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生物选择性必修1第1节 细胞生活的环境导学案及答案
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这是一份生物选择性必修1第1节 细胞生活的环境导学案及答案，共15页。学案主要包含了图表情境，补偿训练，解题指南，规律方法，拓展延伸，材料情境，新高考·新风向等内容，欢迎下载使用。
基础预习自查
问题一:什么是体液和内环境?它们之间有什么关系?
1.体液
(1)概念:体内含有的大量以水为基础的液体。
(2)体液组成及相互关系:
2.内环境
(1)概念:由细胞外液构成的液体环境。
(2)组成及关系
问题二:细胞外液的成分有哪些?理化性质是怎样的?
1.细胞外液的成分
(1)血浆的成分。
(2)组织液、淋巴液、血浆成分的异同。
①相同点:成分和各成分的含量相近。
②不同点:血浆中含有较多的蛋白质。
(3)细胞外液是一种类似于海水的盐溶液,一定程度上反映了生命起源于海洋。
2.内环境的理化性质
(1)渗透压。
①血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。
②细胞外液渗透压的90%以上来自Na+和Cl-(无机盐离子)。
(2)酸碱度
(3)温度:人体细胞外液的温度一般维持在37__℃左右。
问题三:内环境的生理作用有哪些?
1.内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介:细胞可以直接与内环境进行物质交换,不断获取进行生命活动所需要的物质,同时又不断排出代谢产生的废物。
2.内环境与外界环境的物质交换过程,需要体内各个系统的参与。
3.细胞和内环境之间也是相互影响、相互作用的。细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持。
【微思考】
中华人民共和国成立70周年之际,在天安门前举行了盛大的阅兵仪式,为了达到最佳的效果,很多官兵在训练时手和脚磨出了水泡甚至血泡,血泡与水泡的成分相同吗?为什么?
提示:不相同。血泡的成分中有血液,水泡的成分主要是组织液。
核心互动探究
探究点一 内环境的组成及各成分之间的关系
【图表情境】如图为血浆、组织液和淋巴液之间的物质交换示意图,探讨下列问题:
1.内环境的组成(科学思维)
(1)填写A、B、C代表的结构名称。
A:组织细胞 B:毛细淋巴管 C:毛细血管
(2)写出下列细胞所处的内环境。
2.内环境各成分之间的关系(科学思维)
(1)血浆、组织液和淋巴液之间有什么内在联系?绘制出反映三者关系的模式图(用文字和箭头表示)。
提示:
(2)人的消化道、呼吸道、肺泡腔属于内环境吗?
提示:不属于。因为人的消化道、呼吸道、肺泡腔与外界相通,属于人体的外界环境。
(3)不经常参加劳动的人,偶尔一次用铁锨长时间劳动,手上容易起泡,你知道泡内的液体是什么吗?时间长了泡就会逐渐消失,其中的液体到哪里去了?
提示:组织液,由血浆透出毛细血管壁或组织细胞代谢产生。时间长了,大部分组织液通过毛细血管壁进入血浆,还有一部分通过毛细淋巴管壁进入淋巴液。
两组易混概念的区别
1.细胞液、细胞内液与细胞外液
(1)细胞液:植物细胞液泡中的液体。
(2)细胞内液:指细胞内的液体。
(3)细胞外液:即内环境,是指由血浆、组织液和淋巴液等构成的体内细胞所处的液体环境。
2.血液与血浆的区别
血液除去血细胞之外的液体成分为血浆。
1. (2021·唐山高二检测)如图,A、B、C表示人体内环境,下列叙述正确的是( )
A.细胞1可能是淋巴细胞
B.细胞2可能是红细胞
C.细胞3可能是肝细胞
D.A、B、C三部分液体环境合起来称为体液
【解析】选A。由题图可知,A表示血浆,B表示组织液,C表示淋巴液。淋巴细胞可生活在血浆中,A正确;红细胞生活的内环境是血浆,故细胞2不可能是红细胞,B错误;肝细胞生活的内环境是组织液,细胞3是淋巴细胞,不可能是肝细胞,C错误;血浆、组织液和淋巴液构成细胞外液,而体液包括细胞内液和细胞外液,D错误。
2.(2021·济南高二检测)血浆、组织液、淋巴液三者关系如图所示,图中的箭头表示错误的是( )
A.①氨基酸B.②尿素
C.③水D.④红细胞
【解析】选D。氨基酸为小分子营养物质,可以通过毛细血管壁进入组织液中,A正确;尿素为小分子代谢废物,可以从组织液通过毛细血管壁进入血浆中,B正确;组织液中的一部分物质包括水在内,可以被毛细淋巴管吸收,C正确;红细胞不能通过毛细血管壁进入组织液中,D错误。
【补偿训练】
下列有关人体内的细胞外液的叙述,不正确的是 ( )
A.人体内的细胞外液构成了人体内环境
B.人体内的细胞外液主要包括组织液、血浆和淋巴液
C.人体内的所有液体统称为细胞外液
D.人体内的细胞通过细胞外液与外界环境进行物质交换
【解题指南】解答本题首先需明确细胞外液与体液的区别,细胞外液属于体液,但体液除细胞外液外还有其他成分。
【解析】选C。人体内的液体包括细胞外液和细胞内液,细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴液等,构成内环境;人体内的细胞通过细胞外液与外界环境进行物质交换。
探究点二 细胞外液的成分及理化性质
【图表情境】如表是血浆的部分化学成分,探讨下列问题。
1.内环境成分的判断(科学思维)
(1)依据表格和所学知识推测血浆中含有哪些物质,尝试进行归类。
①营养物质:氨基酸、葡萄糖、甘油三酯、无机盐等。
②代谢废物:尿素、CO2等。
③其他物质:激素等。
(2)表格中血浆的总蛋白含量为65～85 g/L,远远高于组织液的蛋白含量,从血浆成分中分析原因是什么。
提示:血浆中含有的血浆蛋白(酶)比较多。
(3)判断下列哪些物质不是内环境的成分,并说出理由。
①血浆蛋白 ②尿素 ③呼吸酶 ④消化液 ⑤血红蛋白
⑥胰岛素 ⑦钾离子载体 ⑧胰蛋白酶
判断:不属于内环境成分的有③④⑤⑦⑧(填序号)。
理由:③⑤存在于细胞内,⑦在细胞膜上,④⑧存在于消化道内,消化道直接与外界环境相通,不属于内环境。
【规律方法】内环境组成成分的判断方法
(1)看是否属于血浆、组织液或淋巴液中的成分(是,则一定属于内环境的成分)。
(2)看是否属于细胞内液的成分(是,则一定不属于内环境的成分)。
(3)看是否属于机体外界环境液体的成分(是,则一定不属于内环境的成分)。
2.细胞外液的理化性质(科学思维)
(1)人的血浆渗透压在37 ℃时,约为770 kPa,相当于0.9%NaCl溶液的渗透压。思考下列问题:
①人体红细胞如果处于浓盐水或清水中,细胞的形态将分别发生的变化是失水皱缩、吸水涨破。
②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: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-。
③地震发生时,灾民们面对的困难不仅仅是恶劣的自然环境,还有食物缺乏和各种疾病。例如,许多人都出现了全身浮肿的现象。试分析造成浮肿的主要原因。
提示:食物中长期缺乏蛋白质,会造成血浆蛋白减少,血浆渗透压降低,使从血浆内进入组织液的水分多于回流的水分,引起组织水肿。
(2)正常人血浆的pH调节非常精细,在7.35～7.45波动,思考下列问题:
①血浆pH之所以能够保持稳定,与哪些物质有关?
提示:HC、HP等。
②剧烈运动后大量乳酸进入血浆,血浆pH会不会低于正常值?为什么?
提示:不会,因为乳酸进入血浆后,就与血浆中的NaHCO3发生作用,生成乳酸钠和H2CO3,H2CO3分解形成H2O和CO2 ,CO2经肺部排出。
1.内环境的正确理解
(1)人的消化道、呼吸道、肺泡腔等与外界直接相通,属于人体的外界环境。
(2)内环境的“内”与“外”是相对的,从细胞的角度看就是细胞外液;从人体的角度看,即相对人体的外界环境而言,细胞外液就是内环境。
2.存在于内环境中物质的判断
(1)存在于内环境的物质。
(2)不存在于内环境的物质。
3.组织水肿的实质及原因分析
(1)实质:在不同条件下,由于细胞外液渗透压的变化,引起组织液增多。
(2)原因:
1.(2021·青岛高二检测)在下列物质或过程中,不会在人体内环境中出现的是( )
①血红蛋白
②葡萄糖
③葡萄糖脱氢分解产生丙酮酸
④二氧化碳
⑤食物中的蛋白质分解成氨基酸
⑥甲状腺激素的运输
⑦乙酰胆碱
⑧尿素
⑨维生素
A.②③④⑥ B.①③⑤
C.①③⑦D.③⑤⑥⑧⑨
【解析】选B。血红蛋白存在于红细胞中,葡萄糖脱氢分解产生丙酮酸发生在细胞内,食物中的蛋白质分解成氨基酸主要发生在消化道内。
2.由于轻微创伤使小腿某处皮下呈暗红色并且局部水肿,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。轻微创伤导致部分毛细血管破裂,血浆蛋白等正常情况下不会进入组织液的成分可通过破裂的毛细血管进入组织液,进而导致组织液渗透压升高,使组织液增多,A正确。
3. 关于人体内环境理化性质的叙述,不正确的是( )
A.人体血浆的pH通常为7.35～7.45
B.人体细胞外液的温度一般维持在37 ℃左右
C.血浆渗透压的大小只与无机盐的含量有关
D.血浆的pH之所以能保持稳定,与它含有HC、HP等离子有关
【解析】选C。人体血浆的pH正常范围为7.35～7.45,A正确;人体细胞外液的正常温度一般维持在37 ℃左右,B正确;血浆渗透压的大小主要与蛋白质和无机盐的含量有关,C错误;血浆的pH之所以能保持稳定,与它含有HC、HP等缓冲物质有关,D正确。
【补偿训练】
(2017·全国卷Ⅰ改编)血浆渗透压可分为胶体渗透压和晶体渗透压,其中,由蛋白质等大分子物质形成的渗透压称为胶体渗透压,由无机盐等小分子物质形成的渗透压称为晶体渗透压。则下列叙述不正确的是( )
A.某种疾病导致人体血浆蛋白含量显著降低时,由于血浆胶体渗透压降低,从而导致组织水肿的发生
B.正常人大量饮用清水后,大量的水经胃肠吸收从而使血浆晶体渗透压增大
C.血浆渗透压的大小与无机盐、蛋白质的含量有关
D.细胞外液的理化性质包括渗透压、酸碱度和温度三个主要方面
【解析】选B。当人体血浆中蛋白质含量降低时,血浆胶体渗透压降低,水分由血浆向组织间隙渗透,造成组织间隙水分过多而出现组织水肿,A正确;正常人大量饮水后,大量的水经胃肠进入血浆,其中无机盐离子的浓度相对降低,而晶体渗透压是由无机盐等形成的,故血浆晶体渗透压降低,B错误;由题干条件可知血浆渗透压的大小与无机盐、蛋白质的含量有关,C正确;渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化性质的三个主要方面,D正确。
探究点三 内环境的作用
【图表情境】如图是细胞与外界环境进行物质交换的图示,据图探究以下问题:
1.物质交换过程(科学思维)
(1)人体细胞通过内环境间接与外界环境进行物质交换,该过程需要多个系统的参与, 请在图中①②③处空白部分填空。(2)据图探讨下列物质进入(排出)内环境的途径:
①营养物质运输的途径有哪些?
提示:
②O2运输的途径有哪些?
提示:
③尿素运输的途径有哪些?
提示:
2.内环境的功能(科学思维)
内环境是联系体内细胞与外界环境的桥梁,体现了内环境的什么功能?
提示:细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
3.跨膜层数的分析(科学思维)
空气中氧气进入人体细胞中被利用,至少要穿过多少层生物膜?(氧气要经过肺泡壁、毛细血管壁、红细胞等结构进入)
提示:至少要穿过11层生物膜。过程为肺泡壁细胞(两层细胞膜)→肺部毛细血管壁细胞(两层细胞膜)→红细胞(两层细胞膜)→毛细血管壁细胞(两层细胞膜)→组织细胞(一层细胞膜)→组织细胞线粒体外膜→组织细胞线粒体内膜。
【拓展延伸】氧气进入人体细胞被利用的过程示意图
内环境与外界环境之间物质交换有关的结构
1.直接有关的4个系统:循环、呼吸、消化、泌尿系统。
2.直接有关的器官:皮肤、肺、肾、小肠等。
1.如图为人体细胞通过内环境与外界环境发生物质交换的示意图,图中阴影部分不可表示( )
A.细胞内液 B.血浆 C.组织液 D.淋巴液
【解析】选A。图为人体细胞通过内环境与外界环境发生物质交换的示意图,图中阴影部分为内环境,内环境又叫细胞外液,由血浆、组织液和淋巴液等组成。细胞内液不属于内环境。
2.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.①③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.细胞与内环境直接交换的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
【解析】选C。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,图中①②③分别通过消化系统、呼吸系统和泌尿系统完成,A错误。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作内环境,B错误。细胞与内环境直接交换的④为养料和氧气,⑤为CO2、尿素等废物,C正确。⑥可用简明语言表述为:体内细胞通过内环境与外界环境间接地进行物质交换,D错误。
【补偿训练】
如图表示人体内的细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。下列叙述不正确的是( )
A.①～③分别代表血浆、淋巴液和组织液,三者共同构成人体内环境
B.当人体蛋白质长期供应不足时,①③等处的渗透压会降低
C.O2浓度①处最低,细胞内液中最高
D.无氧呼吸产生并释放到①中的乳酸由缓冲物质中和,以维持内环境pH的相对稳定
【解析】选C。分析可知,①为血浆,②为淋巴液,③为组织液,血浆和组织液是可以相互渗透的,A正确;蛋白质供应不足时,血浆蛋白合成量就会下降,导致血浆渗透压下降,进而导致组织液增多,渗透压降低,B正确;O2浓度在①处最高,细胞内液中最低,从而决定O2以自由扩散的方式由①逐渐运输至组织细胞被利用,C错误;乳酸进入血液后,与血浆中的缓冲物质发生作用以维持内环境中酸碱度相对稳定,D正确。
情境素养探究
【材料情境】血浆含有很多种类的物质,其渗透压由大分子血浆蛋白组成的胶体渗透压和由电解质、葡萄糖等小分子物质组成的晶体渗透压两部分构成,正常值约为770 kPa。
探究:
(1)血浆蛋白含量远远多于组织液中的蛋白质含量,推测两者胶体渗透压的大小关系。
提示:血浆大于组织液。
(2)血浆渗透压和组织液渗透压相等,两者晶体物质的浓度几乎相等,推测它们的晶体渗透压也基本相等。结合(1)题判断有没有矛盾。
提示:没有,胶体渗透压在血浆中所占的比例很小。
【图表情境】如图是人体物质交换关系图:
探究:
(1)消化系统、呼吸系统、泌尿系统有哪些作用?
提示:消化系统将营养物质摄入体内;呼吸系统吸入氧气,排出二氧化碳;泌尿系统把代谢废物、水和无机盐排出体外。
(2)尿素排出体外的途径有哪些?
提示:尿液和汗液。
课堂素养达标
1.内环境是机体进行正常生命活动的液体环境。下列都属于人体内环境的组成成分的是________。(填序号)
①血液、组织液和淋巴液
②血浆蛋白、O2和葡萄糖
③葡萄糖、CO2和胰岛素
④激素和氨基酸
⑤喝牛奶,进入胃中
⑥口服进入消化道的抗菌药物
⑦肌肉注射青霉素
⑧精子进入输卵管与卵细胞结合
【解析】选②③④⑦。血液中的血细胞不属于内环境,血液中的血浆是内环境的重要组成部分,①错误;血浆蛋白、O2和葡萄糖都是内环境的组成成分,②正确;葡萄糖、CO2和胰岛素都是内环境的组成成分,③正确;激素和氨基酸都可出现在血浆中,属于内环境的组成成分,④正确;胃直接与外界环境相通,所以胃内的物质不属于内环境的成分,⑤错误;口服抗菌药物进入消化道,消化道直接与外界环境相通,不属于内环境,⑥错误;肌肉注射青霉素直接进入组织液,组织液是内环境的重要组成部分,⑦正确;输卵管直接与外界环境相通,不属于内环境,⑧错误。
2.红细胞、肌细胞和淋巴管中的淋巴细胞所处的内环境依次是( )
A.血浆、体液和体液 B.血液、体液和淋巴液
C.血浆、组织液和淋巴液D.血液、细胞外液和体液
【解析】选C。红细胞属于血细胞,其直接生存的内环境是血浆;肌细胞属于组织细胞,其直接生存的内环境是组织液;淋巴管中的淋巴细胞直接生存的内环境是淋巴液。
3.(2021年湖北适应性测试)人体内含有大量以水为基础的液体,这些液体统称为体液。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞外液的理化性质主要包括渗透压、酸碱度和温度等方面
B.由细胞外液构成的液体环境为外环境,主要包括血浆、组织液和淋巴液
C.组织液又叫细胞间隙液,主要存在于组织细胞间隙,为组织细胞提供营养物质
D.若局部毛细血管通透性增加,则组织液生成增多
【解析】选B。本题主要考查体液、内环境稳态的相关内容。细胞外液的理化性质包括渗透压、酸碱度、温度等方面,A正确;细胞外液又称内环境,B错误;组织液是组织细胞间的液体成分,又叫细胞间隙液,为组织细胞提供营养物质,C正确;局部毛细血管通透性增加,血浆的成分进入组织液,使组织液浓度增大,血浆、组织细胞内的水会进入组织液,使组织液增多,D正确。
4.(2021·临沂高二检测)下列有关细胞外液渗透压的叙述,不正确的是( )
A.细胞外液渗透压的大小取决于单位体积细胞外液中溶质微粒的数目
B.细胞外液渗透压主要由Na+和Cl-的浓度决定
C.血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关
D.人的血浆渗透压小于细胞内液的渗透压
【解析】选D。溶液渗透压的大小主要与单位体积溶液中溶质微粒的数目有关,单位体积溶液中溶质微粒越多,溶液的渗透压越大,A正确;细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-,B正确;血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关,C正确;正常人的血浆渗透压与细胞内液的渗透压基本相等,D错误。
5.如图是某同学构建的人体细胞和内环境的关系示意图,其中①②③④分别表示组成人体体液的各成分。据图回答下列问题:
(1)组织液来自________和________。
(2)内环境三种成分之间可用双向箭头表示的是________(填标号)。
(3)在一些病理条件下,血浆、组织液和淋巴液三者的量都可能发生变化。请举出由病理原因引起②增多的实例:________________________________。
【解析】(1)组织液来自血浆和细胞内液,因为血浆和组织液、组织液和细胞内液之间是相互渗透的。(2)[①]血浆中的氧气、营养物质等经毛细血管壁进入[②]组织液,满足组织细胞代谢需求,同时组织细胞产生的CO2等代谢废物进入[②]组织液,通过毛细血管壁重新返回[①]血浆。(3)引起组织液增多的原因有多种,如营养不良导致血浆蛋白减少,血浆渗透压降低,组织液增多;淋巴循环受阻会导致组织液渗透压升高,水分进入组织液,组织液增多。
答案:(1)血浆 细胞内液
(2)①②
(3)营养不良、花粉过敏、肾小球炎症、淋巴循环受阻等(写出任意一项即可)
【新高考·新风向】
6.如图为人体内局部组织结构示意图,请据图回答有关问题:
(1)毛细血管壁细胞生活的内环境是__________。
A.血浆 B.血液 C.组织液 D.淋巴液 E.细胞液
(2)红细胞运输的O2被组织细胞利用,需要经过什么途径?(用箭头表示)
(3)过敏会增加毛细血管的通透性,使血浆蛋白渗出,解释过敏导致组织水肿的原因。
【解析】(1)毛细血管壁细胞内侧为血浆,外侧为组织液。(2)红细胞中的氧气首先扩散到血浆中,然后扩散到组织液中,再进入组织细胞内被线粒体利用。(3)过敏会增加毛细血管的通透性,使血浆蛋白从毛细血管渗出到组织液,增加了组织液的渗透压,水从血浆向组织液移动,导致组织水肿。
答案:(1)A、C
(2)红细胞→血浆→组织液→组织细胞→线粒体
(3)血浆蛋白从毛细血管渗出到组织液,增加了组织液的渗透压,水从血浆向组织液移动导致组织水肿。细胞名称
所处内环境
组织细胞
组织液
红细胞
血浆
毛细血管壁细胞
血浆和组织液
毛细淋巴管壁细胞
淋巴液和组织液
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 μml/L
碱性磷酸酶
45～125 U/L
尿素
2.8～7.2 mml/L
肌酐
57～111 μml/L
尿酸
208.3～428.4 μml/L
葡萄糖
3.9～6.1 mml/L
乳酸脱氢酶
140～271 U/L
甘油三酯
0～1.7 mml/L
基础预习自查
问题一:什么是体液和内环境?它们之间有什么关系?
1.体液
(1)概念:体内含有的大量以水为基础的液体。
(2)体液组成及相互关系:
2.内环境
(1)概念:由细胞外液构成的液体环境。
(2)组成及关系
问题二:细胞外液的成分有哪些?理化性质是怎样的?
1.细胞外液的成分
(1)血浆的成分。
(2)组织液、淋巴液、血浆成分的异同。
①相同点:成分和各成分的含量相近。
②不同点:血浆中含有较多的蛋白质。
(3)细胞外液是一种类似于海水的盐溶液,一定程度上反映了生命起源于海洋。
2.内环境的理化性质
(1)渗透压。
①血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。
②细胞外液渗透压的90%以上来自Na+和Cl-(无机盐离子)。
(2)酸碱度
(3)温度:人体细胞外液的温度一般维持在37__℃左右。
问题三:内环境的生理作用有哪些?
1.内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介:细胞可以直接与内环境进行物质交换,不断获取进行生命活动所需要的物质,同时又不断排出代谢产生的废物。
2.内环境与外界环境的物质交换过程,需要体内各个系统的参与。
3.细胞和内环境之间也是相互影响、相互作用的。细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持。
【微思考】
中华人民共和国成立70周年之际,在天安门前举行了盛大的阅兵仪式,为了达到最佳的效果,很多官兵在训练时手和脚磨出了水泡甚至血泡,血泡与水泡的成分相同吗?为什么?
提示:不相同。血泡的成分中有血液,水泡的成分主要是组织液。
核心互动探究
探究点一 内环境的组成及各成分之间的关系
【图表情境】如图为血浆、组织液和淋巴液之间的物质交换示意图,探讨下列问题:
1.内环境的组成(科学思维)
(1)填写A、B、C代表的结构名称。
A:组织细胞 B:毛细淋巴管 C:毛细血管
(2)写出下列细胞所处的内环境。
2.内环境各成分之间的关系(科学思维)
(1)血浆、组织液和淋巴液之间有什么内在联系?绘制出反映三者关系的模式图(用文字和箭头表示)。
提示:
(2)人的消化道、呼吸道、肺泡腔属于内环境吗?
提示:不属于。因为人的消化道、呼吸道、肺泡腔与外界相通,属于人体的外界环境。
(3)不经常参加劳动的人,偶尔一次用铁锨长时间劳动,手上容易起泡,你知道泡内的液体是什么吗?时间长了泡就会逐渐消失,其中的液体到哪里去了?
提示:组织液,由血浆透出毛细血管壁或组织细胞代谢产生。时间长了,大部分组织液通过毛细血管壁进入血浆,还有一部分通过毛细淋巴管壁进入淋巴液。
两组易混概念的区别
1.细胞液、细胞内液与细胞外液
(1)细胞液:植物细胞液泡中的液体。
(2)细胞内液:指细胞内的液体。
(3)细胞外液:即内环境,是指由血浆、组织液和淋巴液等构成的体内细胞所处的液体环境。
2.血液与血浆的区别
血液除去血细胞之外的液体成分为血浆。
1. (2021·唐山高二检测)如图,A、B、C表示人体内环境,下列叙述正确的是( )
A.细胞1可能是淋巴细胞
B.细胞2可能是红细胞
C.细胞3可能是肝细胞
D.A、B、C三部分液体环境合起来称为体液
【解析】选A。由题图可知,A表示血浆,B表示组织液,C表示淋巴液。淋巴细胞可生活在血浆中,A正确;红细胞生活的内环境是血浆,故细胞2不可能是红细胞,B错误;肝细胞生活的内环境是组织液,细胞3是淋巴细胞,不可能是肝细胞,C错误;血浆、组织液和淋巴液构成细胞外液,而体液包括细胞内液和细胞外液,D错误。
2.(2021·济南高二检测)血浆、组织液、淋巴液三者关系如图所示,图中的箭头表示错误的是( )
A.①氨基酸B.②尿素
C.③水D.④红细胞
【解析】选D。氨基酸为小分子营养物质,可以通过毛细血管壁进入组织液中,A正确;尿素为小分子代谢废物,可以从组织液通过毛细血管壁进入血浆中,B正确;组织液中的一部分物质包括水在内,可以被毛细淋巴管吸收,C正确;红细胞不能通过毛细血管壁进入组织液中,D错误。
【补偿训练】
下列有关人体内的细胞外液的叙述,不正确的是 ( )
A.人体内的细胞外液构成了人体内环境
B.人体内的细胞外液主要包括组织液、血浆和淋巴液
C.人体内的所有液体统称为细胞外液
D.人体内的细胞通过细胞外液与外界环境进行物质交换
【解题指南】解答本题首先需明确细胞外液与体液的区别,细胞外液属于体液,但体液除细胞外液外还有其他成分。
【解析】选C。人体内的液体包括细胞外液和细胞内液,细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴液等,构成内环境;人体内的细胞通过细胞外液与外界环境进行物质交换。
探究点二 细胞外液的成分及理化性质
【图表情境】如表是血浆的部分化学成分,探讨下列问题。
1.内环境成分的判断(科学思维)
(1)依据表格和所学知识推测血浆中含有哪些物质,尝试进行归类。
①营养物质:氨基酸、葡萄糖、甘油三酯、无机盐等。
②代谢废物:尿素、CO2等。
③其他物质:激素等。
(2)表格中血浆的总蛋白含量为65～85 g/L,远远高于组织液的蛋白含量,从血浆成分中分析原因是什么。
提示:血浆中含有的血浆蛋白(酶)比较多。
(3)判断下列哪些物质不是内环境的成分,并说出理由。
①血浆蛋白 ②尿素 ③呼吸酶 ④消化液 ⑤血红蛋白
⑥胰岛素 ⑦钾离子载体 ⑧胰蛋白酶
判断:不属于内环境成分的有③④⑤⑦⑧(填序号)。
理由:③⑤存在于细胞内,⑦在细胞膜上,④⑧存在于消化道内,消化道直接与外界环境相通,不属于内环境。
【规律方法】内环境组成成分的判断方法
(1)看是否属于血浆、组织液或淋巴液中的成分(是,则一定属于内环境的成分)。
(2)看是否属于细胞内液的成分(是,则一定不属于内环境的成分)。
(3)看是否属于机体外界环境液体的成分(是,则一定不属于内环境的成分)。
2.细胞外液的理化性质(科学思维)
(1)人的血浆渗透压在37 ℃时,约为770 kPa,相当于0.9%NaCl溶液的渗透压。思考下列问题:
①人体红细胞如果处于浓盐水或清水中,细胞的形态将分别发生的变化是失水皱缩、吸水涨破。
②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: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-。
③地震发生时,灾民们面对的困难不仅仅是恶劣的自然环境,还有食物缺乏和各种疾病。例如,许多人都出现了全身浮肿的现象。试分析造成浮肿的主要原因。
提示:食物中长期缺乏蛋白质,会造成血浆蛋白减少,血浆渗透压降低,使从血浆内进入组织液的水分多于回流的水分,引起组织水肿。
(2)正常人血浆的pH调节非常精细,在7.35～7.45波动,思考下列问题:
①血浆pH之所以能够保持稳定,与哪些物质有关?
提示:HC、HP等。
②剧烈运动后大量乳酸进入血浆,血浆pH会不会低于正常值?为什么?
提示:不会,因为乳酸进入血浆后,就与血浆中的NaHCO3发生作用,生成乳酸钠和H2CO3,H2CO3分解形成H2O和CO2 ,CO2经肺部排出。
1.内环境的正确理解
(1)人的消化道、呼吸道、肺泡腔等与外界直接相通,属于人体的外界环境。
(2)内环境的“内”与“外”是相对的,从细胞的角度看就是细胞外液;从人体的角度看,即相对人体的外界环境而言,细胞外液就是内环境。
2.存在于内环境中物质的判断
(1)存在于内环境的物质。
(2)不存在于内环境的物质。
3.组织水肿的实质及原因分析
(1)实质:在不同条件下,由于细胞外液渗透压的变化,引起组织液增多。
(2)原因:
1.(2021·青岛高二检测)在下列物质或过程中,不会在人体内环境中出现的是( )
①血红蛋白
②葡萄糖
③葡萄糖脱氢分解产生丙酮酸
④二氧化碳
⑤食物中的蛋白质分解成氨基酸
⑥甲状腺激素的运输
⑦乙酰胆碱
⑧尿素
⑨维生素
A.②③④⑥ B.①③⑤
C.①③⑦D.③⑤⑥⑧⑨
【解析】选B。血红蛋白存在于红细胞中,葡萄糖脱氢分解产生丙酮酸发生在细胞内,食物中的蛋白质分解成氨基酸主要发生在消化道内。
2.由于轻微创伤使小腿某处皮下呈暗红色并且局部水肿,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。轻微创伤导致部分毛细血管破裂,血浆蛋白等正常情况下不会进入组织液的成分可通过破裂的毛细血管进入组织液,进而导致组织液渗透压升高,使组织液增多,A正确。
3. 关于人体内环境理化性质的叙述,不正确的是( )
A.人体血浆的pH通常为7.35～7.45
B.人体细胞外液的温度一般维持在37 ℃左右
C.血浆渗透压的大小只与无机盐的含量有关
D.血浆的pH之所以能保持稳定,与它含有HC、HP等离子有关
【解析】选C。人体血浆的pH正常范围为7.35～7.45,A正确;人体细胞外液的正常温度一般维持在37 ℃左右,B正确;血浆渗透压的大小主要与蛋白质和无机盐的含量有关,C错误;血浆的pH之所以能保持稳定,与它含有HC、HP等缓冲物质有关,D正确。
【补偿训练】
(2017·全国卷Ⅰ改编)血浆渗透压可分为胶体渗透压和晶体渗透压,其中,由蛋白质等大分子物质形成的渗透压称为胶体渗透压,由无机盐等小分子物质形成的渗透压称为晶体渗透压。则下列叙述不正确的是( )
A.某种疾病导致人体血浆蛋白含量显著降低时,由于血浆胶体渗透压降低,从而导致组织水肿的发生
B.正常人大量饮用清水后,大量的水经胃肠吸收从而使血浆晶体渗透压增大
C.血浆渗透压的大小与无机盐、蛋白质的含量有关
D.细胞外液的理化性质包括渗透压、酸碱度和温度三个主要方面
【解析】选B。当人体血浆中蛋白质含量降低时,血浆胶体渗透压降低,水分由血浆向组织间隙渗透,造成组织间隙水分过多而出现组织水肿,A正确;正常人大量饮水后,大量的水经胃肠进入血浆,其中无机盐离子的浓度相对降低,而晶体渗透压是由无机盐等形成的,故血浆晶体渗透压降低,B错误;由题干条件可知血浆渗透压的大小与无机盐、蛋白质的含量有关,C正确;渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化性质的三个主要方面,D正确。
探究点三 内环境的作用
【图表情境】如图是细胞与外界环境进行物质交换的图示,据图探究以下问题:
1.物质交换过程(科学思维)
(1)人体细胞通过内环境间接与外界环境进行物质交换,该过程需要多个系统的参与, 请在图中①②③处空白部分填空。(2)据图探讨下列物质进入(排出)内环境的途径:
①营养物质运输的途径有哪些?
提示:
②O2运输的途径有哪些?
提示:
③尿素运输的途径有哪些?
提示:
2.内环境的功能(科学思维)
内环境是联系体内细胞与外界环境的桥梁,体现了内环境的什么功能?
提示:细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
3.跨膜层数的分析(科学思维)
空气中氧气进入人体细胞中被利用,至少要穿过多少层生物膜?(氧气要经过肺泡壁、毛细血管壁、红细胞等结构进入)
提示:至少要穿过11层生物膜。过程为肺泡壁细胞(两层细胞膜)→肺部毛细血管壁细胞(两层细胞膜)→红细胞(两层细胞膜)→毛细血管壁细胞(两层细胞膜)→组织细胞(一层细胞膜)→组织细胞线粒体外膜→组织细胞线粒体内膜。
【拓展延伸】氧气进入人体细胞被利用的过程示意图
内环境与外界环境之间物质交换有关的结构
1.直接有关的4个系统:循环、呼吸、消化、泌尿系统。
2.直接有关的器官:皮肤、肺、肾、小肠等。
1.如图为人体细胞通过内环境与外界环境发生物质交换的示意图,图中阴影部分不可表示( )
A.细胞内液 B.血浆 C.组织液 D.淋巴液
【解析】选A。图为人体细胞通过内环境与外界环境发生物质交换的示意图,图中阴影部分为内环境,内环境又叫细胞外液,由血浆、组织液和淋巴液等组成。细胞内液不属于内环境。
2.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.①③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.细胞与内环境直接交换的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
【解析】选C。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,图中①②③分别通过消化系统、呼吸系统和泌尿系统完成,A错误。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作内环境,B错误。细胞与内环境直接交换的④为养料和氧气,⑤为CO2、尿素等废物,C正确。⑥可用简明语言表述为:体内细胞通过内环境与外界环境间接地进行物质交换,D错误。
【补偿训练】
如图表示人体内的细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。下列叙述不正确的是( )
A.①～③分别代表血浆、淋巴液和组织液,三者共同构成人体内环境
B.当人体蛋白质长期供应不足时,①③等处的渗透压会降低
C.O2浓度①处最低,细胞内液中最高
D.无氧呼吸产生并释放到①中的乳酸由缓冲物质中和,以维持内环境pH的相对稳定
【解析】选C。分析可知,①为血浆,②为淋巴液,③为组织液,血浆和组织液是可以相互渗透的,A正确;蛋白质供应不足时,血浆蛋白合成量就会下降,导致血浆渗透压下降,进而导致组织液增多,渗透压降低,B正确;O2浓度在①处最高,细胞内液中最低,从而决定O2以自由扩散的方式由①逐渐运输至组织细胞被利用,C错误;乳酸进入血液后,与血浆中的缓冲物质发生作用以维持内环境中酸碱度相对稳定,D正确。
情境素养探究
【材料情境】血浆含有很多种类的物质,其渗透压由大分子血浆蛋白组成的胶体渗透压和由电解质、葡萄糖等小分子物质组成的晶体渗透压两部分构成,正常值约为770 kPa。
探究:
(1)血浆蛋白含量远远多于组织液中的蛋白质含量,推测两者胶体渗透压的大小关系。
提示:血浆大于组织液。
(2)血浆渗透压和组织液渗透压相等,两者晶体物质的浓度几乎相等,推测它们的晶体渗透压也基本相等。结合(1)题判断有没有矛盾。
提示:没有,胶体渗透压在血浆中所占的比例很小。
【图表情境】如图是人体物质交换关系图:
探究:
(1)消化系统、呼吸系统、泌尿系统有哪些作用?
提示:消化系统将营养物质摄入体内;呼吸系统吸入氧气,排出二氧化碳;泌尿系统把代谢废物、水和无机盐排出体外。
(2)尿素排出体外的途径有哪些?
提示:尿液和汗液。
课堂素养达标
1.内环境是机体进行正常生命活动的液体环境。下列都属于人体内环境的组成成分的是________。(填序号)
①血液、组织液和淋巴液
②血浆蛋白、O2和葡萄糖
③葡萄糖、CO2和胰岛素
④激素和氨基酸
⑤喝牛奶,进入胃中
⑥口服进入消化道的抗菌药物
⑦肌肉注射青霉素
⑧精子进入输卵管与卵细胞结合
【解析】选②③④⑦。血液中的血细胞不属于内环境,血液中的血浆是内环境的重要组成部分,①错误;血浆蛋白、O2和葡萄糖都是内环境的组成成分,②正确;葡萄糖、CO2和胰岛素都是内环境的组成成分,③正确;激素和氨基酸都可出现在血浆中,属于内环境的组成成分,④正确;胃直接与外界环境相通,所以胃内的物质不属于内环境的成分,⑤错误;口服抗菌药物进入消化道,消化道直接与外界环境相通,不属于内环境,⑥错误;肌肉注射青霉素直接进入组织液,组织液是内环境的重要组成部分,⑦正确;输卵管直接与外界环境相通,不属于内环境,⑧错误。
2.红细胞、肌细胞和淋巴管中的淋巴细胞所处的内环境依次是( )
A.血浆、体液和体液 B.血液、体液和淋巴液
C.血浆、组织液和淋巴液D.血液、细胞外液和体液
【解析】选C。红细胞属于血细胞,其直接生存的内环境是血浆;肌细胞属于组织细胞,其直接生存的内环境是组织液;淋巴管中的淋巴细胞直接生存的内环境是淋巴液。
3.(2021年湖北适应性测试)人体内含有大量以水为基础的液体,这些液体统称为体液。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞外液的理化性质主要包括渗透压、酸碱度和温度等方面
B.由细胞外液构成的液体环境为外环境,主要包括血浆、组织液和淋巴液
C.组织液又叫细胞间隙液,主要存在于组织细胞间隙,为组织细胞提供营养物质
D.若局部毛细血管通透性增加,则组织液生成增多
【解析】选B。本题主要考查体液、内环境稳态的相关内容。细胞外液的理化性质包括渗透压、酸碱度、温度等方面,A正确;细胞外液又称内环境,B错误;组织液是组织细胞间的液体成分,又叫细胞间隙液,为组织细胞提供营养物质,C正确;局部毛细血管通透性增加,血浆的成分进入组织液,使组织液浓度增大,血浆、组织细胞内的水会进入组织液,使组织液增多,D正确。
4.(2021·临沂高二检测)下列有关细胞外液渗透压的叙述,不正确的是( )
A.细胞外液渗透压的大小取决于单位体积细胞外液中溶质微粒的数目
B.细胞外液渗透压主要由Na+和Cl-的浓度决定
C.血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关
D.人的血浆渗透压小于细胞内液的渗透压
【解析】选D。溶液渗透压的大小主要与单位体积溶液中溶质微粒的数目有关,单位体积溶液中溶质微粒越多,溶液的渗透压越大,A正确;细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-,B正确;血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关,C正确;正常人的血浆渗透压与细胞内液的渗透压基本相等,D错误。
5.如图是某同学构建的人体细胞和内环境的关系示意图,其中①②③④分别表示组成人体体液的各成分。据图回答下列问题:
(1)组织液来自________和________。
(2)内环境三种成分之间可用双向箭头表示的是________(填标号)。
(3)在一些病理条件下,血浆、组织液和淋巴液三者的量都可能发生变化。请举出由病理原因引起②增多的实例:________________________________。
【解析】(1)组织液来自血浆和细胞内液,因为血浆和组织液、组织液和细胞内液之间是相互渗透的。(2)[①]血浆中的氧气、营养物质等经毛细血管壁进入[②]组织液,满足组织细胞代谢需求,同时组织细胞产生的CO2等代谢废物进入[②]组织液,通过毛细血管壁重新返回[①]血浆。(3)引起组织液增多的原因有多种,如营养不良导致血浆蛋白减少,血浆渗透压降低,组织液增多;淋巴循环受阻会导致组织液渗透压升高,水分进入组织液,组织液增多。
答案:(1)血浆 细胞内液
(2)①②
(3)营养不良、花粉过敏、肾小球炎症、淋巴循环受阻等(写出任意一项即可)
【新高考·新风向】
6.如图为人体内局部组织结构示意图,请据图回答有关问题:
(1)毛细血管壁细胞生活的内环境是__________。
A.血浆 B.血液 C.组织液 D.淋巴液 E.细胞液
(2)红细胞运输的O2被组织细胞利用,需要经过什么途径?(用箭头表示)
(3)过敏会增加毛细血管的通透性,使血浆蛋白渗出,解释过敏导致组织水肿的原因。
【解析】(1)毛细血管壁细胞内侧为血浆,外侧为组织液。(2)红细胞中的氧气首先扩散到血浆中,然后扩散到组织液中,再进入组织细胞内被线粒体利用。(3)过敏会增加毛细血管的通透性,使血浆蛋白从毛细血管渗出到组织液,增加了组织液的渗透压,水从血浆向组织液移动,导致组织水肿。
答案:(1)A、C
(2)红细胞→血浆→组织液→组织细胞→线粒体
(3)血浆蛋白从毛细血管渗出到组织液,增加了组织液的渗透压,水从血浆向组织液移动导致组织水肿。细胞名称
所处内环境
组织细胞
组织液
红细胞
血浆
毛细血管壁细胞
血浆和组织液
毛细淋巴管壁细胞
淋巴液和组织液
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 μml/L
碱性磷酸酶
45～125 U/L
尿素
2.8～7.2 mml/L
肌酐
57～111 μml/L
尿酸
208.3～428.4 μml/L
葡萄糖
3.9～6.1 mml/L
乳酸脱氢酶
140～271 U/L
甘油三酯
0～1.7 mml/L
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