2022届高考生物一轮复习第8单元稳态与调节第22讲人体的内环境与稳态学案新人教版

第22讲　人体的内环境与稳态

素养导读

必备知识固本夯基　

一、细胞生活的环境

1.体液及内环境的组成

(1)体液的组成

①　　　　　　　　;②　　　　　　　　;③　　　　　　;④　　　　;⑤　　　　　　　　。 

(2)细胞外液的成分

①血浆的成分:血浆中约90%为水,7%~9%　　　　　　,约1%　　　　　　,血液运输的其他物质(如葡萄糖、各种代谢废物、气体、激素等)。 

②组织液、淋巴液的成分:二者的成分和各成分的含量与血浆相近,最主要的差别是血浆中　　　　　　含量较高。 

(3)体液中各成分之间的相互转化关系

2.内环境的理化性质

3.细胞通过内环境与外界环境进行物质交换

(1)细胞作为一个开放系统,可以直接与　　　　　　进行物质交换,细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的　　　　　　　　　　　　。 

(2)内环境与外界环境的物质交换过程,需要体内　　　　　　　　的参与;直接参与的器官、系统有消化系统、循环系统、呼吸系统、泌尿系统和皮肤等。 

二、内环境的稳态

1.内环境的动态变化

(1)实例——血浆pH的维持机理

(2)稳态的概念: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　　　　　　　　状态。 

2.对稳态调节机制的认识

(1)内环境稳态

①基础:人体各　　　　　　　协调一致地正常运行。 

②实质:内环境的组成成分和理化性质的　　　　平衡。 

③原因:外界环境的变化和体内　　　　　　　　　　的进行,使内环境的各种化学成分和理化性质不断变化。 

(2)稳态的主要调节机制:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)稳态概念的发展

在生命系统的各个层次上,都普遍存在着稳态,稳态已成为生命科学的一大基本概念。

分子水平→　　　　　　　　的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等 

↓

细胞水平→细胞　　　　　　　　　　的稳态等 

↓

器官水平→心脏活动(血压、心率)的稳态、消化腺分泌消化液的稳态等

↓

群体水平→种群　　　　　　　　的稳态、生态系统的结构和功能的稳态 

概念检测

1.《红楼梦》中有句话说,女人是水做的。其实不论男性还是女性,体内都含有大量以水为基础的液体,这些液体统称为体液。请判断下列说法是否正确。

(1)体液包括血浆、组织液、淋巴液,三者统称为细胞外液。(　　)

(2)细胞外液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。(　　)

(3)脑脊液、尿液、泪液、消化液等体内的液体均属于体液。(　　)

(4)组织液、淋巴液的成分和各成分的含量与血浆相近,最主要的差别在于蛋白质含量较血浆中少。(　　)

2.内环境稳态是指在机体的调节和器官、系统的参与下使内环境的成分和理化性质等保持相对稳定状态,是机体进行正常生命活动的必要条件。请判断下列说法是否正确。

(1)溶液渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力,溶液渗透压的大小与单位体积溶液中溶质微粒的数目呈负相关。(　　)

(2)内环境稳态就是指内环境理化性质中的温度、pH、渗透压保持相对稳定状态。(　　)

(3)内环境的稳态需要神经—体液—免疫调节,需要各个器官和系统的协调。(　　)

(4)内环境保持相对稳定有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行,有利于机体适应外界环境的变化。(　　)

3.体内细胞直接与内环境进行物质交换,不断获取生命活动所需要的物质,同时又不断排出代谢产生的废物,从而维持细胞正常的生命活动。请判断下列说法是否正确。

(1)只有单细胞生物可与生存的外界环境直接进行物质交换。(　　)

(2)通常,人体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换。(　　)

(3)内环境与外界环境的物质交换需要消化、呼吸、循环、泌尿等系统参与。(　　)

(4)内环境成分中含有CO2、尿素、神经递质、激素和血红蛋白等。(　　)

教材拓展

1.(人教版选择性必修1P6“概念检测”)手和脚有时会磨出“水疱”,甚至是“血疱”。二者成分分别是什么?

2.(人教版选择性必修1P10边栏问题)尿毒症与内环境稳态失调有何关系?你知道如何治疗尿毒症吗?

核心考点能力提升　

考点一　细胞生活的环境

合作探究

探究内环境各成分的关系以及组织细胞进行物质交换的途径

下图是内环境各成分之间的关系示意图,图中序号可代表细胞或结构名称、体液的成分,箭头代表物质的运输方向。请分析回答下列问题。

(1)若图中序号代表细胞或结构,已知①是微动脉,②是微静脉,营养物质是通过　　　　　　　　　　　　　　进入内环境的,内环境的代谢废物是通过　　　　　　　　　　　　　　　运回血浆的。 

(2)若上图中的某些序号代表内环境的成分,写出毛细血管壁、毛细淋巴管壁和肺泡壁生活的内环境,用上图中的序号表示。

(3)以水的运输为例,构建血浆、组织液和淋巴液的关系模型,说明全身的细胞外液是一个有机的整体。

考向突破

考向1　内环境各成分辨析及各组成的关系

1.(2019全国Ⅲ)下列关于人体组织液的叙述,错误的是(　　)

A.血浆中的葡萄糖可以通过组织液进入骨骼肌细胞

B.肝细胞呼吸代谢产生的CO2可以进入组织液中

C.组织液中的O2可以通过自由扩散进入组织细胞中

D.运动时,丙酮酸转化成乳酸的过程发生在组织液中

归纳提升(1)内环境中存在和不存在的物质

①存在的物质

②不存在的物质

(2)发生和不发生在内环境中的生理过程

考向2　内环境理化性质中的渗透压形成

2.(2021山东济南模拟)下表是血浆、组织液和骨骼肌细胞内液某些成分的浓度及总渗透压的比较(浓度单位为mmol/L,渗透压单位为mOsm/L),下列相关叙述错误的是              (　　)

A.Na+、Cl-主要分布在细胞外液中

B.与组织液相比,血浆中蛋白质含量高

C.HC有利于维持内环境pH相对稳定

D.血浆渗透压主要是由蛋白质的含量决定的

点拨提升(1)分析表格:根据表格可知,血浆和组织液中Na+和Cl-的含量较多,骨骼肌细胞内液中K+的含量较多;血浆与组织液的最主要区别是血浆中蛋白质的含量高,血浆、组织液和骨骼肌细胞内液的总渗透压基本相同。

(2)渗透压与溶液微粒的关系

(3)影响渗透压的因素: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%以上来源于Na+和Cl-。

(4)血浆渗透压的大小:在37℃时,人的血浆渗透压约为770kPa,相当于细胞内液的渗透压。

考向3　内环境是体内细胞进行物质交换的媒介

3.(2020山东潍坊一模)图甲为人体细胞及其内环境之间物质交换的示意图,图乙为高等动物的体内细胞与外界环境的物质交换示意图,图丙表示人体小肠黏膜上皮部分结构示意图,图丁表示人运动前后,血液中乳酸浓度的变化曲线。据图判断下列说法正确的是(　　)

A.图甲中③不属于内环境,体液①中含激素、血红蛋白、尿素、CO2等物质

B.图乙中③主要通过泌尿系统完成,内环境是组织细胞与外界环境物质交换的唯一途径

C.图丙中葡萄糖被吸收后进入血液红细胞所通过的人体内环境为组织液→血浆

D.图丁中BC段变化的原因是乳酸与图甲④中的NaHCO3发生反应,使pH维持基本稳定

考点二　模拟生物体维持pH的稳定

合作探究

探究模拟生物体维持pH的稳定

(1)实验目的:通过比较自来水、缓冲液(pH为7的磷酸盐缓冲液)和肝匀浆在加入酸或碱后pH的变化,推测生物体是如何维持pH稳定的。

(2)实验原理

本实验采用对比实验的方法,通过比较向自来水、缓冲液、肝匀浆中加入酸或碱溶液引起的pH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,从而说明生物体具有维持pH相对稳定的机制。

(3)实验流程

取3支试管标号a、b、c,分别加入等量的自来水、缓冲液和肝匀浆,按下面步骤操作:

测定并记录初始pH→每滴入5滴物质的量浓度为0.1 mol/L的HCl或NaOH溶液测定并记录一次pH,直至滴入30滴→以pH为纵坐标、酸或碱的滴数为横坐标,将记录数据作图→比较并得出结论。

(4)实验结果与结论

结论:肝匀浆的性质类似于缓冲液而不同于自来水,说明肝匀浆内含有缓冲物质,能维持pH的相对稳定。

结合上面的实验回答下列问题。

(1)缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同?

(2)尝试用不同的生物材料(如动物血浆、用2~5倍水稀释的鸡蛋清或马铃薯匀浆)代替肝匀浆完成实验,结果怎样?

考向突破

考向　实验探究血浆pH维持相对稳定的机理

(2020山东青岛模拟)某同学分别以清水、缓冲液和血浆为实验材料,进行“探究血浆是否具有维持pH稳定的功能”的实验,实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是              (　　)

A.起对照作用的是清水组和缓冲液组的溶液pH

B.所得结果不合理的是清水组

C.该实验结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的

D.图中的结果表明缓冲液维持pH稳定的能力强于血浆

考点三　内环境的稳态

合作探究

探究内环境稳态的调节机制及意义

结合下列两则资料,讨论解决下列问题。

资料1　下图是某正常人与其父母的体温日变化曲线。

资料2　下表是某人血液生化六项的检查化验单。

(1)通过资料1和资料2你能得出哪些结论?

(2)结合人体的各种系统理解内环境稳态的调节机制。

(3)举例说明内环境稳态的意义。

考向突破

考向1　内环境稳态的机理

1.(2020山东)(多选)某人进入高原缺氧地区后呼吸困难、发热、排尿量减少,检查发现其肺部出现感染,肺组织间隙和肺泡渗出液中有蛋白质、红细胞等成分,被确诊为高原性肺水肿。下列说法正确的是(　　)

A.该患者呼吸困难导致其体内CO2含量偏高

B.体温维持在38 ℃时,该患者的产热量大于散热量

C.患者肺部组织液的渗透压升高,肺部组织液增加

D.若使用药物抑制肾小管和集合管对水的重吸收,可使患者尿量增加

名师点拨关于“内环境稳态的调节”应掌握的几点

(1)实质:体内渗透压、温度、pH等理化特性呈现动态平衡的过程。

(2)定义: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。

(3)调节机制:神经—体液—免疫调节网络。

(4)层面:水、无机盐、血糖、体温等的平衡与调节。

(5)意义:机体进行正常生命活动的必要条件。

考向2　考查内环境稳态失调的原因

2.(2020山东日照调考)有些人在夏天干渴难受时,或在运动、劳作之后,一口气喝下很多水,当时觉得很“痛快”、很“解渴”,却会造成人体细胞肿胀,功能受损。可用静脉滴注高浓度盐水(1.8% NaCl溶液)对患者进行治疗。其原理是(　　)

A.升高细胞外液的离子浓度

B.增大细胞外液液体总量

C.降低细胞内液的离子浓度

D.减少细胞外液液体总量

选择性必修1　稳态与调节

第8单元　稳态与调节

第22讲　人体的内环境与稳态

必备知识·固本夯基

一、1.(1)细胞内液　细胞外液　组织液　血浆　淋巴液等　(2)蛋白质　无机盐　蛋白质　(3)细胞内液　组织液　血浆

2.无机盐、蛋白质　7.35~7.45　HC、H2CO3

3.(1)内环境　形成和维持　(2)各个系统

二、1.(1)NaHCO3　CO2　(2)相对稳定

2.(1)器官、系统　动态　细胞代谢活动　(2)神经—体液—免疫调节网络　(3)基因表达　分裂和分化　数量变化

【概念检测】

1.(1)×　(2)√　(3)×　(4)√

2.(1)×　(2)×　(3)√　(4)√

3.(1)×　(2)√　(3)√　(4)×

【教材拓展】

1.提示水疱的主要成分是组织液。血疱的主要成分是组织液,还含有血浆和血细胞。

2.提示肾脏是形成尿液的器官,肾功能衰竭时出现的尿毒症与内环境稳态失调有关,尿毒症是由于体液中尿素等过多引起的,属于内环境稳态遭到破坏引起的疾病。一般可通过透析或肾移植进行治疗。

核心考点·能力提升

考点一

【合作探究】

探究

(1)提示微动脉后的毛细血管　微静脉前的毛细血管

(2)提示肺泡壁是由一层细胞构成的,其生活的内环境是⑥(组织液);毛细血管壁是由一层细胞构成的,其生活的内环境有⑤和⑥(血浆和组织液);毛细淋巴管壁是由一层细胞构成的,其生活的内环境有④和⑥(淋巴液和组织液)。

(3)提示

水和一切能够透过毛细血管的物质可以在血浆和组织液之间进行交换,少量的组织液可以渗入毛细淋巴管,形成淋巴液,经淋巴循环汇入血浆中,由此可见,全身的细胞外液是一个有机的整体。

【考向突破】

1.D　血浆中的葡萄糖可通过毛细血管壁细胞进入组织液,进而穿过骨骼肌细胞膜进入骨骼肌细胞,A项正确。肝细胞呼吸代谢产生的CO2可通过自由扩散进入组织液,B项正确。组织液中的O2可以通过自由扩散进入组织细胞中参与有氧呼吸,C项正确。运动时,丙酮酸转化成乳酸的过程是无氧呼吸的第二阶段,发生的场所是细胞质基质,D项错误。

2.D　根据表格可知,Na+、Cl-主要分布在血浆和组织液中,即细胞外液中,A项正确;根据表格可知,与组织液相比,血浆中蛋白质含量高,B项正确;HC是缓冲物质,有利于维持内环境pH相对稳定,C项正确;根据表格可知,血浆渗透压大小主要与无机盐及蛋白质的含量有关,D项错误。

3.C　图甲中③是组织细胞(或细胞内液),不属于内环境,体液①是血浆,内含激素、血浆蛋白、尿素、CO2等物质,不含血红蛋白,A项错误;图乙中③是代谢废物排出,主要通过泌尿系统完成,人体中的某些组织细胞(如小肠绒毛壁上皮细胞)可以直接从肠腔中获取营养物质,内环境不是组织细胞与外界环境物质交换的唯一途径,B项错误;图丙中葡萄糖被吸收后进入血液红细胞所通过的人体内环境为组织液→血浆,C项正确;图丁中BC段变化的原因是乳酸与图甲①中的NaHCO3发生反应,使pH维持基本稳定,而④是淋巴液,缓冲对主要存在于血浆中,D项错误。

考点二

【合作探究】

探究

(1)提示缓冲液加入少量酸或碱后,pH变化不明显,原因是磷酸盐缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4,其中NaH2PO4呈酸性,当加入少量NaOH时,可以中和OH-;Na2HPO4呈碱性,当加入少量HCl时,可以中和H+。自来水则不同,加入酸或碱后,pH变化明显。

(2)提示与缓冲液和肝匀浆类似。

【考向突破】

D　根据图中曲线可以分析,缓冲液组具有一定的维持pH稳定的能力,血浆组维持pH稳定的能力最强。实验中清水组和缓冲液组起对照作用,A项正确;清水组实验前呈中性,加HCl后,溶液pH下降,因此清水组结果不合理,B项正确;该实验结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的,C项正确;通过对照实验可以得出的结论是血浆与缓冲液一样具有维持pH相对稳定的功能,且血浆的这种能力比较强,D项错误。

考点三

【合作探究】

探究

(1)提示①正常人的体温并不是一个固定值,而是在一个温度范围内变化,一般不超过1℃;而且同一个人的体温随昼夜变化也不同;不同年龄的人的体温有微小的差异,不同性别的人的体温也有微小的差异。②内环境中的各种化学成分不是固定不变的,而是在一定范围内波动,且不同个体存在一定的差异。

(2)提示与内环境稳态直接相关的系统是呼吸系统、消化系统、泌尿系统和循环系统;起调节作用的系统是神经系统、内分泌系统和免疫系统;各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。因此,维持稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节网络。

(3)提示①细胞代谢需要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含氧量保持在正常范围内,才能为这一反应提供充足的反应物。②细胞代谢的进行离不开酶,酶的活性又受温度、pH等因素的影响。只有温度、pH等都在适宜的范围内,酶才能正常地发挥催化作用。因此内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。

【考向突破】

1.ACD　缺氧后呼吸困难,该患者吸入的O2、排出的CO2均减少,其体内CO2含量偏高,A项正确;患者体温维持在38℃,体温相对稳定,因此其机体产热量与散热量相等,B项错误;由题干可知,患者肺组织间隙和肺泡渗出液中有蛋白质、红细胞等成分,其肺部组织液渗透压升高,导致肺部组织液增多,C项正确;若使用药物抑制肾小管和集合管对水的重吸收,则原尿中的水分不能有效减少,可导致尿液增多,D项正确。

2.A　静脉滴注高浓度盐水(1.8%NaCl溶液),Na+和Cl-主要保留在细胞外,会导致细胞外液渗透压升高,促使细胞内水分渗透出来,达到治疗的效果,A项正确;静脉滴注高浓度盐水,会增加细胞外液液体总量,但这不是治疗的原理,B项错误;静脉滴注高浓度盐水,不会降低细胞内液的离子浓度,C项错误;静脉滴注高浓度盐水,会增加细胞外液液体总量,D项错误。