞质基质】;内环境只是细胞生活的液体环境,为细胞代谢提供条件
细胞代谢在细胞里
认为毛细淋巴管和毛细血管结构相同
【毛细淋巴管以膨大的盲端起始于组织间隙】,组织液只能单向流入而不能倒流;毛细血管两端都与血管相通,物质可双向进出
淋巴管起点是盲管,封闭状
◆ 核心02 三种细胞外液之间的关系
1.三种细胞外液间的物质交换路径
在血液循环过程中,血浆沿动脉到达毛细血管后,【水、葡萄糖、氨基酸、气体等物质可以通过毛细血管壁,从血浆进入组织液】,而红细胞和血浆蛋白等则不能通过毛细血管壁。组织液可为组织细胞提供营养物质、O₂ 等,细胞产生的代谢废物进入组织液。与细胞进行物质交换的组织液【大部分流回毛细血管,少部分进入毛细淋巴管】;组织液进入淋巴管就被称为淋巴液。
毛细淋巴管汇合成淋巴管,淋巴管再汇合成【左淋巴导管和右淋巴导管,分别汇入左、右锁骨下静脉】。因此三种细胞外液之间的物质交换方向为:【血浆⇄组织液(双向),组织液→淋巴(单向),淋巴→血浆(单向,经左右锁骨下静脉)】。
图3 人体细胞及内环境示意图(教材图1-3)
图4 淋巴与组织液、血浆之间的关系示意图(教材图1-4)
2.毛细淋巴管的结构特点
毛细淋巴管以【膨大的盲端起始于组织间隙】,内皮细胞的边缘像瓦片一样排列,形成【向管腔内开启的单向活动瓣膜】,阻止淋巴回流入组织液。正是这一结构保证了【淋巴只能由组织液单向生成,而不会倒流回组织液】。
3.蛋白质在体液中的分布
蛋白质在体液中的分布很不均匀:【细胞内液中蛋白质含量最多,血浆次之,组织液和淋巴中最少】。这一分布差异是理解渗透压与组织水肿问题的关键——组织液中蛋白质含量升高,就会使组织液渗透压升高而引起组织液增多。
比较项目
血浆
组织液
淋巴
存在部位
血管中
组织细胞间隙
淋巴管中
直接生活的细胞
各种血细胞
体内绝大多数组织细胞
淋巴细胞、吞噬细胞等
蛋白质含量
较多
很少
很少
能否回渗入血浆
—(本身即为血浆)
【大部分经毛细血管壁回渗入血浆,少部分进入毛细淋巴管】
【经淋巴循环由左、右锁骨下静脉汇入血浆】
与组织细胞的关系
通过组织液间接联系
细胞直接生活的液体环境
不直接与组织细胞进行物质交换
归纳总结:判断“哪种液体是血浆”的箭头图口诀:【三种细胞外液两两相连,只有组织液与血浆之间是双向箭头】;【淋巴与组织液、淋巴与血浆之间都是单向箭头,方向由组织液指向淋巴、再由淋巴指向血浆】。即“双向的找血浆与组织液,单向的中间那个必是淋巴”。
易错辨析:内环境中的蛋白质与物质交换
易错表现
正确理解
记忆技巧
认为三种细胞外液中血浆蛋白质最多
【细胞内液蛋白质最多,细胞外液中血浆最多】,组织液和淋巴中很少
蛋白质“内 > 血浆 > 组织液”
认为免疫细胞只生活在淋巴中
免疫细胞(淋巴细胞、吞噬细胞)与抗体所处的内环境有【淋巴、血浆和组织液】
免疫细胞“走水路”,三处都有
认为组织液可以全部回流血浆
组织液中【大部分经毛细血管壁回渗入血浆,少部分进入毛细淋巴管形成淋巴】
大部分回家,少部分走淋巴
混淆毛细淋巴管与毛细血管的功能
毛细血管是血液与组织液进行物质交换的场所,物质可双向进出;【毛细淋巴管只回收组织液,单向运送淋巴】
血管双向换物质,淋巴管单向收液体
◆ 核心03 内环境的理化性质
1.渗透压
溶液的渗透压是指【溶液中溶质微粒对水的吸引力】,其大小【取决于单位体积中溶质微粒的数目】——溶质微粒越多、溶液浓度越高,对水的吸引力越大,渗透压越高。在体温为 37 ℃ 时,【血浆渗透压约为 770 kPa,主要由无机盐决定,与蛋白质等物质也有关系】;【人体血浆的渗透压与 0.9% 的 NaCl 溶液基本相等】,因此 0.9% 的 NaCl 溶液(生理盐水)是血浆的【等渗溶液】。需要特别区分:【细胞内液的渗透压主要由 K⁺ 维持,细胞外液(血浆)的渗透压主要由 Na⁺ 和 Cl⁻ 维持】。
2.酸碱度
【血浆中的 pH 为 7.35~7.45,略偏碱性】。血浆 pH 能保持相对稳定,与血浆中存在大量缓冲对有关,例如缓冲对【H₂CO₃ 和 NaHCO₃】。其抗酸抗碱的机理是:
抗酸:人体剧烈运动产生乳酸时,【NaHCO₃ 与乳酸反应生成乳酸钠和 H₂CO₃,H₂CO₃ 再分解成 H₂O 和 CO₂,CO₂ 由肺部排出】;抗碱:当蔬菜和水果中的 Na₂CO₃ 进入血浆时,【H₂CO₃ 与 Na₂CO₃ 反应生成 NaHCO₃,多余的 NaHCO₃ 从肾脏排出】。因此,血浆中缓冲对的存在使血浆在一定范围内【既能抗酸又能抗碱】。
3.温度
【人体细胞外液的温度通常维持在 37 ℃ 左右】。人是恒温动物,体温是相对稳定的:【直肠温度的平均值为 37.5 ℃,口腔温度比直肠温度低 0.2~0.3 ℃,腋窝温度比口腔温度低 0.3~0.5 ℃】。体温还具有周期性波动:一昼夜中【凌晨的体温最低,17~19 时体温最高】;体温存在个体差异,但同一个体的体温变化一般不超过 1 ℃。细胞代谢是由多种酶催化的化学反应,【代谢越旺盛,细胞呼吸释放的能量越多】,对温度的稳定要求也越高。
理化特性
正常范围(参考值)
主要维持因素
渗透压
37 ℃ 时血浆渗透压约为 770 kPa
主要由【无机盐(Na⁺、Cl⁻)】决定,与蛋白质等也有关;0.9% NaCl 溶液为等渗溶液
酸碱度
血浆 pH 为【7.35~7.45】,略偏碱性
血浆中的缓冲对(如【H₂CO₃/NaHCO₃】),多余的酸由肺排出 CO₂、多余的碱由肾排出 NaHCO₃
温度
细胞外液温度维持在【37 ℃ 左右】
细胞代谢产热与散热的动态平衡;体温稳定主要依赖神经调节,体液调节共同参与
注意:渗透压的大小只看【溶质微粒的数目】,与微粒的种类、大小无关——这是比较渗透压高低的唯一依据;血浆 pH 保持稳定是【缓冲物质调节】的结果,而不是“不发生变化”;体温“相对稳定”不等于“固定不变”,正常人体温可在一个小范围内波动,【同一人体温变化一般不超过 1 ℃】。
易错辨析:理化性质中的几组易混点
易错表现
正确理解
记忆技巧
把血红蛋白与血浆蛋白混为一谈
【血红蛋白存在于红细胞内,属于细胞内液成分;血浆蛋白(白蛋白、球蛋白等)存在于血浆中,属于内环境成分】。血浆的主要成分中不含血红蛋白
血红在红里,血浆蛋白在浆里
认为血浆 pH 能稳定是因为其中不含酸性物质
细胞代谢和食物代谢都会产生酸性或碱性物质进入血浆,【只是缓冲对及时中和,pH 变化幅度才很小】
不是没变化,是缓冲得快
认为细胞外液渗透压主要由蛋白质决定
血浆渗透压【主要由无机盐(Na⁺、Cl⁻)决定】,蛋白质也起作用但相对较小
渗透压靠盐,蛋白质是配角
认为剧烈运动产生乳酸会使血浆 pH 明显下降
剧烈运动产生的乳酸进入血浆后,与【NaHCO₃】反应生成乳酸钠和 H₂CO₃,H₂CO₃ 分解产生的 CO₂ 由肺排出,【血浆 pH 只在小范围内波动,不会明显下降】
有缓冲对,乳酸也翻不起浪
◆ 核心04 内环境的成分与作用
1.判断某物质是否属于内环境成分
内环境的成分即血浆、组织液、淋巴中所含有的物质。判断时先看该物质“存在于哪里、由谁产生、在何处发挥作用”:凡是【只存在于细胞内或细胞膜上的物质】、属于【外界环境(与外界相通的管道)】的液体成分、以及【不能被人体吸收的物质】,都不属于内环境的成分。
类别
代表物质
判断依据
不属于内环境的成分(1)
血红蛋白、呼吸酶、RNA 聚合酶等胞内蛋白,载体蛋白等膜蛋白
细胞内和细胞膜上特有的物质,只存在于细胞内或膜上
不属于内环境的成分(2)
消化液(胰液—胰蛋白酶、胃液—胃蛋白酶)、汗液、尿液、泪液
属于外界环境的液体成分,与外界相通的管道内的液体都不属于内环境
不属于内环境的成分(3)
纤维素、麦芽糖、蔗糖等
不能被人体吸收的物质,不会进入内环境
属于内环境的成分
乳酸、乙醇、抗体、CO₂、O₂、葡萄糖、氨基酸、无机盐、激素、尿素、神经递质等
【产生场所在细胞内的物质,很多会分泌到细胞外液中】,故乳酸、乙醇、抗体、CO₂ 等都属于内环境成分
2.常见生理过程发生的场所
许多生理过程“发生在哪里”是常考点,判断的总原则是:【细胞内的代谢过程发生在细胞内,与外界相通的管道内的过程发生在消化道等外界环境,只有细胞与细胞外液之间、或细胞外液内部的过程才发生在内环境】。
生理过程
发生场所
细胞呼吸全过程,蛋白质、神经递质、激素、糖原等物质的合成
细胞内
食物中淀粉消化成葡萄糖、蛋白质分解为氨基酸
消化道(外界环境)
抗原与抗体结合
内环境
乳酸与 NaHCO₃ 反应
内环境
神经递质与突触后膜上受体的作用
内环境(组织液)
病毒增殖
细胞内
3.内环境的作用
【内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介】。大部分细胞通过细胞膜直接与组织液进行物质交换;同时,组织液又通过毛细血管壁与血浆进行物质交换;血浆在全身血管中不断流动,再通过各器官和系统与外界环境进行物质交换。同时,【内环境为细胞提供相对稳定的生存条件】——内环境的相对稳定是细胞正常生存的必要条件。
需要区分两类生物:【单细胞生物(如变形虫)直接与外界环境进行物质交换】;多细胞生物的绝大多数细胞不能和外部环境直接接触,必须通过内环境间接进行。但要注意例外情形:【皮肤细胞,呼吸道、消化道黏膜细胞等因为直接与外界环境接触,并不都需要通过内环境与外界环境进行物质交换】。
图5 细胞直接与外界进行物质交换(A. 单细胞的变形虫 B. 简单的多细胞动物水螅,教材图1-1)
图6 细胞通过内环境与外界环境进行物质交换(教材图1-5)
4.各器官系统在内、外环境物质交换中的分工
人体通过呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统等系统与外界环境进行物质交换,以保证每个细胞对物质和能量的需求:食物经【消化系统】消化吸收,营养物质进入循环系统;O₂ 经【呼吸系统】进入血液,CO₂ 则由血液运输到肺部排出;代谢废物(尿素、尿酸等)经【泌尿系统】随尿液排出,粪便则由消化道排出;【循环系统】则把以上各环节串联起来,承担运输任务。
归纳总结:“内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介”一句话可拆成三段来记:【细胞⇄组织液(毛细血管壁以外的细胞,直接交换)→组织液⇄血浆(通过毛细血管壁)→血浆⇄外界环境(通过呼吸、消化、泌尿等系统)】。四大系统口诀:【呼吸管气、消化管料、泌尿管废、循环管运】。
易错辨析:内环境成分与作用的判断
易错表现
正确理解
记忆技巧
把血红蛋白、呼吸酶、载体蛋白当作内环境成分
这些物质【存在于细胞内或细胞膜上】,不属于内环境成分;血浆蛋白、抗体、氧气、葡萄糖等才属于
在细胞里的不算内环境
把消化液、尿液、汗液、泪液当作内环境
这些液体位于与外界相通的管道或体表,【属于外界环境,不属于内环境】
通外界的都是外面
认为多细胞生物的所有细胞都必须通过内环境进行物质交换
【皮肤细胞、呼吸道上皮细胞、消化道黏膜细胞等直接与外界环境接触,可直接与外界进行物质交换】
直接贴外面的可以自己来
认为 O₂ 从外界到组织细胞只经过呼吸系统
路线为【外界环境→呼吸系统→循环系统(血浆)→组织液→组织细胞(线粒体)】
气—血—液—细胞,四步走
◆ 核心05 内环境稳态的概念、实质与调节机制
1.稳态的概念与实质
内环境中的【血糖浓度、温度、pH、渗透压】等理化特性都处于相对稳定的动态平衡中。内环境的任何变化,都会引起机体自动调节组织和器官的活动,使它们产生一些反应来减少内环境的变化。【动物体通过调节作用使得机体内部环境保持相对稳定的状态称为稳态(homeostasis)】。
对稳态的理解要抓住两点:其一,【稳态并不意味着固定不变,而是指一种可变的却又相对稳定的状态】;其二,稳态的实质是【内环境的每一种化学成分和理化性质都处于动态平衡中】。例如人体血浆中葡萄糖的含量通常在 80~120 mg/dL,正常人体检时空腹血糖的含量会在这个范围内,但【测定值并不是恒定不变的】。
2.影响内环境稳态的因素
随着【外界环境因素】的变化和体内【细胞代谢】活动的进行,内环境的各种化学成分和理化性质在不断发生变化。内环境的任何变化都会引发机体的自动调节,使各器官、系统协调活动,从而维持内环境的相对稳定状态。【内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件】。
3.各器官系统协调统一共同维持内环境稳态
三大调节方式各有分工,共同维持内环境的相对稳定:
(1)【血糖稳定主要依赖体液调节来实现】——当血液中葡萄糖浓度下降时,胰腺中的特定胰岛细胞感受到血糖浓度的下降,会分泌相关激素,引起肝释放葡萄糖进入血液以维持一定的血糖浓度,肝的活动维持着血糖浓度以及整个组织液中糖浓度的稳定。
(2)【体温稳定主要依赖神经调节来实现,体液调节也共同参与】——当外界气温降低时,身体的神经系统会参与体温的调节,机体出现战栗、皮肤血管收缩等现象,同时身体中某些激素的分泌量会增加以促进细胞代谢产热。
(3)【抵抗病原体侵害需要依靠免疫系统】——当外界病原体入侵机体时,身体的免疫系统会清除入侵机体的病原体以维持内环境的稳态。
人体任何内、外环境出现变化,都需要多个器官系统协调统一来维持内环境的相对稳定。这就是说,【人体内环境稳态是依靠神经—体液—免疫调节机制来实现的】。
图7 本章知识结构图(教材图,可作整章复习的思维导图)
4.稳态失衡的实例分析
教材“活动 病例分析”给出了两个典型病例:病例 A(女,30 岁)因咳嗽、咽痛 3 天,【体温 38.9 ℃】入院,提示其内环境的【温度】这一理化因子偏离了正常范围;病例 B(男,52 岁)因长期大量饮酒、进食很少而昏迷,检查发现其【体温 35.5 ℃,呼吸深而有声,呼出气体可闻及酒精味】,血标本结果见表1-3,说明其内环境的多种理化因子同时偏离稳态。
图8 扫描电镜下的霍乱弧菌(19000×,经后期着色处理,教材图1-6)
教材“小资料 分析霍乱对内环境的影响”指出:霍乱弧菌产生的【外毒素使肠液大量分泌,小肠黏膜上皮细胞内大量钠离子和水持续外流】,引起不可控制的呕吐和腹泻,造成严重脱水,致使【血浆容量明显减少、体内盐分缺乏、酸中毒等内环境紊乱,甚至死亡】。这说明【内环境偏离稳态后,细胞的代谢活动就不能正常进行,进而影响整个机体正常的生命活动】。
血浆或血清
酒精
葡萄糖
乳酸
pH
测定值
500 mg/dL
2.7 mmol/L
8.0 mmol/L
7.21
参考值
0
3.6~6.1 mmol/L
0.5~2.2 mmol/L
7.35~7.45
是否偏离
严重超标
明显偏低(低血糖)
明显偏高(乳酸中毒)
明显偏低(酸中毒)
归纳总结:稳态的“一个概念、两点说明、三大调节”:【一个概念】动物体通过调节作用使机体内部环境保持相对稳定的状态;【两点说明】① 稳态是动态平衡而非固定不变;② 稳态的实质是化学成分和理化性质都处于动态平衡;【三大调节】神经调节、体液调节与免疫调节共同构成【神经—体液—免疫调节机制】。
易错辨析:关于稳态的常见错误表述
易错表现
正确理解
记忆技巧
认为“稳态就是内环境中的各种因素一成不变”
【稳态是动态平衡,各种理化因子都会在一定范围内波动】,只是波动幅度很小
稳态是“动中有稳”
认为“尿液中无机盐离子相对稳定属于稳态”
【稳态描述的是内环境(细胞外液)的状态】;尿液属于外界环境的液体,尿液成分稳定不属于内环境稳态
内环境以外的不算稳态
认为“剧烈运动大量出汗会使机体偏离稳态”
出汗后机体通过调节(如抗利尿激素增多、补充水分等)【仍能维持内环境相对稳定】;短期内的波动不等于偏离稳态
有调节就不叫偏离
认为“只要内环境各成分处于平衡状态,人就不会患病”
内环境的稳态包括【理化性质和组成成分】两方面的平衡,还必须有【神经—体液—免疫调节机制】正常运转;任一环节异常都可能患病
平衡 ≠ 有调节能力
◆ 核心06 活动:探究血浆对 pH 变化的调节作用
1.探究问题与目的要求
教材提出的探究问题是:【血浆对 pH 变化的调节作用如何表现?】其背景是——细胞直接生活的液体环境是否会因细胞的代谢而不断发生改变?细胞代谢产生的酸性物质、剧烈运动产生的乳酸、食物中的酸性或碱性物质是否会影响体液的 pH?
目的要求有两条:(1)比较【清水、缓冲液、血浆】在加入一定浓度的盐酸或氢氧化钠后的 pH 变化;(2)设计记录表格,对收集的数据进行分析处理,绘制曲线图。
2.材料用具
【动物血浆、清水、pH 为 7 的磷酸缓冲液、0.1 mol/L 的 HCl、0.1 mol/L 的 NaOH、烧杯、量筒、pH 计】等。本实验采用【对比实验】的方法,三类液体各设一组,形成相互对照。
3.方法步骤
(1)用量筒分别量取 20 mL 清水加入编号为 1 和 4 的烧杯中,分别取 20 mL pH 为 7 的磷酸缓冲液加入编号为 2 和 5 的烧杯中,分别取 20 mL 动物血浆加入编号为 3 和 6 的烧杯中。
(2)用 pH 计测出每个烧杯中溶液的 pH 并记录。
(3)向 1 号烧杯中滴加 5 滴 0.1 mol/L 的 HCl,【轻轻振荡摇匀】,用 pH 计测溶液的 pH 并记录;依次滴加至 10 滴、15 滴、20 滴、25 滴、30 滴,每次都需轻轻振荡摇匀后测 pH 并记录。
(4)向 2 号、3 号烧杯中分别滴加 0.1 mol/L 的 HCl,重复方法步骤(3)。
(5)向 4 号烧杯中滴加 5 滴 0.1 mol/L 的 NaOH,轻轻振荡摇匀后测 pH 并记录;同样依次滴加至 10、15、20、25、30 滴,每次均需振荡摇匀后测量并记录。5 号、6 号烧杯分别重复步骤(5)。
烧杯编号
所加溶液
滴加试剂
对照关系
1
20 mL 清水
0.1 mol/L HCl(5→30 滴)
滴酸组的空白对照
2
20 mL pH 为 7 的磷酸缓冲液
0.1 mol/L HCl(5→30 滴)
已知有缓冲能力的对照
3
20 mL 动物血浆
0.1 mol/L HCl(5→30 滴)
实验组
4
20 mL 清水
0.1 mol/L NaOH(5→30 滴)
滴碱组的空白对照
5
20 mL pH 为 7 的磷酸缓冲液
0.1 mol/L NaOH(5→30 滴)
已知有缓冲能力的对照
6
20 mL 动物血浆
0.1 mol/L NaOH(5→30 滴)
实验组
4.实验结果与记录表格
实验结果以曲线图呈现:【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。典型的实验曲线如图9 所示:对清水处理时,随 HCl 或 NaOH 滴数增加,pH 迅速下降或上升,曲线陡峭;对磷酸缓冲液和血浆处理时,pH 变化平缓,曲线接近水平。
图9 加入 HCl 或 NaOH 后清水、磷酸缓冲液、血浆的 pH 变化曲线
项目
清水
磷酸缓冲液
血浆
加入 HCl 后 pH 变化
明显下降,曲线陡峭
变化很小,曲线平缓
变化很小,曲线与缓冲液接近
加入 NaOH 后 pH 变化
明显上升,曲线陡峭
变化很小,曲线平缓
变化很小,曲线与缓冲液接近
结论
无缓冲能力
有较强的缓冲能力
【性质类似于磷酸缓冲液,说明血浆中含有缓冲物质】
5.实验结论与原因分析
比较以上三条曲线的变化规律可知,【生物材料的性质类似于磷酸缓冲液而不同于清水,说明生物材料内含有缓冲物质,因而能够维持 pH 的相对稳定】。其根本原因是血浆中存在【H₂CO₃/NaHCO₃ 等缓冲对】,当少量酸或碱进入血浆时会被缓冲对中和,产生的 CO₂ 由肺排出、多余的 NaHCO₃ 由肾排出,所以 pH 只在很小的范围内波动。
注意:本实验属于【对比实验(相互对照)】,不需要另设空白对照组;每次滴加后【必须轻轻振荡摇匀再测 pH】,否则所测 pH 不能代表溶液的真实值;实验要【从 5 滴开始逐次加至 30 滴】,这样得到的曲线才能反映变化的趋势。实验设计时应把【酸、碱分两组各用一套烧杯】,避免同一烧杯先加酸后又加碱造成干扰。
归纳总结:“探究血浆对 pH 变化的调节作用”一表通记:【自变量——滴加的 HCl 或 NaOH 的滴数;因变量——溶液的 pH;无关变量——溶液体积(均为 20 mL)、浓度(均为 0.1 mol/L)、温度等,需保证相同且适宜】。结论表述要规范:“生物材料的性质类似于磷酸缓冲液而不同于清水,说明生物材料内含有缓冲物质,因而能够维持 pH 的相对稳定。”
易错辨析:实验设计与结果分析中的常见错误
易错表现
正确理解
记忆技巧
认为实验应设“空白对照组”,只测清水
本实验是【清水的相互对照】,清水、磷酸缓冲液与血浆三组在两套烧杯中同时进行,为对比实验,【不需要另设空白对照组】
三组互比,无需空白
认为滴加后可直接测 pH,不必振荡
滴加酸或碱后【必须轻轻振荡摇匀】,使溶液混合均匀后再测 pH,否则测量值偏大或偏小
不摇匀测不准
由“血浆 pH 几乎不变”得出“血浆中不含酸性物质”
血浆中确实存在乳酸等酸性物质,只是【缓冲对把它们及时中和了】,pH 才变化很小
不是没有酸,是中和得快
把实验结论表述为“血浆能杀死细菌”或“血浆呈中性”
结论只能是:【血浆性质类似磷酸缓冲液而不同于清水,说明血浆中含有缓冲物质,能维持 pH 相对稳定】
只答缓冲,不答杀菌
◆ 核心07 内环境稳态失调——组织水肿
1.组织水肿的概念
【组织水肿是在一定条件下,组织液渗透压升高或血浆、细胞内液渗透压下降,引起水分更多地向组织液移动,使组织液增多引起的水肿现象】。理解这一概念的关键是抓住“水往哪里流”——【水总是从渗透压低的一侧流向渗透压高的一侧】,因此凡是使组织液渗透压升高、或使血浆(细胞内液)渗透压降低的因素,都会造成组织液增多而出现水肿。
2.组织水肿的成因归纳
组织液的生成与回流处于动态平衡。正常情况组织中【大部分组织液经毛细血管壁回渗入血浆,少部分进入毛细淋巴管形成淋巴】,经淋巴循环由左、右锁骨下静脉汇入血浆。一旦“进得多”或“回得少”,就会发生组织水肿。
成因类型
具体情形与机理
血浆蛋白减少,血浆渗透压下降
营养不良、肝肾功能异常、大量丢失蛋白质(如肾病综合征)等,使血浆蛋白减少,【血浆渗透压下降,水由血浆更多地流向组织液】
组织液渗透压升高
局部组织代谢产物(如乳酸、尿素)堆积,或【局部毛细血管通透性增加导致部分血浆蛋白渗出】,使组织液渗透压升高,水向组织液移动
毛细血管通透性增大
过敏反应、炎症等使毛细血管壁通透性增大,【血浆蛋白和水大量渗出到组织液】,引起局部水肿
淋巴回流受阻
毛细淋巴管堵塞(如丝虫病)或淋巴循环受阻,【组织液不能顺利经淋巴回流入血浆】,导致组织液积累而水肿
血浆渗透压降低的其他情形
大量出汗、严重腹泻、运动性脱水等造成失水多于失钠,也可引起渗透压改变与循环功能异常
图10 组织水肿的成因归纳
3.与健康生活相关的两个典型情境
(1)运动性脱水:某同学长跑 30 分钟、中途未饮水,开始明显出汗且停止跑步后仍出汗数分钟。此时应【立即补充大量的淡盐水】,以避免机体发生脱水;运动过程中产生了大量乳酸,但由于【血浆中存在缓冲物质】,该同学的内环境 pH【无明显下降】。大量出汗时,【下丘脑合成的抗利尿激素增多,有利于维持水盐平衡】。
(2)血液生化检查:常规体检要了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。【转氨酶主要分布在各种组织的细胞内,以心脏和肝中的活性最高,在血液中活性很低】;当细胞膜通透性增高或组织坏死细胞破裂后,【大量转氨酶进入血液,引起血液中转氨酶活性升高】。【葡萄糖含量超标且糖化血清白蛋白严重超标,可能是糖尿病】;【甘油三酯超标可引起高脂血症】,易并发冠心病、动脉粥样硬化等。这说明血液的生化指标可以反映机体的健康状况,并可作为诊断疾病的依据。
归纳总结:组织水肿的“三高一低一堵”判断口诀:【毛细血管通透性增高(血浆蛋白渗出)】、【组织液渗透压升高】、【组织液胶体渗透压高(蛋白多)】、【血浆渗透压降低(蛋白少)】、【淋巴回流受阻(管道堵塞)】——凡符合其中一条,组织液就会增多而水肿。答题时统一用“水由低渗流向高渗”这条主线来解释。
易错辨析:水肿成因与稳态失调的判断
易错表现
正确理解
记忆技巧
认为“手掌上磨出的水疱是淋巴渗出到组织液形成的”
水疱主要是【血浆中的水大量渗出到组织液】形成的,与淋巴无关
水疱是水,不是淋巴
认为“局部毛细血管通透性增加会使组织液减少”
通透性增加会导致【部分血浆蛋白渗出,组织液渗透压增大,组织液反而增多】而水肿
蛋白漏出,水就跟着走
认为“剧烈运动大量出汗会导致细胞外液渗透压明显下降”
大量出汗失水多于失钠,细胞外液渗透压【升高】;但人体具有自我调节能力,【不会明显下降,也不会明显升高】
出汗失水,渗透压升
认为“血液中乳酸含量增加会引起血浆酸碱度明显改变”
【血浆中存在缓冲物质】,乳酸进入血浆后被 NaHCO₃ 中和,血浆 pH 只在小范围内波动
有缓冲,pH 稳如泰山
重●难●提●分
◆ 重难01 内环境组成与物质交换图形的判断
1.识图的关键是三组箭头
这类题目的图形通常画成“细胞内液—组织液—血浆—淋巴”四者之间的关系图。判断的总法是先找箭头关系,再定名称:【只有组织液与血浆之间是双向箭头】;【凡是由组织液单向流出、并最终单向往血浆方向汇入的,中间那一个必是淋巴】。因此,凡是双向箭头连接的两项,一定是【血浆和组织液】。
与淋巴相连的两个箭头是理解图形的难点:一个是【组织液→淋巴】(淋巴的生成),另一个是【淋巴→血浆】(淋巴经左、右锁骨下静脉汇入血浆)。【淋巴与组织液、淋巴与血浆之间都没有双向箭头】,这是判断淋巴位置的唯一依据。
2.物质能否进出的判断
教材指出:【水、葡萄糖、氨基酸、气体等物质可以通过毛细血管壁,从血浆进入组织液,而红细胞和血浆蛋白等则不能通过毛细血管壁】。由此可得两条结论:① 【血细胞和血浆蛋白只存在于血浆中】,在组织液和淋巴中都找不到;② 组织液中的物质经毛细血管壁可回渗入血浆,也可经毛细淋巴管壁进入淋巴。【易错:把组织液回流入血浆与淋巴的生成看作同一条通路】——组织液中大部分经毛细血管壁回渗入血浆,少部分进入毛细淋巴管生成淋巴,两条通路的结构与方向都不同。
图11 由单向、双向箭头判断三种细胞外液的关系
3.氧气与养料到达组织细胞的路线
以 O₂ 为例,其路线为:【外界环境→呼吸系统(肺泡)→循环系统(血浆)→毛细血管壁→组织液→组织细胞(线粒体)】。以营养物质为例:【外界环境→消化系统(消化、吸收)→循环系统(血浆)→组织液→组织细胞】。【易错:把食物中的淀粉消化成葡萄糖当成发生在内环境的过程】——消化发生在【消化道】内,消化道与外界相通,属于外界环境。
归纳总结:内环境图形题三步走:【第一步,找双向箭头——两端分别是血浆与组织液】;【第二步,找与组织液、血浆都单向相连的那一个——它就是淋巴】;【第三步,按“血液≠血浆≠血清”“细胞内液≠细胞液”排除干扰选项】。记住一条铁律:物质交换的两个关口分别是【毛细血管壁(血浆⇄组织液)】和【毛细淋巴管壁(组织液→淋巴)】。
◆ 重难02 内环境成分的判断——哪些物质不属于内环境
1.判断的总原则
判断某物质是否属于内环境的成分,不能只看“它在血液里有没有出现”,而要看它【存在于哪里、由哪种细胞产生、在何处发挥作用】。教材给出的三条排除标准是:(1)【细胞内和细胞膜上特有的物质】,如血红蛋白、呼吸酶、RNA 聚合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、汗液、尿液、泪液;(3)【不能被人体吸收的物质】,如纤维素、麦芽糖、蔗糖等。
2.“产生在细胞内、但属于内环境成分”的一类物质
很多物质合成于细胞内,但合成后会分泌到细胞外液中,因而【属于内环境成分】。【易错:把“合成场所”当成“存在场所”而一律排除】。例如:【乳酸、乙醇、抗体、CO₂、神经递质、激素等都属于内环境成分】,它们的共同特点是会被分泌或释放到细胞外。而糖原只存在于细胞内,【血浆可以运输养料、CO₂、尿素等,但不能运输糖原】。
物质
是否属于内环境成分
理由
血红蛋白、解旋酶、呼吸酶、RNA 聚合酶
否
存在于细胞内,属于胞内蛋白
载体蛋白等膜蛋白
否
存在于细胞膜上,属于膜蛋白
血浆蛋白、抗体、乙酰胆碱(神经递质)、激素
是
存在于血浆或组织液中并发挥作用
乳酸、乙醇、CO₂、尿素
是
在细胞内产生后释放/排出到细胞外液
糖原、纤维素、麦芽糖、蔗糖
否
糖原只存在于细胞内;纤维素等不能被人体吸收
消化液、汗液、尿液、泪液
否
位于与外界相通的管道或体表,属于外界环境
O₂、葡萄糖、氨基酸、无机盐、水
是
随血浆和组织液运输或存在
3.渗透压判断中的易错点
【细胞内液的渗透压主要与 K⁺ 有关,细胞外液(血浆)的渗透压主要与 Na⁺ 和 Cl⁻ 有关】,两者不可互换。【易错:认为细胞内液渗透压由蛋白质决定】——蛋白质在细胞内液中含量最多,但其对渗透压的贡献远小于 K⁺。
归纳总结:“是否属于内环境”速判口诀:【三不看】不看浓度高低、不看是否在血液中流过、不看由哪种细胞产生;【三看】看是否在细胞内(否)、看是否在膜上(否)、看是否在与外界相通的管腔中(否)。一句话概括:【通外界的、进细胞的、上膜的,统统不是内环境成分】。
◆ 重难03 内环境理化性质的整合分析
1.渗透压的判断与比较
比较渗透压高低只看【单位体积溶液中溶质微粒的数目】,与微粒的种类、大小无关。因此“质量分数相同的葡萄糖溶液与 NaCl 溶液”渗透压并不相同:NaCl 在水中解离成 Na⁺ 和 Cl⁻,【微粒数目约是等质量葡萄糖溶液的两倍,渗透压也更高】。血浆渗透压约为 770 kPa(37 ℃),【0.9% 的 NaCl 溶液(生理盐水)是血浆的等渗溶液】,【高于 0.9% 为高渗溶液,红细胞失水皱缩;低于 0.9% 为低渗溶液,红细胞吸水膨胀甚至破裂】。
2.pH 稳定的缓冲机制
血浆 pH 为【7.35~7.45,略偏碱性】,其稳定由缓冲对【H₂CO₃/NaHCO₃】维持:酸进入血浆时,NaHCO₃ 与之反应生成乳酸钠(或其他盐)和 H₂CO₃,【H₂CO₃ 分解为 H₂O 和 CO₂ 由肺排出】;碱进入血浆时,H₂CO₃ 与之反应生成 NaHCO₃,【多余的 NaHCO₃ 由肾排出】。可见 pH 的稳定需要【肺和肾共同参与】。
3.温度的稳定及其意义
细胞外液温度维持在【37 ℃ 左右】,因为细胞内代谢由多种酶催化,【酶的活性需要适宜的温度】。人体体温具有昼夜周期性:【凌晨最低、17~19 时最高】;直肠温度 37.5 ℃ > 口腔 > 腋窝,【同一人的体温变化一般不超过 1 ℃】。
理化性质
偏离稳态的典型表现
主要调节途径
渗透压
严重脱水→血浆容量减少、细胞内水分外移;大量出汗失水多于失钠→细胞外液渗透压升高
抗利尿激素增多促进肾小管、集合管重吸收水;主动饮水
酸碱度
霍乱→酸中毒;酒精中毒→血 pH 降至 7.21(低于 7.35)
缓冲对中和后由肺排出 CO₂、由肾排出多余的 NaHCO₃
温度
病例A 体温 38.9 ℃(发热);病例B 体温 35.5 ℃(低体温)
神经系统调节战栗、皮肤血管舒缩;激素分泌改变代谢产热
归纳总结:三项理化性质“数字必背清单”:【pH 7.35~7.45】、【血浆渗透压约 770 kPa】、【0.9% NaCl 为等渗溶液】、【细胞外液温度 37 ℃ 左右(直肠温均 37.5 ℃)】、【血浆葡萄糖 80~120 mg/dL】、【细胞内液约占体液 2/3、细胞外液约占 1/3】。考试中凡出现这些数字的选项,都要按原值逐一核对。
◆ 重难04 内环境稳态失调的成因分析——组织水肿
1.抓住“水从低渗流向高渗”这条主线
组织液与血浆之间的水分移动取决于两侧的渗透压差。凡使【组织液渗透压升高】或【血浆渗透压下降】的因素,都会使水分更多地向组织液移动,使组织液增多,形成水肿。组织液的正常回流通道有两条:大部分经【毛细血管壁】回渗入血浆,少部分经【毛细淋巴管壁】进入淋巴,经淋巴循环由左、右锁骨下静脉回到血浆。
2.四类成因的判别
(1)【血浆蛋白减少】——营养不良、肝肾功能异常、肾病综合征等使血浆蛋白丢失或合成不足,血浆渗透压下降,水由血浆流向组织液。
(2)【组织液渗透压升高】——局部代谢产物堆积,或局部毛细血管通透性增加导致部分血浆蛋白渗出到组织液中,使组织液渗透压增大。
(3)【毛细血管通透性增大】——过敏反应、炎症时,毛细血管壁通透性增大,【血浆蛋白和水大量渗出到组织液】,引起局部水肿(如荨麻疹、局部红肿)。
(4)【淋巴回流受阻】——毛细淋巴管堵塞或淋巴循环受阻时,组织液不能正常经淋巴回流入血浆,积聚在组织间隙而形成水肿。
3.与脱水、腹泻等情境的联系
严重腹泻(如细菌性肠炎)时,大量消化液丢失,机体出现无力等症状,此时【细胞外液的渗透压和酸碱度等理化因子偏离稳态】。医生处方中除消炎药外还使用“口服补液盐散”,其中【氯化钠、氯化钾、枸橼酸钠、无水葡萄糖】的作用是【补充水分和无机盐,维持细胞外液的渗透压与酸碱平衡】。运动性脱水时应【补充淡盐水而不是大量纯水】,否则会稀释细胞外液、使渗透压进一步下降。
归纳总结:组织水肿类简答题的规范表述模板:“某因素使【组织液渗透压升高(或血浆渗透压降低)】,【水分由渗透压较低的一侧向较高的一侧移动】,【组织液回流减少、生成增多】,最终导致组织液增多而形成水肿。”把括号中的原因替换成具体情境因素即可,务必写出“水由低渗流向高渗”这一机理句。
◆ 重难05 血浆对 pH 调节作用实验的设计与拓展
1.实验变量的确定
【自变量:滴加的 0.1 mol/L HCl 或 NaOH 的滴数(5、10、15、20、25、30 滴)】;【因变量:各烧杯中溶液的 pH】;【无关变量:所取溶液的体积(均为 20 mL)、所加酸或碱的浓度(均为 0.1 mol/L)、温度、振荡摇匀的程度、测量时间等】,无关变量在各组中必须【相同且适宜】。
2.对照关系的分析
本实验是【对比实验(相互对照)】:清水组作为【无缓冲能力的空白对照】,磷酸缓冲液组作为【已知有缓冲能力的对照】,血浆组为实验组。三者相互比较,【不需要另外设置空白对照组】。三组中血浆与磷酸缓冲液的曲线接近、与清水的曲线差异显著,从而说明血浆中含有缓冲物质。
3.结果记录表格的设计
记录表应以【酸或碱的滴数】为行(或列),以【三种溶液在各滴数下的 pH】为列(或行),并分别记录加 HCl 和加 NaOH 两组数据。作图时【以酸或碱的滴数为横轴、pH 为纵轴】,同一坐标中画出三条曲线便于比较。
实验要素
内容
目的要求
比较清水、缓冲液、血浆在加入一定浓度的盐酸或氢氧化钠后的 pH 变化;设计记录表格并对数据进行分析处理、绘制曲线图
材料用具
动物血浆、清水、pH 为 7 的磷酸缓冲液、0.1 mol/L HCl、0.1 mol/L NaOH、烧杯、量筒、pH 计
方法步骤要点
6 个烧杯分三组各 20 mL;1、4 号清水,2、5 号缓冲液,3、6 号血浆;1、2、3 号滴 HCl,4、5、6 号滴 NaOH;每次滴 5 滴并振荡摇匀后测 pH,直至 30 滴
结果
清水组 pH 变化幅度大,缓冲液组与血浆组 pH 变化幅度小且接近
结论
【生物材料的性质类似于磷酸缓冲液而不同于清水,说明生物材料内含有缓冲物质,因而能够维持 pH 的相对稳定】
注意:实验中的两个关键操作:【每次滴加后都要轻轻振荡摇匀再测 pH】;【用 pH 计测量前需先校准,且每次测量后要冲洗并擦干电极】。若把血浆换成“煮沸后冷却的血浆”,则【缓冲能力明显下降甚至消失】,因为高温使血浆中的蛋白质变性——这是常见的实验拓展设问。
高●分●技●巧
◆ 技巧01 “三看法”判断内环境成分与生理过程
(1)一看“在不在细胞里”
凡只存在于细胞内的物质(血红蛋白、呼吸酶、解旋酶、RNA 聚合酶、糖原等)和位于细胞膜上的物质(载体蛋白等)都【不属于内环境成分】。
(2)二看“在不在通外界的管道里”
凡位于与外界相通的管道或体表的液体(消化液、汗液、尿液、泪液、粪便中的液体等)都属于【外界环境】,不是内环境。判断的窍门是问一句:“它能不能直接排出体外?”能,就是外界环境。
(3)三看“在不在内环境的液体里(血浆、组织液、淋巴)”
凡能稳定存在于血浆、组织液或淋巴中的物质(血浆蛋白、抗体、O₂、CO₂、葡萄糖、氨基酸、无机盐、乳酸、乙醇、神经递质、激素、尿素等)都属于内环境成分。
常见物质
三种液体的分布
结论
血红蛋白
仅红细胞内
非内环境成分
血浆蛋白(白蛋白、球蛋白)
仅在血浆中
内环境成分
O₂、CO₂、葡萄糖、氨基酸、无机盐
血浆、组织液、淋巴中均有
内环境成分
消化液中的酶(胰蛋白酶、胃蛋白酶)
仅在消化道内
非内环境成分
解旋酶、RNA 聚合酶、糖原
仅在细胞内
非内环境成分
抗体、神经递质、激素、乳酸、尿素
血浆、组织液、淋巴中
内环境成分
归纳总结:生理过程场所的判断也套用同一思路:【发生在细胞内的(细胞呼吸、蛋白质合成、病毒增殖、丙酮酸转化为乳酸)→细胞内】;【发生在通外界管道内的(淀粉消化成葡萄糖、蛋白质分解为氨基酸)→外界环境】;【发生在细胞与细胞外液之间或细胞外液内部的(抗原与抗体结合、乳酸与 NaHCO₃ 反应、神经递质与受体结合)→内环境】。
◆ 技巧02 体液关系图中单向、双向箭头的识读方法
(1)先标出双向箭头
图中只有【组织液与血浆之间】是双向箭头,其余均为单向。因此【被双向箭头连接的两个方框,一个是血浆,另一个是组织液】。
(2)再用单向箭头定方向
与组织液、血浆都相连、且箭头都指向它的那个方框就是【淋巴】。方向的规律是:【由组织液单向进入淋巴,再由淋巴单向进入血浆】。所以【箭头只进不出、位于两单向箭头汇合处的那一个必是淋巴】。
(3)按“生活方式”复核
复核办法是问“这些液体的运输方式”:【血浆在血管中流动、淋巴在淋巴管中流动、组织液在细胞间隙中不流动】。凡是图中注有“毛细淋巴管”“淋巴结”“淋巴管”等结构的,与其直接相连的液体必为淋巴。
图形特征
对应液体
判断理由
与另外两种液体之间都是双向箭头
血浆、组织液
两者通过毛细血管壁双向交换物质
只有单向箭头进入、没有单向箭头流出
淋巴
淋巴由组织液单向生成、单向往血浆汇入
与“毛细淋巴管”“淋巴结”直接相通
淋巴
淋巴管中流动的液体就是淋巴
含血细胞、红细胞
血浆
血细胞只生活在血浆中,组织液和淋巴中都没有
只有箭头从它流出到组织液
细胞内液
细胞内液与组织液之间可双向交换,但细胞内液不属于内环境
归纳总结:“双向定血浆组织液、单向汇合定淋巴”是这类图形题的通解。答题时务必注意题干要求判断的是【“属于内环境”还是“属于体液”】:细胞内液属于【体液】但不属于【内环境】,这是最常见的失分点。
◆ 技巧03 内环境稳态类简答题的答题模板
(1)“为什么某生理指标能保持稳定”类
答题模板:【写出该指标的调节机制+缓冲物质/调节中枢+靶器官的作用】。例如血浆 pH 稳定:“剧烈运动产生的乳酸进入血浆后,与【NaHCO₃】反应生成乳酸钠和 H₂CO₃,【H₂CO₃ 分解为 H₂O 和 CO₂ 由肺排出】,同时 H₂CO₃/NaHCO₃ 缓冲对也能中和进入血浆的碱性物质,【多余的 NaHCO₃ 由肾排出】,因此血浆 pH 能维持在 7.35~7.45 的相对稳定状态。”
(2)“某情形下哪些理化因子偏离稳态、为什么”类
答题模板:【情境中的物质变化→哪一项理化因子改变→变化方向→对机体的影响】。例如严重腹泻:“大量消化液丢失→【细胞外液的渗透压和酸碱度】发生变化→【失水多于失钠使渗透压升高、丢失碱性物质可引起酸中毒】→【细胞代谢紊乱,出现全身无力等症状】。”
(3)“给出防治或处理措施”类
答题模板:【措施+针对的因子+恢复稳态的原理】。例如运动后补水应【补充淡盐水,既能补水又能补钠,维持细胞外液的渗透压平衡】;腹泻患者用口服补液盐散,是【补充水分和无机盐(Na⁺、K⁺ 等)及葡萄糖,维持细胞外液的渗透压与酸碱平衡】。
题型
答题要点
易失分处
血浆 pH 稳定的原因
缓冲对中和 → CO₂ 由肺排出 → 多余 NaHCO₃ 由肾排出
只答“有缓冲物质”而不写具体过程
组织水肿的成因
点明“水由低渗流向高渗”,再写“组织液回流减少/生成增多”
只答现象不答机理
内环境稳态的意义
内环境稳态是机体进行正常生命活动的【必要条件】,是细胞代谢正常进行的保障
把“稳态”与“一成不变”混为一谈
神经—体液—免疫调节机制
分述三种调节的分工(血糖—体液、体温—神经、病原体—免疫),再总述三者共同作用
漏写“共同维持内环境稳态”这一落脚句
归纳总结:简答题的统一落脚句:【“通过神经—体液—免疫调节机制,协调各器官系统的活动,维持内环境的相对稳定,保证细胞代谢的正常进行”】。无论题目问的是 pH、渗透压、体温还是血糖,最后都归到这一句上,分数就稳了。
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