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内环境与稳态 考点 等级要求 江苏课标要求 B 稳态的 描述单细胞与环境的物质交换; 生理意 描述体内细胞生活的内环境;描 义 述内环境的组成和理化性质;说 明内环境稳态及其生理意义;概 述细胞外液的成分及其作用;说 明内环境是细胞与外界环境进行 物质交换的媒介;尝试建构人体 细胞与外界环境的物质交换模型; 简述稳态的调节机制;关注内环 境稳态与健康的关系;简述生物 体维持pH稳定的机制 一、课前基础梳理 (一)细胞生活的环境: 1.单细胞与环境的物质交换:单细胞生物,如 草履虫,其通过细胞膜直接与外界环境进行物质 交换和能量转换。 2.体内细胞生活的内环境: (1)体液的组成:细胞外液占体液的1/3,细胞内 液占2/3。 (2)内环境:人们把由细胞外液构成的液体环境叫 内环境。 说明下列各组织细胞所处的内环境:口腔表皮细 胞组织液;红细胞 血浆;毛细血管壁细胞血浆和 组织液;毛细淋巴管细胞 淋巴和组织液。 3.内环境是细胞与外界环境进行物质交换 的媒介: 消化 循环 呼吸 主动运 输、自 由扩散 (二)内环境稳态的重要性 1.内环境的动态变化:健康人的内环境的每一种成分和理化 性质都处于动态平衡中 2.内环境稳态的概念:生理学家把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 叫做稳态。 3.稳态的调节机制: (1)经典解释:内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用 下,通过机体各器官、系统分工合作、协调统一而实现的。 (2)主要调节机制:神经—体液—免疫调节网络 4.内环境稳态的生理意义: 细胞的代谢过程是由细胞内众多复杂的化学反应组成的,完 成这些反应需要各种物质和条件。例如,细胞代谢需依靠氧化 分解葡萄糖来提供能量,只有血糖浓度和血液中的氧含量保持 在正常范围内,才能为这一反应提供充足的反应物。细胞代谢 离不开酶,只有温度、pH等都在适宜的范围内,才能正常发挥 催化作用。由此可见,内环境稳态是机体进行正常生命活动的 必要条件。 二、课堂师生研讨: 1.单细胞如何与环境的物质交换 ? 单细胞生物,如草履虫,其通过细胞膜直接与外 界环境进行物质交换和能量转换 。 2.内环境的组成及相互关系 细胞内液 血浆 细胞外液 组织液 淋巴 3.细胞外液成分 (1) 血浆中约90%为水;其余10%分别是: 无机盐(约1%),蛋白质(7%-9%),以 及血液运送的物质,包括各种营养物质 (如葡萄糖),各种代谢废物、气体、激 素等。 (2)组织液和淋巴的成分和含量与血浆相近。 最主要的判别在于血浆中含有较多的蛋白 质,而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。 4.细胞外液的渗透压和酸碱度(理化性质): (1)渗透压:是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。 溶液渗透压的大小取决于溶液中溶质微粒的数目; 溶质微粒越多,即溶液浓度越高,对水的吸引力 越大,溶液的渗透压越高;反过来,溶质微粒越 少,即溶液浓度越低,溶液渗透压越低。血浆渗 透压的大小主要与无机盐、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-。 (2)酸碱度:正常人的血浆近中性,pH为7.35~ 7.45。血浆的pH之所以能够保持稳定,与它含有 HCO3-、HPO42-等离子有关。(或缓冲物质对: 最重要的是H2CO3/NaHCO3) (3)温度:人体细胞外液的温度一般维持在37ºC左 右。 5.体内细胞如何通过内环境与个界环境进行物质交换? 呼吸系统 O2 CO2 消 血浆 组织液 O2、养料 组 养料 化 循环系统O2、养料 织 CO2、废物 CO2、废物 系 细 淋巴 废 统 胞 物 (内环境) 泌尿系统 6.稳态的调节机制?内环境稳态与健康的关系?生物 体维持pH稳定的机制? (1)主要调节机制:神经—体液—免疫调节网络 (2)稳态失调:人体维持稳态的调节能力是有一定限度的, 当外界环境的变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现 障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏。 (3)内环境稳态的生理意义: 细胞的代谢过程是由细胞内众多复杂的化学反应组成的, 完成这些反应需要各种物质和条件。例如,细胞代谢需依 靠氧化分解葡萄糖来提供能量,只有血糖浓度和血液中的 氧含量保持在正常范围内,才能为这一反应提供充足的反 应物。细胞代谢离不开酶,只有温度、pH等都在适宜的范 围内,才能正常发挥催化作用。由此可见,内环境稳态是 机体进行正常生命活动的必要条件。 (4)血浆pH的调节过程: ①血液中乳酸过多时(如剧烈运动后), 就与NaHCO3发生反应,生成乳酸钠和 H2CO3, H2CO3分解成水和CO2,CO2过 多会刺激神经中枢,促进呼吸活动将CO2 排出。 ②血液中Na2 CO3过多时(吃碱性食物, 如蔬菜、水果等),就与H2CO3结合形成 NaHCO3 ,过多的NaHCO3通过肾排出体 外。 三、拓展联系 1.分析造成人体组织水肿的可能原因还有哪些? (1)过敏反应中组织胺释放引起毛细血管壁通透性 增强,血浆蛋白进入组织液使其浓度升高,吸水造成 水肿。 (2)毛细淋巴管受阻,组织液中大分子蛋白质不能 回流至毛细淋巴管而使组织液浓度高 (3)组织细胞代谢旺盛,代谢产物增加引起组织液 浓度升高 (4)营养不良时,血浆蛋白或细胞内蛋白减少,使 血浆浓度降低或细胞内浓度下降,水分进入组织液 (5)肾小球肾炎,使血浆蛋白随尿液排出体外,血 浆浓度下降,吸水能力下降 (6)蚊虫叮咬 2. 将红细胞放在清水中,会出现什么现象? 生理盐水的浓度是多少?为什么医院里给 病人输液时,必须使用生理盐水? 吸水涨破;0.9%;为了维持细胞外液渗透压的稳定 ,以维持细胞形态。 3.血压、血糖、体温及细胞外液渗透压的调 节过程。 刺激 刺激 血压升高 压力感受器 血管中感觉 神经末梢 血压恢复正常 反应 血压降低 心率减 慢,心 输出量 减少 心血管 中枢 4.物质运输通过的膜结构问题。 物质类别 转移途径 消化(外环境) 养料(如 葡萄糖) →吸收(内环境) →血液循环→组 相关系统 穿膜层数 进上皮细胞(2)+ 进出毛细血管壁细 消化系统 胞(4)+组织细胞 循环系统 (1)=7层 织液→组织细胞 组织细胞→组织 废物(如 尿素) 液(内环境)→ 循环系统 血液循环→泌尿 泌尿系统 系统或皮肤→体外 出组织细胞(1)+ 进出毛细血管壁细 胞(4)+出肾小球 细胞(1) =7层 O2 CO2 肺泡→肺毛细 血管→血液循 环→毛细血管 →组织液→组 织细胞 与O2的转移途 径相反 呼吸系统 循环系统 循环系统 呼吸系统 出肺泡细胞(2)+ 进出毛细血管壁细 胞(4)+进出 红 细胞(2)+进组织 细胞(1)=9层;若 被利用+进线粒体 (2)= 11层;CO2 运输不经红细胞, 所以相应减少2层膜 5.“生物体维持pH稳定的机制”实验探究 (1)实验原理:各种生物均具其特定的pH 范围——这是保证酶活性的前提,生物组织 中 pH之所以维持稳定,与其含有缓冲物质 (如人血浆中含HCO 、HPO 等)有关。 本实验采用对比实验的方法,通过向自来水、 缓冲液、生物材料中加入酸或碱溶液引起的 pH的不同变化,定性说明人体内液体环境与 缓冲液相似而不同于自来水,从而说明生物 体pH相对稳定的机制。 (2)实验对比分析 ①表示用NaOH对自来 水的处理。 ②表示用NaOH或盐酸 分别对缓冲液和生物材料 的处理。 ③表示用盐酸对自来水的处理。 比较以上三曲线变化规律可知:生物材料的性质 类似于缓冲液而不同于自来水,说明生物材料内含有 酸碱缓冲物质,从而能维持pH相对稳定。 四、知识结构 五、例题分析: 1.(10安徽卷)下列关于内环境的叙述,正确 的是 ( D ) A.内环境的渗透压下降会刺激下丘脑分泌抗利 尿激素增加 B.内环境是一个主要由H2PO4-/HPO42-,构成的 缓冲体系 C.内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢 的场所 D.内环境的变化会引起机体自动地调节器官和 系统的活动 2.(10江苏卷)人体稳态的调节能力是有 一定限度的。下列现象属于内环境稳态失 调的是( B ) A.寒冷时出现寒颤 B.从平原到高原,有的人出现肺水肿症状 C.接受抗原刺激后,B淋巴细胞增殖和分 化 D.饮水不足时,抗利屎激素释放增加 3、下列各项中,能看作是进入内环境 的是 C A B C D 精子进入输卵管与卵受精 牛奶喝进胃中 注射胰岛素 血液中的氧进入组织细胞中 课后检测:1. 右图是人体内环境示意图。若某 人长期营养不良,血浆蛋白质降低,会引起图 中哪一部分的液体增多? A. ① B. ② B C.③ D.④ 2.图是人体组织内的各种结 构示意图,A、B、C、D表示 的是结构,①、②、③、④ 表示的是液体,有关此图的 叙述正确的是 ABD A.②可以进人A、C、D B.CO2浓度最高的液体是③ C.血红蛋白属于①的成分 D.①②③④组成了体液 3.长时间行走使脚掌磨出了水泡,几天后水泡消失。 此时水泡中的液体主要渗入( ) D A、组织细胞 B、毛细血管和各级动脉、静脉 C、各级动脉和静脉 D、毛细血管和毛细淋巴管 4.下列有关稳态生理意义的叙述,错误的是 A A.当血液的成分稳定时,人一定不会发生疾病 B.稳态有利于酶促反应的正常进行 C.当稳态遭到破坏时,可导致疾病发生 D.稳态是机体进行正常生命活动的必要条件 5.组织水肿是由于组织液增多、大量积累在 组织细胞间隙造成的。下列各项中不会引起组 织水肿的是 (C ) A. 营养不良导致血浆蛋白含量减少 B. 花粉 过敏使毛细血管通透性增大 C. 饮食过咸导致血浆渗透压过高 D. 淋巴回 流受阻组织液中滞留大分子物质 6.肌肉注射时,药液进人人体后经过的一般途径是 ( C) A.血浆→组织液→淋巴→血浆→靶细胞 B.淋巴→血浆→组 织液→血浆→靶细胞 血浆→组织液→靶细胞 C.组织液 淋巴 D.组织液→血浆→ 组织液→靶细胞 7.下列关于内环境的叙述中,正确的一组是(B ) ①内环境是细胞赖以生存的液体环境 ②内环境是细胞内的环境,即细胞内液 ③高等动物细胞只有通过内环境才能与外界进行物质、 能量的交换 ④内环境主要由血浆、组织液、淋巴构成 A、①②④ B、①③④ C、①②③ D、②③④ 8.下列各组化合物中,全是内环境成分的一组是(C) A、CO2、血红蛋白、H+、尿素 B、呼吸氧化酶、抗体、激素、H2O C、Na+、O2、葡萄糖、血浆蛋白 D、Ca2+、载体、氨基酸 9、下图为高等动物体内细胞与外界环境的物质交换图,对其正 确的叙述是() ① B 食物 O2 外界环境 ② CO2 内 环 境 ③ 废物 ⑥ Ⅰ、 ① ③都必须通过消化系统才能完成 Ⅱ、 ④ ⑤都必须通过组织液才能完成 Ⅲ、体内细胞不能直接与外界环境进行物质交换 Ⅳ、体液包括内环境和细胞外液 A、 Ⅰ Ⅱ B、 Ⅱ Ⅲ C Ⅱ Ⅳ D Ⅲ Ⅳ ④ ⑤ 细 胞