胡四新
一、近三年高考回眸
二、考點要求和目標
穩(wěn)態(tài)的生理意義(Ⅱ)
注:“Ⅱ”表示2017年考綱中對知識內(nèi)容要求掌握的程度即理解所列知識和其他相關知識之間的聯(lián)系和區(qū)別,并能在較復雜的情境中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價。
三、知識結構圖
四、易錯點歸納
(一)對內(nèi)環(huán)境概念的認識
【例1】下列人和動物體內(nèi)的生理活動,發(fā)生在內(nèi)環(huán)境中的是( )
A.丙酮酸氧化分解形成二氧化碳
B.基因表達過程中的轉(zhuǎn)錄和翻譯
C.抗體與抗原的特異性結合
D.分泌蛋白的合成和分泌
【錯因】對內(nèi)環(huán)境包括組織液、血漿和淋巴這一知識點掌握不牢,或者混淆細胞外液和細胞內(nèi)液;不清楚細胞代謝發(fā)生的場所。
【解析】丙酮酸氧化分解形成二氧化碳發(fā)生在線粒體中,A項錯誤;基因表達過程中的轉(zhuǎn)錄和翻譯發(fā)生在細胞內(nèi),B項錯誤;抗體主要分布在血漿中,因此,抗體與抗原的特異性結合發(fā)生在細胞外液中,細胞外液即內(nèi)環(huán)境,C項正確;分泌蛋白的合成和分泌發(fā)生在細胞內(nèi),D項錯誤。
【答案】C
【特別提示】(1)內(nèi)環(huán)境指的是細胞“外”液,但容易被誤認為細胞“內(nèi)”液就是“內(nèi)”環(huán)境。(2)區(qū)別內(nèi)環(huán)境和外(界)環(huán)境:內(nèi)環(huán)境是針對細胞來說的,是指體內(nèi)細胞生活的液體環(huán)境;外(界)環(huán)境是針對個體來說的。
(二)對內(nèi)環(huán)境化學成分的認識
【例2】下表為人體組織液和血漿中物質(zhì)組成及其含量的測定數(shù)據(jù)。相關敘述不正確的 是( )
A.①屬于血漿,因為含有較多的蛋白質(zhì)
B.②屬于組織液,①中蛋白質(zhì)含量減少將導致②的含量增多
C.肝細胞中的CO2從產(chǎn)生場所擴散到①至少需穿過5層磷脂分子層
D.②與①的成分存在差異的主要原因是毛細血管壁的選擇透過性
【錯因】不清楚組織液和血漿所含化學成分的差異,導致誤選A或B。
【解析】血漿與組織液成分的差異主要是蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的含量不同,因為血漿中含有豐富的血漿蛋白,且這些大分子物質(zhì)一般不會經(jīng)過毛細血管壁進入組織液,這也體現(xiàn)出毛細血管壁具有選擇透過性的特點,因此①是血漿,②是組織液,A、D兩項正確;組織水腫的原因之一是血漿中的蛋白質(zhì)含量過少,導致血漿滲透壓降低,更多的水分從血漿滲透到組織液中,B項正確;在肝細胞的線粒體中形成的CO2離開肝細胞到組織液要穿過3層生物膜,再經(jīng)過單層毛細血管壁才能進入血漿,所以共穿過5層生物膜,每層生物膜具有2層磷脂分子,即共穿過10層磷脂分子,C項錯誤。
【答案】C
【特別提示】(1)組織液、淋巴和血漿的成分及含量相近,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(zhì),而組織液和淋巴中蛋白質(zhì)含量很少。(2)細胞外液成分的確認方法——①屬于細胞外液的成分:營養(yǎng)物質(zhì)(水、無機鹽、脂質(zhì)、氨基酸、維生素、葡萄糖、核苷酸等)、代謝產(chǎn)物(尿素、氨等)、信號分子(激素、抗體等)、血漿蛋白(血清白蛋白、血清球蛋白、纖維蛋白原等)、氣體分子(O2、CO2等)。②不屬于內(nèi)環(huán)境的成分——含“細胞”的物質(zhì)及只能存在于細胞內(nèi)或細胞膜上的成分:血液(含各種血細胞,如紅細胞、白細胞等)、血紅蛋白、核酸(DNA、RNA)、載體蛋白、糖蛋白、胞內(nèi)酶(如呼吸酶、H2O2酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等)、一切與外界相通的管腔(如消化道、呼吸道、尿道等)以及與外界相通的液體(如淚液、汗液、尿液等)。
(三)內(nèi)環(huán)境各成分間的物質(zhì)交換關系
【例3】下圖中a、b、c分別表示人體內(nèi)三種細胞外液,細胞1、2、3分別表示處于該細胞外液中的多種細胞,箭頭表示這三種液體之間的相互關系。下列有關敘述正確的是( )
①液體a的蛋白質(zhì)含量最高
②細胞2中有的種類不消耗O2
③液體c中可能含有激素和消化酶
④細胞3的種類最多
A.②③ B.③④
C.①② D.②④
【錯因】解答該題時出現(xiàn)錯誤的主要原因之一是不清楚血漿、組織液、淋巴三者之間物質(zhì)交換的關系。
【解析】由圖可知,a是淋巴,細胞1為淋巴細胞;b是血漿,細胞2為血細胞;c是組織液,細胞3是組織細胞。組織液、淋巴和血漿三種細胞外液中,血漿(液體b)的蛋白質(zhì)含量最高,①錯誤;血細胞分為紅細胞、白細胞和血小板,其中成熟的紅細胞沒有細胞核和各種細胞器,因此只能進行無氧呼吸,不消耗氧氣,②正確;組織液中不含消化酶,因為消化酶不屬于內(nèi)環(huán)境,③錯誤;組織細胞種類最多,④正確。故D項正確。
【答案】D
【特別提示】血漿、組織液和淋巴之間的相互關系——①血漿與組織液間可以進行雙向物質(zhì)交換,血漿成分通過毛細血管滲入組織液,組織液成分通過毛細血管滲入血漿;②組織液→淋巴→血漿間是單向物質(zhì)交換,淋巴來源于組織液,返回血漿。這是判斷血漿、組織液、淋巴三者關系的突破口;③細胞內(nèi)液與組織液間可以進行雙向物質(zhì)交換。
五、重難點歸納
(一)內(nèi)環(huán)境的成分及其相互關系
1.知識講解
2.典例分析
【例1】下圖表示人體內(nèi)的細胞與細胞外液和外界環(huán)境之間進行物質(zhì)交換的過程。下列敘述不正確的是( )
A.①②③分別代表血漿、淋巴和組織液,三者共同構成人體內(nèi)環(huán)境
B.當人體蛋白質(zhì)長期供應不足時,①③等處的滲透壓會升高
C.①中含有的成分有血漿蛋白、水、無機鹽等
D.無氧呼吸產(chǎn)生并釋放到①中的乳酸由緩沖物質(zhì)中和,以維持內(nèi)環(huán)境pH的相對穩(wěn)定
【解析】細胞外液包括血漿、組織液和淋巴,根據(jù)三者之間的關系,可確定①②③分別為血漿、淋巴和組織液,它們構成人體細胞生活的內(nèi)環(huán)境,A項正確;當人體蛋白質(zhì)長期供應不足時,會導致血漿蛋白減少,從而引起血漿滲透壓下降,血漿滲透壓下降后,導致血漿中的水分滲透進入組織液中,從而引起組織液的濃度下降,組織液的滲透壓也下降,B項錯誤;血漿中含有血漿蛋白、水、無機鹽等,C項正確;乳酸釋放到血漿中后,由血漿中的緩沖物質(zhì)(如HCO3-)中和,D項正確。
【答案】B
(二)組織水腫原因的分析
1.知識講解
組織水腫是內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)的一種表現(xiàn)。組織水腫的原因主要有以下幾個方面:
(1)營養(yǎng)不良:造成血漿蛋白含量減少,血漿滲透壓降低。
(2)毛細血管壁破損:引起血漿蛋白外滲進入組織液,血漿滲透壓降低,而組織液滲透壓升高。
(3)淋巴管阻塞:導致淋巴無法回流且組織液不能進入淋巴管。
(4)花粉等過敏:引起毛細血管壁通透性增加,血漿蛋白外滲進入組織液,血漿滲透壓降低,組織液滲透壓升高。
(5)腎炎:導致血漿蛋白丟失,血漿滲透壓下降。
2.典例分析
【例2】(2016·浙江卷·4)下列關于無機鹽和其他化合物對人體與動物機能影響的敘述,正確的是( )
A.攝入過多過咸食物后,會引起細胞內(nèi)液的量增加
B.骨骼肌纖維內(nèi)乳酸積累過多,會引起細胞體積增大
C.發(fā)生局部炎癥反應時的腫脹,是由于組織中的Na+濃度增加所致
D.將蛙神經(jīng)纖維置于適宜的溶液后再適當增加溶液的KCl濃度,其靜息電位絕對值增大
【解析】攝入過多過咸食物后會導致細胞外液濃度增大,進而導致水從細胞內(nèi)更多的流向細胞外,A項錯誤;細胞內(nèi)乳酸積累過多導致細胞內(nèi)液濃度增大,進而導致細胞吸水使細胞體積增大,B項正確;發(fā)生局部炎癥反應時腫脹,是由于組織中一種多肽類物質(zhì)的增加所致,C項錯誤;神經(jīng)纖維的培養(yǎng)液中K+濃度增大,導致細胞內(nèi)外K+濃度差減小,靜息電位的絕對值會減小,D項錯誤。
【答案】B
(三)內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)
1.知識講解
內(nèi)環(huán)境理化性質(zhì)的三個主要方面:
(1)滲透壓:
①溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目。
②滲透壓的大小反映了溶液中溶質(zhì)微粒對水分子的吸引力大小,滲透壓越大,溶質(zhì)微粒對水分子的吸引力就越大。因此,在滲透作用中水分子總是從滲透壓小的地方流向滲透壓大的地方。
③血漿滲透壓的大小主要與無機鹽、蛋白質(zhì)的含量有關。細胞外液滲透壓的90%以上來源于Na+和Cl-。
(2)酸堿度:正常人的血漿近中性,pH為7.35~7.45,與HCO3-、HPO42-等離子有關。
(3)溫度:人體細胞外液的溫度一般維持在37 ℃左右。
【特別提示】滲透壓與溶液物質(zhì)的量濃度具有密切的關系,二者之間的關系可以表示為π=CRT。其中,π表示滲透壓,C表示物質(zhì)的量濃度(mol/L),R為常數(shù),T為絕對溫度??梢?,在溫度一定時,滲透壓與物質(zhì)的量濃度成正比關系。
2.典例分析
【例3】(2016·海南卷·19)下列與動物體內(nèi)K+、Na+等有關的敘述,錯誤的是( )
A.NaCl中Na+參與血漿滲透壓形成而Cl-不參與
B.產(chǎn)生和維持神經(jīng)細胞靜息電位主要與K+有關
C.興奮沿神經(jīng)纖維傳導時細胞膜外Na+大量內(nèi)流
D.Na+從紅細胞外運入紅細胞內(nèi)的過程屬于被動運輸
【解析】血漿滲透壓的大小與Na+和Cl-都有關,A項錯誤;產(chǎn)生和維持靜息電位主要與K+外流有關,B項正確;興奮是由于產(chǎn)生了動作電位,動作電位是由Na+內(nèi)流形成的,C項正確;Na+進入紅細胞是順濃度梯度的協(xié)助擴散,屬于被動運輸,D項正確。
【答案】A
(四)內(nèi)環(huán)境的功能——細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介
1.知識講解
細胞通過內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換,圖解如下:
2.典例分析
【例4】下圖表示人體細胞與外界環(huán)境之間進行物質(zhì)交換的過程,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示直接參與的幾種系統(tǒng)或器官,①②③④⑤表示相關物質(zhì),甲、乙、丙表示三種液體,A、B表示相關過程。下列相關敘述不正確的是( )
A.內(nèi)環(huán)境中蛋白質(zhì)含量最高的是乙,若A過程受阻,則會引起組織水腫
B.圖中的B過程增強時,人往往會在大腦皮層產(chǎn)生渴覺
C.③所代表的物質(zhì)對Ⅲ的活動有調(diào)節(jié)作用,最終能使乙的pH保持恒定
D.圖中系統(tǒng)或器官協(xié)調(diào)一致地正常運行是維持穩(wěn)態(tài)的基礎,否則將會引起穩(wěn)態(tài)失調(diào)
【解析】根據(jù)圖示可知,題圖表示人體細胞與外界環(huán)境之間進行物質(zhì)交換的過程,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示直接參與的幾種系統(tǒng)或器官,它們依次是循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)(腎臟)和皮膚。①②③④⑤表示相關物質(zhì),它們依次是食物、O2、CO2、尿液、汗液。甲、乙、丙表示三種液體,依次是淋巴、血漿和組織液。A表示淋巴轉(zhuǎn)化為血漿,B表示腎小管和集合管對原尿的重吸收。圖中三種液體淋巴、血漿和組織液組成了人體細胞生活的內(nèi)環(huán)境,其中蛋白質(zhì)含量最高的是乙(血漿),若A(淋巴轉(zhuǎn)換為血漿的過程)受阻,則會引起組織水腫,A項正確;圖中B(腎小管和集合管對原尿的重吸收過程)中水的運輸方式為自由擴散,當此過程增強時,人往往會在大腦皮層產(chǎn)生渴覺,B項正確;③(CO2)對Ⅲ(呼吸系統(tǒng))的活動有調(diào)節(jié)作用,最終能使乙(血漿)的pH穩(wěn)定在一定范圍內(nèi),而不是保持恒定值,C項錯誤;圖中系統(tǒng)或器官協(xié)調(diào)一致地正常運行是維持穩(wěn)態(tài)的基礎,否則會引起穩(wěn)態(tài)失調(diào),D項正確。
【答案】C
(五)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)機制
1.知識講解
2.典例分析
【例5】下列有關人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的敘述,錯誤的是( )
A.人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的失調(diào)與外界環(huán)境無關
B.人體有多種器官、系統(tǒng)參與維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)
C.人體維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力有一定限度
D.人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)有利于參與其調(diào)節(jié)的器官保持正常機能
【解析】人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的失調(diào)與外界環(huán)境有關,當外界環(huán)境的變化超過人體自身的調(diào)節(jié)能力時,即出現(xiàn)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的失調(diào),A項錯誤、C項正確;人體有多種器官、系統(tǒng)參與維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài),B項正確;內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件,D項正確。
【答案】A
(六)生物體維持pH穩(wěn)定的機制
1.知識講解
(1)維持pH穩(wěn)態(tài)的原因:血漿中存在緩沖物質(zhì),如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。
(2)維持機制:酸性或堿性物質(zhì)進入血漿后,可以和緩沖物質(zhì)發(fā)生反應,反應產(chǎn)物可以通過肺或腎臟排出體外,從而使血漿的酸堿度保持相對穩(wěn)定。
①當酸性物質(zhì)(如乳酸)增加時:
HL(代表乳酸)+NaHCO3→NaL+ H2CO3
H2CO3(不穩(wěn)定)→H2O+CO2(CO2通過呼吸系統(tǒng)釋放)
②當堿性物質(zhì)(如Na2CO3)增加時:
Na2CO3+H2CO3→2 NaHCO3(在人體內(nèi),過多的NaHCO3可以由腎臟排出,從而緩解了體內(nèi)的堿性變化)
2.典例分析
【例6】劇烈運動時,血漿中乳酸含量大增而pH基本不變,對此現(xiàn)象的解釋不正確的是( )
A.血漿是一種緩沖溶液體系
B.乳酸與NaHCO3反應生成弱酸H2CO3
C.H2CO3分解成的CO2可經(jīng)呼吸排出
D.大量乳酸進入血液后馬上被稀釋或被徹底分解
【解析】大量乳酸進入血液后與NaHCO3反應生成弱酸H2CO3,H2CO3分解成的CO2可經(jīng)呼吸排出,從而維持pH基本不變,D項錯誤。
【答案】D
六、強化訓練
1.人體的組織細胞間分布著許多毛細血管,那么毛細血管壁細胞所生活的內(nèi)環(huán)境 是( )
A.血漿和組織液
B.血漿和淋巴
C.淋巴和組織液
D.細胞內(nèi)液
2.在人體血漿中,有多種不同功能的蛋白質(zhì),這些蛋白質(zhì)的功能不應包括( )
A.催化蛋白質(zhì)水解為多肽
B.降低血糖濃度
C.刺激B淋巴細胞增殖和分化
D.特異性與抗原相結合
3.下列有關人體內(nèi)環(huán)境及其穩(wěn)態(tài)的敘述,錯誤的是( )
A.細胞外液滲透壓的大小主要取決于Na+和Cl-的含量
B.內(nèi)環(huán)境中發(fā)生的丙酮酸氧化分解給細胞提供能量,有利于生命活動的進行
C.內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)遭到破壞時必將導致細胞代謝紊亂
D.神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機制
4.下列關于人體內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)的敘述,錯誤的是( )
A.內(nèi)環(huán)境中含有多種成分,激素、抗體、淋巴因子、血漿蛋白、葡萄糖、尿素等都是內(nèi)環(huán)境的成分
B.神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上受體的結合,抗體與抗原的結合都發(fā)生在內(nèi)環(huán)境中
C.紅細胞的內(nèi)環(huán)境是血漿;毛細血管壁細胞的內(nèi)環(huán)境是血漿與組織液;毛細淋巴管壁細胞的內(nèi)環(huán)境是淋巴與血漿
D.人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)是在神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)與免疫調(diào)節(jié)的共同作用下由各器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)實現(xiàn)的
5.下列關于內(nèi)環(huán)境及其物質(zhì)組成和理化性質(zhì)的敘述,正確的是( )
A.正常情況下,細胞內(nèi)合成的大分子物質(zhì)都能出現(xiàn)在內(nèi)環(huán)境中
B.內(nèi)環(huán)境中,組織液與淋巴、淋巴與血漿之間的轉(zhuǎn)化均為單向
C.在寒冷環(huán)境中,人體的產(chǎn)熱速率應一直大于散熱速率
D.攝入過咸的食物后,人體內(nèi)環(huán)境的滲透壓會先上升后趨于穩(wěn)定
6.內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持與人體健康有密切的關系。下圖為人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)概念圖,下列敘述不正確的是( )
A.圖中①③分別代表組織液和內(nèi)環(huán)境
B.正常人血漿pH為7.35~7.45,血漿的pH之所以能保持穩(wěn)定,與其內(nèi)部含有HCO3-、HPO42-等離子有關
C.一個人長時間發(fā)高燒,會出現(xiàn)全身乏力,食欲不振等癥狀,主要原因是體溫過高使體內(nèi)酶的活性下降
D.目前普遍認為神經(jīng)—體液網(wǎng)絡是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機制
7.請回答下列有關穩(wěn)態(tài)的問題:
(1)人體內(nèi)環(huán)境的 ____________ 都處于動態(tài)平衡之中,這種 ____________ 穩(wěn)定的狀態(tài)叫做穩(wěn)態(tài)。這種動態(tài)平衡保持在一定范圍內(nèi),如人的體溫每日變化不超過 ℃。
(2)當____________或 ____________ 時,內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就會遭到破壞,因此通過加強自我保健,減少外界環(huán)境變化對機體的不良影響,同時增強 ____________ 以適應 ____________ ,可預防內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào),保持機體健康。
(3)內(nèi)環(huán)境的成分相對穩(wěn)定,首先與____________ 等系統(tǒng)的功能及細胞代謝功能的實現(xiàn)有直接關系;其次還與各器官、系統(tǒng)的 ____________有關;目前普遍認為 是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機制。
(4)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是____________ 的必要條件。
8.內(nèi)環(huán)境是人體細胞生活的直接環(huán)境,內(nèi)環(huán)境的溫度、滲透壓、pH及各種化學物質(zhì)的含量在正常情況下能夠維持相對穩(wěn)定的狀態(tài),這是人體完成各項生命活動的必要條件。
(1)人體內(nèi)環(huán)境的各種理化性質(zhì)及化學物質(zhì)含量會發(fā)生變化的原因是____________ 。
(2)人體維持體溫相對穩(wěn)定的調(diào)節(jié)方式是 ____________ 。
(3)病人呼吸受阻,肌細胞會因為無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸,乳酸進入血液后,會使血液pH ____________ ,但乳酸可以與血液中的 ____________發(fā)生反應,使血液的pH維持相對穩(wěn)定。
(4)嘗試構建人體肝臟內(nèi)血漿、組織液、成熟紅細胞內(nèi)液間O2、CO2擴散的模型(①在圖形框中用實線箭頭表示O2,用虛線箭頭表示CO2;②不考慮CO2進入成熟紅細胞內(nèi)液)。
(參考答案見第86頁)