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【備考2024】生物高考一輪復習
第24講　人體的內環境與穩態
[課標要求] 1.說明血漿、組織液和淋巴液等細胞外液共同構成高等動物細胞賴以生存的內環境2.闡明機體細胞生活在內環境中，通過內環境與外界環境進行物質交換，同時也參與內環境的形成和維持3.簡述機體通過呼吸、消化、循環和泌尿等系統參與內、外環境間的物質交換4.以血糖、體溫、pH和滲透壓等為例，闡明機體通過調節作用保持內環境的相對穩定，以保持機體的正常生命活動5.舉例說明機體不同器官、系統協調統一地共同完成各項生命活動，是維持內環境穩態的基礎
[核心素養](教師用書獨具) 1.內環境的組成成分間通過物質交換實現穩態(生命觀念)2.結合內環境的成分與理化性質穩定的實例得出結論(科學思維)3.通過總結內環境穩態失調引起的疾病，形成關注人體健康的態度(社會責任)
考點1　細胞生活的環境
1．體液及內環境的組成
(1)寫出圖中標號代表的內容
①血漿，②組織液，③淋巴液，④細胞外液。
(2)a端若為動脈的上端，則a處的氧分壓要高于b處的，a處的營養物質含量高于b處的，b處的CO2和代謝廢物含量均高于a處的。
(3)請用數字和箭頭表示如圖中①②③三種體液的關系：
。
(4)各類細胞生活的內環境
2．細胞外液的成分
(1)血漿的主要成分
(2)組織液、淋巴液的成分
①各種成分的含量與血漿相近，但又不完全相同。
②與血漿相比，蛋白質含量很少。
3．內環境的理化性質
(1)滲透壓
①概念：是指溶液中溶質微粒對水的吸引力。滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質微粒的數目。
②血漿滲透壓：大小主要與無機鹽、蛋白質的含量有關。
③細胞外液滲透壓：主要來源于Na＋和Cl－。
④人的血漿滲透壓約為770kPa。
(2)酸堿度
血漿的正常pH：7.35～7.45，這與其含有HCO、HPO等物質有關。
(3)溫度：人體細胞外液的溫度一般維持在37℃左右。
4．細胞通過內環境與外界環境進行物質交換
(1)細胞可以直接與內環境進行物質交換。
(2)內環境與外界環境的物質交換過程，需要體內各個系統的參與。
(3)細胞不僅依賴于內環境，也參與了內環境的形成和維持。
1．血漿和組織液相比，血漿中蛋白質的含量較多。 (√)
2．食物中的淀粉被消化成葡萄糖發生于內環境中。 (×)
提示：食物中的淀粉被消化成葡萄糖發生于消化道中，消化道不屬于內環境。
3．血細胞和心肌細胞所需的營養物質都是直接來自血漿。 (×)
提示：心肌細胞所需的營養物質直接來自組織液。
4．淋巴液和血漿中都有淋巴細胞。 (√)
5．呼吸酶存在于內環境中。 (×)
提示：呼吸酶存在于細胞內。
6．內環境是機體進行正常生命活動和細胞代謝的場所。 (×)
提示：細胞代謝的主要場所是細胞質基質。
1．正常情況下，血漿與組織液中的物質均能進行雙向交換嗎？舉例說明。(選擇性必修1　P3“思考·討論”)
提示：不能，正常條件下，血漿蛋白不能通過毛細血管壁進入組織液。
2．血漿中蛋白質的含量占7%～9%，無機鹽的含量約占1%，為什么細胞外液滲透壓90%以上來源于Na＋和Cl－？(選擇性必修1　P5“文字信息”)
提示：滲透壓的大小決定于單位體積溶質的微粒數，血漿中蛋白質的含量高，但蛋白質的分子量大，微粒數少，而無機鹽的分子量小，雖然含量少，但微粒數多。
1．醫院里給病人輸液時必須使用生理鹽水或質量分數為5%的葡萄糖注射液的原因是____________________________________________________________
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提示：生理鹽水和質量分數為5%的葡萄糖注射液與血漿等細胞外液的滲透壓相同；若輸液時使用的注射液濃度過高或過低，則會造成組織細胞失水或吸水，不能維持正常形態和功能
2．有人認為，多吃醋可以明顯降低血液的pH，從而軟化血管，減少高血壓等心血管疾病的發生。從內環境穩態的視角分析，你是否認同此觀點？并作出解釋。______________________________________________________________
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提示：不認同。血漿中存在緩沖物質，可以將吸收的酸性物質中和，血漿pH不會發生明顯改變；如果為了軟化血管而過量攝入酸性物質導致血漿pH發生明顯改變，反而會危及健康
1．內環境三種組成的比較
項目 血漿 組織液 淋巴液
存在部位 血管 組織細胞間隙 淋巴管
成分來源 ①從消化道吸收而來②從組織液中回滲而來③淋巴液在左右鎖骨下靜脈匯入 ①血漿透出毛細血管壁②組織細胞代謝產生 組織液滲入毛細淋巴管形成
化學成分 含有水、無機鹽、蛋白質等，血漿中蛋白質含量較高，而組織液和淋巴液中蛋白質含量較少
2.內環境的成分
(1)三類內環境中的物質
①小分子物質——CO2、O2、氨基酸、核苷酸、葡萄糖等。
②大分子物質——血漿蛋白、抗體等。
③信號分子——細胞因子、激素、神經遞質等。
(2)三類“非內環境物質”
①專門存在于細胞內的物質，如血紅蛋白、呼吸酶等。
②專門存在于細胞膜上的物質，如載體、受體。
③專門存在于與外界相通腔(如消化道、呼吸道、膀胱等)中的物質，如消化液、尿液、淚液、汗液等。
3．發生和不發生在內環境中的生理過程
1．醫生建議：老年人每天早晨起床后，應飲一杯水，以降低血液粘稠度，預防腦溢血的發生；平常生活中，應注意定時飲水，不要等渴了再喝，因為口渴表明內環境已經缺水了。喝水多，尿就多；喝水少，尿就少。試分析這一現象說明什么問題？
提示：人體內環境中的水也存在一個穩態的問題，健康的人體主要是通過調節飲水和尿液來調節體內水的平衡，所以健康人體具有維持體內水平衡的能力。
2．用箭頭及必要的文字嘗試構建人體細胞與外界環境的物質交換模型。
提示：
內環境化學成分的分析與判斷
1．(2021·聊城一中高三模擬)房水是充滿在眼球前、后房內的一種透明清澈液體，其中蛋白質的含量僅為血漿中的1/200，葡萄糖含量約為血漿中的80%，主要是供應虹膜、角膜和晶狀體營養，并把這些組織的代謝產物運走。如果房水循環不暢，積累過多，就會導致青光眼。下列說法正確的是(　　)
A．房水位于眼球內部，屬于細胞內液
B．淚液是房水外排形成的一種液體，具有抑制細菌生長的作用
C．房水中無機鹽的含量可能高于血漿，以便維持滲透壓的平衡
D．利用藥物抑制房水的生成是治療青光眼的根本措施
C　[房水是由睫狀體產生的，充滿在眼球前、后房內的一種透明清澈液體，屬于細胞外液，A錯誤；淚液是淚腺分泌的一種液體，具有抑制細菌生長的作用，B錯誤；房水中蛋白質的含量僅為血漿中的1/200，葡萄糖含量約為血漿中的80%，則房水中無機鹽的含量可能高于血漿，以便維持滲透壓的平衡，C正確；房水的主要作用是供應虹膜、角膜和晶狀體營養，并把這些組織的代謝產物運走，而房水過多就會導致青光眼，因此應該利用藥物促進房水排出治療青光眼而不能抑制房水產生，D錯誤。]
2．下列關于人體內環境的敘述，錯誤的是(　　)
A．心肌細胞內的CO2濃度低于其生活的內環境
B．血管中的藥物需經組織液進入肌細胞
C．血漿蛋白進入組織液會引起組織水腫
D．內環境的成分中有葡萄糖和無機鹽等
A　[心肌細胞的有氧呼吸不斷產生CO2，使其細胞內的CO2濃度高于其生活的內環境，A錯誤；血管中的藥物需透過毛細血管壁進入組織液，再經組織液進入肌細胞，B正確；血漿蛋白進入組織液會引起組織液的滲透壓升高，由血漿進入組織液中的水分增多，誘發人體組織水腫，C正確；內環境的成分中有葡萄糖和無機鹽等，D正確。]
內環境的組成及相互關系
3．(2021·肇慶高三二模)內環境及其各組分之間的關系如下圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．②中的蛋白質含量減少時將會導致水腫
B．運動時，丙酮酸轉化成乳酸的過程發生在②中
C．①中的葡萄糖、無機鹽可以通過②進入肌細胞
D．細胞因子、抗體及消化酶均可分布于②并作用于細胞
C　[①是血漿，②是組織液，組織液中的蛋白質含量減少時，滲透壓降低，不會導致水腫，A錯誤；運動時，丙酮酸轉化成乳酸的過程為無氧呼吸過程，發生在細胞質基質中，不是發生在②組織液中，B錯誤；①血漿中的葡萄糖、無機鹽可以通過②組織液進入肌細胞，C正確；抗體、細胞因子可分布于②組織液中，都可以作用于細胞，消化酶存在于消化道，②組織液中不含有消化酶，D錯誤。]
4．(不定項)(2021·泰安高三一模)下圖是某生物興趣小組整理的人體內環境穩態維持的示意圖，①②③④表示相關物質，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示相關系統，甲、乙、丙、丁表示四種液體，A、B表示相關過程。下列說法正確的是(　　)
A．甲、乙、丙、丁四種液體所含的物質種類和含量有差別，其中乙的蛋白質含量最高
B．當吃的食物過咸時，在垂體釋放的激素作用下，B過程會加強
C．給病人輸入的NaCl會按照體液中甲、乙、丙、丁的含量比進入各種體液
D．口服藥物后，藥物分子發揮作用離不開Ⅰ、Ⅳ系統的作用
BD　[乙、丙、丁依次是血漿、組織液和淋巴液，它們的物質種類和含量相近，但又不完全相同，最主要的差別在于血漿中含有較多的蛋白質，甲為細胞內液，其含的物質種類和含量與乙、丙和丁相差很大，甲的蛋白質含量最高，A錯誤；當吃的食物過咸時，細胞外液滲透壓升高，會刺激垂體釋放抗利尿激素來促進腎小管、集合管重吸收水，即B過程會加強，導致尿量減少，B正確；給病人輸入的NaCl溶液與細胞外液的滲透壓相等，細胞外液的滲透壓90%來源于Na＋和Cl－，輸入的 NaCl大部分在細胞外液(由乙、丙和丁組成)，進入甲(細胞內液)比較少，C錯誤；口服藥物后，藥物分子要經過Ⅰ(消化系統)進入血漿中，再經過Ⅳ(循環系統)運輸，作用于靶細胞，D正確。]
　巧用“箭頭走向”分析內環境物質交換示意圖
考點2　內環境的穩態
1．內環境的穩態及其調節
(1)概念
正常機體通過調節作用，使各個器官、系統協調活動，共同維持內環境的相對穩定狀態叫作穩態。
(2)實質
內環境中的各種化學成分和理化性質保持相對穩定狀態。
(3)實例——血漿pH的維持
(4)穩態的主要調節機制：神經—體液—免疫調節網絡。
(5)意義：機體進行正常生命活動的必要條件。
①滲透壓是維持組織細胞結構與功能的重要因素。
②適宜的溫度和pH是酶正常發揮催化作用的基本條件。
③正常的血糖濃度和含氧量是供給機體所需能量的重要保障。
2．內環境穩態失調引起的健康問題
(1)pH失調——酸中毒、堿中毒。
(2)滲透壓失調(如嘔吐等)——細胞形態、功能異常。
(3)體溫失調——發熱、中暑等。
(4)血漿蛋白含量降低——出現組織水腫。
(5)代謝廢物上升——導致尿毒癥。
(6)O2缺乏——導致乳酸中毒。
(7)血鈣過低——抽搐；血鈣過高——肌無力。
(8)血糖平衡失調——低血糖、糖尿病等。
3．穩態概念的發展
1．NaCl中Na＋參與血漿滲透壓形成，而Cl－不參與。 (×)
提示：血漿滲透壓形成與血漿中的無機鹽和蛋白質等有關，故與Na＋ 和Cl－均有關。
2．人體腹瀉引起體液中水和蛋白質大量丟失。 (×)
提示：腹瀉會引起水和無機鹽大量丟失。
3．營養不良、淋巴管堵塞及過敏反應都會引起組織水腫。 (√)
4．有3種以上的生理系統參與維持內環境穩態。 (√)
5．體內失水過多時抗利尿激素釋放減少。 (×)
提示：體內失水過多時，血漿滲透壓升高，抗利尿激素釋放增加，促進腎小管、集合管對水分的重吸收。
6．實現內環境的穩態只依賴神經—體液—免疫調節。 (×)
提示：內環境穩態還需要各器官、系統的協作。
1．血清鉀高于5.5 mmol/L以上，稱為高血鉀癥。尿毒癥患者會出現高血鉀癥，分析其原因。(選擇性必修1　P10“旁欄思考”)
提示：尿液是鉀離子排出體外的主要途徑，尿毒癥患者的腎排出鉀功能障礙，導致鉀離子滯留在體內出現高血鉀癥。
2．嚴重中暑又稱“熱射病”，目前研究較多的機制之一是“直接熱損傷”，從細胞代謝角度分析“直接熱損傷”的原因。(選擇性必修1　P10“與社會的聯系”)
提示：過高的體溫會使細胞中酶的活性降低或喪失，進而導致細胞代謝的紊亂。
1．新冠肺炎患者的肺泡上皮細胞及肺毛細血管壁細胞受損后，出現肺水腫的原因是____________________________________________________________
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提示：細胞內液和血漿蛋白外滲，使組織液的滲透壓升高，組織液滲透吸水
2．比賽過程中運動員會大量出汗，如果此時只喝水不補充鹽，內環境滲透壓會下降，此時對組織細胞造成的影響是_________________________________
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提示：細胞吸水膨脹，細胞的代謝和功能受到影響
組織水腫成因分析
組織間隙中積聚的組織液過多將導致組織水腫，其引發原因包括Ⅰ、Ⅱ兩個層面中的①～⑤五個成因。
1．由于室內外溫差很大，人體維持穩態的調節能力有限，同學們的身體會受到一定的影響。即使是在夏季，醫生也建議，在劇烈運動導致大汗淋漓之后最好不要立即到溫度很低的空調間“乘涼”，請表述其主要依據。
提示：低溫刺激會使機體產熱作用增強、毛細血管收縮、出汗減少，最終導致機體內的熱量不能及時散出。
2．有一位科學家進行了以下實驗：用高濃度的糖溶液飼喂一只動物，在接下來的3 h內，每隔30 min檢查該動物血液中葡萄糖的濃度。結果如下表所示。
食用糖后的時間/min 血液中葡萄糖的濃度/mg·mL－1
0 0.75
30 1.25
60 1.10
90 0.90
120 0.75
150 0.75
180 0.75
嘗試解釋血糖濃度為什么會出現這樣的變化。
提示：當動物進食高濃度糖溶液后，大量的葡萄糖被吸收進入血液，導致血糖濃度暫時升高。血糖濃度升高會刺激機體加速分泌胰島素，同時抑制胰高血糖素分泌。在這兩種激素的共同調節下，血糖濃度逐漸恢復正常，并保持相對穩定。
內環境的穩態及調節
1．(2021·山東等級考)氨基酸脫氨基產生的氨經肝臟代謝轉變為尿素，此過程發生障礙時，大量進入腦組織的氨與谷氨酸反應生成谷氨酰胺，谷氨酰胺含量增加可引起腦組織水腫、代謝障礙，患者會出現昏迷、膝跳反射明顯增強等現象。下列說法錯誤的是(　　)
A．興奮經過膝跳反射神經中樞的時間比經過縮手反射神經中樞的時間短
B．患者膝跳反射增強的原因是高級神經中樞對低級神經中樞的控制減弱
C．靜脈輸入抗利尿激素類藥物，可有效減輕腦組織水腫
D．患者能進食后，應減少蛋白類食品攝入
C　[膝跳反射一共有2個神經元參與，縮手反射有3個神經元參與，膝跳反射的突觸數目少，都是非條件反射，因此興奮經過膝跳反射神經中樞的時間比經過縮手反射神經中樞的時間短，A正確；患者由于谷氨酰胺增多，引起腦組織水腫、代謝障礙，所以應該是高級神經中樞對低級神經中樞的控制減弱，B正確；輸入抗利尿激素類藥物，導致血漿滲透壓下降，加重腦組織水腫，C錯誤；如果患者攝入過多的蛋白質，其中的氨基酸脫氨基產生的氨進入腦組織與谷氨酸反應生成谷氨酰胺，加重病情，所以應減少蛋白類食品攝入，D正確。]
2．(不定項)(2021·石家莊高三聯考)2020年諾貝爾生理學或醫學獎授予美國和英國三位科學家，以表彰他們“發現丙型肝炎病毒”。丙型肝炎是由丙型肝炎病毒感染導致，患者大部分在感染期伴有輕度肝水腫和高水平的血漿肝酶。肝酶即轉氨酶，主要有谷丙轉氨酶(ALT)、天門冬氨酸轉氨酶(AST)等。臨床上，丙型肝炎診療方案指出，患者的常規治療需要注意水、電解質的平衡，以維持內環境穩態，還需要定時監測肝酶、血氧飽和度等指標。下列敘述錯誤的是(　　)
A．人的肝臟處毛細血管壁細胞直接生活的內環境是組織液和血液
B．血常規化驗單中每種成分的參考值都有一個變化范圍，而不是具體的某數值，說明了內環境中各成分的含量在一定范圍內維持動態平衡
C．丙型肝炎患者表現肝水腫癥狀的原因主要是肝臟處毛細血管壁細胞及肝臟細胞受損，血漿蛋白和細胞內液外滲，使組織液的滲透壓升高，組織液中的水分增多
D．機體血氧飽和度正常的生理意義是為細胞呼吸的進行提供O2，避免細胞無氧呼吸產生酒精和二氧化碳
AD　[毛細血管的管壁很薄，只有一層上皮細胞組成，故毛細血管壁細胞生活的內環境是血漿和組織液，A錯誤；人體細胞無氧呼吸的產物是乳酸而非酒精和二氧化碳，D錯誤。]
1．核心概念
(1)(選擇性必修1 P4)由細胞外液構成的液體環境叫作內環境。
(2)(選擇性必修1 P5)滲透壓指溶液中溶質微粒對水的吸引力。
(3)(選擇性必修1 P9)穩態是正常機體通過調節作用，使各個器官、系統協調活動，共同維持內環境的相對穩定狀態。
2．結論語句
(1)(選擇性必修1 P2)體液包括細胞內液和細胞外液，細胞外液又包括血漿、組織液和淋巴液等。
(2)(選擇性必修1 P9)穩態的實質：內環境的每一種成分及理化性質都是不斷變化的，但都處于一定的范圍內。
(3)(選擇性必修1 P10)神經—體液—免疫調節網絡是機體維持穩態的主要調節機制。
(4)(選擇性必修1 P11)內環境穩態是機體進行正常生命活動的必要條件。
1．(不定項)(2020·山東等級考)某人進入高原缺氧地區后呼吸困難、發熱、排尿量減少，檢查發現其肺部出現感染，肺組織間隙和肺泡滲出液中有蛋白質、紅細胞等成分，被確診為高原性肺水腫。下列說法正確的是(　　)
A．該患者呼吸困難導致其體內CO2含量偏高
B．體溫維持在38 ℃時，該患者的產熱量大于散熱量
C．患者肺部組織液的滲透壓升高，肺部組織液增加
D．若使用藥物抑制腎小管和集合管對水的重吸收，可使患者尿量增加
ACD　[該患者呼吸困難，不能及時將體內的CO2排出，會導致體內CO2含量偏高，A正確；體溫維持在38 ℃時，該患者的產熱量等于散熱量，B錯誤；肺組織間隙和肺泡滲出的蛋白質、紅細胞等成分會導致患者肺部組織液的滲透壓升高，肺部組織液增加，C正確；若使用藥物抑制腎小管和集合管對水的重吸收，則尿液中的水分增多，可使患者尿量增加，D正確。]
2．(2019·浙江7月選考)下列關于動物細胞物質交換的敘述，錯誤的是(　　)
A．單細胞動物都直接與外界環境進行物質交換
B．骨骼肌細胞通過細胞膜與組織液進行物質交換
C．保持內環境穩態是人體進行正常物質交換的必要條件
D．多細胞動物都必須通過內環境與外界環境進行物質交換
D　[單細胞動物都直接與外界環境進行物質交換，A正確；骨骼肌細胞是組織細胞，通過細胞膜與組織液進行物質交換，B正確；保持內環境穩態是人體進行正常物質交換的必要條件，C正確；簡單的多細胞動物(如水螅)的部分細胞能直接與外部環境接觸，能夠直接與外界環境進行物質交換，D錯誤。]
3．(2019·全國卷Ⅲ)下列關于人體組織液的敘述，錯誤的是(　　)
A．血漿中的葡萄糖可以通過組織液進入骨骼肌細胞
B．肝細胞呼吸代謝產生的CO2可以進入組織液中
C．組織液中的O2可以通過自由擴散進入組織細胞中
D．運動時，丙酮酸轉化成乳酸的過程發生在組織液中
D　[骨骼肌細胞生存的內環境是組織液，血漿中的葡萄糖可以通過組織液進入骨骼肌細胞，A正確；肝細胞呼吸代謝產生的CO2可通過自由擴散的方式進入組織液，B正確；組織液中的O2可通過自由擴散的方式進入組織細胞，C正確；人體細胞無氧呼吸產生乳酸的過程發生在細胞質基質中，D錯誤。]
4．(2019·全國卷Ⅱ)當人體失水過多時，不會發生的生理變化是(　　)
A．血漿滲透壓升高
B．產生渴感
C．血液中的抗利尿激素含量升高
D．腎小管對水的重吸收降低
D　[當人體水分丟失過多時，會導致細胞外液滲透壓升高，下丘腦滲透壓感受器受到刺激，產生興奮傳遞到大腦皮層產生渴感；由下丘腦分泌并由垂體釋放的抗利尿激素增多，在抗利尿激素的作用下，腎小管和集合管對水分的重吸收能力增強，以減少水分隨尿液流失，D項符合題意。]
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