第1章人体的内环境与稳态
稳态的生理意义
内环境
概 念
理化 特征
稳态
调节机制
意义
概念
成 分
内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
血浆
组织液
淋巴
细胞外液
细胞内液
体液
体液:生物体内含有大量以水为基础的液体,体液中含有大量的水外,还含有许多的离子和化合物。
一、体液的概念和组成
考点一、体液、内环境及其组分之间的关系
① “内环境”与“细胞外液”是同一概念。“内环境”是相对于个体的外界环境提出,细胞外液是相对于动物和人的细胞内液提出的。
② 主要包括组织液、血浆和淋巴,但不是说就只有这三种。例如,脑脊液也属于内环境组成成分。
③ 人的呼吸道、肺泡腔、消化道等属于人体与外界相通的环境,因而汗液、尿液、消化液、泪液等液体不属于内环境的组成。
体液之间的数量关系: 细胞内液>组织液>血浆>淋巴
【易错提示】
“细胞内液”与“内环境”、“细胞外液”与“外界环境”
的区别
二、内环境及其各组分之间的关系
血浆
组织液
【点拨】①毛细淋巴管具有盲端,毛细血管没有盲端,这是区别毛细淋巴管和毛细血管的
方法
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。
②淋巴来源于组织液,返回血浆。
毛细血管壁
淋巴 循环
毛细淋巴管壁
1、请回答下列几种细胞生活的内环境
(1)血细胞直接生活的环境是( )
(2)毛细血管壁细胞直接生活的环境是
( )
(3)毛细淋巴管壁细胞直接生活的环境是
( )
(4)淋巴细胞直接生活的环境是( )
(5)口腔上皮细胞直接生活的环境是( )
(6)小肠上皮细胞直接生活的环境是( )
血浆
血浆和组织液
淋巴和组织液
淋巴、血浆
组织液
组织液
点睛1:淋巴细胞可以存在淋巴中,也可以随淋巴循环进入血浆中.
1、血浆中含有哪些物质?
2、血浆中哪些离子的含量比较多?他们主要起什么作用?
3、 HCO3-、 HPO4-起什么作用 ?
血浆成分:水、无机盐、蛋白质、各种营养物质、各种代谢废物、气体、激素等。
Na+,Cl-;维持正常的渗透压
调节血浆的酸碱度
各组分之间的成分关系 P4
阅读教材P4末段总结血浆与组织液、淋巴的异同点。
血管中
组织间隙
淋巴管
红细胞白细胞血小板
组织细胞
淋巴细胞吞噬细胞
蛋白质
相近
细胞外液
细胞外液本质上是一种盐溶液,反映生命起源于海洋。
点睛2:正常情况下蛋白质不能透过毛细血管进入组织液。
细胞
外液 不同点
相同点
存在部位和组织 组织
细胞 化学成分
血浆
血浆中含有较多的________,而组织液和淋巴中蛋白质很少。 都属于_______,是细胞直接生活内环境,三者基本成分 ____
组织液
淋巴
三、内环境的组成成分
(1)内环境中的物质成分:是指存在于血浆、淋巴和
组织液中的物质成分。可分为三类:
①营养成分:小肠吸收的需要在血浆和淋巴中运输的
物质如水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、
维生素、血浆蛋白等
②调节成分:细胞合成的分泌蛋白如抗体、淋巴因子、神经递质、激素等
③代谢废物:细胞的代谢产物C02、水分、尿素等
(2)不属于内环境中成分:一般是指存在于细胞内的物质和分泌到肠液中的物质。分为三类:
①细胞合成的结构蛋白,如血红蛋白、载体等
②胞内酶,如:DNA聚合酶、RNA聚合酶、呼吸酶等
③由于消化道属于人体外部环境,所以分泌到消化道内的消化酶不存在于内环境中
注意比较:组织液、淋巴和血浆成分
①组织液和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,组织液和淋巴中
蛋白质含量很少。
②淋巴循环有回收组织液中大分子蛋白质的作用。
(1)不属于内环境中生理过程
①细胞内呼吸作用各阶段发生的过程
②细胞内蛋白质、神经递质、激素等物质的合成过程
③消化道等外部环境所发生的淀粉、脂质、蛋白质的消化水解过程
(2)在内环境中的生理过程
①乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸实现pH的稳态
②兴奋传导过程中神经递质与受体结合
③免疫过程中抗体与相应的抗原特异性的结合
④激素与靶细胞的结合
四、内环境生理过程与细胞内、外生理过程比较
1.下列各组化合物中全是内环境成分的是( )
A.O2、CO2、血红蛋白、H+
B.H2O2酶、抗体、激素、H2O
C.纤维蛋白原、Ca2+、载体
D.Na+、 、葡萄糖、氨基酸
解析 血红蛋白、H2O2酶、载体,这些大分子物
质不是内环境成分。
D
2.下列各组化合物中全是内环境成分的是
A. O2、CO2、血红蛋白、H+
B. H2O2 酶、抗体、激素、H2O
C. 纤维蛋白原、Ca2+、载体
D. Na+、HPO42-、葡萄糖、氨基酸
D
3.下列能在内环境中发生的反应或存在的物质是
①葡萄糖分解成CO2和水 ②抗体与抗原反应
③淋巴因子 ④神经递质
A. ①②③ B. ①② C. ②③ D. ②③④
D
点睛3:不是内环境成分的有:酶、细胞组成(载体、递质小泡、血红蛋白等)、重金属、大分子等
口诀:营养废物和气体,激素抗体与递质,胞内物质都不是,血浆血红要区分。
点睛4:内环境能发生的反应只有:缓冲物与酸碱性物质的反应、抗原抗体的反应、神经递质与受体的结合。
1._________ ___________ _________是细胞外液的理化性质的三个主要方面.
2.渗透压 指溶液中___________对水的吸引力,溶液微粒越多,则溶液浓度越_____,对水的吸引力越_____,溶液渗透压越____.细胞外液的渗透压主要源于______和______.在37℃时,人的血浆渗透压约为_________,相当于细胞内液的渗透压.
溶质微粒
高
高
无机盐
渗透压
酸碱度
温度
770KPa
大
意义:
蛋白质
维持细胞的正常形态
考点二、细胞外液的理化性质
NaHCO3
3.酸碱度 正常人的血浆近中性,PH为7.35~7.45.血浆的PH之所以能保持稳定,与它含有_______和_______有关.
HCO3-
HPO4-
调节机制:
意义:
食物过碱(NaCO3)
H2CO3
NaHCO3
体外
肾脏
酸性物质(乳酸)
乳酸钠
CO2
肝脏代谢
肺呼出
维持正常的生命活动
4.人体细胞外液的温度一般维持在_____左右。
37℃
调节机制:
意义:
神经-体液共同调节。
为各种酶的提供适宜的温度,保证各类酶促反应的正常进行。
考点三、______是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
内环境
A、B、C、以及数字各代
表
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什么?
Na+和Cl-等直接来自于食物,
葡萄糖、氨基酸等物质主要来自于食物中的糖类和蛋白质,
体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液,
泌尿系统形成、排出尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出,
其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主。
1.如图是内环境稳态与各系统的功能联系示意图,请回答相关问题。
(1)a表示_______系统,b表示_______系统,c表示_______系统,参与内环境稳态维持的还有图中的_______系统。
(2)CO2不从组织液进入组织细胞的原因是______________
______________。
(3)病人因呼吸受阻,肌细胞会因无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸进入血液后,会使血液pH_____,但乳酸可以与血液中的_____发生反应,使血液的pH维持相对稳定。
(4)内环境的相对稳定,除了图中所示的器官、系统的协调活动外,还必须在_________________调节网络的调节下进行。
(5)外界中的O2进入红细胞内至少需穿过______层生物膜。
呼吸 消化 泌尿
循环
组织细胞内的CO2浓度高于组织液
神经—体液—免疫
5
降低
NaHCO3
1.稳态的概念和实质
a.概念、正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态叫做稳态。
考点四、内环境的稳态与意义
b.实质:内环境的化学组成和理化性质都处于一种相对稳定的状态,内环境保持动态平衡。
代谢终产物
代谢终产物CO2
体
体
外
外
食物
营养
物质
尿液
消
化
系
统
呼
吸
系
统
泌尿系统
循
环
系
统
淋巴
组织
液
血浆
空气
气体
营养
物质
O2
CO2
O2
细
胞
O2
营养物质
皮 肤
汗液
CO2
代谢终产物
机体内各器官、系统为什么能协调一致呢?
废物、食物残渣
①消化系统:
消化吸收营养物质进入内环境,排出
少量水、盐。
②循环系统:
完成物质的运输(营养、O2、代谢终产物、激素、抗体等)。
③呼吸系统:
吸入O2进入内环境,排出CO2的唯一
途径,也排出少量水。
④泌尿系统:
排出水、盐、尿素的主要途径。
⑤皮肤(器官):
排出少量水、盐、尿素 。
直接参与物质交换的系统和器官:
最初,法国生理学家 贝尔纳 推测:内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节。
后来,美国生理学家 坎农 提出:内环境是在神经调节和体液调节的共同作用下实现的。
之后,人们发现,免疫系统能发现并清除异物、外来病原微生物等引起内环境波动的因素—它也起重要的调节作用。
2.稳态的调节机制
神 经
体 液
免 疫
调节网络
稳态失调
生病
调节能力有限
外环境变化剧烈
空调病就是由内环境稳态失调所引起的。
3、内环境稳态的重要意义
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
(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供给机体所需能量的重要保障
(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。
稳态的生理意义
思考:1、人的体温升高时为什么会患病?
(酶促反应受阻,代谢紊乱。)
2、当血液中钙的含量过低或过高时,会有什么现象?
(血钙过低影响骨发育,儿童:佝偻病
成人:软骨病
老人:骨质疏松症
血钙过高:引起肌无力等症状。)
3、体内的尿素和无机盐过多时将会导致什么后果?
(引起尿毒症等疾病。)
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
考点五、导致组织水肿的原因
血浆蛋白少或组织液中的微粒多
1. 下图示为人体皮下的组织,A、B、C表示细胞外液。下面诸多因素中,可能引起病人组织水肿的是
①周围的管壁破损 ②长期蛋白质营养不足 ③淋巴管阻塞④花粉等过敏源引起毛细血管的通透性增加 ⑤肾炎导致血浆蛋白丢失
A. ①②③
B. ②③④
C. ①②③④
D.①②③④⑤
D
实验原理分析:
本实验采用对比实验的方法,通过向自来水、缓冲液、生物材料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pH相对稳定的机制。
考点六.实验-生物体维持PH稳定的机制
方法步骤
生物材料1和2的pH均保持相对稳定
缓冲液的pH均保持相对稳定
pH逐渐减小
pH逐渐增大
讨论( P10 )
1. 更像缓冲液。
2.缓冲液加入少量酸碱后,pH变化不明显。原因是磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4,
其中NaH2PO4溶液呈酸性,当加入少量NaOH时,可以中和OH-;Na2HPO4溶液呈碱性,当加入少量HCl时,可以中和H+。
水溶液则不同,因而加入酸碱后,pH变化明显。
生物材料中含有缓冲物质
(一种弱酸和相应的一种强碱盐组成)
正常人血液中的PH通常为7.35—7.45间,变化范围很小!
细胞
消化系统
碳酸钠
组织液
乳酸
血浆中
缓冲物质
H2CO3
NaHCO3
乳酸
C02
H2O
碳酸钠
泌尿系统
排出
Na2HPO4
NaH2PO4
食物中的碱性物质如碳酸钠
NaHCO3
H2CO3
乳酸钠
+
呼吸系统
排出
C02
1.下列属于人体内环境组成成分的是( )
①血浆、组织液和淋巴
②血红蛋白、O2和葡萄糖
③葡萄糖、CO2和胰岛素
④激素、突触小泡和氨基酸
A.①③ B.③④ C.①② D.②④
【解析】选A。内环境是指体液中的细胞外液,包括血浆、组织液和淋巴及溶解在其内的物质,血红蛋白和突触小泡均在细胞内,不属于内环境的物质。
(1)CO2不从毛细血管进入胰腺组织细胞的原因是_____。
2.下图是胰腺组织局部结构模式图,请据图回答:
毛细血管内CO2浓度低于胰腺组织细胞中C02浓度
(2)用箭头在图上表示出A液、B液、C液、胰腺组织细胞之间的物质交换关系。
(3)胰腺组织细胞可分泌胰液、胰高血糖素和胰岛素,其中_____________________可进入血液,参与物质代谢的调节。如果胰岛素分泌不足,可使血液中__________浓度升高,导致_______病。
胰高血糖素和胰岛素
葡萄糖
糖尿