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1、（生物體維持pH穩(wěn)定的機制） 一、細胞外液與體液的關系 細胞外液是細胞生活的直接液體環(huán)境,是體液的一部分,而體液是指人體內以水為基礎的液體。 【友情提醒】1.血液并不全是細胞外液。血漿:只是血液的液體部分。包括水、無機鹽、葡萄糖、氨基酸、血漿蛋白等;血細胞:是血液的有形成分。包括紅細胞、白細胞、血小板。血細胞不屬于細胞外液。 2.細胞外液即內環(huán)境,兩者外延和內涵相同,只是名字不同而已。3.內環(huán)境的“內”與“外”是相對的,從細胞的角度看就是細胞外液,從人體的角度即相對人體的外界環(huán)境而言,細胞外液就是內環(huán)境。 【例1】 根據(jù)下圖判斷，正確的描述是() 對于組織細胞的正常生理活動，過程a較過程b和c

2、更為重要 組織液中的CO2有害無益 組織液中的物質是有變化的 過程b或c受阻可導致組織水腫 A B C DD 【解析】a過程是指部分血漿經(jīng)毛細血管動脈端生成組織液，它在毛細血管的靜脈端被重吸收(過程b)，少量組織液進入毛細淋巴管，形成淋巴(過程c)。在正常情況下，組織液不斷生成，又不斷被重吸收回血液，保持動態(tài)平衡，使血量和組織液量維持相對穩(wěn)定。若過程b或c受阻可使組織液增多，導致組織水腫。組織液與血漿、與細胞內液之間可不斷地進行物質交換，將氧氣、營養(yǎng)物質運輸?shù)郊毎麅?，將細胞內代謝的產物運到血漿，所以組織液中的物質是有變化的。CO2是促進呼吸的生理性刺激，是調節(jié)呼吸運動的最重要體液因素。臨床上給

3、病人輸氧時，往往采用含5% CO2的混合氣體，以達到刺激呼吸中樞的目的，但CO2濃度過高會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產生毒性作用。 二、細胞外液三種成分之間及與細胞內液的關系 血漿中的物質除大分子蛋白質外，都可以透過毛細血管壁進入組織細胞間隙形成組織液。絕大部分的組織液還可以通過毛細血管壁重新滲透回血漿中，少部分(約10%)則進入毛細淋巴管形成淋巴，淋巴經(jīng)淋巴循環(huán)又進入血管成為血漿。細胞外液與細胞內液通過細胞膜進行物質交換。 1內環(huán)境及其成分之間關系如圖 (1)血細胞的內環(huán)境是血漿，淋巴細胞的內環(huán)境是淋巴和血漿，其他細胞(組織細胞)的內環(huán)境是組織液。毛細血管壁細胞的內環(huán)境是血漿和組織液，毛細淋巴管壁細胞的

4、內環(huán)境是淋巴和組織液。 (2)內環(huán)境中存在的物質有：營養(yǎng)物質：葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、水、無機鹽；代謝廢物：CO2、尿素、尿酸等；其他物質：激素、抗體、組織胺、遞質、纖維蛋白原等。 內環(huán)境中不存在的物質有血紅蛋白、載體、H2O2酶、呼吸作用有關的酶、轉氨酶、轉錄酶、翻譯酶等。 (3)組織水腫的原因有過敏反應、營養(yǎng)不良、毛細淋巴管受阻、腎小球腎炎、代謝產物積累等。 2細胞外液與外界環(huán)境的關系 高等動物細胞與內環(huán)境進行物質交換，與之密切相關的有呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)。具體情況如下： 【友情提醒】人的呼吸道、肺泡腔、消化道、尿道與外界相通，屬于人體的外界環(huán)境。 汗液、尿液、消化

5、液、淚液等雖然來自于體液，但它們只是在體內暫存，能與外界直接接觸，不屬于體液，也就不屬于細胞外液(內環(huán)境)。 代謝廢物排出途徑及相關器官：尿液腎臟、汗液皮膚、CO2肺。 O2、CO2進出細胞都是自由擴散，從高濃度到低濃度，所以O2濃度最高的部位應為肺泡，依次是毛細血管內血漿、組織液、細胞質基質，線粒體中濃度最低，O2在此被有氧呼吸前兩個階段產生的H還原產生水，一共穿過了11層膜(肺泡2、毛細血管壁4、紅細胞2、組織細胞1、線粒體2)；CO2的濃度情況正好相反，線粒體中濃度最高，肺泡中最低，一共穿過9層膜(O2需進出紅細胞與血紅蛋白結合運輸，而CO2在血漿中主要以碳酸氫鹽的方式運輸)。 【例2】

6、(雙選)下表是進行常規(guī)體檢時，某人的血液檢查結果(肌酐是肌肉細胞代謝產生的廢物，通過腎臟排出)，依據(jù)檢查結果作出的下列判斷，正確的是()BC【解析】肌酐是肌肉細胞代謝產生的廢物，通過腎臟排出，由表知肌酐超標，說明腎臟排出代謝廢物功能出現(xiàn)障礙或者肌細胞代謝增強；血糖高于正常值較多，就會出現(xiàn)尿糖，可能原因之一是胰島B細胞受損，分泌胰島素不足，也可能是腎小管的重吸收功能障礙，故B、C正確。A. 肝細胞發(fā)生了病變B可能有腎功能障礙C會出現(xiàn)尿糖，可能是胰島B細胞受損D可能患有脂肪肝和貧血癥 三、內環(huán)境的理化性質 內環(huán)境的理化性質 1滲透壓 (1)定義：溶液中溶質微粒對水的吸引力。 (2)滲透壓的成因 血

7、漿滲透壓的決定因素：主要由無機鹽和蛋白質含量決定，其中細胞外液的滲透壓90%以上是由Na和Cl決定的。溶質微粒數(shù)量 對水的吸引力 滲透壓大小越多越大越大越少越小越小 2酸堿度(即pH) (1)正常人的血漿pH接近中性，約在7.357.45之間。 (2)維持因素：與含有HCO、HPO等離子有關。 (3)機體在代謝過程中雖然經(jīng)常有各種酸性或堿性物質進入血漿，但血漿的pH卻能保持相對穩(wěn)定，過酸或過堿都可引起機體的酸中毒或堿中毒。 3溫度 (1)細胞外液的溫度一般維持在37 左右。所以人體內酶的最適宜溫度也是37 左右。 (2)體溫：幼年成年老年；女性男性?！居亚樘嵝选繚B透壓包括細胞內液滲透壓和細胞外

8、液滲透壓，在應用時應注意它們的區(qū)別。離體細胞酶的活性，受環(huán)境溫度影響較大；而正常人體內細胞酶的活性基本與外界無關。0.9%的NaCl溶液的滲透壓與血漿的滲透壓大致相等，故0.9%的NaCl溶液為血漿的等滲溶液，又叫生理鹽水。醫(yī)院里給病人輸液時經(jīng)常使用的就是生理鹽水。 【例3】內環(huán)境是人體細胞生活的直接環(huán)境，內環(huán)境的溫度、滲透壓、pH及各種化學物質的含量，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)能與毛細血管壁細胞直接進行物質交換的具體內環(huán)境是_。 (2)人體內環(huán)境的各種理化性質及化學物質含量會發(fā)生變化的原因是_。 ( 3 ) 人 體 維 持 體 溫 相 對

9、穩(wěn) 定 的 調 節(jié) 方 式 有_。 (4)下圖為人體血糖來源和去向圖示，胰島素促進圖中_(填編號)過程，胰高血糖素能促進圖中_(填編號)過程。 (5)嘗試構建人體肝臟內血漿、組織液、成熟紅細胞內液間O2、CO2擴散的模型(在圖形框間用實線箭頭表示O2，用虛線箭頭表示CO2，不考慮CO2進入成熟紅細胞內液)。 【解析】(1)毛細血管內有血漿，毛細血管壁外有組織液，因此可以與毛細血管直接進行物質交換。 (2)由于細胞代謝不斷地產生代謝廢物，同時不斷地從外界攝取營養(yǎng)物質，因此導致人體內環(huán)境的各種理化性質及化學物質含量發(fā)生變化。 (3)通過神經(jīng)調節(jié)和激素的調節(jié)，保證了體溫的恒定。 (4)胰島素通過促進

10、圖中的過程使血糖濃度降低；胰高血糖素通過促進過程，使血糖濃度升高。 【答案】(1)血漿和組織液 (2)細胞的代謝活動和外界環(huán)境的不斷變化 (3)神經(jīng)調節(jié)和體液(激素)調節(jié) (4) (5)答案見下圖： 四、內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的內涵、調節(jié)及意義續(xù)表 【友情提醒】內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)方式為負反饋調節(jié)，參與調節(jié)的系統(tǒng)有神經(jīng)系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)等。 【例4】(雙選)有關人體內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的敘述，錯誤的是()A有3種以上的生理系統(tǒng)參與維持體內環(huán)境穩(wěn)定B人體內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的失調與外界環(huán)境無關C人體維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力無限D穩(wěn)態(tài)有利于參與其調節(jié)的器官保持機能正常BC 【解析】本題考查人體內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的有關知識。維持人體內

11、環(huán)境穩(wěn)態(tài)，需要消化、呼吸、循環(huán)、泌尿系統(tǒng)直接參與，還需要內分泌系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的調節(jié)作用，穩(wěn)態(tài)有利于參與其調節(jié)的器官保持機能正常，以維持正常的生命活動。人體維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力是有限的，與外界環(huán)境有關，當外界環(huán)境變化超出人體調節(jié)能力的時候，內環(huán)境穩(wěn)態(tài)就處于失調狀態(tài)。1調節(jié)血漿pH除了NaHCO3/H2CO3外，還有Na2HPO4/Na2H2PO4等緩沖物質。2反饋信息與原輸入信息起相同作用，使輸出進一步增強的調節(jié)方式是正反饋調節(jié)。反饋信息與原輸入信息起相反作用，使輸出減弱的調節(jié)方式是負反饋調節(jié)。 一、理論歸納本實驗采用對比實驗的方法，通過向自來水、緩沖液、生物材料中加入酸或堿溶液引起pH的不

12、同變化，定性說明人體內液體環(huán)境與緩沖液相似而不同于自來水，從而說明生物體維持pH相對穩(wěn)定的機制。1實驗材料：血漿2實驗方法：對比實驗法3實驗假設：生物材料對酸堿有一定的緩沖作用4實驗過程：(見演練中的表格)5實驗預期：血漿中分別加入酸性或堿性物質，pH變化不明顯(如圖)。說明：表示用NaOH對自來水的處理。表示NaOH或鹽酸分別對緩沖液和生物材料的處理。表示用鹽酸對自來水的處理。比較以上三條曲線的變化規(guī)律可知：生物材料的性質類似于緩沖液而不同于自來水，說明生物材料內含有酸堿緩沖物質，從而能維持pH相對穩(wěn)定。6實驗結果：與預期相同實驗結論：生物體內環(huán)境對酸堿的緩沖作用是維持pH穩(wěn)定的機制。二、演

13、練請根據(jù)提供的實驗材料和用具，回答相關的問題：(一)實驗材料和用具家兔的血漿適量、蒸餾水、預先配制的緩沖液、量筒、試管若干支、NaOH溶液、乳酸、pH試紙。(二)實驗流程(1)步驟中向A組和B組的1號試管中加入 。(2)步驟中向B組3支試管中滴加 。(3)預測結果：A組： 。B組： 。(4)從以上實驗結果分析，可以得出的結論是 。水等量蒸餾等量的乳酸1號試管pH變化明顯，pH明顯上升；2、3號試管pH變化不明顯1號試管pH變化明顯，pH明顯下降；2、3號試管pH變化不明顯蒸餾水不具有緩沖作用，為對照組；人工配制的緩沖溶液具有緩沖作用；動物血漿與緩沖溶液一樣具有緩沖作用，說明其成分中含有緩沖物質

14、 【解析】本題是一個實驗設計題，在實驗設計題中除了要研究的變量是可變的之外，其他的條件必須保持相同。在實驗過程中要遵循對照原則、單一變量原則和等量原則。對結果的分析一定要到位，把現(xiàn)象與結論一起總結出來。1.(2011四川)下列關于人在劇烈運動時生理變化過程的描述，正確的是( )A大量失鈉，對細胞外液滲透壓的影響大于細胞內液B大量乳酸進入血液，血漿由弱堿性變?yōu)槿跛嵝訡胰高血糖素分泌量上升，促進肝糖原和肌糖原分解D血液中O2含量下降，刺激了呼吸中樞促進呼吸運動 A 【解析】人體中鈉鹽主要存在于細胞外液，對維持細胞外液的滲透壓有重要作用，當鈉鹽大量流失時，細胞外液的滲透壓降低；大量乳酸進入血液后，由

15、于血液中存在H2CO3/NaHCO3等緩沖物質，可與乳酸結合，使血液中的pH相對穩(wěn)定；胰高血糖素可促進肝糖原分解成葡萄糖，促進非糖物質轉變?yōu)槠咸烟?，進而達到升高血糖的目的，但肌糖原不能再分解成為血糖；刺激呼吸中樞促進其呼吸運動的物質主要是CO2。 2.(2011江蘇)下列關于人體內環(huán)境的敘述，錯誤的是( )A抗原與抗體的特異性結合發(fā)生在內環(huán)境中B內環(huán)境成分中含有CO2、尿素、神經(jīng)遞質等C組織液滲回血漿和滲入淋巴的量相差較大D血漿的成分穩(wěn)定時，機體達到穩(wěn)態(tài)D【解析】抗原與抗體的特異性結合屬特異性免疫中的體液免疫，是在細胞外進行的；細胞代謝所產生的CO2、尿素等終產物需經(jīng)內環(huán)境再由相應器官排出體外

16、，突觸前膜釋放的神經(jīng)遞質進入突觸間隙，即組織液，然后作用于突觸后膜；組織液、血漿和淋巴三者的關系為 在正常生理狀態(tài)下， 血漿和組織液之間處于滲透平衡；穩(wěn)態(tài)是指內環(huán)境的每一種成分和理化性質都處于動態(tài)平衡的狀態(tài)。 3.(2010安徽)下列關于內環(huán)境的敘述，正確的是( )A內環(huán)境的滲透壓下降會刺激下丘腦分泌抗利尿激素增加B內環(huán)境是一個主要由 / 構成的緩沖體系C內環(huán)境是機體進行正常生命活動和細胞代謝的場所D內環(huán)境的變化會引起機體自動地調節(jié)器官和系統(tǒng)的活動D-42POH-24HPO【解析】本題考查有關內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的相關知識，抗利尿激素增加，減少尿量；內環(huán)境的滲透壓下降，尿量增加，A錯。內環(huán)境緩沖體系主要

17、由H2CO3和NaHCO3構成，B錯。細胞代謝在細胞內進行，內環(huán)境是細胞外液，C錯。內環(huán)境的變化，機體進行調節(jié)通過各器官和系統(tǒng)的活動完成。D對。4.下列物質，在血漿中都能找到的有( )A促甲狀腺激素、氧、尿素、血漿蛋白B蛋白酶、鈣離子、脂肪、葡萄糖C呼吸酶、脂肪酸、載體、膽固醇D氨基酸、麥芽糖、二氧化碳、鈉離子A 【解析】B選項中，蛋白酶為消化酶，如果是細胞內消化，則存在于細胞中的溶酶體內，如果為細胞外消化，則存在于消化道內，均不屬于內環(huán)境，不可能在血漿中；C選項中，呼吸酶存在于細胞質基質和線粒體中，與有機物氧化分解有關的酶，存在于細胞內，不可能在血漿中；D選項中，麥芽糖是植物特有的二糖，雖然

18、在消化道內，動物可以將淀粉分解為麥芽糖，但不能被吸收到血漿等內環(huán)境中，血漿內也不可能存在；A選項中，促甲狀腺激素等激素由血液中的血漿運輸，氧氣主要由紅細胞中的血紅蛋白運輸，但少量可以直接由血漿運輸，尿素等代謝廢物要由血漿運送到腎臟，再由泌尿系統(tǒng)排出體外，血漿蛋白就是指血漿中的蛋白質。答案只能選A。5.(雙選)下列有關內環(huán)境和穩(wěn)態(tài)的說法，不正確的是( )A血漿中蛋白質含量明顯高于淋巴和組織液B內環(huán)境的pH、滲透壓等保持相對穩(wěn)定是細胞正常代謝所必需的C穩(wěn)態(tài)的實現(xiàn)是多個系統(tǒng)共同調節(jié)的結果，與皮膚無關D葡萄糖、腎上腺素、淋巴因子和胰蛋白酶都屬于人體內環(huán)境的成分【解析】個體穩(wěn)態(tài)的實現(xiàn)是神經(jīng)系統(tǒng)、內分泌系

19、統(tǒng)和免疫系統(tǒng)等共同調節(jié)的結果，與皮膚有關；胰蛋白酶由消化腺分泌到消化道中，不屬于內環(huán)境成分；血漿蛋白、淋巴因子、葡萄糖、腎上腺素等均屬于內環(huán)境的成分。CD6.(雙選)有人到青藏高原后會出現(xiàn)頭痛、乏力、心跳加快甚至血壓升高等癥狀。對此現(xiàn)象分析不正確的是( )A人體維持穩(wěn)態(tài)的調節(jié)能力是有一定限度的B當外界環(huán)境變化時，內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就會遭到破壞C人體穩(wěn)態(tài)不會隨外界環(huán)境的變化而改變D人到高原地區(qū)后細胞代謝會發(fā)生紊亂【解析】人體維持穩(wěn)態(tài)的能力是有一定限度的，當外界環(huán)境變化過于劇烈時，內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就會遭到破壞。穩(wěn)態(tài)是相對的，是隨外界環(huán)境的改變而發(fā)生變化的，但正常情況下是在一定范圍內波動。人到高原后由于缺氧等

20、因素，會導致細胞代謝紊亂，如有氧呼吸能力降低。BCB組織液7.(2011茂名模擬)據(jù)圖回答下列問題：(1)發(fā)生過敏反應時圖1中 的通透性增大，血漿蛋白進入 ，使它的滲透壓 ；過度疲勞時，B中代謝產物的大量積累，導致 滲透壓 ；a毛細血管壁B組織液升高升高H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4嚴重營養(yǎng)不良使血漿蛋白含量下降， 的滲透壓 ，因而水分向 ； 淋巴循環(huán)受阻。以上原因都可能使組織液的量而出現(xiàn) 現(xiàn)象。(2)在圖2的中含有許多對酸堿緩沖物質，它們一般由一種 酸和相應的一種 鹽組成。舉出兩對： 。當肌肉中產生大量的乳酸時，就與其中的 發(fā)生作用生成乳酸鈉和 ，這是一種弱酸，能分

21、解成 ，對pH影響不大，并且其中的 會刺激 中樞，使 增強而將 排出。(3)根據(jù)圖2回答問題：圖中的毛細淋巴管壁細胞的內環(huán)境是(填標號) ；CO2濃度最高的內環(huán)境成分是標號 。A血漿降低組織液滲透增加組織水腫弱強堿NaHCO3H2CO3CO2和H2OCO2呼吸呼吸運動CO2和【解析】營養(yǎng)不良導致體內蛋白質減少，主要影響血漿的滲透壓，因為三種細胞外液中，血漿中的蛋白質含量是最高的，所以營養(yǎng)不良使血漿滲透壓降低，水分滯留在組織液，引起組織水腫。當人體劇烈運動產生大量乳酸的時候，一個方面是乳酸能夠與堿性物質反應，最終形成的乳酸鈉等物質通過腎臟排出體外，另一方面是形成的CO2會刺激呼吸中樞，通過肺的呼吸運動排出體外。