课件76张PPT。第1节 细胞生活的环境1.描述内环境的组成。(重、难点)
2.分析内环境的理化性质。(重点)
3.理解内环境所起的媒介作用。(重点)
4.构建人体细胞与外界环境的物质交换模型。一、体内细胞生活在细胞外液中
1.体液
(1)概念:在生物体内含有的大量以水为基础的液体。
(2)组成及比例_________:约占2/3
_________:约占1/3细胞内液细胞外液2.内环境
(1)概念:由_________构成的液体环境叫做内环境。
(2)组成及关系:血浆淋巴细胞外液(3)将下列细胞与其生活的内环境连接起来。【点拨】(1)血浆不同于血液,血液包括血浆和血细胞,因而血浆仅是血液的液体组成成分,是各种血细胞直接生活的环境。
(2)人的呼吸道、肺泡腔、消化道、尿道等虽位于人体内,但它们与外界相通,属于人体的外界环境,所以,汗液、尿液、消化液、泪液等在体内暂存,不属于体液。 二、细胞外液的成分
1.血浆的主要成分蛋白质无机盐营养物质代谢废物少量2.组织液、血浆和淋巴的异同
成分相近,最主要的差别在于血浆中含有较多的_______。
3.细胞外液的本质
是一种_______,类似于海水。蛋白质盐溶液【思考】为什么组织液和淋巴中的蛋白质含量比血浆中的少?
提示:毛细血管壁的单层细胞的细胞膜具有选择透过性,正常情况下,大分子物质(如蛋白质)不能透过毛细血管流出。三、细胞外液的渗透压、酸碱度和温度
1.渗透压
(1)概念:溶液中_________对水的吸引力。溶质微粒(2)渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,具体如下表:
(3)血浆渗透压的大小主要与_______________的含量有关。细胞外液渗透压的90%以上来源于_________。 越大越低无机盐、蛋白质Na+和Cl-2.酸碱度
(1)正常人血浆近中性,pH为___________。
(2)维持因素:与血浆中的____________等离子有关。
3.温度
人体细胞外液的温度一般维持在______左右。
4.判断下列说法的正误
(1)长期营养不良会导致水肿。 ( )
(2)人剧烈运动后会产生乳酸,因而会使人体pH减小。 ( )
(3)人体内酶的最适温度在37 ℃左右。 ( )7.35~7.45HCO3-、HPO42-37 ℃√×√【思考】糖尿病患者为什么会经常口渴?
提示:由于糖尿病患者血糖浓度比较高,对血浆渗透压的影响比较大,使得血浆渗透压升高,处于“缺水”状态,所以糖尿病患者常常感觉口渴。四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
1.细胞通过_______不断从外界环境中获取所需要的物质,同时又不断排出_______________。
2.直接参与和内环境进行物质交换的系统
(1)_________:将食物消化、吸收进入内环境。
(2)呼吸系统:将_____运输进入内环境,使_________由内环境排出。
(3)循环系统:运输各种___________________。
(4)_________:将各种代谢废物排出体外。内环境代谢产生的废物消化系统氧气二氧化碳营养物质和代谢产物泌尿系统3.判断下列说法的正误
(1)细胞和内环境之间是相互独立的。 ( )
(2)内环境与外界环境进行物质交换,需要体内各器官、系
统的参与。 ( )
(3)单细胞生物可以直接与外界发生物质交换。 ( )×√√【分析】草履虫等单细胞生物直接生活在外界水环境中,可直接与之进行物质交换,而多细胞生物绝大多数的细胞不能直接与外界环境接触,必须借助内环境与外界环境进行物质交换。 一、内环境的组成成分
1.内环境的成分
(1)营养成分:水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、甘油、O2等。
(2)调节成分:激素、维生素等。
(3)代谢废物:尿素、CO2等。2.组织液、血浆和淋巴的比较【警示钟】
并不是所有的物质都可存在于内环境中
(1)细胞内的物质:血红蛋白、解旋酶、DNA聚合酶等均不属于内环境成分。
(2)消化道、呼吸道及尿道中的物质:各种消化酶、尿液等均不属于内环境成分。【典例训练1】(2012·宿迁高二检测)如图是人体某组织内各种结构示意图,A、B、C、D表示的是结构,①②③④表示的是液体,有关此图的叙述不正确的是( )
A.②可以进入A、C、D
B.CO2浓度最高的液体是①
C.图中O2浓度最低的液体是③
D.①②③④组成了体液,其中①②④属于内环境【思路点拨】解决本题的关键是正确理解各字母及数字所表示的含义,①②③④分别表示血浆、组织液、细胞内液及淋巴。A、B、C、D分别为毛细血管、血液、组织细胞及毛细淋巴管。【解析】选B。据图可以得出①②③④分别表示血浆、组织液、细胞内液及淋巴。A、B、C、D分别为毛细血管、血液、组织细胞及毛细淋巴管。其中细胞内液不属于内环境,组织液可以进入毛细血管、组织细胞及毛细淋巴管中。组织细胞中O2浓度最低,CO2浓度最高。【互动探究】
(1)上题中①与②从化学成分上看,最大的差别是什么?
提示:①中的蛋白质含量高于②。
(2)上题①②③④中,可以发生双向交流的液体有哪些?
提示:①血浆与②组织液,②组织液与③细胞内液都可以双向交流。【变式备选】下列人体不同种类的体液之间,物质浓度差别最大的一组是( )
A.血浆与组织液的HCO3-
B.组织液与细胞内液的蛋白质
C.血浆与组织液的Cl-
D.组织液与淋巴的Na+【解析】选B。离子可以穿过细胞膜,因此,血浆、组织液、淋巴之间的离子种类、含量差别不大。而蛋白质是大分子物质,不易穿过细胞膜,所以,组织液与细胞内液的蛋白质浓度差别最大。二、内环境的理化性质
1.渗透压
决定因素:单位体积溶液中的溶质微粒的数目。
2.酸碱度
(1)正常人的血浆近中性,pH为7.35~7.45。
(2)缓冲物质:血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质,如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。
(3)缓冲物质的调节:通过缓冲物质的调节作用,可使血浆pH维持在7.35~7.45,变化很小,从而维持了内环境的稳定状态。3.温度
(1)人体细胞外液的正常温度是37 ℃左右,所以人体内酶的最适温度也是37 ℃左右。
(2)体温差异:
一般情况下,幼年>成年>老年,女性>男性。【警示钟】
内环境的各项理化性质并非固定不变
随着外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行,内环境的各种化学组成和理化性质是不断变化的,但是在正常范围内波动,如果超出了一定的范围,稳态将会受到影响。【典例训练2】目前,日益严重的食品安全问题引起社会的广泛关注。据报道,某儿童因长期食用不合格食品导致营养不良,血浆蛋白浓度降低,首先会引起下列哪种液体增多( )
A.血浆 B.组织液 C.细胞内液 D.淋巴
【思路点拨】解答本题的关键是要明确:(1)区分血浆、组织液的渗透压大小;
(2)水会从渗透压低的溶液流向渗透压高的溶液中。【解析】选B。题干中某儿童因长期营养不良,血浆蛋白浓度降低,渗透压降低,则血浆渗透压<组织液渗透压,组织液会从血浆渗透吸水,从而使组织液增多。【变式训练】由于轻微创伤使小腿某处皮下青紫并且局部水肿,对这一现象的合理解释是( )
A.毛细血管破裂,部分血液外流,使局部组织液渗透压升高,组织液增多
B.毛细血管破裂,使淋巴液外渗,使局部组织液回渗到血管
C.毛细血管收缩,血流量减少,使局部组织液减少
D.毛细血管扩张,血流量增加,使局部组织液增多【解析】选A。毛细血管壁正常情况下,只允许水、葡萄糖、无机盐等小分子透过进入细胞间隙,形成组织液。但当受到创伤后,毛细血管破裂,原来应留在血管中的大分子(如蛋白质)也能进入细胞间隙,组织液浓度会增加,渗透压升高,组织液的吸水能力增强,渗出毛细血管壁进入组织液的水分增多,引起局部水肿。【变式备选】下列对人体内环境的理化性质叙述正确的是( )
A.血浆渗透压的大小主要与蛋白质的含量有关
B.血浆渗透压90%以上来自钾离子和氯离子
C.人的体液中,细胞外液较细胞内液含量多
D.渗透压的大小取决于溶液中溶质微粒的多少【解析】选D。本题考查内环境的理化性质。渗透压的大小取决于溶液中溶质微粒的多少,与溶质微粒的数量呈正相关。血浆渗透压的大小主要与蛋白质和无机盐的含量有关,其中90%以上来自于钠离子和氯离子。人的体液包括细胞内液和细胞外液,其中细胞内液含量较多,约占体液的2/3。内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
1.组织细胞通过内环境才能实现与外界环境的物质交换,这一过程需要多个器官、系统的参与2.内环境——物质交换的媒介
(1)营养物质→消化系统→循环系统→内环境→细胞
内环境→循环系统→泌尿系统和皮肤。
(2)O2→呼吸系统→循环系统→内环境→细胞 内环境→循环
系统→呼吸系统。CO2代谢
废物3.直接与物质交换有关的器官、系统
(1)器官:皮肤。
(2)系统:循环系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统。【备选典例】如图所示为高等动物的体内细胞与外界环境的物质交换示意图,下列叙述正确的是( )
A.①、③都必须通过消化系统才能完成
B.人体的体液包括内环境和细胞外液
C.细胞与内环境交换的④为养料和氧气
D.⑥可表述为:体内细胞可与外界环境直接进行物质交换【思路点拨】解答本题的关键:
(1)应该明确细胞必须经过内环境才能与外界环境发生物质交换;
(2)掌握各类营养物质进入细胞和代谢废物排出体外的途径。【解析】选C。(1)直接与物质交换有关的系统有呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统等,图中①、②、③需依次通过消化系统、呼吸系统和泌尿系统完成。在物质交换过程中起调节作用的系统有神经系统、内分泌系统和免疫系统。
(2)人体的体液包括细胞外液和细胞内液,由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。
(3)细胞与内环境交换的④为养料和氧气。⑤为CO2、H2O、无机盐、尿素等代谢废物。
(4)⑥可表述为:体内细胞通过内环境与外
界环境间接地进行物质交换。【变式备选】如图是内环境稳态与各系统的功能联系示意图,请回答相关问题。
(1)a表示_____系统,b表示_____系统,c表示_____系统,参与内环境稳态维持的还有图中的___________________系统。
(2)CO2不从组织液进入组织细胞的原因是_______________。(3)病人呼吸受阻,肌细胞会因无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸进入血液后,会使血液pH_________,但乳酸可以与血液中的________发生反应,使血液的pH维持相对稳定。
(4)内环境相对稳定,除了图中所示的器官、系统的协调活动外,还必须在______的调节下进行。
(5)外界的O2进入红细胞内至少需穿过_______层生物膜。【解析】内环境是组织细胞与外界环境进行物质交换的媒介,
同时借助多个器官、系统的参与,如呼吸系统吸入O2排出CO2,
消化系统为机体提供营养物质,泌尿系统排出细胞代谢废物。
(1)由图可知a吸入O2排出CO2,所以为呼吸系统;b吸收养料,
所以为消化系统;c排出代谢废物,所以为泌尿系统。(2)组织
细胞内的CO2浓度高于组织液,所以CO2不从组织液进入组织细
胞。(3)乳酸进入血液后,乳酸与血液中的碳酸氢钠发生反应,生成乳酸钠和碳酸,碳酸易分解成CO2和H2O,CO2经呼吸系统排出体外,使血液的pH维持相对稳定。(4)目前普遍认为,神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。(5)外界的O2进入红细胞首先需要穿过肺泡壁的1层细胞(2层生物膜),然后进入毛细血管壁的1层细胞(2层生物膜),然后再进入毛细血管内的红细胞(1层生物膜),共5层生物膜。答案:(1)呼吸 消化 泌尿 循环
(2)组织细胞内的CO2浓度高于组织液
(3)降低 NaHCO3
(4)神经—体液—免疫调节网络
(5)5 探究实验的步骤完善
——生理盐水的浓度对细胞形态的影响
【案例】血浆正常的渗透压对于维持红细胞正常的结构与功能至关重要,为患者输液治疗时必须考虑生理盐水(NaCl溶液)的浓度。请完善下列相关实验。(1)确定实验的名称:
___________________________________________________。
(2)实验材料:试管若干、抗凝剂(如柠檬酸钠)、不同浓度的NaCl溶液、采血针、显微镜等。
(3)实验步骤:
①取7支洁净试管,分别编号为1~7号,分别加入2 mL 浓度为0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%的_________,并各加入2滴抗凝剂(如柠檬酸钠)。②将左手无名指消毒,用消毒的采血针刺破皮肤,用小滴管吸血。
③向1~7号试管中分别滴入1滴血,摇匀,放置5 min。
④分别取7支试管中混合液各一滴,置于7张洁净的已编号的载玻片上做成临时装片,在显微镜下镜检,观察____________。(4)预期结果及分析:
①如果红细胞在0.9%的NaCl溶液中__________,则生理盐水的浓度应该大于0.9%。
②如果红细胞在0.9%的NaCl溶液中__________,则生理盐水的浓度应该等于0.9%。
③如果红细胞在0.9%的NaCl溶液中__________,则生理盐水的浓度应该小于0.9%。【关键点突破】
(1)对实验类型的确定:
此实验要通过自己实验、探索、分析、研究得出结论,从而形成正确的观点,是在不知结果如何的情况下进行的,属于探究性实验。(2)对实验现象的观察:
若要正确得出人生理盐水的浓度,需观察细胞在不同溶液中的形态变化。形态没明显变化的浓度则为人的生理盐水的浓度。
(3)对实验结果的分析:
本实验为探究性实验,对实验结果的处理,应采取“如果A,则B”的表达形式,要根据现有的科学理论和事实对所要研究的对象设计出一种或多种答案及解释。【标准答案】
(1)探究人的生理盐水的浓度
(3)①NaCl溶液 ④红细胞形态的变化
(4)①吸水涨破 ②形态没有明显变化 ③失水皱缩【失分点警示】(与【案例】中问题序号对应)
得分要点:
(1)必须体现“探究”。
(3)①必须用“NaCl溶液”。
④必须是“红细胞形态的变化”。失分案例:
(1)答为“验证人的生理盐水的浓度为0.9%”。
(错因:本实验为探究性实验,是通过实验确定人生理盐水的浓度)
(3)①答为“盐溶液”。
(错因:实验材料中只提供NaCl溶液)
④答为“细胞的皱缩”或“细胞的涨破”。
(错因:红细胞在不同的溶液中形态的变化不同)1.人体的组织细胞间分布着许多毛细血管,那么毛细血管壁细胞所生活的内环境是( )
A.血浆和淋巴 B.血浆和组织液
C.淋巴和组织液 D.细胞内液【解析】选B。主要考查组织细胞在内环境中的分布。毛细血管仅由一层扁平上皮细胞组成,其管壁细胞内侧接触的内环境是血浆,外侧接触的内环境是组织液。因此毛细血管壁细胞所生活的内环境是血浆和组织液。可以推知:毛细淋巴管壁细胞生活的液体环境是组织液和淋巴。D项错的原因是细胞赖以生活的内环境是细胞外液,不是细胞内液。2.(2012·杭州模拟)如图为人体体液中物质交换示意图。下列有关叙述不正确的是( )
A.①②③依次为淋巴、血浆、组织液
B.二氧化碳可以存在于②中
C.①与②④相比含有较多的蛋白质
D.正常情况下,蛋白质水解酶不会
存在于①中【解析】选A。由①与②可以相互渗透,②与③可以相互渗透,可推知①为血浆、②为组织液、③为细胞内液、④为淋巴。二氧化碳可以存在于组织液中。组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近,但又不完全相同,最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质,而组织液、淋巴中蛋白质的含量很少。正常情况下,血浆中不存在蛋白质水解酶。【方法技巧】区分体液的各种组成成分
人体内部的各种组成成分之间进行交流,其中组织液与细胞内液间及组织液与血浆间均是双向交流的,所以凭借此点可以很容易找到组织液和细胞内液。然后再根据内环境之间的关系,可以进一步确定其他成分。3.人体内环境中不可能出现的是( )
A.纤维蛋白原 B.激素
C.纤维素 D.淋巴细胞
【解析】选C。在题目给出的四个选项中,内分泌腺分泌的激素进入血液;淋巴细胞生活在淋巴中;纤维蛋白原是血浆中的可溶性物质;而纤维素是植物细胞中的多糖,不存在于动物细胞中,更不会出现在内环境中。4.正常人的血浆渗透压约为770 kPa,其大小与下列哪一项无
关( )
A.血浆中蛋白质的含量
B.血浆中Cl-的含量
C.红细胞内血红蛋白的含量
D.血浆中Na+的含量
【解析】选C。血浆渗透压主要取决于无机盐离子、蛋白质等的含量,其中90%以上来自Na+和Cl-,而与红细胞内血红蛋白的含量无关。5.(2012·南平高二检测)打吊针(静脉注射)时,药液进入人
体后到发挥作用经过的一般途径是( )
A.血浆→组织液→淋巴→靶细胞
B.淋巴→血浆→组织液→血浆→靶细胞
C.血浆→组织液→靶细胞
D.组织液→血浆→组织液→靶细胞【解析】选C。静脉注射药物进入血浆中,通过血浆运输至组织细胞间隙的组织液中,靶细胞从组织液中吸收药物达到治疗疾病的目的。6.(2012·泰安高二检测) 淋巴和血浆在成分上类似,但
是( )
A.淋巴中无蛋白质
B.淋巴中的蛋白质比血浆中的多
C.淋巴中的蛋白质比血浆中的少
D.血浆中无大分子蛋白质
【解析】选C。血浆中有较多的血浆蛋白。【方法技巧】组织液、血浆和淋巴的三个不同点
(1)在人体存在的部位不同,血浆存在于血管内,组织液分布在于组织细胞之间,淋巴位于淋巴管中。
(2)生活在其中的细胞不同,生活在组织液中的是组织细胞,生活在血浆中的是各种血细胞,生活在淋巴中的是淋巴细胞、吞噬细胞。
(3)所含的成分不同,血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中的蛋白质很少。7.代谢废物排出体外是由循环系统运到( )
A.泌尿系统 B.泌尿、消化系统
C.泌尿、消化、呼吸系统 D.泌尿、呼吸系统和皮肤
【解析】选D。代谢废物排出体外通过三条途径:一是通过泌尿系统排出大量的水、无机盐、尿素等;二是通过呼吸系统排出一部分水和二氧化碳;还有一部分水、无机盐、尿素等通过皮肤排出体外。8.内环境稳态的维持与人体健康有密切的关系。下面是人体胰岛组织结构示意图,请据图回答:
(在“[ ]”中填写字母,在“_______”上填写名称)(1)图中B、C、D代表的内环境依次是_____、_____、______。
(2)血液中的氧气进入细胞的途径是_______(用字母和箭头表示)。图中氧气浓度最高处是_______(填字母)。
(3)若胰岛素由细胞A合成,细胞A生活的内环境是[ ]_____,胰岛素经分泌、运输后将分布于图中______等处。
(4)日常生活中,如果饮水过少或吃的食物偏咸,将导致内环境的渗透压_____,但一般情况下机体可以通过体液和神经的共同调节,使内环境的渗透压保持相对稳定。【解析】(1)图中A是组织细胞,B是组织细胞周围的组织液,C是血管内的血浆,D是淋巴管内的淋巴。(2)血液中的氧气首先从血浆中穿出毛细血管壁,进入组织液,然后穿过细胞膜进入组织细胞内。(3)胰岛素在胰岛细胞内合成后首先进入组织液,然后经过血液循环或淋巴循环运往全身各处。(4)渗透压的高低与内环境中的溶质微粒含量密切相关,内环境的浓度越高,渗透压越高,所以当饮水过少或吃的食物偏咸时,将导致内环境的渗透压升高。答案:(1)组织液 血浆 淋巴 (2)C→B→A C
(3)[B]组织液 B、C(或B、C、D) (4)升高9.如图为人体内细胞与内环境之间物质交换的示意图。
(1)内环境中各成分之间的关系可表示为_____________。(用字母与箭头表示)
(2)某人喝入大量的食醋后,是否会引起内环境中的pH明显下降?_______。原因是图中_______内存在着______等离子。(3)某人皮肤烫伤后,出现了水泡,该水泡内的液体主要是_________________________________。
(4)A液与B液相比,A液中不含_________________________。
(5)概括地说,由A、B、C液组成的______本质上是一种盐溶液,类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于______。【解析】A液为组织液,B液为血浆,C液为淋巴,三者之间的关系为:
但人大量饮用酸性物质后,并不会引起内环境的pH明显下降,因为血浆中存在缓冲物质。烫伤后,出现的水泡内主要是组织液,蛋白质含量很少。由A、B、C液组成的内环境,在本质上是一种盐溶液,类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。答案:(1)
(2)不会 B液 HPO42-、HCO3- (3)组织液
(4)大分子蛋白质 (5)内环境 海洋课件65张PPT。第2节 内环境稳态的重要性1.理解内环境的动态变化及内环境稳态的意义。(重、难点)
2.掌握内环境稳态的调节机制。(重点)一、内环境的动态变化
1.原因
外界_________的变化和体内_________活动的进行。
2.内环境的稳态
(1)含义:正常机体通过调节作用,使各个___________协调
活动,共同维持内环境的_________状态。
(2)实质:健康人的内环境的每一种_____和_________都处于
_________中。环境因素细胞代谢器官、系统相对稳定成分理化性质动态平衡二、 对稳态调节机制的认识
1.维持稳态的基础:人体各___________协调一致地正常运行。
2.直接参与稳态维持的系统:_________、呼吸系统、_________
和泌尿系统等。
3.机体维持稳态的主要调节机制是_________________调节网络。
4.人体维持稳态的调节能力是有_________的。器官、系统消化系统循环系统神经—体液—免疫一定限度5.请将下列调节方式与其特点用线连接起来【点拨】人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,当外界环境变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现障碍时,均会遭到破坏。 三、内环境稳态的重要意义
内环境稳态是机体进行_____________的必要条件。
1._____含量和血液中的_______保持在正常范围内,才能
为细胞代谢提供充足的反应物。
2.适宜的___和_____等条件保证酶正常地发挥催化作用。正常生命活动含氧量血糖pH温度【点拨】内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,但
内环境稳定的个体,其生命活动不一定都正常,如“植物人”。 一、内环境的稳态
1.实例分析——人的体温及其变化
(1)体温:是指人体内部的温度。
(2)变化:健康人的体温是相对恒定的,始终接近37 ℃。
①年龄影响体温:一般随着年龄增长,体温逐渐降低。
②性别影响体温:女性体温一般比男性高。
③同一个人的体温在一日内的变化一般不超过1 ℃。2.稳态的内容
(1)理化性质
(2)化学成分(水、无机盐、血糖等)处于不断变化之中,但含量相对稳定。pH:7.35~7.45
温度:37 ℃左右
渗透压:770 kPa(37 ℃时)左右【警示钟】
内环境稳态并不是各种理化性质都保持不变,而是在一定范围内波动,是一种动态的相对平衡,生物体能够通过多种调节机制,使其内环境在很小的范围内变化。【典例训练1】(2012·启东高二检测)关于内环境稳态的叙述正确的是( )
A.内环境稳态包括线粒体基质pH的相对稳定
B.稳态是机体通过消化、呼吸、循环、泌尿等系统的协调活动来维持的
C.人的体温会因年龄、性别、活动量等的不同而存在微小差异
D.正常情况下,内环境的各种理化性质都保持在最适值不变【思路点拨】解答本题的关键是:
(1)理解内环境稳态的概念、实质及参与调节的系统。
(2)理解内环境稳态研究的是内环境的变化,并且是一种动态平衡。
【解析】选C。稳态是正常机体通过调节作用,各器官、系统协调活动来共同维持的;线粒体基质是细胞内液,其pH的相对稳定不属于内环境的稳态;正常情况下,内环境的各种理化性质保持在一定范围内波动,处于动态平衡之中。【互动探究】参与内环境稳态调节的系统除了消化、呼吸、循环、泌尿系统外,还有哪些系统参与?
提示:除上述系统外,间接参与调节的系统还有神经系统、内分泌系统、免疫系统。【变式备选1】稳态是内环境的化学成分和理化性质处于相对稳定的状态,内环境的稳态保持动态平衡,下列说法不符合此观点的是( )
A.有3种以上的生理系统参与维持人体内环境稳态
B.人体内环境稳态的失调与外界环境无关
C.人体维持内环境稳态的调节能力有限
D.稳态有利于参与其调节的器官保持机体正常【解析】选B。维持人体内环境稳态,需要消化、呼吸、循环、泌尿系统直接参与,还需要内分泌系统、免疫系统和神经系统的调节作用,稳态有利于参与其调节的器官保持机体正常,以维持正常的生命活动。人体维持内环境稳态的调节能力是有限的,与外界环境有关,当外界环境变化超出人体调节能力的时候,内环境稳态就处于失调状态。二、内环境稳态的调节
1.内环境稳态的调节机制:神经—体液—免疫调节网络
(1)神经调节:主要的调节方式,由神经系统参与,反射是神经调节的基本方式。
(2)体液调节:体液中的化学物质(激素、CO2、H+等)对机体的调节主要是激素调节,主要由内分泌系统参与。
(3)免疫调节:分为非特异性免疫和特异性免疫,二者共同抵御外来异物和病原微生物的入侵,主要由免疫系统参与。 2.人体内环境稳态与各系统的功能联系(1)直接参与的器官与系统:
①消化系统:消化道 营养物质 消化道毛细血管
②呼吸系统:肺泡 肺部毛细血管
③泌尿系统:血管 肾脏形成尿液
④循环系统:由上述内容可看出血液是所有生命活动的中转
站,它的成分能充分反映机体的健康状况。
(2)间接参与调节稳态的系统:
神经系统、内分泌系统和免疫系统。【方法台】
内环境稳态失调引起的不良反应
(1)成分失调:
①失水过多会导致血浆渗透压升高;
②蛋白质含量减少,会导致组织水肿;
③代谢废物含量增多会导致尿毒症;
④血浆中钙离子含量过低时会出现抽搐,过高时会出现肌无力。(2)理化性质失调:
①血糖平衡失调——低血糖、糖尿病;
②pH失调——酸中毒、碱中毒;
③渗透压失调——细胞形态、功能异常;
④体温失调——发热、中暑等。【典例训练2】下列关于人体内环境及其稳态的叙述不正确的是( )
A.人体维持内环境稳态的能力是无限的
B.内环境稳态遭到破坏时将引起细胞代谢的紊乱
C.免疫系统对稳态的维持有重要作用
D.人体内环境的稳态是指内环境成分及其理化性质处于动态平衡之中【思路点拨】解答本题的关键是:
(1)理解内环境稳态的意义及调节机制;
(2)明确内环境稳态的调节能力是有限的。【解析】选A。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,人体维持内环境稳态的能力是有限的,内环境稳态遭到破坏将引起细胞代谢的紊乱;免疫系统是机体的防御系统,它能发现并清除异物、外来病原微生物等引起内环境波动的因素;人体内环境的稳态是正常机体通过调节作用,各个器官、系统协调活动,使内环境成分及其理化性质处于动态平衡之中。【变式训练】下列说法错误的是( )
A.免疫系统能清除部分引起内环境波动的因素
B.食物消化后的酸性物质进入内环境,pH会发生偏移
C.当人体自身调节功能出现障碍时,内环境稳态会被破坏
D.温度影响酶活性,所以人的体温是不变的
【解析】选D。免疫系统可以清除异物、外来病原微生物等引起内环境波动的因素,A项正确;pH会发生偏移,只是在一个小范围内波动而已,B项正确;环境剧变或机体调节功能障碍都会使内环境稳态被破坏,C项正确;人的体温处于动态平衡中,变化范围一般小于1 ℃,D项错误。【变式备选2】稳态被破坏后,细胞新陈代谢会紊乱的根本原因是( )
A.温度条件不能满足细胞新陈代谢的正常要求
B.渗透压条件不能满足细胞新陈代谢的正常要求
C.酸碱度条件不能满足细胞新陈代谢的正常要求
D.细胞内复杂的酶促反应受到严重影响
【解析】选D。稳态破坏后,内环境的理化性质会发生改变,影响了细胞内酶的活性。三、实验:生物体维持pH稳定的机制
1.实验原理
本实验采用对照实验的方法,通过向自来水、缓冲液、生物材料中加入酸或碱溶液引起pH的不同变化,定性说明在一定范围内生物体内液体环境与缓冲液相似,从而说明生物体pH相对稳定的机制。2.实验步骤3.设计一个表格记录实验结果(略)
4.绘出各试管的pH变化曲线5.结论
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缓冲物质,能够维持pH的相对稳定。【警示钟】
实验中注意的事项
(1)加入酸或碱时,要一滴一滴地加入,并严格控制滴数。
(2)盐酸和氢氧化钠均有腐蚀性,要避免其与皮肤和眼睛接触。
(3)冲洗烧杯一定要充分,否则将影响实验结果。
(4)至少选两种生物材料进行实验。
(5)绘制pH变化曲线时可用不同颜色的笔或实虚线标明。
(6)加入酸、碱后要待其稳定后再测pH。【典例训练3】取甲、乙两支试管,向甲内加入血浆,乙内加入等量蒸馏水,用pH试纸检测。然后,向甲、乙试管内各滴入等量的几滴盐酸或NaOH溶液。摇匀后,再用pH试纸检测。关于此实验的过程和结果的判断分析不正确的是( )
A.“等量”是对照实验中对无关变量的要求,只有在这种条件下,实验结果才可靠
B.“摇匀”使酸性或碱性物质与试管中的血浆或蒸馏水充分混合,确保pH试纸检测结果的准确性
C.结果是甲试管中血浆pH变化不明显,乙试管中蒸馏水的pH变化明显
D.可见血浆中有缓冲物质,pH保持稳定不变【思路点拨】注意对各组实验的要求应遵循单一变量原则。准确掌握“生物体维持pH稳定的机制”的实验过程及原理。【解析】选D。A项中,“等量”是为了排除数量多少对实验结果的影响,即为了平衡无关变量。B项中,“摇匀”是为了让参与反应的物质混合均匀,有利于反应充分进行。C项中,甲试管血浆中含有缓冲物质,乙试管是空白对照,不含缓冲物质,因此各自加入盐酸或NaOH溶液后,甲试管中pH变化不明显,乙试管中pH变化明显。D项中,血浆中含有缓冲物质,因此pH保持相对稳定,但是在一定范围内波动,而不是稳定不变。【变式训练】长时间运动引起机体缺氧时,血液pH的变化趋势、引起pH变化的物质、能起缓冲作用的物质分别是( )
A.降低、CO2、Na2CO3 B.降低、乳酸、NaHCO3
C.升高、CO2、H2CO3 D.升高、乳酸、NaHCO3
【解析】选B。长时间运动导致的缺氧状态下,骨骼肌无氧呼吸加剧,使细胞内乳酸大量积累,从而导致血液的pH降低,此时血液中缓冲物质的碱性成分(NaHCO3等)发挥缓冲作用,维持pH的稳定。【变式备选3】通过研究发现,人的血液pH通常在7.35~7.45,变化不大的原因是( )
①H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等多对缓冲物质对血液酸碱度起缓冲作用
②通过呼吸系统可不断排出CO2
③血浆中过多的碳酸氢盐可以经肾脏随尿排出体外
④神经系统对呼吸运动强度的调节有利于维持血液pH的相对稳定
⑤主要是通过食物中的碱性物质和酸性物质来调节血液的pH
A.①② B.①②③ C.①②③④ D.①②③⑤【解析】选C。血液pH变化不大,主要是由缓冲液起缓冲调节决定的,而缓冲液的变化与二氧化碳含量密切相关。食物中的碱性和酸性物质对血液pH有影响,但是稳态的调节主要是通过缓冲物质的调节而达到稳态的。内环境稳态失调引起的疾病 评价和完善性实验的处理思路
——研究血浆能否维持pH稳定
【案例】为了研究血浆能否维持pH稳定,某同学将血浆等量分装到2支洁净的试管甲、乙中,分别测定pH并记录,再向甲试管中滴1滴1%的盐酸溶液,乙试管中滴1滴1%的氢氧化钠溶液,振荡1 min,再分别测定pH并记录,观察各试管颜色变化。
(1)试评价并完善此方案:_____________________________。
(2)有同学猜想血浆通过缓冲作用来维持pH的相对稳定,他需要的实验证据是:____________________________________。【关键点突破】
(1)评价和完善性实验的处理思路:
①对于实验的评价一般从实验材料的选用、实验步骤的设计和实验结果的观察分析着手。验证实验材料是否能符合实验原理中对材料的要求,如观察类实验的材料性质就不能影响实验结果;实验步骤的设计主要看是否符合实验原则,如单一变量原则、重复原则、对照原则等;实验结果的观察分析主要看选择的观察依据是否合理、结果的分析是否遵循实验原理等。再依据评价实验的不足进行完善即可。②该实验是为了研究血浆能否维持pH稳定,除了将加酸或加碱处理的两个试管pH的变化与没有加入酸碱物质前做自身对照外,还应与蒸馏水对照组(没有血浆)的pH的变化作对照。
(2)对调节机理的把握:
血浆pH的相对稳定是通过缓冲物质来维持的,所以要使结果更具有说服力,还需增设两个缓冲液对照组,看含有缓冲液的试管与含有血浆的试管pH的变化是否大体相同。【标准答案】
(1)缺少对照。应再增设两个蒸馏水对照组,处理方法同甲、乙两组
(2)增设两个缓冲液对照组,处理方法同甲、乙两组,加入盐酸、氢氧化钠溶液前后的pH也基本不变【失分点警示】
得分要点:
(1)必须是“增设两个蒸馏水对照组”及“处理方法同甲、乙两组”。
(2)必须是“增设两个缓冲液对照组”及“处理方法同甲、乙两组”。失分案例:
(1)答为“将加酸或加碱处理的两个试管pH的变化与没有加入酸碱物质前做自身对照”。
(错因:只考虑加入酸碱物质后pH是否发生变化,忽略了与蒸馏水作对照组的比较,只有前两者不变化,而蒸馏水作对照的发生变化,才能更具说服力)
(2)答为“增设一个缓冲液对照组”。
(错因:忽略了在实验中加入了酸碱两类物质,应分别作对照)1.在血液生化六项检查的化验单上,每种成分的参考值(即正常值)都有一个变化范围,对此,不正确的理解是( )
A.内环境各种化学成分的含量不是恒定的,而是在一定范围内波动的
B.内环境稳态是一种动态的、相对的稳定
C.因年龄、性别等个体差异而导致内环境的成分存在着差异
D.化验结果会有误差,应当把误差考虑在内【解析】选D。在血液生化六项检查的化验单上,每种成分的参考值(即正常值)都有一个变化范围,说明内环境各种化学成分的含量不是恒定的,而是相对稳定的,因年龄、性别等个体差异会导致内环境的成分存在着差异。2.下列哪项是对内环境稳态实质的描述( )
A.内环境成分几乎不变
B.内环境的成分、温度和pH等理化性质呈现动态平衡
C.是各个器官、系统协调活动的结果
D.是体内细胞生活不可缺少的条件
【解析】选B。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称为内环境的稳态。内环境的稳态实质是内环境的成分和温度、pH等理化性质处于稳态之中,呈现动态平衡。3.关于内环境稳态调节机制的现代观点是( )
A.神经调节
B.体液调节
C.神经—体液调节
D.神经—体液—免疫调节
【解析】选D。内环境稳态调节机制的现代观点是神经—体液—免疫调节网络。4.(2012·长春高二检测)食物中过多的酸性物质被肠道吸收
进入血液后,血浆的 pH 不会发生很大的变化,其主要原因
是( )
A.与血浆中的强碱中和
B.很快进入组织液中
C.NaHCO3/H2CO3等缓冲物质的调节作用
D.形成Na2CO3排出体外
【解析】选C。pH之所以能维持恒定,是由于血浆是一种缓冲溶液,其中含有数对具有抗酸和抗碱作用的物质,称为缓冲对,如 NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4等。5.在维持内环境稳态上不起作用的是( )
A.肝脏根据体内需要增加或减少释放入血液中的葡萄糖量
B.肺根据需要按一定速率呼出CO2和吸入O2
C.肾把代谢终产物不断排出体外
D.各组织细胞通过细胞呼吸产生ATP【解析】选D。具体分析如下:【误区警示】易将内环境的概念弄错,内环境是指由细胞外液构成的液体环境,细胞内的物质不属于内环境。6.下列各物质组合中,通过循环系统的运送,与外界环境交换的是( )
①葡萄糖 ②血浆蛋白
③氧气 ④二氧化碳
⑤尿素 ⑥血红蛋白
⑦激素 ⑧水
A.①②③④ B.①③④⑤⑧
C.②④⑤⑦⑧ D.④⑥⑦⑧【解析】选B。消化道中的葡萄糖和水经血液运输到各个组织细胞;通过呼吸作用,氧气由外界到达肺泡,再通过血液运输到达各组织细胞;细胞产生的二氧化碳也通过血液运输至肺,通过呼吸系统排出体外;细胞产生的尿素通过血液循环,主要运输至肾脏排出体外。7.(2012·安庆高二检测)下列有关稳态的生理意义的叙述中,不正确的是( )
A.维持生物体 pH 的稳定
B.是机体进行正常生命活动的必要条件
C.当稳态遭到破坏时,可导致疾病发生
D.当血液的成分稳定时,人一定不会患病
【解析】选D。如果血液的成分稳定,但其他内环境稳态被破坏,人也可能患病。8.“神舟”九号发射成功。宇航员在“神九”中需穿特制的宇航服,其作用之一是能够提供类似人类生存的地球环境,保持人体内环境的相对稳定,这种稳定是细胞进行正常生命活动所必需的。
请根据上述材料,结合内环境稳态的知识回答下面的问题:
(1)由于太空环境极端恶劣,人在太空中如果没有任何防护措施,一分钟也不能生存,这说明机体对内环境稳态的调节是____________________________的。(2)人在太空中如果没有任何防护措施,一分钟也不能生存的根本原因是__________________________被破坏。
(3)从内环境稳态的角度分析,宇航服应具有的功能:能隔热防冷、维持正常的物理性质,能够提供__________,并能排出___________。【解析】由于太空环境极端恶劣,人在太空中如果没有任何防护措施,一分钟也不能生存,这说明机体对内环境稳态的调节是有一定限度的。当外界环境变化剧烈时,内环境容易遭到破坏。宇航服除了能够保证和地球相似的物理性质外,还要提供氧气,并将产生的二氧化碳排出。
答案:(1)有一定限度 (2)内环境稳态
(3)氧气 二氧化碳9.如图表示内环境稳态与各系统的功能联系示意图。据图在下列横线上填写适当内容:(1)图中食物、水和无机盐,经[①]______系统处理后才能进入循环系统,最后由大肠排出的是[②]________。
(2)呼吸系统可以吸入[③]_______,排出[④]________。
从图中可以看出,人体细胞与外界环境的气体交换,至少需要________系统和______系统的参与。
(3)由泌尿系统排出的是[⑥]___________。
(4)人体细胞要与外界环境进行物质交换必须要通过[⑤]_________才能完成。
(5)目前普遍认为,机体维持稳态的主要调节机制是_________调节网络。【解析】细胞与内环境直接进行物质交换,内环境通过消化、呼吸、循环、泌尿系统的直接参与完成与外界的物质交换,所以内环境是细胞与外界物质交换的桥梁。细胞、内环境与外界物质交换还需要神经、体液和免疫的调节才能正常进行。
答案:(1)消化 未被吸收的物质
(2)氧气 二氧化碳和少量水 呼吸 循环
(3)尿素、水和无机盐等代谢废物
(4)内环境 (5)神经—体液—免疫课件2张PPT。第1章 人体的内环境与稳态课件19张PPT。第1章 阶段复习课一、组织水肿原因探究
血浆中的蛋白质在正常情况下是不能通过毛细血管壁的,血浆与组织液之间的渗透压差主要取决于血浆与组织液之间的蛋白质分子、离子的浓度差,如因某种原因导致血浆中的蛋白质含量减少或组织液中的蛋白质含量增加,就会相应地造成血浆的渗透压降低,组织液的渗透压增加,这时组织液增加,就会出现组织水肿的现象。现将常见的组织水肿类型总结如下:类型一:毛细血管壁通透性增大
正常毛细血管壁仅允许水分、Na+、葡萄糖和少量蛋白质通过。但在病理情况下,通透性增加,会使大量蛋白质渗出到组织液中。结果,一方面血管内液体渗透压降低,另一方面组织液渗透压升高,发生组织水肿。类型二:淋巴回流受阻
组织液除了大部分从毛细血管静脉端回流进入血浆外,还有少部分从淋巴管回流进入血浆。当淋巴管阻塞时,淋巴回流受阻,就可使含蛋白质的淋巴液在组织间隙中积聚而引起水肿。
类型三:肾小球滤过率下降
如急性肾小球肾炎会引起蛋白尿,使血浆中蛋白质的含量减少,从而导致组织水肿。类型四:过敏性水肿
过敏反应时,组织释放的组织胺会使毛细血管壁通透性增大,血浆中的蛋白质渗出毛细血管进入组织液,结果增加了组织液中蛋白质的浓度而降低了血浆中蛋白质的浓度,从而使组织液渗透压升高而吸水,引起组织水肿。类型五:营养不良引起
营养不良时,血浆蛋白合成量减少,血浆渗透压降低,使水分进入组织液,引起组织水肿。也就是说当摄入的蛋白质较低时,人体缺少必需氨基酸,体内的蛋白质合成减少,细胞中的水渗出,积累在组织液中,而血浆的吸水能力下降,组织液中的水不能及时被运走,从而引起组织水肿。
类型六:局部组织细胞代谢旺盛
组织细胞代谢旺盛,会导致代谢产物增加,引起组织液浓度升高,导致血浆的吸水能力下降,从而引起组织水肿。1.孕妇身体浮肿是司空见惯的现象,快生产的时候,有些孕妇本来是36码的脚,却穿着42码的鞋。产生这种现象的原因可能是( )
A.血浆中蛋白质含量少 B.组织液中蛋白质含量少
C.血液中尿素含量多 D.血液中无机盐含量多
【解析】选A。孕妇怀孕时,胎儿从母体血液中吸收大量的蛋白质等养分,造成孕妇血浆渗透压降低。血浆中的水分外流,使组织液增多而导致孕妇身体浮肿现象。2.如图是人体内环境示意图。若某人长期营养不良,血浆蛋白质含量降低,会引起图中哪一部分的液体增多( )
A.① B.② C.③ D.④
【解析】选B。人长期营养不良,血浆蛋白质合成减少,血浆渗透压降低,使水分进入组织液,引起组织水肿。二、内环境图像的识别与分析
各种营养物质必须经过消化系统的消化、吸收才能进入循环系统,然后经循环系统的运输才能到达组织细胞周围的组织液,接着扩散到组织细胞;组织细胞代谢的废物,也必须先进入组织液,才能通过循环系统的运输,借助呼吸系统、泌尿系统或皮肤排出体外。内环境与外界环境的物质交换过程常用命题图像的形式表示,如下: 命题图像1: Ⅰ是内环境与外界进行物质交换的系统,并能为内环境提供O2,排出CO2,这说明Ⅰ是呼吸系统,内环境与Ⅰ交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁;Ⅱ内的营养通过①过程进入血液,Ⅱ为消化系统,①是消化吸收;Ⅲ是泌尿系统,②表示重吸收作用;皮肤有保护的作用,皮肤中的汗腺通过分泌汗液来排出代谢废物,Ⅳ表示的器官是皮肤。 命题图像2: A为血浆,B为组织液,C为细胞内液,D为淋巴,E为泌尿系统。血浆、组织液和淋巴构成内环境,消化道中的水以自由扩散的方式进入血浆,血浆中的水也可以进入消化道,代谢终产物主要经肾脏排出,另外肺和皮肤也可排出部分废物。 命题图像3: ①摄入食物,为消化系统;②吸入氧气,排出二氧化碳,为呼吸系统;③排出代谢废物,为泌尿系统;④主要代表氧气和养料;⑤主要代表二氧化碳和代谢废物。 3.如图为高等动物体内细胞与外界环境的物质交换示意图,下列叙述正确的是( )A.内环境从外界得到营养物质要通过消化、呼吸、循环等系统
B.代谢废物完全由③过程排出
C.内环境由体内所有液体组成
D.所有生物与外界进行物质交换都是通过内环境来实现的
【解析】选A。代谢废物通过泌尿系统、呼吸系统和皮肤等途径完成,泌尿系统只是主要的途径。内环境只由细胞外液组成。单细胞生物直接与外界进行物质交换。