第1章人體的內環境與穩定考綱內容及能力要求考向定位1.細胞外液的組成和理化特征

Ⅱ2.穩態的生理意義

Ⅱ3.生物體滲透壓、pH維持穩定的實驗探究

Ⅱ1．說明內環境的成分及各液體之間的關系2．描述內環境穩態的概念和生理意義3．描述內環境穩態與健康的關系4．描述穩態的調節機制5．闡明生物體維持pH穩定的機制第1節細胞生活的環境第2節內環境穩態的重要性基礎梳理

體液、內環境及其各組分之間的關系基礎回顧1．__________作為最基本的生命系統和所有的生命系統一樣，要與外界環境之間不斷地進行物質和能量的交換。2．人和所有多細胞生物一樣，是由單細胞生物進化而來的，故人體體內的細胞都生活在一個液體環境中。例如，紅細胞生活在__________里，肌肉細胞、神經細胞等組織細胞生活在__________里，淋巴管中的淋巴細胞生活在__________中。人體內所含的大量以水為基礎的液體統稱為__________。細胞血漿組織液淋巴體液3．血漿、組織液和__________通過動態的有機聯系，共同構成機體內細胞生活的直接環境，為了區別于個體生活的外界環境，人們把這個由細胞外液構成的液體環境叫做__________。4．血漿中含量最多的是__________，約為__________；其次是__________，約為__________；此外血漿還含有各種營養物質、各種代謝__________、__________、__________等。5．組織液、淋巴的成分和含量與血漿相近，但又不完全相同，最主要的差別在于血漿中含有較多的__________，而組織液和淋巴中則含有較少的__________。6．因為細胞外液中含有多種__________，且含量約為1%，故其本質上是類似于__________的鹽溶液，這在一定程度上反映了生命起源于__________。淋巴內環境水90%蛋白質7%-9%廢物氣體激素蛋白質蛋白質無機鹽海水海洋

探究思考：

單細胞生物有內環境嗎？

易錯提示：細胞內液與內環境、細胞外液與外界環境的區別：(1)細胞內液是指細胞內的液體；內環境是指由細胞外液構成的液體環境。(2)細胞外液是指由血漿、組織液和淋巴等構成的體內細胞所處的液體環境；外界環境是指人體外的環境。(3)內環境的“內”和“外”是相對的，從人體角度看是內環境，從細胞角度看是細胞外液，所以內環境和細胞外液是同一概念。歸納整合一、體細胞生活在細胞外液體液——不論男性還是女性，體內都含有大量以水為基礎的液體，這些液體統稱為體液。體液細胞內液(存在于細胞內，約占2/3)細胞外液

血漿(存在于細胞

組織液外，約占1/3)淋巴等二、內環境各組成之間的關系淋巴循環血漿相互滲透組織液單向滲入淋巴

內環境是細胞外液構成的體內細胞賴以生存的液體環境。體內細胞和內環境之間可以進行物質交換。血漿中的水分和一切能透過毛細血管壁的物質都可以通過毛細血管壁進入組織細胞間隙形成組織液，絕大部分組織液可以通過毛細血管壁又回到血漿中，小部分組織液可透過毛細淋巴管形成淋巴；淋巴經淋巴循環到達左右鎖骨下靜脈回到血液中。跟蹤訓練1.(2009年上海卷)下列人體不同種類的體液之間，電解質濃度差別最大的一組是()A．血漿與組織液的HCO3-B．組織液與細胞內液的蛋白質C．血漿與組織液的Cl-D．組織液與淋巴液的Na+解析：血漿中電解質含量與組織液基本相同。由于這些溶質和水分都很容易透過毛細血管壁與組織液交換，這一部分液體的理化性質的變化常與組織液平行。在血液不斷循環流動的情況下，血液中各種電解質的濃度，基本上代表了組織液中這些物質的濃度。答案：B2.(2008年廣東卷)根據下圖判斷，正確的描述是()①對于組織細胞的正常生理活動，過程a較過程b和c更為重要②組織液中的CO2有害無益

③組織液中的物質是有變化的④過程b或c受阻可導致組織水腫A．①③B．①②C．②④D．③④解析：本題考查內環境、內環境穩態的維持及意義。血漿、組織液與淋巴間的物質交換都是非常重要的，通過物質交換保證了內環境中的物質在不斷變化并保持相對穩定性。b或c受阻會影響組織液回流從而出現組織水腫。通過CO2的體液調節，可使人體內環境中的CO2和O2保持相對穩定。答案：D細胞外液的理化性質及體內細胞與外界環境進行物質交換的過程基礎梳理1.滲透壓(1)定義：溶液中__________對__________的吸引力。(2)滲透壓的成因溶質微粒數量對水的吸引力滲透壓高低越多___越大_____越高____越少___越小_____越低____(3)血漿滲透壓的決定因素：主要由無機鹽和蛋白質的含量決定，其中細胞外液的滲透壓90%以上是由__________和__________決定的。溶質微粒水Na+Cl-_2.酸堿度(1)正常人的血漿近中性，pH為__________。(2)維持因素：與血漿含有__________、__________等離子有關。(3)維持酸堿平衡的體系：主要由Na+、K+和HCO3-、HPO24-、有機酸和蛋白質構成，它們均具有一定的緩沖作用，可以維持體液的酸堿平衡。3.溫度(1)人體細胞外液的溫度一般維持在______左右。所以人體內酶的最適溫度也是________左右。(2)體溫：幼年__________成年__________老年；女性__________男性。4.內環境與外界環境的關系：內環境是__________與外界環境進行__________的媒介。7.35-7.45HCO3-HPO24-37℃37℃>>>細胞物質交換歸納整合一、細胞外液的理化性質1.滲透壓(l)定義：溶液中溶質微粒對水的吸引力。(2)滲透壓的成因溶質微粒數量對水的吸引力滲透壓高低越多越大越高越少越小越低(3)血漿滲透壓的決定因素：主要由無機鹽和蛋白質的含量決定，其中細胞外液的滲透壓90％以上是由Na+和Cl-決定的(4)與人體的健康①當患胃腸炎時，我們常常感到四肢無力，其原因是體內丟失了大量的無機鹽，使無機鹽的平衡遭到破壞。因此，需要輸液來補充無機鹽，以維持無機鹽的平衡。②血漿蛋白含量降低的可能原因是：營養不良使血漿蛋白合成量減少；人患腎小球炎時，血漿蛋白隨尿液排出體外，患者出現水腫現象。③當代謝廢物含量上升時，說明腎功能衰竭，患尿毒癥。2.酸堿度(1)正常人的血漿近中性，pH為7.35～7.45。(2)維持因素：與血漿含有HCO3-,HPO24-等離子有關。(3)維持酸堿平衡的體系：主要由Na+、K+和HCO3-、HPO24-、有機酸和蛋白質構成，它們均具有一定的緩沖作用，可以維持體液的酸堿平衡。3．溫度(1)人體細胞外液的溫度一般維持在37℃左右。所以人體內酶的最適溫度也是37℃左右。(2)體溫：幼年＞成年＞老年；女性＞男性。(3)溫度與人體健康

當我們感冒發燒時，食欲低下、精神不佳，這是由于體溫升高，影響了消化酶等各類酶的催化功能，導致消化不良和其他代謝活動紊亂。二、細胞外液與外界環境的關系組織細胞通過內環境實現與外界環境的物質交換，而內環境與外界環境的物質交換需要各個器官系統的參與。組織細胞既依賴于內環境，又參與了內環境的形成和維持。具體物質交換過程如下圖所示：1.體內細胞只有經過內環境才能與外界進行物質交換，因此內環境是體內細胞與外界環境進行物質交換的媒介。2.直接與內環境的物質交換有關的系統有四個，包括循環、泌尿、呼吸和消化系統；不同的組織細胞生活的具體內環境不同。3.人的呼吸道、消化道、膀胱、子宮等由孔道與外界相連，儲存的液體也直接與外界接觸，所以這些液體不屬于體液。跟蹤訓練(2009年廣東卷)有關人體內環境穩態的敘述，錯誤的是()A．有3種以上的生理系統參與維持體內環境穩態B．人體內環境穩態的失調與外界環境無關C．人體維持內環境穩態的調節能力有限D．穩態有利于參與其調節的器官保持機能正常解析：維持人體內環境的穩態，需要消化、呼吸、循環、泌尿系統直接參與，還需要內分泌系統和神經系統的調節作用，穩態有利于參與其調節的器官保持機能正常，以維持正常的生命活動。人體維持內環境穩態的調節能力是有限的，與外界環境有關，當外界環境變化超出人體調節能力的時候，內環境穩態就處于失調狀態。

答案：B2.(2008年全國卷Ⅱ)下列關于人體內環境及其穩態的敘述。正確的是()A.葡萄糖以自由擴散的方式從消化道腔中進入內環境B.H2CO3/NaHCO3對血漿pH相對穩定有重要作用C.內環境的溫度隨氣溫的變化而變化D.人體的內環境即指體液解析：考查了內環境穩態的有關知識。食物消化后才能被小腸所吸收，葡萄糖、氨基酸等物質經主動運輸進入血液，再運輸到全身各處被機體所利用。體液是指人體內的液體，包括細胞內液和細胞外液。人體的內環境(細胞外液)主要包括血漿、組織液和淋巴，其理化性質保持相對穩定，如由于機體中含有H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等緩沖物質而使pH穩定在7.35~7.45之間；體溫保持在37℃左右；滲透壓約為770kPa。內環境的相對穩定，是細胞進行正常生命活動的條件之一。

答案：B內環境的穩態與意義基礎梳理1.穩態：正常機體通過_______作用，使各個______協調活動，共同維持內環境的_________狀態。2.特點：內環境的_________和_______都處于動態平衡中。3．對穩態調節機制的認識(1)經典解釋：在_________和_________的共同作用下，通過機體各種器官、系統分工合作、協調統一而實現的。(2)主要調節機制：______________調節網絡。(3)穩態失調：人體維持穩態的_________是有一定限度的，當外界環境的變化過于劇烈，或人體自身的調節功能出現障礙時，內環境的穩態會遭到__________。(4)重要意義：內環境穩態是_____________________的必要條件。調節器官、系統相對穩定每一種成分理化性質神經調節體液調節調節能力神經—體液—免疫破壞機體進行正常生命活動

探究思考：腎炎病人為什么會出現全身水腫？歸納整合一、內環境穩態內涵穩態并不是指內環境的各種化學成分和理化性質維持在一個固定不變的值，而是在一定范圍內維持相對穩定的狀態調節基礎人體各器官、系統協調一致地正常運行機制神經—體液—免疫調節網絡是機體維持穩態的主要調節機制，其中水和無機鹽的平衡調節依賴于神經和體液調節，侵入人體的病原微生物必須依賴于免疫系統發現并清除能力大小人體維持穩態的調節能力是有一定限度的。當外界環境的變化過于劇烈，或人體自身的調節功能出現障礙時，內環境的穩態就會遭到破壞意義內環境穩態是機體進行正常生命活動的必要條件(1)滲透壓是維持組織細胞結構與功能的重要因素(2)適宜的體溫和pH是酶正常發揮催化作用的基本條件(3)正常的血糖含量和血液中的含氧量是供給機體所需能量的重要保障二、血漿中的緩沖物質對血漿pH的反饋調節

血漿中存在著緩沖物質：主要有NaHCO3/H2CO3、(其比值為20∶1)、Na2HPO4／NaH2PO4等。它們對維持血漿pH的穩態起了重要作用，其反饋調節過程總結如下：1.劇烈運動使大量乳酸進入血液時，會發生以下變化C2H4OHCOOH+NaHCO3→C2H4OHCOONa(乳酸鈉)+H2CO3H2CO3→H2O+CO2↑CO2可由肺排出體外，緩沖了體內產生的過多的酸。2.堿性物質(如Na2CO3)進入血液時，會發生以下變化Na2CO3+H2CO3→2NaHCO3過多的NaHCO3可由腎臟排出，從而緩沖了體內的堿性變化。跟蹤訓練

1.(2009年海南卷)關于動物內環境穩態的敘述，錯誤的是()A．血漿滲透壓與蛋白質含量有關，與無機離子含量無關B．H2CO3/NaHCO3是維持細胞外液pH穩定的緩沖物質C．細胞內、外的Na+、K+分布不平衡狀態是通過消耗能量來維持的D．運動后Na+、K+排出體外較多，但機體的內環境仍維持相對穩定狀態2.(2008年寧夏卷)長時間運動引起機體缺氧時，血液pH的變化趨勢、引起pH變化的物質、能起緩沖作用的物質分別()A.降低、CO2、Na2CO3B.降低、乳酸、NaHCO3C.升高、CO2、H2CO3D.升高、乳酸、NaHCO3熱點聚焦

內環境的穩態及與人體健康(2009年廣東卷)下圖中曲線表示某健康成年人分別飲1升清水及飲1升生理鹽水后的尿生成速率。下列敘述中錯誤的是()A．飲清水后約1h，尿生成速率達到峰值B．飲清水后0.5h，血液中的抗利尿激素濃度降低C．在3h內，飲清水較飲生理鹽水產生的尿量多D．3h后兩條曲線將不再交叉或重疊

解析：抗利尿激素調節人體的水平衡，當人體內的抗利尿激素的濃度降低時，人的尿量增加。據圖可知，A、C兩項描述正確。飲清水后0.5h，尿量大量增加，人體內的抗利尿激素濃度降低，B項正確。3h后，尿生成速率趨于穩定，兩條曲線將可能重疊。

答案：D

名師點睛：內環境穩態與人體健康的關系(1)內環境穩態的幾個正常值：正常人的血漿pH為7.35～7.45；正常人血漿的總滲透壓相當于生理鹽水(0.9%)；正常人血糖濃度為80~120mg/dL；正常人平均體溫為37.5℃。(2)當血液中Ca、P含量降低時，成年人表現為骨軟化病，兒童表現為佝僂病；當血鈣過高時，會引起肌無力等疾病；血漿鈣過低則會出現抽搐。(3)組織水腫：因某種原因導致血漿中的蛋白質含量降低或組織液中的蛋白質含量升高，使血漿的滲透壓降低，組織液的滲透壓升高，導致組織液增加。例如，過敏性物質引起組織水腫(過敏反應時組織釋放組織胺使毛細血管通透性加大，血漿中的蛋白質滲出進入組織液，從而使組織液滲透壓升高而吸水)；營養不良引起組織水腫(營養不良時，血漿蛋白合成量減少，血漿滲透壓降低，使水分進入組織液，引起組織水腫。(4)健康的成年人每天水的攝入量等于排出量。(5)K+排出的特點是多吃多排，少吃少排，不吃也排。所以長期不能進食的病人，應注意適當補充鉀鹽。(6)當人在高溫條件下工作、劇烈運動或是患某些疾病(如劇烈嘔吐、嚴重腹瀉)時，都會丟失大量的水和無機鹽(主要是鈉鹽)，故應注意補充足夠的水和食鹽。若缺乏鈉鹽就會導致機體的細胞外液滲透壓下降并出現血壓下降、心率加快、四肢發冷等癥狀，嚴重的甚至會出現昏迷等癥狀，及時補充生理鹽水可緩解這些癥狀。如果排出的尿量過少，代謝廢物不能及時隨尿液排出體外，就會引起中毒而損害健康。(7)K+不僅在維持細胞內液的滲透壓上起到決定作用，而且還具有維持心肌舒張、保持心肌正常興奮性的重要作用。當血鉀含量過低時，會導致心律失常，出現心動過速。(8)人體的體溫調節能力是有一定限度的，如人在高溫環境中易發生中暑現象，故人要避免在寒冷和高溫環境中停留過久(這屬于行為性調節)。(9)一定限度的體溫升高，有利于抗體的生成，白細胞活動加強、肝臟解毒功能增強，一定限度的低溫也有一定的好處，如手術中的低溫麻醉。(10)糖尿病：病人的胰島B細胞受損，導致胰島素分泌量不足，這樣就使葡萄糖進入組織細胞和在細胞內氧化分解發生障礙。患者表現出“三多一少”的現象(多食、多飲、多尿、體重減輕)和高血脂等并發癥。糖尿病患者除了不宜多吃糖類食物外，還不宜多吃富含蛋白質的食物，主要原因是蛋白質在體內可以轉化為糖類，增加血糖濃度。熱點訓練當人們參加強體力勞動大量出汗時，為了維持內環境相對穩定，機體必須進行多項調節，其中包括()①胰島A細胞的分泌活動增強②胰島B細胞的分泌活動增強③抗利尿激素分泌增加④抗利尿激素分泌減少A．①③B．①④C．②③D．②④

解析：人體內環境穩態的維持，主要是由神經調節和體液調節共同作用的結果。強體力勞動大量出汗，流失大量水份而造成細胞外液滲透壓升高，刺激下丘腦細胞外液滲透壓感受器興奮，抗利尿激素分泌增加，作用于腎小管對水的重吸收增加；同時機體消耗血糖，而胰島A細胞的分泌活動增強，分泌胰高血糖素。

答案：A走進實驗室

基礎再現實驗課題：生物體維持pH穩定的機制一、實驗原理

細胞代謝會產生許多酸性物質，如碳酸等；人和動物吃的食物消化吸收后經代謝會產生一些酸性或堿性物質。這些酸性或堿性物質進入內環境，會使pH發生偏移，但一般情況下，機體能通過緩沖物質使pH穩定在一定范圍內。

二、目的要求

通過比較自來水、緩沖液(如Na2HPO4、KH2PO4等的溶液，在加入酸或堿后，能使pH的變化減弱)和生物材料在加入酸或堿后pH的變化，推測生物體是如何維持pH穩定的。

三、材料用具

生物材料(肝勻漿、馬鈴薯勻漿、用水5∶1稀釋的雞蛋清、黃瓜勻漿)、pH=7的磷酸緩沖液、0.1mol/LHCl(盛于滴瓶中)、0.1mol/LNaOH(盛于滴瓶中)、4副防護手套、50mL燒杯1個、50mL量筒1個、彩色鉛筆、pH計或萬能pH試紙、鑷子1把、自來水。過程設計

1.方法步驟和記錄(1)將25mL自來水倒入50mL燒杯中。(2)用pH計或pH試紙測試起始的pH，并作記錄。(3)一次加一滴0.1mol/LHCl，然后輕輕搖動，加入5滴后再測pH。重復這一步驟直到加入了30滴為止。將pH測定結果記入表中。(4)充分沖洗燒杯，并向其中倒入25mL自來水。測定并記錄起始的pH。再如步驟3，一滴一滴地加入0.1mol/L的NaOH，測定并記錄pH。(5)充分沖洗燒杯，用緩沖液代替自來水，重復步驟1至步驟4，記錄結果。(6)充分沖洗燒杯，選兩種生物材料分別代替自來水，重復步驟1至4，記錄結果。2.現象觀察不同實驗材料pH變化記錄表加入0.1mol/LHCl加入0.1mol/LNaOH入不同數量液滴后的pH加入不同數量液滴后的pH051015202530051015202530自來水緩沖液生物材料1生物材料2提示：加入0.1mol/LHCl后，自來水pH逐漸偏小，緩沖液、生物材料pH幾乎不變；加入0.1mol/LNaOH相同3.實驗結論(1)根據所得數據，以酸或堿的滴數為橫軸，以pH為縱軸，畫出自來水pH變化的曲線。以實線表示加入酸后的變化，虛線表示加入堿后的變化。再用其他顏色的線條分別表示生物材料、緩沖液pH的變化情況，也同樣以實線和虛線分別表示加入酸、堿后的變化。以下曲線僅作參考：(2)根據實驗結果，說出不同實驗材料pH變化的特點。答案：自來水中加入酸堿物質后，pH逐漸變小或變大，而緩沖液和生物材料中加入一定量酸堿后pH幾乎不變或變化不大。4.實驗評價你的實驗測得的不同情況下的pH值是否存在誤差？分析誤差存在的原因，如何降低誤差？

答案：有誤差。原因：(1)燒杯清洗不干凈。(2)加入酸、堿后不搖動或搖動不均勻、不徹底。(3)加入酸、堿后不待其穩定就立即測pH值等。(根據你的實驗結果，作出相應回答)易錯歸納1.第一次“充分沖洗燒杯”是為了避免酸性物質HCl與堿性物質NaOH發生中和發應，使實驗現象不明顯，減少誤差。因此在實驗過程中，出現了很多次的“充分沖洗燒杯”。第二次和第三次“充分沖洗燒杯”是為了防止不同的生物材料混合，影響實驗效果。2.HCl和NaOH均有腐蝕性。應避免其與皮膚和眼睛接觸，也不要入口。若有灑落或濺出，要立即用水沖洗15min，并告訴老師。3.生物材料最好是一種植物材料，一種動物材料。精題演習1.人體劇烈運動，當肌肉細胞缺氧時，pH是降低還是升高？pH的這種變化是由哪種物質引起的？需何種緩沖物質進行調節()A．降低、CO2、NaHCO3B．升高、CO2、H2CO3C．降低、乳酸、NaHCO3D．升高、乳酸、NaHCO3

解析：本題考查了人體內維持pH相對穩定的機制，當肌肉進行無氧呼吸時會產生乳酸，從而使pH下降，而NaHCO3可以與乳酸反應產生乳酸鈉和碳酸，碳酸分解生成CO2，CO2通過呼吸系統排出體外，從而維持內環境中pH的相對穩定。

答案：C2.有一類疾病屬于呼吸性酸中毒，是由于呼吸道阻塞、肺膨脹不全或肺炎等導致體內二氧化碳排出受阻。請運用有關知識回答下列問題。(1)血液的pH通常在__________之間，當血液中CO2大量積累時，它就與水反應形成__________，該物質在血液中的積累會使血液的pH低于__________，但總的影響不會太大，因為該物質又會很快分解成__________。(2)病人因呼吸受阻，肌細胞中會產生大量的乳酸，乳酸進入血液后，會使血液的pH，但乳酸可與血液中的__________發生反應，生成__________，這樣，血液的pH就相對穩定。(3)病人從水果中攝入的碳酸鈉進入血液后，與碳酸反