课时分层训练(一) 细胞生活的环境
知识点1 体内细胞生活在细胞外液中
1.下列液体均属于内环境的是( )
A.细胞内液和组织液
B.细胞外液和唾液
C.细胞内液和血浆
D.组织液和淋巴液
D [内环境是指细胞外液,因此细胞内液不属于内环境,A、C错误;唾液是外分泌液,不属于内环境,B错误;内环境是指细胞外液,主要包括血浆、组织液和淋巴液,D正确。]
2.长途跋涉可能导致脚上磨出“水疱”,休息几日后,水疱往往又自动消失。水疱中的液体主要渗入( )
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
D [水疱中液体的主要成分是组织液,组织液可单向渗透到淋巴管形成淋巴液,也可和血浆双向渗透,所以水疱中的液体主要渗入毛细血管和毛细淋巴管。]
3.人体内甲、乙、丙三种细胞外液的物质交换关系如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A.甲、乙、丙共同组成体液
B.甲是血浆,约占体液的2/3
C.与甲相比,乙中的蛋白质含量较低
D.丙是人体绝大多数细胞直接生活的环境
C [甲是血浆,乙是组织液,丙是淋巴液,甲、乙、丙共同构成细胞外液,而体液包括细胞内液和细胞外液,A错误;细胞内液约占体液的2/3,血浆只占细胞外液的一部分,B错误;与血浆相比,组织液中蛋白质含量较低,C正确;组织液是人体内绝大多数细胞直接生活的环境,淋巴液不是,D错误。]
知识点2 细胞外液的成分
4.下列物质中,可在人体血浆中找到的有( )
A.麦芽糖、葡萄糖
B.蛋白酶、呼吸酶
C.甲状腺激素、尿素
D.血浆蛋白、血红蛋白
C [麦芽糖是植物细胞特有的二糖,血浆中没有麦芽糖,A错误;蛋白酶分布在消化道中,呼吸酶分布在细胞内,血浆中没有这两种酶,B错误;在人体血浆中能找到甲状腺激素、尿素,C正确;血红蛋白位于红细胞内,血浆中没有,D错误。]
知识点3 内环境的理化性质
5.下列与血浆渗透压大小无关的是( )
A.血浆中蛋白质的含量
B.血浆中Cl-的含量
C.血浆蛋白的相对分子质量
D.血浆中Na+的含量
C [血浆渗透压主要取决于无机盐、蛋白质等的含量,而与血浆蛋白的相对分子质量无关。]
6.下表是各种液体的pH比较表格,下列有关叙述错误的是( )
液体 细胞外液 细胞内液 尿液 胃液
pH 7.35~7.45 6.00~7.40 4.50~8.00 0.80
A.细胞外液、细胞内液、尿液、胃液等共同构成体液
B.血浆的pH 接近中性,为7.35~7.45
C.细胞内液的pH变化范围大于细胞外液的
D.肾脏可以通过排出酸性或碱性尿调节内环境的pH
A [体液包括细胞外液和细胞内液,尿液和胃液都位于体外环境,不属于体液,A错误;血浆的pH为7.35~7.45,接近中性,B正确;根据表格数据可知,细胞内液的pH变化范围大于细胞外液的,C正确;肾脏可以通过排出酸性尿或碱性尿调节内环境的 pH,D正确。]
知识点4 细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
7.下图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示能直接与内环境进行物质交换的4种系统或器官。①②是有关的生理过程。下列说法错误的是( )
A.内环境与Ⅰ交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁
B.Ⅱ表示消化系统,Ⅱ内的葡萄糖进入内环境不需要载体蛋白协助
C.②表示重吸收作用
D.Ⅳ表示的器官是皮肤
B [内环境通过Ⅰ从体外吸收O2和排出CO2,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,A正确;Ⅱ为消化系统,Ⅱ内的葡萄糖进入内环境需要载体蛋白的协助,B错误;Ⅲ是泌尿系统,②表示重吸收作用,C正确;皮肤中的汗腺通过分泌汗液来排出代谢废物,Ⅳ表示的器官为皮肤,D正确。]
8.下图是人体局部内环境示意图。以下叙述不正确的是( )
A.2结构的细胞所处的内环境只有淋巴液
B.某人长期摄入蛋白质过少,会引起丙液增多
C.甲液成分与乙液、丙液成分相比,含蛋白质较多
D.甲液中的O2浓度比丙液中高
A [图中2结构末端封闭,是毛细淋巴管,2结构的细胞是指毛细淋巴管壁细胞,其所处的内环境为淋巴液和组织液,A错误;甲液为血浆,乙液为淋巴液,丙液为组织液,某人长期摄入蛋白质过少,会造成血浆渗透压下降,此时血浆中的水分会大量流入组织液,造成组织水肿,即组织液增多,B正确;血浆和组织液、淋巴液的主要区别在于蛋白质含量不同,血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴液中蛋白质含量较少,C正确;O2由血浆经组织液进入组织细胞中,又因为O2是由高浓度向低浓度扩散的,故血浆中的O2浓度比组织液中的高,D正确。]
9.下表为人体细胞外液和细胞内液物质组成和含量测定的数据,下列相关叙述错误的是( )
成分/ (mmol·L-1) Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- 有机 酸 蛋白 质
① ② 142 5.0 2.5 1.5 103.3 6.0 16.0
③ 147 4.0 1.25 1.0 114.0 7.5 1.0
④ 10 140 2.5 10.35 25 - 47
A.②属于血浆,其渗透压大小主要与血浆中无机盐及蛋白质的含量有关
B.若③属于组织液,②的蛋白质含量减少将导致③随之减少
C.④属于细胞内液,因为其含有较多的蛋白质、K+等
D.体内多对缓冲物质对维持体液pH相对稳定具有重要作用
B [②属于血浆,其渗透压大小主要与血浆中无机盐及蛋白质的含量有关,A正确;③为组织液或淋巴液,若③属于组织液,②(血浆)中蛋白质含量减少将导致③(组织液)增加,B错误;④属于细胞内液,细胞内液中含有较多的蛋白质、K+等,C正确;体内多对缓冲物质对维持体液pH相对稳定具有重要作用,D正确。]
10.(不定项)感染性肺水肿的病理过程中,会出现肺毛细血管通透性增加、肺毛细血管压力增加、淋巴循环障碍等症状。下图为肺组织的结构示意图,A、B、C分别表示不同的体液,下列关于感染性肺水肿的分析,表述正确的是( )
A.肺组织中绝大多数细胞可与A进行物质交换
B.血液流经肺组织,动脉端O2含量比静脉端高
C.肺毛细血管通透性增加,会导致血浆渗透压降低,引起肺组织水肿
D.肺静脉闭塞症或肺静脉狭窄、输液过量均可能导致肺毛细血管压力增大
ACD [肺组织中绝大多数细胞生活在组织液中,组织液是这些细胞生活的直接环境,因此肺部绝大多数组织细胞可与A(组织液)进行物质交换,A正确;血液流经肺组织,在该部位发生气体交换,将CO2排出,将O2吸收进来,显然,动脉端O2含量比静脉端低,B错误;肺毛细血管通透性增加,会导致血浆渗透压降低,组织液渗透压相对升高,引起肺组织水肿,C正确;肺静脉闭塞症或肺静脉狭窄、输液过量均可能导致血流速度加快,进而导致肺毛细血管压力增大,D正确。]
11.下图所示为人体内某些生命活动的过程,请据图回答下列问题:
(1)图中B、C、D各代表体液中的哪一类?B____________、C____________、D____________。
(2)对于内环境来说,相当于外界环境的是A、B、C、D中的________。
(3)假如①为淀粉,则所形成的②从肠腔进入B中的方式是________。经过B的运输,②可到达身体各部分的组织细胞,在组织细胞内,它最主要的作用是________________________,参与该作用的细胞结构有___________、_____________________________________________________________________。
(4)正常人体内的B的pH保持相对稳定,与其中含有________________________
_____________________________________________________________________
等物质有关。
解析:(1)内环境包括血浆、组织液和淋巴液等。由图可知,A是消化液,B是血浆,C是细胞内液,D是组织液。(2)A为消化液,对于内环境来说,相当于外界环境。(3)若①是淀粉,则②是葡萄糖,葡萄糖从肠腔进入血浆的方式是主动运输。葡萄糖是主要能源物质,为细胞的生命活动提供能量,进行有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(4)血浆中有缓冲物质,最重要的是、H2CO3,以保持pH的相对稳定。
答案:(1)血浆 细胞内液 组织液 (2)A (3)主动运输 为细胞的生命活动提供能量 细胞质基质 线粒体 、H2CO3(共22张PPT)
第1节 细胞生活的环境
第1章 人体的内环境与稳态
血细胞和草履虫的生活环境有什么异同?
提示:都是液体环境。不同之处:①血细胞并不直接与外界进行物质交换;而草履虫直接与外界环境进行物质交换。②与外界环境相比,血浆的理化性质更为稳定。
若将图1所示的细胞置于图2所示细胞的生活环境中,会发生什么变化
问题探讨
提示:血细胞直接置于外界环境中,可能会由于pH、渗透压等理化性质不同而导致死亡
1.体液:生物体内以水为基础的液体,统称为体液
细胞质基质
线粒体基质等细胞器的基质
细胞核内的基质等
【易错提醒】①血液≠体液,因为血液中除了血浆外,还有大量的血细胞。
②脑脊液、眼房内液、关节液及腹腔或胸腔积液等体腔液也属于细胞外液(内环境)
③人的呼吸道、肺泡腔、消化道、尿道等与外界直接相通,属于外界环境。在这些腔道里面的液体,如消化液、尿液、泪液、汗液等虽然来自于体液,但它们只在体内暂存,能与外界直接接触,属于外界环境,不属于体液。
(1)【血浆】血液中除了血细胞以外的液体部分,血浆是血细胞直接生活的主要环境
2.内环境
由单层细
胞组成
血液在由全身血管和心脏组成的系统中循环运动
(3)【淋巴液】淋巴管内的液体部分
毛细淋巴管由单层细胞构成,其末端(盲端)允许组织液流入毛细淋巴管,不允许倒流。
淋巴管中的淋巴液最终通过淋巴循环汇入血浆
淋巴液是淋巴细胞等直接生活的环境
(2)【组织液】存在于组织细胞间隙的液体
血浆通过毛细血管动脉端渗出到细胞间隙—组织液的主要来源
组织液大部分通过毛细血管静脉端(约90%)回收,少部分进入淋巴管
绝大多数细胞浸浴在组织液中,因此组织液是绝大多数细胞直接生活的环境
组织液为(组织)细胞提供营养物质,细胞代谢废物也透过细胞膜进入组织液
2.内环境
【基础诊断】
1.内环境是相对较高等的多细胞生物才有的,单细胞生物如草履虫直接与外界环境进行物质交换( )
2.细胞质基质、核液属于体液( )
3.毛细血管壁细胞生活的内环境是组织液和血液,毛细淋巴管壁细胞生活的内环境是淋巴液,淋巴细胞生活的内环境仅是淋巴液( )
4.血液包括血细胞和液态的血浆两部分,动脉端血流较快、血压较高,有利于血浆成分的渗出;静脉端血流较慢、血压较低,有利于组织液的回渗( )
1.√
2.× 提示:细胞质基质、核液均属于细胞内液
3.× 提示:毛细血管壁细胞生活的内环境是组织液和血浆,毛细淋巴管壁细胞的生活的内环境是淋巴液和组织液,淋巴细胞生活的内环境是淋巴液和血浆。
4.√
【合作探究】胰腺分为外分泌腺和内分泌腺两部分。外分泌腺分泌胰液,胰液通过胰腺管排入十二指肠,有消化蛋白质、脂肪和糖的作用。内分泌腺主要由胰岛组成,能分泌不同的激素。观察胰腺组织局部结构模式图(如图)
(1)图中A液、B液和C液分别是什么?图中还有哪种体液?
(2)胰腺分泌的胰液属于细胞外液吗?判断依据是什么?
(3)结合图示,分析胰腺组织不同细胞直接生活的内环境
提示:(1)组织液、血浆和淋巴液。还含有细胞内液
体内细胞 直接生活的环境
血细胞(如红细胞、白细胞) 血浆
毛细血管壁细胞 ___________
毛细淋巴管壁细胞 ___________
淋巴细胞 ___________
胰腺组织细胞 组织液
血浆和组织液
淋巴液和组织液
淋巴液和血浆
(2)不属于。胰液通过胰腺导管排到消化道中,与外界环境直接想通。
【合作探究】胰腺分为外分泌腺和内分泌腺两部分。外分泌腺分泌胰液,胰液通过胰腺管排入十二指肠,有消化蛋白质、脂肪和糖的作用。内分泌腺主要由胰岛组成,能分泌不同的激素。观察胰腺组织局部结构模式图(如图)。
(4)结合图示,尝试用概念图的形式归纳概括体液的组成及相互关系,并总结细胞外液的成分来源?
【总结】血浆的来源:①从消化道吸收;②组织液的回渗;③淋巴液在左右锁骨下静脉的汇入;组织液的来源:①血浆透过毛细血管壁进入;②来自细胞内液(组织细胞代谢产物);淋巴液的来源:①组织液渗入毛细淋巴管形成; ②消化道的吸收。
提示:
【方法技巧】内环境示意图中各组分的判断方法
(3)A端若为动 脉上端,则一般情况下A处氧分压高于B处;A处营养物质含量高于B处,B处CO2和代谢废物含量均高于A处。
结论:甲是细胞内液,乙是组织液,丙是血浆,丁是淋巴。
1.细胞外液的成分
成分 含量
丙氨酸氨基转移酶 9~60 U/L
总蛋白 65~85 g/L
总胆红素 5~21 μmol/L
酸性磷酸酶 45~125 U/L
尿素 2.8~7.2 mmol/L
肌酐 57~111 μmol/L
尿酸 208.3~428.4 μmol/L
葡萄糖 3.9~6.1 mmol/L
乳酸脱氢酶 140~271 U/L
三酰甘油 0~1.7 mmol/L
成分 含量
总胆固醇 3.1~5.2 mmol/L
钠 137~146 mmol/L
钾 3.5~5.3 mmol/L
钙 2.2~2.65 mmol/L
磷 0.81~1.45mmol/L
镁 0.73~1.06 mmol/L
血清铁 11~30 μmol/L
氯 99~110 mmol/L
碳酸氢盐 22~28 nmol/L
总CO2 21~31.3 mmol/L
血浆的化学组成
1.血浆中这么多物质,你能将它们归类吗?
2.除表中所列成分外,血浆中还可能有哪些物质?
3.回忆所学知识,你能说出其中哪些物质在人体中的作用?
提示:分为无机物和有机物两类;也可分为营养物质和代谢废物。也可以采取其他的分类方式。
提示:还含有各种激素、维生素、O2等。
提示:葡萄糖是主要的能源物质,三酰甘油是储备的能源物质,蛋白质是生命活动的主要承担者,无机盐能够调节人体生命活动。
1.细胞外液的成分
成分 含量
丙氨酸氨基转移酶 9~60 U/L
总蛋白 65~85 g/L
总胆红素 5~21 μmol/L
酸性磷酸酶 45~125 U/L
尿素 2.8~7.2 mmol/L
肌酐 57~111 μmol/L
尿酸 208.3~428.4 μmol/L
葡萄糖 3.9~6.1 mmol/L
乳酸脱氢酶 140~271 U/L
三酰甘油 0~1.7 mmol/L
成分 含量
总胆固醇 3.1~5.2 mmol/L
钠 137~146 mmol/L
钾 3.5~5.3 mmol/L
钙 2.2~2.65 mmol/L
磷 0.81~1.45mmol/L
镁 0.73~1.06 mmol/L
血清铁 11~30 μmol/L
氯 99~110 mmol/L
碳酸氢盐 22~28 nmol/L
总CO2 21~31.3 mmol/L
血浆的化学组成
4.从葡萄糖、甘油三酯、尿素、钠中,任选一种你熟悉的成分,分析它的来源和去路,并说明这与人体的哪些系统有关。
提示:血浆中的葡萄糖主要来源于食物中的糖类。食物中的淀粉经消化系统消化后,分解为葡萄糖,经小肠绒毛吸收后进人血液,通过血液循环运输到全身各处。进入组织细胞后,葡萄糖主要用于氧化分解放能,为生命活动提供能量。生成的CO2和水,先排人内环境中,然后通过血液循环运输到相应都位排出,CO2由呼吸系统排出,多余水分主要由泌尿系统排出。
1.细胞外液的成分
血浆中约90%为水;其余10%分别是:蛋白质(7%~9%)、无机盐(约1%),以及血液运输的其他物质包括各种营养物质(如葡萄糖)、激素、各种代谢废物等。
组织液、淋巴液的成分和各成分的含量与血浆相近,但组织液和淋巴液中蛋白质含量很少。
细胞外液类似于海水,反映了生命起源于海洋。
【即时背诵】
【总结】不属于内环境成分的四类物质:①细胞内特有的物质:包括结构蛋白(血红蛋白)和胞内酶(呼吸酶、解旋酶、DNA聚合酶等)、核酸、糖原等;②细胞膜的成分:受体蛋白、载体蛋白;③与外界相通的管腔中的成分:各种消化酶(唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶)、尿液、泪液、唾液、汗液等;④不能被机体直接吸收的物质:纤维素、麦芽糖等
2.内环境的理化性质
(1)渗透压
①概念:
溶液中溶质微粒对水分子的吸引力。
②决定因素:
取决于单位体积内溶质微粒的数目,与微粒的大小与种类无关。
Q1:葡萄糖和蔗糖分子不能通过半透膜,一段时间后U型管中的液面如何变化?
Q2:0.3mol/L的葡萄糖溶液的渗透压和0.3mol/L氯化钠溶液的渗透压相同吗?
0.3mol/L氯化钠溶液的渗透压是0.3mol/L葡萄糖溶液的2倍
【判断技巧】溶质微粒数目越多,即溶液浓度(物质的量浓度)越高,溶液渗透压越高!
2.内环境的理化性质
(1)渗透压
③血浆渗透压:大小主要与无机盐(主要是Na+、Cl-)、蛋白质的含量有关。
血浆渗透压
胶体渗透压:由蛋白质等大分子物质的渗透压
晶体渗透压:由无机盐等小分子物质的渗透压
血浆渗透压的大小主要取决于无机盐
单位体积血浆中蛋白质微粒数目远小于无机盐离子
原因
2.内环境的理化性质
(1)渗透压
④细胞外液渗透压:在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上占有明显优势的是Na+和Cl-,细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl- 。
⑤细胞内液渗透压:细胞内液渗透压来源于K+
(2)酸碱度
正常人的血浆近中性,pH为7.35~7.45
有多个缓冲对:NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4
维持因素
【合作探究】我们每日的饮食中摄入大量的淀粉和蛋白质类食物,这些食物需要在消化道内被消化成小分子物质---葡萄糖、氨基酸才能被细胞吸收利用。有些人蛋白质摄入量过少,营养不良,会导致身体浮肿。
1.判断下列物质属于内环境成分的是___________;不属于内环境成分的是___________
①氧气 ②氨基酸 ③呼吸酶 ④血红蛋白 ⑤Ca 载体 ⑥激素 ⑦CO ⑧尿液⑨尿素 ⑩纤维素 麦芽糖 维生素
2.糖尿病人的血浆中的葡萄糖含量较高会使血浆渗透压如何变化 为什么
3.细胞外液中溶质含量最多的是蛋白质,为什么细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-?
提示:升高。血浆中的葡萄糖含量不断升高,使血浆中的溶质微粒增加,从而使细胞外液渗透压升高。
提示:溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。虽然蛋白质含量最高,但蛋白质分子质量较Na+和Cl-大得多,数目远小于Na+和Cl-。
①②⑥⑦⑨⑿
③④⑤⑧⑩⑾
【合作探究】我们每日的饮食中摄入大量的淀粉和蛋白质类食物,这些食物需要在消化道内被消化成小分子物质---葡萄糖、氨基酸才能被细胞吸收利用。有些人蛋白质摄入量过少,营养不良,会导致身体浮肿。
提示:与组织液相比,血浆含有较多的蛋白质,因此营养不良对血浆渗透压的影响更大,导致血浆渗透压低于组织液渗透压水分过多地流向组织液从而造成组织水肿。
4.组织水肿是指组织间隙液体过多而引起的全身或身体的一部分肿胀的症状。请结合渗透压的概念及下图所示模型,思考为什么营养不良会导致组织水肿?
【归纳】组织液生成、回收异常----组织水肿
(1)本质:组织间隙积聚的组织液过多。
(2)原因:血浆渗透压下降或组织液渗透压升高而导致水分过多地进入组织液引起的。
(1)营养物质进入组织细胞
(2)O2进入细胞内被利用
(3)CO2排出体外与O2进入细胞内所经历的途经正好相反
(4)尿素等代谢废物排出体外
【基础诊断】
1.内环境的成分中含有CO2、血红蛋白、尿素等( )
2.内环境中的渗透压和酸碱度都与其中的某些离子有关( )
3.毛细血管的通透性增加,会引起血浆渗透压上升( )
4.人体剧烈运动时,肌细胞中会产生大量的乳酸,乳酸进入血液后,会使血浆pH明显下降( )
1.× 提示:血红蛋白是红细胞内的物质,不属于内环境的的成分。
2.√
3.× 提示:蛋白质会渗入组织液,导致组织液渗透压上升,血浆渗透压下降。
4.× 提示:血浆中含有缓冲物质,乳酸不会导致血浆 pH 明显下降。
细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
内环境与外界环境的物质交换需要各个系统的参与
细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持。
【模型构建】细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
【合作探究】某同学放学回家后突然感觉到腹痛,接着出现了呕吐、腹泻等症状,他喝了两口热水后去医院就诊,经诊断为急性肠胃炎。医生对其肌肉注射消炎药物后,还静脉补充了质量分数为 5%~10%的葡萄糖盐水等。
1.肌肉注射和静脉滴注的物质首先进入的细胞外液分别是什么?
2.据下图描述组织细胞有氧呼吸需要的葡萄糖和 O ,是如何从外界环境进入组织细胞的?
3.据上图描述组织细胞产生的代谢废物,如尿素和CO2是怎样排出
体外的?
提示:组织液、血浆
提示:葡萄糖经消化系统吸收,再进入血液循环系统运输,再经组织液进入组织细胞;O2经呼吸系统吸入,然后进入血液循环系统运输,再经组织液进入组织细胞。
提示:组织细胞经代谢产生的CO2和尿素首先进入组织液,再进入血液循环系统,然后CO2再经呼吸系统排出体外;尿素经泌尿系统和皮肤等排出体外。