专题20 内环境与稳态教师版

专题20 内环境与稳态

[考试标准]

一、动物必须维护内部环境的稳定

1、单细胞动物与多细胞动物进行物质交换的区别

（1）单细胞的原生动物和简单的多细胞动物直接与外部环境进行物质交换。

（2）复杂的多细胞动物绝大多数细胞通过细胞外液（内环境）与外界环境进行物质交换。

2、内环境

（1）概念：   细胞外液  是  多细胞动物  体内细胞直接接触的生活环境，细胞外液主要包括组织液、血浆、淋巴等，是身体的内部环境。

（2）对内环境的理解：

①内环境属于多细胞动物的一个概念，单细胞生物无所谓内环境。

②正常内环境中必定有活细胞存在。

③人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺等有孔道与外界相通的结构中的液体应视为外部环境。

④体内的一些液体如尿液、泪液、消化液等不是细胞外液。

⑤内环境与细胞外液是同一概念。内环境是相对于外界环境提出的，细胞外液是相对于动物和人的细胞内液提出的。对细胞而言是在“外”，对个体而言是在“内”。

（3）与内环境相关的几组概念的分析

A.血液和血浆

①血液包括血浆和血细胞。②血浆是血液中的液体部分，属于体液中的细胞外液。

B.血红蛋白和血浆蛋白

①血红蛋白：存在于红细胞中，是红细胞内的主要成分。②血浆蛋白：是血浆中200多种蛋白质的总称，为血浆中含量最多的“固体”成分。

       血浆           血浆蛋白           细胞外液成分（内环境成分）

血液            白细胞

       血细胞   血小板

                红细胞            血红蛋白           细胞成分

C.细胞液、细胞内液、细胞外液

①细胞液特指植物细胞大液泡中存在的液态。

②体液包括细胞外液和细胞内液，细胞内液和细胞外液特指多细胞动物中的两个概念，细胞内液是细胞内的液体，而细胞外液即细胞的生存环境，它包括血浆、组织液、淋巴等，也称内环境。

                    细胞内液     

                   （存在于细胞内，约占2/3）

体液                                                血  浆    

                    细胞外液                        组织液

                   （存在于细胞外，约占1/3）        淋巴等

细胞外液的成分（血浆的化学成分）

        血细胞：红细胞（内有血红蛋白）、白细胞、血小板

                   水（90%）  

                   蛋白质（血浆蛋白等）（7-9%）

                   无机盐（1%）

                                    营养物质：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等

                                    代谢废物：尿素等

                                    气    体：O2、CO2

                                    信号分子等其他物质：神经递质、激素等

注意：内环境各组分之间的成分并非完全相同。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，而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。概括地说，细胞外液是一种盐溶液，类似于海水。这在一定程度上反映生命起源于海洋。

D.内环境成分分析

（1）内环境成分

①从外界吸收入内环境的营养物质：水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、维生素、血浆蛋白等。

②细胞合成的分泌物质：抗体、白细胞介素-2、神经递质、激素、血浆蛋白、淋巴因子等。

③细胞的代谢废物：尿素等。

④气体：O2和CO2。

（2）非内环境成分：

①存在于细胞内（不分泌出细胞）的物质不属于内环境成分，如血红蛋白、呼吸酶、膜上的载体等。

②存在于与人体外界环境相通的腔中的物质不属于内环境成分，如呼吸道、消化道中的物质。

3、内环境的功能 细胞与外界环境进行物质交换的媒介。

4、内环境保持相对稳定的意义

内环境的相对稳定是细胞正常生存的必要条件，这是因为  多种多样的酶促反应  需要合适的  温度、PH等。要求有一定的  离子  浓度、  底物  浓度等。失去了这些条件，代谢活动就不能正常进行，细胞的生存就会出现危机。如：

1、渗透压是维持组织细胞结构与功能的重要因素。

2、适宜的体温和pH是酶正常发挥催化作用的基本条件。

3、正常的血糖水平和血含氧量是机体供能的重要保障。

4、内环境中过多的代谢产物如尿素、CO2等会使机体中毒。

5、细胞的代谢过程是由细胞内众多复杂的化学反应组成的，完成这些反应需要各种物质和条件。

内环境稳态失调时，必将引起细胞代谢紊乱。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。

二、稳态

1、定义：通过  调节反应  形成的动物机体内部环境相对稳定的状态。

2、稳态的内容

①体温恒定。

②气体平衡：维持   O2  和  CO2  的平衡。

③血糖平衡：保证机体正常的生命活动能量的供给。

3、内环境稳态的实质

①内环境的各种成分  保持相对稳定  。

②内环境的理化性质   相对稳定     。

4、特性：稳态并不意味着固定不变，而是一种可变的却又相对稳定的状态。

5、稳态的实现：主要依靠  神经系统  和  内分泌系统  的活动来实现，即神经－体液调节，通过各器官系统分工合作、协调统一实现内环境稳态。

6、内环境稳态维持的基本途径

（1）机体各器官、系统的活动协调一致地正常进行，是维持内环境稳态的基础。

（2）神经－体液调节是机体维持稳态的主要调节机制。

（3）内环境稳态调节中涉及三种信息分子，其来源及靶细胞或作用部位不同：

7、稳态调节的实例

血糖调节：葡萄糖浓度下降→肝释放葡萄糖进入血液→血糖浓度恢复。

8、维持机体稳态的器官

9、内环境的理化性质

（1）渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。（约770KPa）

影响因素：主要由无机盐和蛋白质的含量决定，细胞外液渗透压的90%以上来源于Na＋和Cl－（胞内K+浓度比胞外高约20倍，在维持细胞内液渗透压上起决定性作用；胞外Na+浓度比胞内高约10倍，在维持细胞外液渗透压上起决定性作用。）。

溶质微粒数量越多，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高；相反溶质微粒数量越少，对水的吸引力越小，溶液渗透压越低。（渗透压与浓度呈正相关）

（2）酸碱度：正常人的血浆pH值7.35～7.45。血浆的pH维持稳定与它含有HCO3-、HPO42-等离子有关。

（3）正常人的温度为37℃左右，通过体温调节机制来维持。

[诊断与思考]

1．判断下列叙述的正误

(1)膀胱上皮细胞、毛细血管壁细胞、血细胞和毛细淋巴管壁细胞生活的直接内环境分别是尿液和组织液、血液和组织液、细胞液和血浆、组织液和淋巴(　×　)

(2)血浆中的有些物质经毛细血管动脉端进入组织液，若淋巴管阻塞会引起下肢水肿(　√　)

(3)某同学给健康实验兔静脉滴注生理盐水20mL后，细胞内液和细胞外液分别增加10mL(　×　)

(4)内环境是机体细胞代谢的场所，外界环境变化稳定时，机体就能维持内环境的稳态，只要内环境保持稳态，人体一定健康(　×　)

2．如图表示人体中部分体液的关系图，则：

(1)图1中的甲、图2中的A和图3中的a分别代表什么？

提示　组织液、血浆、淋巴。

(2)人体的T淋巴细胞、B淋巴细胞主要存在于上述图中的什么液体中？(用图中的文字或字母表示)

提示　图1的丙液和乙液；图2的A液和C液；图3中的a液和b液。

3．内环境稳态“就是内环境的各种化学成分和理化性质维持在一个固定不变的值”，这句话对吗？

提示　不对。稳态的实质是内环境的成分、理化性质相对稳定。

题组一　内环境成分的判断

1．下列属于人体内环境的组成成分的是(　　)

①血液、组织液和淋巴　②血浆蛋白、O2和葡萄糖 ③葡萄糖、CO2和胰岛素　④激素、递质小泡和氨基酸  ⑤喝牛奶，进入胃中　⑥口服抗菌药物和唾液淀粉酶　⑦肌肉注射青霉素　⑧精子进入输卵管与卵细胞结合

A．②③⑦   B．①②③⑦    C．①②③⑦⑧    D．①②③⑥⑦⑧

血液不属于内环境，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；递质小泡在突触前膜内，不属于内环境的成分，④错误；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；口服抗菌药物后进入消化道，消化道直接与外界环境相通，唾液淀粉酶也存在于消化道中，均不属于内环境，⑥错；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。答案A

2．下列各项中，属于哺乳动物和人体内环境的是(　　)

A．肺泡腔内的气体 B．小肠腔内的消化液  C．心室腔内的血浆  D．膀胱腔内的尿液

解析　内环境是指多细胞动物体内细胞生活的液体环境，主要由血浆、淋巴和组织液构成。肺泡腔内的气体、小肠腔内的消化液和膀胱腔内的尿液，都属于哺乳动物和人体的外界环境成分。答案C

题组二　体液的组成及其成分的辨析

3．如图为“细胞直接与内环境进行物质交换”的图解，其中②④⑤为细胞外液。下列叙述中错误的是(　　)

A．若某人患镰刀形细胞贫血症，则形态发生变化的是图中的⑥

B．若某人长期营养不良，血浆中蛋白质含量降低，会使图中②液体增加

C．图中①和③细胞具体的内环境分别是血液和组织液、组织液

D．某人皮肤烫伤后，出现了水泡，该水泡内的液体主要是指图中的标号②

解析　据图可知，①是毛细血管壁细胞，②是组织液，③是组织细胞，④是淋巴，⑤是血浆，⑥是红细胞。镰刀形细胞贫血症是由于基因突变导致血红蛋白发生改变，红细胞由正常的圆饼状变成镰刀状，故A正确；营养不良会引起组织水肿，B正确；毛细血管壁细胞直接生活的内环境是血浆和组织液，组织细胞直接生活的内环境是组织液，C错误；皮肤受伤后会出现水泡，其中的成分主要是组织液，D正确。答案C

4．如图表示人体中甲、乙、丙、丁4种体液之间的关系。下列有关叙述错误的是(　　)

A．抗原、抗体特异性结合可发生在甲中

B．乙表示组织液，丙表示淋巴

C．丁中O2浓度不可能比甲中的高

D．甲、乙、丙中可有激素、尿素、葡萄糖、CO2

解析　分析题图可知，甲、乙、丙、丁分别是血浆、组织液、淋巴和血细胞，抗原、抗体特异性结合可发生在甲中，A、B正确；丁若为红细胞，细胞内O2浓度可能高于甲，C错误；甲、乙、丙组成细胞内环境，含有激素、尿素、葡萄糖、CO2等物质，D正确。答案C

题组三　内环境的稳态及其调节机制的分析

5．如图代表肌细胞与环境的物质交换关系，X、Y、Z表示三种细胞外液，下列相关叙述中，错误的是(　　)

A．若饮食过咸，则Y中渗透压会升高

B．X中的大分子物质可通过Z进入Y

C．肌细胞的代谢产物可能导致X的pH降低

D．X、Y、Z理化性质的稳定依赖于神经调节

解析　肌细胞浸泡在组织液中，与其赖以生存的内环境进行物质交换，因此图中X是组织液，与组织液进行“双向”物质交换的是血浆Y，则Z是淋巴。若饮食过咸，则血浆中渗透压会升高，A项正确；组织液中的大分子物质(如部分蛋白质)可通过淋巴进入血浆，B项正确；肌细胞厌氧呼吸的代谢产物是乳酸，可导致组织液的pH略降低，C项正确；内环境稳态依赖于神经—体液调节，D项错误。答案　D

6．如图表示某人从初进高原到完全适应，其体内血液中乳酸浓度的变化曲线，下列对AB段和BC段变化原因的分析，正确的是(　　)

A．AB段上升是因为人初进高原，呼吸频率加快造成的

B．BC段下降的原因：一是乳酸被血液中的缓冲物质转化为其他物质；二是造血功能逐渐增强，红细胞数量增多

C．AB段上升是因为此段时间内，人体只进行厌氧呼吸，产生大量的乳酸进入血液

D．AB段产生的乳酸，在BC段与Na2CO3反应

解析　由题意可知，选项A中呼吸频率加快是为了获取更多的O2；选项C中人体无论在O2充足还是在高原缺O2的条件下，细胞都以需氧呼吸为主；选项D中进入血液的乳酸，被缓冲物质(NaHCO3)转化为其他物质(CO2)。答案B

1．“三看法”判断内环境的成分

一看：是否属于血浆、组织液或淋巴中的成分(如血浆蛋白、水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、脂质、O2、CO2、激素、代谢废物等)。若是，则一定属于内环境的成分。        

二看：是否属于细胞内液及细胞膜的成分(如血红蛋白、呼吸氧化酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、载体蛋白等)。若是，则一定不属于内环境的成分。

三看：是否属于外界环境体液的成分(如消耗液、尿液、泪液、汗液、体腔液等中的成分)。若是，则一定不属于内环境的成分。

2．巧判四种体液的名称

(1)巧用单箭头识别四种体液

①分析

单方向(箭头) ①淋巴形成：组织液→淋巴  ②淋巴流向：淋巴→血浆 

双方向(箭头) ①组织液  血浆  ②组织液  细胞内液

②结论：甲是细胞内液，乙是组织液，丙是血浆，丁是淋巴。

(2)  巧用内环境示意图识别四种体液

a．管状结构—无盲端→毛细血管→②为血浆；有盲端→毛细淋巴管→④为淋巴

b．组织细胞—内→细胞内液体→①为细胞内液；外→细胞间的液体→③为组织液

c．A端若为动脉上端，则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。

3．内环境稳态调节的机制、基础及相对稳定状态的含义

三、体温调节

1．体温调节

(1)体温调节中枢：  下丘脑   。

(2)恒温动物的体温相对稳定：  散热＝产热  。

(3)产热  ①安静时：  主要由内脏、肌肉、脑等组织的代谢过程增加热量  。

②运动时：  主要依靠增加肌肉活动来增加热量   。

(4)散热  ①方式：  传导、辐射、对流、蒸发(重要方式)，35℃以上出汗成了唯一有效的散热机制  。

②器官：  体表(皮肤是主要的散热器官)  。

2．构建体温调节模型

(1)寒冷环境下                                       (2)炎热环境下

[诊断与思考]

1．判断下列叙述的正误

(1)冬泳时通过反射活动引起皮肤毛细血管收缩(　√　)

(2)剧烈运动过程中，汗液的大量分泌是为了保持体温和渗透压的相对稳定(　×　)

(3)高烧不退的病人通过加盖棉被促进退烧(　×　)

(4)“寒战”指骨骼肌不自主战栗，“起鸡皮疙瘩”指立毛肌收缩，二者都是增加产热的途径(　√　)

2．寒冷条件下，体温调节的过程有哪些？

提示　既有神经调节又有激素调节。

3．人体的体温调节中枢及温度感受器位于何处？

提示　体温调节中枢位于下丘脑，温度感受器分布于皮肤、黏膜和内脏器官中。

题组　体温调节图解及曲线分析

1．如图表示寒冷环境中的体温调节过程，下列相关叙述中，正确的是(　　)

A．感受外界环境温度变化的感受器和体温调节中枢都在下丘脑中

B．甲的含义是汗腺分泌减少，毛细血管舒张

C．如果乙表示激素的作用，则主要是甲状腺激素和肾上腺素

D．如果丙表示相关骨骼肌的活动，则通过战栗增加厌氧呼吸的强度

解析　感受环境温度变化的感受器在皮肤，体温调节中枢在下丘脑中，A错误；毛细血管舒张会增加散热，B错误；寒冷环境中，通过下丘脑等神经结构的调节，甲状腺激素和肾上腺素分泌均增加，以增加产热过程，C正确；骨骼肌产热主要通过需氧呼吸过程，D错误。答案C

2．如图表示动物体温调节过程的部分示意图，图中①、②、③代表激素，当某人走出房间进入寒冷环境时，下列有关叙述错误的是(　　)

A．血液中激素①、②、③的含量会增加

B．骨骼肌受有关神经支配，不自主战栗

C．激素①、②对垂体的作用效应都为促进

D．该图表示体温调节的方式为神经—体液调节

解析　图中①～③分别为促甲状腺激素释放激素、甲状腺激素和促甲状腺激素。刚进入寒冷环境时，激素①分泌增加促进③的含量增加，从而使②的含量增加，A正确；骨骼肌发生不自主战栗，增加产热，是神经系统调节的结果，B正确；激素①、②对垂体的作用效应分别为促进和抑制，C错误；图中下丘脑是体温调节中枢，并且图中激素参与体温的调节，因此该图表示体温调节的方式为神经—体液调节，D正确。答案　C

3．下图是正常人体处在温度变化的环境中，机体散热量变化曲线图。据图分析，下列说法不正确的是(　　)

A．t3～t4时段，产热量等于散热量

B．t1～t2时段，散热量增加是由于人体体温与环境温度的温差增大造成的

C．t2～t3时段，散热量减少，这是体温调节的结果

D．t3～t4时段的散热量大于O～t1时段，t3～t4时段的体温低于O～t1时段

解析　根据曲线图分析可知，t3～t4时段，产热量等于散热量，A正确；根据曲线图分析可知，t1～t2时段，散热量增加是由于人体体温与环境温度的温差增大造成的，B正确；根据曲线图分析可知，t2～t3时段，散热量减少，这是体温调节的结果，C正确；根据曲线图分析可知，t3～t4时段的散热量大于O～t1时段，但t3～t4时段的体温等于O～t1时段，D错误。答案D

体温调节过程中关于产热和散热的3个误区

(1)体温调节过程中，改变的是产热过程和散热过程，而不是产热和散热相对平衡的状态。

(2)寒冷环境中比炎热环境中散热更快、更多。寒冷环境中机体代谢旺盛，产热增加，散热也增加，以维持体温的恒定。

(3)体温调节能力是有一定限度的，当环境温度的改变超出了机体的调节能力时，则体温会发生明显的改变。

四、拓展

1、关于组织水肿（红肿）

（1）组织水肿：是指组织间隙中积聚的组织液过多。

（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。

（3）引起组织水肿的实例

营养不良

肾小球肾炎

过敏反应

淋巴循环受阻

正常情况下，毛细血管壁只允许水、葡萄糖、无机盐等小分子透出毛细血管壁，形成组织液。但当毛细血管受过敏反应的影响通透性增加时，原来应留血液中的大分子蛋白质也能透出毛细血管壁，组织液的浓度就会增加，渗透压升高。血浆的水渗出增多，导致组织液有所增加。

2、导致组织水肿的原因

①毛细血管壁通透性增加。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，会使大量蛋白质进入组织液，结果一方面血管内液体渗透压降低，另一方面组织液胶体渗透压升高，发生水肿。

②淋巴回流受阻。组织液除了大部分从毛细血管静脉端回流外，少部分还从淋巴管回流入血浆。当淋巴管阻塞，淋巴回流受阻时，就可使含蛋白质的淋巴在组织间隙中积聚而引起水肿，称为淋巴水肿。

③过敏性物质引起（过敏性水肿）。过敏反应时某些细胞释放组织胺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。

④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少时，人体缺少必需氨基酸，体内的蛋白质减少，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运走，从而引起组织水肿。

3、几种稳态失调实例

4、关于等渗溶液（肌肉注射:组织液；静脉注射：血浆）

输液用的生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液，输液用的葡萄糖液的质量分数一般为5%。此溶液的渗透压与细胞外液的渗透压大致相同，所以是血浆等细胞外液的等渗溶液。如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于0.9%，则会造成组织细胞吸水或失水，无法保持正常的形态，无法行使正常的功能。

5、酸碱度（7.35－7.45）

血液中含有许多对酸碱度起缓冲作用的物质——缓冲物质，每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成的，如H2CO3/NaHCO3。

剧烈运动时血浆pH的调节：

乳酸＋NaHCO3  →  乳酸钠＋H2CO3   →  H2O ＋ CO2   →  由肺将CO2排出

碳酸钠进入血液时血浆pH的调节：

NaCO3  ＋  H2CO3  →  NaHCO3   →  由肾脏排出

6、温度：人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右。

7、内环境的作用：通过各系统协作与外界环境进行物质交换。