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人教版2024届高考生物一轮复习人体内环境稳态及实例教学课件
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这是一份人教版2024届高考生物一轮复习人体内环境稳态及实例教学课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，强基础增分策略，提能力精准突破，悟考情演练真题，研专项前沿命题，内环境及其稳态，组织液，细胞内液，蛋白质，无机盐等内容，欢迎下载使用。
1.内环境的组成(1)体液与内环境
(2)体液的四种成分之间的关系
特别提醒 不同细胞所处的“内环境”
2.内环境的成分、理化性质及功能(1)内环境的成分①血浆的主要成分
②与血浆相比,组织液、淋巴中 的含量很少。
(2)内环境的理化性质
(3)内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
图中各器官或系统是:[a] 、[b] 、[c] 、[d] 、[e] 。
3.内环境的稳态(1)稳态的实质及意义
(2)人体血浆pH稳态及其维持机制①稳态维持的原因:内环境中存在很多缓冲对,如②维持机制
旁栏边角1.(必修3 P3“相关信息”)手和脚有时会磨出“水泡”,甚至是“血泡”。水泡的主要成分是 ;血泡的主要成分是 ,还含有血细胞。 2.(必修3 P6“技能训练”改编)肺气肿病人由于呼吸不畅,会使内环境中的pH怎样变化?原因是什么?
提示 pH降低。氧气不足,细胞进行无氧呼吸产生乳酸,同时CO2排出不畅。
易错辨析(1)(2022广东,3C)肾上腺素不属于内环境组成成分。 ( )(2)(2021河北,17A)细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-。( )(3)(2019全国Ⅲ,5D)运动时,丙酮酸转化成乳酸的过程发生在组织液中。( )(4)(2019全国Ⅲ,5A)血浆中的葡萄糖可以通过组织液进入骨骼肌细胞。( )
(5)(2016全国Ⅲ,3B)肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节。( )
二、体温调节和水盐调节
1.体温调节(1)人体的产热与散热
(2)体温调节的结构基础
特别提醒 发高烧时,病人的体温继续升高时产热大于散热,如果温度保持不变,则产热等于散热。
①体温调节方式为 调节。 ②寒冷条件下参与产热的激素有 和 ,前者的分泌是由下丘脑的传出神经调节的,后者的分泌是由 分级调节的,两种激素之间表现为 作用。
2.水盐平衡调节(1)调节的结构基础
(2)调节机制: 调节机制。
旁栏边角(必修3 P9“思考与讨论2”)大量出汗或严重腹泻后,如果只喝水,不补充盐,内环境的渗透压会 ,带来的后果是 。
提示 降低 内环境中的水过多地通过渗透作用进入细胞内,造成细胞吸水肿胀,进一步导致细胞代谢和功能紊乱
易错辨析(1)(2022山东,18B)寒冷环境下,肾上腺皮质分泌的肾上腺素增加,使代谢活动增强,产热增加。 ( )(2)(2021全国甲,4A)下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化。( )(3)(2021河北,17B)高盐饮食后一段时间内,细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关。( )(4)(2020全国Ⅲ,5C)通常新冠肺炎患者的症状之一是发烧,因此可以通过体温测量初步排查。( )
长句应答1.(健康生活)寒冷环境中尿液增多,其原因是 。 2.(健康生活)人在寒冷环境中经常会打“寒战”,请写出其反射过程: 。
提示 寒冷环境下出汗减少,细胞外液的渗透压降低,通过下丘脑的调节,使垂体释放的抗利尿激素减少,肾小管和集合管对水的重吸收减弱,尿量增加。
提示 皮肤的冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→骨骼肌收缩。
3.寒冷环境中产热量大于散热量吗?持续高烧38 ℃时产热量大于散热量吗?
提示 都不大于。人是恒温动物,通常无论是在寒冷环境中还是在炎热环境中,机体产热量与散热量都保持相对平衡,如果两者没有保持相对平衡,则体温就会升高或降低,影响代谢。持续发烧38 ℃时,人体产热量等于散热量,因为人体体温持续在38 ℃。
角度一、内环境组成及理化性质考向探究考向1内环境的构成1.人体中血浆、组织液和淋巴等构成了细胞赖以生存的内环境,下列叙述错误的是( )A.血浆和组织液都有运输激素的作用B.血浆和淋巴都是免疫细胞的生活环境C.血红蛋白主要存在于血浆和组织液中D.组织液中的蛋白质浓度低于血浆中的蛋白质浓度
答案 C解析 血浆和组织液处于流动状态,通过流动可实现运输激素的功能,A项正确。血浆和淋巴中都生活着免疫细胞,血浆和淋巴都是免疫细胞的生活环境,B项正确。血红蛋白存在于红细胞内,C项错误。组织液和淋巴中的蛋白质浓度都低于血浆中的,D项正确。
考向2体液成分及各组分间的关系
2.(2022广东)在2022年的北京冬奥会上,我国运动健儿取得了骄人的成绩。在运动员的科学训练和比赛期间需要监测一些相关指标,下列指标中不属于内环境组成成分的是( ) A.血红蛋白B.血糖C.肾上腺素D.睾酮
答案 A解析 激素(肾上腺素、睾酮)、血糖都是内环境的组成成分,血红蛋白存在于红细胞内部,属于细胞内液的成分,A项符合题意。
3.内环境的稳态是机体进行正常生命活动的基础,图甲是内环境的结构图,其中①②③④分别代表体液中的不同成分,图乙表示体液中这几种成分相互之间进行物质交换的关系,以下描述正确的是( )
A.图甲中①②③④分别代表图乙中的A、B、C、DB.B中的大分子蛋白质不能流到CC.图甲中③④处的氧分压和二氧化碳分压大小关系应该分别是③<④和③>④D.细胞外液渗透压的90%以上来源于K+和Cl-
答案 C解析 图甲中①为淋巴,对应于图乙中的B,②为细胞内液,对应于图乙中的D,③为组织液,对应于图乙中的A,④为血浆,对应于图乙中的C,A项错误;B为淋巴,其中的大分子蛋白质能流到C(血浆),B项错误;图甲中③④处的氧分压和二氧化碳分压大小关系应该分别是③<④和③>④,C项正确;细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-,D项错误。
考向3内环境的理化性质4.血浆中的小分子物质形成的渗透压称为晶体渗透压,下列叙述正确的是( )A.晶体渗透压的大小主要取决于血浆蛋白含量的多少B.晶体渗透压下降可能不利于维持神经元的正常兴奋性C.人体维持稳态的调节能力使晶体渗透压保持固定不变D.晶体渗透压升高会刺激垂体合成并分泌抗利尿激素
答案 B解析 由题意“血浆中的小分子物质形成的渗透压称为晶体渗透压”可知,晶体渗透压的大小主要取决于血浆中无机盐含量的多少,A项错误;神经元兴奋的产生与Na+内流有关,晶体渗透压下降,可能伴随内环境中Na+的减少,故不利于维持神经元的正常兴奋性,B项正确;人体维持稳态的调节能力使晶体渗透压维持相对稳定而非固定不变,C项错误;抗利尿激素是由下丘脑合成、垂体释放的,D项错误。
考向4内环境的功能5. 科学家研制了一个充满电解质溶液的大塑料袋,并用它来抚育早产的羔羊。羔羊在此人造子宫中待了4周。足月后,研究者发现,它们与在母羊子宫中待到足月出生的小羊一样健康。下列叙述错误的是( )
A.如果血氧交换系统发生障碍,羔羊也不会立即死亡B.羔羊发育过程中细胞不断分裂,但不发生细胞凋亡C.如果将图中的电解质溶液换成蒸馏水,则羔羊不会存活D.羔羊的代谢废物要经过循环系统、泌尿系统排出
答案 B解析 根据题意分析,充满电解质的塑料袋模拟羊的子宫环境,羔羊在其中生活需要从里面获取所需的营养物质并且将自身产生的代谢废物通过该系统排出去。如果血氧交换系统发生障碍,一段时间内氧气供应不足,羔羊可以通过无氧呼吸为生命活动提供能量,所以羔羊缺氧后也不会立即死亡,A项正确;羔羊发育过程中细胞不断分裂,也发生细胞凋亡,B项错误;动物细胞在蒸馏水中会吸水膨胀,甚至会引起细胞破裂,所以在蒸馏水中羔羊不会存活,C项正确;羔羊通过细胞代谢产生的废物,要通过循环系统和泌尿系统才能排出,D项正确。
方法突破1.内环境及其组成中的两个“认清”(1)认清4类内环境的物质
(2)认清4类非内环境的物质
2.发生和不发生在内环境中的生理过程
角度二、内环境的稳态及调节考向探究考向1内环境稳态的含义及其意义
1.(2022安徽合肥一模)内环境稳态是维持正常生命活动的必要条件。下列说法正确的是( )A.内环境稳态是指内环境组成成分的相对稳定状态B.内环境是相对于外环境而言的,包括组织液、血液和淋巴C.内环境只要保持稳态,机体就能保持健康状态D.内环境稳态调节过程中一般存在反馈调节
答案 D解析 内环境稳态是指内环境组成成分和理化性质的相对稳定状态,A项错误;内环境是相对于外环境而言的,包括组织液、血浆和淋巴,血液包括血浆和血细胞,B项错误;内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,但不能说内环境保持稳态,机体就能保持健康状态,如患遗传病等,C项错误;内环境稳态调节过程中一般存在反馈调节,以保证内环境的相对稳定状态,D项正确。
2.内环境稳态是指在正常生理情况下机体内环境的各种成分和理化性质保持相对稳定的状态,是机体进行正常生命活动的必要条件。下列有关内环境稳态的叙述,正确的是( )A.若机体内环境稳态遭到破坏,则会引起细胞代谢紊乱B.静脉输入质量分数为0.9%的NaCl溶液,会使血浆的渗透压增大C.若血浆蛋白含量增多,则会引起组织水肿D.某人剧烈运动后,其血浆pH会大幅度下降
答案 A解析 内环境稳态是细胞进行正常代谢的必要条件,一旦机体内环境稳态遭到破坏,就会导致细胞代谢紊乱,A项正确;质量分数为0.9%的NaCl溶液是生理盐水,其渗透压与血浆渗透压相同,所以静脉输入质量分数为0.9%的NaCl溶液,不会影响血浆的渗透压,B项错误;血浆蛋白含量减少,会引起组织水肿,C项错误;某人剧烈运动后,其血浆pH不会有大幅度下降,原因是血浆内存在缓冲物质,能够维持血浆pH的相对稳定,D项错误。
考向2内环境稳态及调节3.(2022甘肃天水模拟)内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件,下列叙述错误的是( )A.寒冷环境中,人体通过神经调节和体液调节以维持体温B.水肿患者可通过静脉向血浆中输入白蛋白消除组织水肿C.细胞代谢产生的酸性物质进入血浆可明显降低血浆的pHD.人体各器官、系统协调活动,是维持内环境稳态的基础
答案 C解析 寒冷环境中,人体通过神经调节和体液调节以维持体温,A项正确;水肿患者可通过静脉向血浆中输入白蛋白,使血浆渗透压升高,消除组织水肿,B项正确;细胞代谢产生的酸性物质进入血浆,与血浆中的缓冲物质反应,故血浆的pH不会明显降低,C项错误;人体各器官、系统协调活动,是维持内环境稳态的基础,D项正确。
考向3内环境稳态与人体健康
4.(2022河南信阳质检二)下列属于人体内环境稳态失衡引起的疾病的是( )A.长期吃碱性食物导致胃液pH变化引起胃病B.大脑皮层言语区的S区细胞受损,导致该病人不能说话C.人体因缺铁而引起的贫血D.缺碘而引起的大脖子病
答案 D解析 胃液不属于内环境的成分,所以长期吃碱性食物导致胃液pH变化引起胃病不属于内环境稳态失衡引起的疾病,A项不符合题意;大脑皮层言语区的S区细胞受损属于神经系统的异常,不属于内环境稳态失调引起的疾病,B项不符合题意;铁是构成血红蛋白的元素,血红蛋白不属于内环境的成分,C项不符合题意;缺碘引起甲状腺激素分泌不足,甲状腺激素是内环境的成分,D项符合题意。
考向4内环境稳态实验探究5. 某同学以清水、缓冲液和血浆分别为实验材料进行“探究血浆是否具有维持pH稳定的功能”的实验,实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.起对照作用的是清水组和缓冲液组的溶液pHB.三组结果中,所得结果存在不合理的是清水组C.该实验结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的D.图中结果表明缓冲液组维持pH稳定的能力强于血浆组
答案 D解析 本实验探究的是血浆是否具有维持pH稳定的功能,所以血浆组为实验组,清水组和缓冲液组为对照组,A项正确;加入HCl后,清水组的pH应该降低,所以图中清水组的结果不合理,B项正确;从坐标曲线可以看出,当加入的HCl达到一定量后,无论是血浆组还是缓冲液组,都不能继续维持pH的相对稳定,说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的,C项正确;据图可知,缓冲液组的曲线比血浆组先下降,说明缓冲液组维持pH稳定的能力低于血浆组,D项错误。
方法突破1.内环境稳态意义及稳态失衡分析(1)各指标稳态的意义①血糖正常——保证机体正常的能量供应。②体温、pH相对恒定——酶活性正常,细胞代谢正常。③渗透压相对稳定——维持细胞正常的形态和功能。
(2)内环境稳态失调引起的疾病
2.血浆、组织液和淋巴间的转化异常——组织水肿组织间隙中积聚的组织液过多会引起组织水肿,其引发的原因可从两方面分析,凡是导致血浆渗透压下降或组织液渗透压升高的因素,都会使水分从血浆进入组织液,从而引起组织水肿,总结如下:
角度一、体温调节考向1体温调节过程分析1.(2022山东改编)人体通过多种调节机制保持体温的相对稳定。下列说法不正确的是( )A.寒冷环境下,参与体温调节的传出神经中既有躯体运动神经,也有内脏运动神经B.寒冷环境下,肾上腺皮质分泌的肾上腺素增加,使代谢活动增强,产热增加C.炎热环境下,皮肤血管舒张,汗腺分泌增多,从而增加散热D.炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,可导致内环境pH上升
答案 B解析 寒冷环境下,骨骼肌会收缩使产热增加,参与体温调节的传出神经中有躯体运动神经,同时甲状腺激素、肾上腺素含量会增多,故也有内脏运动神经参与,A项正确。肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的一种激素,B项错误。炎热环境下,皮肤血管舒张,汗腺分泌增多,从而增加散热,C项正确。内环境中含有缓冲物质,正常情况下能维持pH相对稳定,但炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,可呼出体内较多的CO2,导致内环境pH上升,D项正确。
2.下图是健康人从温暖环境进入寒冷环境时的部分体温调节模型,下列有关叙述不正确的是( )
A.体温调节中枢位于下丘脑B.图中①→③→④→⑤过程属于神经—体液调节C.“X”代表的主要生理变化是细胞呼吸增强D.最初的一段时间内,人体产热速率明显大于散热速率
考向2冷热不同环境转换下的体温调节过程3.下图表示机体由T1环境进入T2环境的过程中产热量和散热量的变化。下列叙述不正确的是( )
A.根据图示信息可知T2
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论: 。 ③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论: 。
答案 (1)汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张等 (2)上移 增加(3)①下丘脑损毁的发热家兔模型+M溶液 ②M具有解热作用 ③M具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
方法突破1.恒温动物和变温动物体温调节中的耗氧量变化(1)一定范围内,恒温动物的耗氧量与外界温度成反比。恒温动物要保持体温,在寒冷环境中新陈代谢加快,耗氧量增加。(2)一定范围内,变温动物的耗氧量与外界温度成正比。变温动物的体温随环境温度的变化而变化,在低温环境中体温降低,酶活性下降,代谢能力减弱,耗氧量减少;在高温环境中代谢快,耗氧量增加。
2.何时会出现产热量=散热量?只要体温稳定,无论冬季还是夏季,无论体温维持在37 ℃,还是病人维持偏高体温(如一直维持在39 ℃),均是产热与散热处于动态平衡中;当产热>散热时,则体温升高,反之则体温降低。人在冬季散热增多,产热也增多,在炎热环境中散热减少,产热也减少,故无论冬季还是夏季,产热与散热都维持动态平衡。此外,无论寒冷环境还是炎热环境,体温调节均既存在神经调节也存在体液调节。
角度二、水盐平衡及其调节考向探究考向1失水过多后的水盐平衡调节过程分析1.下图表示水盐调节的部分过程。下列相关叙述错误的是( )
A.图中的甲可能是饮水不足、机体失水过多或吃的食物过咸
B.乙、丙、丁分别是下丘脑、大脑皮层、肾小管和集合管C.图中所示过程既有神经调节也有体液调节D.渴觉在大脑皮层中产生,所以水盐调节中枢在大脑皮层中
答案 D解析 图中的甲引起细胞外液渗透压升高,故甲是饮水不足、机体失水过多或吃的食物过咸,A项正确;分析图示可知,乙、丙、丁分别是下丘脑、大脑皮层、肾小管和集合管,B项正确;图中所示过程既有神经调节也有体液调节,C项正确;水盐调节中枢在下丘脑中,D项错误。
2.(2022湖北)奋战在抗击新冠疫情一线的医护人员是最美逆行者。因长时间穿防护服工作,他们汗流浃背,饮水受限,尿量减少。下列关于尿液生成及排放的调节,叙述正确的是 ( )A.抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对NaCl的重吸收B.医护人员紧张工作后大量饮用清水有利于快速恢复水盐平衡C.医护人员工作时高度紧张,排尿反射受到大脑皮层的抑制,排尿减少D.医护人员工作时汗流浃背,抗利尿激素的分泌减少,水的重吸收增加
答案 C解析 抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收, A项错误;医护工作者因长时间穿防护服工作,他们汗流浃背,饮水受限,这个过程丢失了水分和无机盐,故医护人员紧张工作后适量饮用淡盐水有利于快速恢复水盐平衡,B项错误;排尿反射中枢位于脊髓,排尿反射中枢属于低级中枢,受控于大脑皮层的高级中枢,医护人员工作时高度紧张,排尿反射受到大脑皮层的抑制,排尿减少,C项正确;医护人员工作时汗流浃背,使细胞外液的渗透压升高,抗利尿激素的分泌增多,水的重吸收增加,排尿减少,D项错误。
考向2高盐饮食与水盐平衡调节3.(2021河北)高盐饮食后一段时间内,虽然通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,但机体依旧处于正钠平衡(总Na+摄入多于排泄)状态。下列叙述错误的是( )A.细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-B.细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关C.细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节D.细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多
答案 C解析 细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-,A项正确;细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加都有关系,B项正确;细胞内液与细胞外液进行着物质交换,故也参与细胞外液渗透压的调节,C项错误;高盐饮食后,为使细胞外液渗透压回归,机体要摄入一定量的水分,所以细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡状态时,细胞外液和体液总量都增多,D项正确。
考向3水盐平衡失调与人体健康4. 脑、肺等部位的恶性肿瘤经常会引起抗利尿激素分泌失调综合征,临床表现为尿量大量减少且高度浓缩、体内水潴留、低钠血症、出现神经调节障碍现象等。下列相关叙述错误的是( )A.垂体合成、分泌抗利尿激素的过程体现了细胞膜的流动性特点B.患者体内抗利尿激素分泌增多,对水的重吸收增强,尿量减少C.患者体内水潴留会导致血浆渗透压降低,从而引发低钠血症D.患者的临床表现说明神经调节受体液调节的影响
答案 A解析 抗利尿激素是由下丘脑合成和分泌、垂体释放的,A项错误;脑、肺等部位的恶性肿瘤会使下丘脑内分泌细胞分泌抗利尿激素增加,垂体释放抗利尿激素增多,促进肾小管对水的重吸收,水进入肾脏周围的血液,使血量增加,血浆渗透压降低,从而导致尿量减少,B项正确;抗利尿激素分泌异常增多能够促进肾小管和集合管对水的重吸收,使血量增加,血浆渗透压降低,从而引发低钠血症,C项正确;人体水盐平衡的调节方式为神经调节和体液调节,神经调节受体液调节的影响,D项正确。
方法突破与水盐调节有关的四点提醒(1)渗透压感受器和渗透压调节中枢在下丘脑,渴觉中枢在大脑皮层。(2)抗利尿激素的产生、分泌部位是下丘脑的神经分泌细胞,而释放部位是垂体(后叶)。(3)在水平衡调节过程中,下丘脑既是感受器,又是效应器(分泌激素),激素主要调节的器官是肾脏。
(4)血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系
注:解题时,可采用如下所示简洁记忆5项指标的变化(记为“两头联中间反”,即两头一致、中间相反)。
1.(2022浙江6月选考)大雪纷飞的冬天,室外人员的体温仍能保持相对稳定。其体温调节过程如下图所示。下列叙述错误的是( )A.寒冷刺激下,骨骼肌不由自主地舒张以增加产热B.寒冷刺激下,皮肤血管反射性地收缩以减少散热C.寒冷环境中,甲状腺激素分泌增加以促进物质分解产热D.寒冷环境中,体温受神经与体液的共同调节
答案 A解析 寒冷刺激下,骨骼肌不由自主地收缩以增加产热,A项错误;寒冷刺激下,皮肤血管反射性地收缩以减少散热,B项正确;甲状腺激素可以促进有机物的氧化分解,增加产热,所以在寒冷环境中,甲状腺激素分泌会增加,C项正确;体温调节过程中既有神经调节,也有体液调节,D项正确。
2.(2022湖北)人体中血红蛋白构型主要有T型和R型,其中R型与氧的亲和力约是T型的500倍,内、外因素的改变会导致血红蛋白—氧亲和力发生变化,如:血液pH升高,温度下降等因素可促使血红蛋白从T型向R型转变。正常情况下,不同氧分压时血红蛋白氧饱和度变化曲线如图实线所示(血红蛋白氧饱和度与血红蛋白—氧亲和力呈正相关)。下列叙述正确的是( )
A.体温升高时,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线2方向偏移B.在肾脏毛细血管处,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线1方向偏移C.在肺部毛细血管处,血红蛋白由T型向R型转变,实线向虚线2方向偏移D.剧烈运动时,骨骼肌毛细血管处血红蛋白由T型向R型转变,有利于肌肉细胞代谢
答案 A解析 由题意可知,R型血红蛋白与氧亲和力更高,血红蛋白氧饱和度与血红蛋白—氧亲和力呈正相关,温度下降可促使血红蛋白从T型向R型转变,故体温升高时,血红蛋白由R型向T型转变时,实线向虚线2方向偏移,A项正确;在肾脏毛细血管处,血浆要为肾脏细胞提供氧气,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线2方向偏移,B项错误;在肺部毛细血管处,需要增加血红蛋白与氧气的亲和力,血红蛋白由T型向R型转变,实线向虚线1方向偏移,C项错误;剧烈运动时,骨骼肌细胞氧分压偏低,血红蛋白氧饱和度偏低,血红蛋白由R型向T型转变,这样便于释放氧气用于肌肉呼吸,D项错误。
3.(2022海南)缺氧是指组织氧供应减少或不能充分利用氧,导致组织代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程。动脉血氧分压与肺泡通气量(基本通气量为1)之间的关系如图。下列有关叙述错误的是( )
A.动脉血氧分压从60 mmHg降至20 mmHg的过程中,肺泡通气量快速增加,以增加组织供氧B.生活在平原的人进入高原时,肺泡通气量快速增加,过度通气可使血液中CO2含量降低C.缺氧时,人体肌细胞可进行无氧呼吸产生能量D.缺氧时,机体内产生的乳酸与血液中的H2CO3发生反应,以维持血液pH的稳定
答案 D解析 缺氧时,机体内产生的乳酸与血液中的NaHCO3发生反应,以维持血液pH的稳定,D项错误。
4.(2017全国Ⅱ)将室温(25 ℃)饲养的某种体温为37 ℃的哺乳动物(动物甲)随机分为两组,一组放入41 ℃环境中1 h(实验组),另一组仍置于室温环境中(对照组)。期间连续观察并记录这两组动物的相关行为。结果:实验初期,实验组动物的静卧行为明显减少、焦虑不安行为明显增加。回答下列问题。(1)实验中,实验组动物皮肤的毛细血管会 ,汗液分泌会 ,从而起到调节体温的作用。 (2)实验组动物出现焦虑不安行为时,其肾上腺髓质分泌的激素会 。 (3)本实验中设置对照组的目的是 。 (4)若将室温饲养的动物甲置于0 ℃的环境中,该动物会冷得发抖,耗氧量会 ,分解代谢会 。
答案 (1)舒张 增加 (2)增加 (3)排除41 ℃以外因素对实验结果的影响,以保证本实验的结果是由41 ℃引起的 (4)增加 增强解析 (1)由题意可知,41 ℃高于该哺乳动物的正常体温,在41 ℃的环境中,机体汗液分泌增加,毛细血管舒张以增加散热,同时,肌肉和肝脏等产热减少。(2)实验组动物出现焦虑不安的行为是由肾上腺素分泌增加导致的。(3)对照组的作用是排除41 ℃以外因素对实验结果的影响,以保证本实验的结果是由41 ℃引起的。(4)在寒冷环境中,机体汗液分泌减少,皮肤血管收缩,减少散热;立毛肌收缩,骨骼肌战栗,肾上腺素、甲状腺激素分泌增加,细胞代谢增强,耗氧量增加,增加产热。
“下丘脑”在内环境稳态调节中的重要作用归纳把握方法1.“下丘脑”调节作用归纳下丘脑是内分泌系统的总枢纽,同时受大脑皮层的调控。下丘脑的部分细胞称为神经分泌细胞,既能传导神经冲动,又有分泌激素的功能。下丘脑在机体稳态中的作用主要包括以下四个方面。
2.以下丘脑为“中心”的调节模型
专项训练1.(2021全国甲)人体下丘脑具有内分泌功能,也是一些调节中枢的所在部位。下列有关下丘脑的叙述,错误的是( )A.下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化B.下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素C.下丘脑参与水盐平衡的调节:下丘脑有水平衡调节中枢D.下丘脑能感受体温的变化:下丘脑有体温调节中枢
答案 B解析 下丘脑渗透压感受器能感受细胞外液渗透压的变化,A项正确。下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素释放激素,促甲状腺激素是由垂体分泌的,B项错误。下丘脑中的水平衡调节中枢参与人体水盐平衡的调节,C项正确。下丘脑能够感受体温的变化,下丘脑中的体温调节中枢参与人体的体温调节,D项正确。
2.下丘脑在人体内环境的稳态与调节过程中发挥至关重要的作用。下列关于下丘脑功能的叙述,错误的是( )A.下丘脑分泌的抗利尿激素可引起尿量增加B.下丘脑的活动可受其他相关内分泌腺分泌的激素的负反馈调节C.下丘脑体温调节中枢发出的神经可支配肾上腺的活动D.下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素可间接引起机体产热量增加
答案 A解析 下丘脑分泌的抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收,使尿量减少,A项错误;当甲状腺激素含量过多时,会通过负反馈调节机制抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,B项正确;下丘脑中的体温调节中枢可以通过传出神经直接作用于肾上腺,支配肾上腺的活动,C项正确;下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素作用于垂体,使垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素作用于甲状腺,使之分泌甲状腺激素,甲状腺激素能促进细胞代谢,使机体产热量增多,D项正确。
3.下图所示为神经系统和内分泌系统之间的联系,①②③④代表相关激素,则下列说法正确的是( )A.图中激素②能促进甲状腺的分泌,抑制下丘脑的分泌B.寒冷环境中血液中激素①②③④的量均增加C.机体内激素的分泌既有分级调节也有反馈调节
D.激素②能促进激素③的分泌,激素③能抑制激素②的分泌,所以说②③具有拮抗作用
答案 C解析 图中①~④分别代表的是促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素、甲状腺激素和抗利尿激素,②可促进③的分泌,③可通过反馈调节抑制下丘脑和垂体的分泌,甲状腺激素与促甲状腺激素之间不存在拮抗作用,A、D两项错误;寒冷环境中,机体的水分主要通过排尿方式排出,故④的分泌量会减少,B项错误。
4.下丘脑是联系神经系统和内分泌系统的枢纽,在体温、血糖、水盐平衡的调节中都有重要作用。下列有关健康人体内调节的叙述,错误的是( )A.下丘脑释放的某种激素能与垂体细胞膜上的受体特异性结合B.大量出汗时,下丘脑中的细胞外液渗透压感受器可将刺激传到大脑皮层形成渴觉C.下丘脑可通过控制垂体产生激素促使胰岛B细胞分泌胰岛素D.寒冷环境中,下丘脑通过体液调节和神经调节来维持体温恒定
答案 C解析 下丘脑释放的促激素释放激素可以与垂体细胞膜上的相应受体特异性结合,A项正确;细胞外液渗透压感受器在下丘脑,形成渴觉的部位是大脑皮层,B项正确;胰岛素的分泌不是分级调节过程,引起胰岛B细胞分泌胰岛素的信号是下丘脑发出的传出神经和血液中血糖浓度的变化,C项错误;寒冷环境中的体温调节既有汗腺和毛细血管等参与的神经调节过程,也有甲状腺激素、肾上腺素参与的激素调节(体液调节)过程,D项正确。
5.下图为下丘脑参与人体的血糖调节、水盐调节以及体温调节的示意图,其中的甲、乙、丙为激素。下列叙述错误的是( )
A.引起胰岛细胞分泌激素甲的信号分子可能是神经递质B.若腺体A为甲状腺,则丙的分泌存在分级调节和反馈调节C.天气寒冷时下丘脑分泌并释放的激素乙——抗利尿激素减少D.下丘脑既可直接分泌激素参与调节,也可接受刺激、产生兴奋
答案 C解析 由题图可知,胰岛细胞分泌激素甲还受下丘脑控制,因此引起胰岛细胞分泌激素甲的信号分子可能是神经递质,A项正确;若腺体A为甲状腺,则丙为甲状腺激素,甲状腺激素的分泌存在分级调节和反馈调节,B项正确;抗利尿激素是由下丘脑合成、垂体释放的,C项错误;下丘脑可直接分泌激素(如促甲状腺激素释放激素)参与调节,此外,下丘脑中还有渗透压感受器,可接受刺激并产生兴奋,D项正确。
6.(2022山东菏泽模拟)下图为人在情绪压力下,肾上腺皮质和肾上腺髓质受下丘脑调节的模式图,其中激素d能够升高血糖,激素b为促肾上腺皮质激素,激素c(糖皮质激素)分泌异常能引发长期心境低落等压力效应。请回答下列问题。
(1)图中情绪压力刺激机体使肾上腺髓质分泌激素d,其名称是 ,该过程属于 调节。 (2)情绪压力下,机体还可以通过图中的“下丘脑—垂体—肾上腺轴(HPA轴)”进行调节。此过程中激素a(CRH)的中文名称是 。健康人体内糖皮质激素引起压力的长期效应浓度不会持续过高,但当 细胞的糖皮质激素受体数量减少或功能下降,将造成HPA轴反馈调节减弱,导致HPA轴功能亢进,糖皮质激素持续升高,引起压力的长期效应。
(3)下丘脑分泌的CRH能促进垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),ACTH能促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素(GC)。实验发现,给正常小鼠注射ACTH,会使下丘脑的CRH分泌减少。对此现象的解释有两种观点:观点1认为ACTH直接对下丘脑进行反馈调节;观点2认为ACTH通过促进肾上腺皮质分泌GC,GC对下丘脑进行反馈调节。为了证明上述观点是否正确,请以正常小鼠为材料设计实验思路,并预测实验结果及结论。
答案 (1)肾上腺素 神经(2)促肾上腺皮质激素释放激素 下丘脑、垂体(3)实验思路:①选取多只生长发育正常的小鼠均分为甲、乙两组,分别测定它们的基础CRH的分泌量。②甲组小鼠摘除垂体,适量注射GC,测定CRH分泌量。乙组小鼠摘除肾上腺皮质,适量注射ACTH,测定CRH分泌量。预测结果及结论:若仅甲组小鼠CRH分泌量明显减少,则观点2正确;若仅乙组小鼠CRH分泌量明显减少,则观点1正确;若甲、乙两组小鼠CRH分泌量均明显减少,则观点1、2都正确。
解析 (1)肾上腺髓质分泌的激素d是肾上腺素。该过程是由下丘脑的传出神经支配的,因此属于神经调节。(2)根据题意可知,激素a为下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素,通过分级调节可促进肾上腺皮质分泌激素c(糖皮质激素),当糖皮质激素增加,会通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体对相关激素的分泌,因此当下丘脑和垂体细胞的糖皮质激素受体数量减少或功能下降,将造成HPA轴反馈调节减弱,导致HPA轴功能亢进,糖皮质激素持续升高,引起压力的长期效应。(3)观点1认为ACTH直接对下丘脑进行反馈调节;观点2认为ACTH通过促进肾上腺皮质分泌GC,GC对下丘脑进行反馈调节。因此自变量为有无垂体分泌的促肾上腺皮质激素和有无肾上腺皮质分泌的糖皮质激素,因变量为CRH分泌量,因此实验思路为:①选取多只生长发育正常的小鼠均分为甲、乙两组,分别测定它们的基础CRH的分泌量。
1.内环境的组成(1)体液与内环境
(2)体液的四种成分之间的关系
特别提醒 不同细胞所处的“内环境”
2.内环境的成分、理化性质及功能(1)内环境的成分①血浆的主要成分
②与血浆相比,组织液、淋巴中 的含量很少。
(2)内环境的理化性质
(3)内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
图中各器官或系统是:[a] 、[b] 、[c] 、[d] 、[e] 。
3.内环境的稳态(1)稳态的实质及意义
(2)人体血浆pH稳态及其维持机制①稳态维持的原因:内环境中存在很多缓冲对,如②维持机制
旁栏边角1.(必修3 P3“相关信息”)手和脚有时会磨出“水泡”,甚至是“血泡”。水泡的主要成分是 ;血泡的主要成分是 ,还含有血细胞。 2.(必修3 P6“技能训练”改编)肺气肿病人由于呼吸不畅,会使内环境中的pH怎样变化?原因是什么?
提示 pH降低。氧气不足,细胞进行无氧呼吸产生乳酸,同时CO2排出不畅。
易错辨析(1)(2022广东,3C)肾上腺素不属于内环境组成成分。 ( )(2)(2021河北,17A)细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-。( )(3)(2019全国Ⅲ,5D)运动时,丙酮酸转化成乳酸的过程发生在组织液中。( )(4)(2019全国Ⅲ,5A)血浆中的葡萄糖可以通过组织液进入骨骼肌细胞。( )
(5)(2016全国Ⅲ,3B)肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节。( )
二、体温调节和水盐调节
1.体温调节(1)人体的产热与散热
(2)体温调节的结构基础
特别提醒 发高烧时,病人的体温继续升高时产热大于散热,如果温度保持不变,则产热等于散热。
①体温调节方式为 调节。 ②寒冷条件下参与产热的激素有 和 ,前者的分泌是由下丘脑的传出神经调节的,后者的分泌是由 分级调节的,两种激素之间表现为 作用。
2.水盐平衡调节(1)调节的结构基础
(2)调节机制: 调节机制。
旁栏边角(必修3 P9“思考与讨论2”)大量出汗或严重腹泻后,如果只喝水,不补充盐,内环境的渗透压会 ,带来的后果是 。
提示 降低 内环境中的水过多地通过渗透作用进入细胞内,造成细胞吸水肿胀,进一步导致细胞代谢和功能紊乱
易错辨析(1)(2022山东,18B)寒冷环境下,肾上腺皮质分泌的肾上腺素增加,使代谢活动增强,产热增加。 ( )(2)(2021全国甲,4A)下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化。( )(3)(2021河北,17B)高盐饮食后一段时间内,细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关。( )(4)(2020全国Ⅲ,5C)通常新冠肺炎患者的症状之一是发烧,因此可以通过体温测量初步排查。( )
长句应答1.(健康生活)寒冷环境中尿液增多,其原因是 。 2.(健康生活)人在寒冷环境中经常会打“寒战”,请写出其反射过程: 。
提示 寒冷环境下出汗减少,细胞外液的渗透压降低,通过下丘脑的调节,使垂体释放的抗利尿激素减少,肾小管和集合管对水的重吸收减弱,尿量增加。
提示 皮肤的冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→骨骼肌收缩。
3.寒冷环境中产热量大于散热量吗?持续高烧38 ℃时产热量大于散热量吗?
提示 都不大于。人是恒温动物,通常无论是在寒冷环境中还是在炎热环境中,机体产热量与散热量都保持相对平衡,如果两者没有保持相对平衡,则体温就会升高或降低,影响代谢。持续发烧38 ℃时,人体产热量等于散热量,因为人体体温持续在38 ℃。
角度一、内环境组成及理化性质考向探究考向1内环境的构成1.人体中血浆、组织液和淋巴等构成了细胞赖以生存的内环境,下列叙述错误的是( )A.血浆和组织液都有运输激素的作用B.血浆和淋巴都是免疫细胞的生活环境C.血红蛋白主要存在于血浆和组织液中D.组织液中的蛋白质浓度低于血浆中的蛋白质浓度
答案 C解析 血浆和组织液处于流动状态,通过流动可实现运输激素的功能,A项正确。血浆和淋巴中都生活着免疫细胞,血浆和淋巴都是免疫细胞的生活环境,B项正确。血红蛋白存在于红细胞内,C项错误。组织液和淋巴中的蛋白质浓度都低于血浆中的,D项正确。
考向2体液成分及各组分间的关系
2.(2022广东)在2022年的北京冬奥会上,我国运动健儿取得了骄人的成绩。在运动员的科学训练和比赛期间需要监测一些相关指标,下列指标中不属于内环境组成成分的是( ) A.血红蛋白B.血糖C.肾上腺素D.睾酮
答案 A解析 激素(肾上腺素、睾酮)、血糖都是内环境的组成成分,血红蛋白存在于红细胞内部,属于细胞内液的成分,A项符合题意。
3.内环境的稳态是机体进行正常生命活动的基础,图甲是内环境的结构图,其中①②③④分别代表体液中的不同成分,图乙表示体液中这几种成分相互之间进行物质交换的关系,以下描述正确的是( )
A.图甲中①②③④分别代表图乙中的A、B、C、DB.B中的大分子蛋白质不能流到CC.图甲中③④处的氧分压和二氧化碳分压大小关系应该分别是③<④和③>④D.细胞外液渗透压的90%以上来源于K+和Cl-
答案 C解析 图甲中①为淋巴,对应于图乙中的B,②为细胞内液,对应于图乙中的D,③为组织液,对应于图乙中的A,④为血浆,对应于图乙中的C,A项错误;B为淋巴,其中的大分子蛋白质能流到C(血浆),B项错误;图甲中③④处的氧分压和二氧化碳分压大小关系应该分别是③<④和③>④,C项正确;细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-,D项错误。
考向3内环境的理化性质4.血浆中的小分子物质形成的渗透压称为晶体渗透压,下列叙述正确的是( )A.晶体渗透压的大小主要取决于血浆蛋白含量的多少B.晶体渗透压下降可能不利于维持神经元的正常兴奋性C.人体维持稳态的调节能力使晶体渗透压保持固定不变D.晶体渗透压升高会刺激垂体合成并分泌抗利尿激素
答案 B解析 由题意“血浆中的小分子物质形成的渗透压称为晶体渗透压”可知,晶体渗透压的大小主要取决于血浆中无机盐含量的多少,A项错误;神经元兴奋的产生与Na+内流有关,晶体渗透压下降,可能伴随内环境中Na+的减少,故不利于维持神经元的正常兴奋性,B项正确;人体维持稳态的调节能力使晶体渗透压维持相对稳定而非固定不变,C项错误;抗利尿激素是由下丘脑合成、垂体释放的,D项错误。
考向4内环境的功能5. 科学家研制了一个充满电解质溶液的大塑料袋,并用它来抚育早产的羔羊。羔羊在此人造子宫中待了4周。足月后,研究者发现,它们与在母羊子宫中待到足月出生的小羊一样健康。下列叙述错误的是( )
A.如果血氧交换系统发生障碍,羔羊也不会立即死亡B.羔羊发育过程中细胞不断分裂,但不发生细胞凋亡C.如果将图中的电解质溶液换成蒸馏水,则羔羊不会存活D.羔羊的代谢废物要经过循环系统、泌尿系统排出
答案 B解析 根据题意分析,充满电解质的塑料袋模拟羊的子宫环境,羔羊在其中生活需要从里面获取所需的营养物质并且将自身产生的代谢废物通过该系统排出去。如果血氧交换系统发生障碍,一段时间内氧气供应不足,羔羊可以通过无氧呼吸为生命活动提供能量,所以羔羊缺氧后也不会立即死亡,A项正确;羔羊发育过程中细胞不断分裂,也发生细胞凋亡,B项错误;动物细胞在蒸馏水中会吸水膨胀,甚至会引起细胞破裂,所以在蒸馏水中羔羊不会存活,C项正确;羔羊通过细胞代谢产生的废物,要通过循环系统和泌尿系统才能排出,D项正确。
方法突破1.内环境及其组成中的两个“认清”(1)认清4类内环境的物质
(2)认清4类非内环境的物质
2.发生和不发生在内环境中的生理过程
角度二、内环境的稳态及调节考向探究考向1内环境稳态的含义及其意义
1.(2022安徽合肥一模)内环境稳态是维持正常生命活动的必要条件。下列说法正确的是( )A.内环境稳态是指内环境组成成分的相对稳定状态B.内环境是相对于外环境而言的,包括组织液、血液和淋巴C.内环境只要保持稳态,机体就能保持健康状态D.内环境稳态调节过程中一般存在反馈调节
答案 D解析 内环境稳态是指内环境组成成分和理化性质的相对稳定状态,A项错误;内环境是相对于外环境而言的,包括组织液、血浆和淋巴,血液包括血浆和血细胞,B项错误;内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,但不能说内环境保持稳态,机体就能保持健康状态,如患遗传病等,C项错误;内环境稳态调节过程中一般存在反馈调节,以保证内环境的相对稳定状态,D项正确。
2.内环境稳态是指在正常生理情况下机体内环境的各种成分和理化性质保持相对稳定的状态,是机体进行正常生命活动的必要条件。下列有关内环境稳态的叙述,正确的是( )A.若机体内环境稳态遭到破坏,则会引起细胞代谢紊乱B.静脉输入质量分数为0.9%的NaCl溶液,会使血浆的渗透压增大C.若血浆蛋白含量增多,则会引起组织水肿D.某人剧烈运动后,其血浆pH会大幅度下降
答案 A解析 内环境稳态是细胞进行正常代谢的必要条件,一旦机体内环境稳态遭到破坏,就会导致细胞代谢紊乱,A项正确;质量分数为0.9%的NaCl溶液是生理盐水,其渗透压与血浆渗透压相同,所以静脉输入质量分数为0.9%的NaCl溶液,不会影响血浆的渗透压,B项错误;血浆蛋白含量减少,会引起组织水肿,C项错误;某人剧烈运动后,其血浆pH不会有大幅度下降,原因是血浆内存在缓冲物质,能够维持血浆pH的相对稳定,D项错误。
考向2内环境稳态及调节3.(2022甘肃天水模拟)内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件,下列叙述错误的是( )A.寒冷环境中,人体通过神经调节和体液调节以维持体温B.水肿患者可通过静脉向血浆中输入白蛋白消除组织水肿C.细胞代谢产生的酸性物质进入血浆可明显降低血浆的pHD.人体各器官、系统协调活动,是维持内环境稳态的基础
答案 C解析 寒冷环境中,人体通过神经调节和体液调节以维持体温,A项正确;水肿患者可通过静脉向血浆中输入白蛋白,使血浆渗透压升高,消除组织水肿,B项正确;细胞代谢产生的酸性物质进入血浆,与血浆中的缓冲物质反应,故血浆的pH不会明显降低,C项错误;人体各器官、系统协调活动,是维持内环境稳态的基础,D项正确。
考向3内环境稳态与人体健康
4.(2022河南信阳质检二)下列属于人体内环境稳态失衡引起的疾病的是( )A.长期吃碱性食物导致胃液pH变化引起胃病B.大脑皮层言语区的S区细胞受损,导致该病人不能说话C.人体因缺铁而引起的贫血D.缺碘而引起的大脖子病
答案 D解析 胃液不属于内环境的成分,所以长期吃碱性食物导致胃液pH变化引起胃病不属于内环境稳态失衡引起的疾病,A项不符合题意;大脑皮层言语区的S区细胞受损属于神经系统的异常,不属于内环境稳态失调引起的疾病,B项不符合题意;铁是构成血红蛋白的元素,血红蛋白不属于内环境的成分,C项不符合题意;缺碘引起甲状腺激素分泌不足,甲状腺激素是内环境的成分,D项符合题意。
考向4内环境稳态实验探究5. 某同学以清水、缓冲液和血浆分别为实验材料进行“探究血浆是否具有维持pH稳定的功能”的实验,实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.起对照作用的是清水组和缓冲液组的溶液pHB.三组结果中,所得结果存在不合理的是清水组C.该实验结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的D.图中结果表明缓冲液组维持pH稳定的能力强于血浆组
答案 D解析 本实验探究的是血浆是否具有维持pH稳定的功能,所以血浆组为实验组,清水组和缓冲液组为对照组,A项正确;加入HCl后,清水组的pH应该降低,所以图中清水组的结果不合理,B项正确;从坐标曲线可以看出,当加入的HCl达到一定量后,无论是血浆组还是缓冲液组,都不能继续维持pH的相对稳定,说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的,C项正确;据图可知,缓冲液组的曲线比血浆组先下降,说明缓冲液组维持pH稳定的能力低于血浆组,D项错误。
方法突破1.内环境稳态意义及稳态失衡分析(1)各指标稳态的意义①血糖正常——保证机体正常的能量供应。②体温、pH相对恒定——酶活性正常,细胞代谢正常。③渗透压相对稳定——维持细胞正常的形态和功能。
(2)内环境稳态失调引起的疾病
2.血浆、组织液和淋巴间的转化异常——组织水肿组织间隙中积聚的组织液过多会引起组织水肿,其引发的原因可从两方面分析,凡是导致血浆渗透压下降或组织液渗透压升高的因素,都会使水分从血浆进入组织液,从而引起组织水肿,总结如下:
角度一、体温调节考向1体温调节过程分析1.(2022山东改编)人体通过多种调节机制保持体温的相对稳定。下列说法不正确的是( )A.寒冷环境下,参与体温调节的传出神经中既有躯体运动神经,也有内脏运动神经B.寒冷环境下,肾上腺皮质分泌的肾上腺素增加,使代谢活动增强,产热增加C.炎热环境下,皮肤血管舒张,汗腺分泌增多,从而增加散热D.炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,可导致内环境pH上升
答案 B解析 寒冷环境下,骨骼肌会收缩使产热增加,参与体温调节的传出神经中有躯体运动神经,同时甲状腺激素、肾上腺素含量会增多,故也有内脏运动神经参与,A项正确。肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的一种激素,B项错误。炎热环境下,皮肤血管舒张,汗腺分泌增多,从而增加散热,C项正确。内环境中含有缓冲物质,正常情况下能维持pH相对稳定,但炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,可呼出体内较多的CO2,导致内环境pH上升,D项正确。
2.下图是健康人从温暖环境进入寒冷环境时的部分体温调节模型,下列有关叙述不正确的是( )
A.体温调节中枢位于下丘脑B.图中①→③→④→⑤过程属于神经—体液调节C.“X”代表的主要生理变化是细胞呼吸增强D.最初的一段时间内,人体产热速率明显大于散热速率
考向2冷热不同环境转换下的体温调节过程3.下图表示机体由T1环境进入T2环境的过程中产热量和散热量的变化。下列叙述不正确的是( )
A.根据图示信息可知T2
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论: 。 ③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论: 。
答案 (1)汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张等 (2)上移 增加(3)①下丘脑损毁的发热家兔模型+M溶液 ②M具有解热作用 ③M具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
方法突破1.恒温动物和变温动物体温调节中的耗氧量变化(1)一定范围内,恒温动物的耗氧量与外界温度成反比。恒温动物要保持体温,在寒冷环境中新陈代谢加快,耗氧量增加。(2)一定范围内,变温动物的耗氧量与外界温度成正比。变温动物的体温随环境温度的变化而变化,在低温环境中体温降低,酶活性下降,代谢能力减弱,耗氧量减少;在高温环境中代谢快,耗氧量增加。
2.何时会出现产热量=散热量?只要体温稳定,无论冬季还是夏季,无论体温维持在37 ℃,还是病人维持偏高体温(如一直维持在39 ℃),均是产热与散热处于动态平衡中;当产热>散热时,则体温升高,反之则体温降低。人在冬季散热增多,产热也增多,在炎热环境中散热减少,产热也减少,故无论冬季还是夏季,产热与散热都维持动态平衡。此外,无论寒冷环境还是炎热环境,体温调节均既存在神经调节也存在体液调节。
角度二、水盐平衡及其调节考向探究考向1失水过多后的水盐平衡调节过程分析1.下图表示水盐调节的部分过程。下列相关叙述错误的是( )
A.图中的甲可能是饮水不足、机体失水过多或吃的食物过咸
B.乙、丙、丁分别是下丘脑、大脑皮层、肾小管和集合管C.图中所示过程既有神经调节也有体液调节D.渴觉在大脑皮层中产生,所以水盐调节中枢在大脑皮层中
答案 D解析 图中的甲引起细胞外液渗透压升高,故甲是饮水不足、机体失水过多或吃的食物过咸,A项正确;分析图示可知,乙、丙、丁分别是下丘脑、大脑皮层、肾小管和集合管,B项正确;图中所示过程既有神经调节也有体液调节,C项正确;水盐调节中枢在下丘脑中,D项错误。
2.(2022湖北)奋战在抗击新冠疫情一线的医护人员是最美逆行者。因长时间穿防护服工作,他们汗流浃背,饮水受限,尿量减少。下列关于尿液生成及排放的调节,叙述正确的是 ( )A.抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对NaCl的重吸收B.医护人员紧张工作后大量饮用清水有利于快速恢复水盐平衡C.医护人员工作时高度紧张,排尿反射受到大脑皮层的抑制,排尿减少D.医护人员工作时汗流浃背,抗利尿激素的分泌减少,水的重吸收增加
答案 C解析 抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收, A项错误;医护工作者因长时间穿防护服工作,他们汗流浃背,饮水受限,这个过程丢失了水分和无机盐,故医护人员紧张工作后适量饮用淡盐水有利于快速恢复水盐平衡,B项错误;排尿反射中枢位于脊髓,排尿反射中枢属于低级中枢,受控于大脑皮层的高级中枢,医护人员工作时高度紧张,排尿反射受到大脑皮层的抑制,排尿减少,C项正确;医护人员工作时汗流浃背,使细胞外液的渗透压升高,抗利尿激素的分泌增多,水的重吸收增加,排尿减少,D项错误。
考向2高盐饮食与水盐平衡调节3.(2021河北)高盐饮食后一段时间内,虽然通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,但机体依旧处于正钠平衡(总Na+摄入多于排泄)状态。下列叙述错误的是( )A.细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-B.细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关C.细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节D.细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多
答案 C解析 细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-,A项正确;细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加都有关系,B项正确;细胞内液与细胞外液进行着物质交换,故也参与细胞外液渗透压的调节,C项错误;高盐饮食后,为使细胞外液渗透压回归,机体要摄入一定量的水分,所以细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡状态时,细胞外液和体液总量都增多,D项正确。
考向3水盐平衡失调与人体健康4. 脑、肺等部位的恶性肿瘤经常会引起抗利尿激素分泌失调综合征,临床表现为尿量大量减少且高度浓缩、体内水潴留、低钠血症、出现神经调节障碍现象等。下列相关叙述错误的是( )A.垂体合成、分泌抗利尿激素的过程体现了细胞膜的流动性特点B.患者体内抗利尿激素分泌增多,对水的重吸收增强,尿量减少C.患者体内水潴留会导致血浆渗透压降低,从而引发低钠血症D.患者的临床表现说明神经调节受体液调节的影响
答案 A解析 抗利尿激素是由下丘脑合成和分泌、垂体释放的,A项错误;脑、肺等部位的恶性肿瘤会使下丘脑内分泌细胞分泌抗利尿激素增加,垂体释放抗利尿激素增多,促进肾小管对水的重吸收,水进入肾脏周围的血液,使血量增加,血浆渗透压降低,从而导致尿量减少,B项正确;抗利尿激素分泌异常增多能够促进肾小管和集合管对水的重吸收,使血量增加,血浆渗透压降低,从而引发低钠血症,C项正确;人体水盐平衡的调节方式为神经调节和体液调节,神经调节受体液调节的影响,D项正确。
方法突破与水盐调节有关的四点提醒(1)渗透压感受器和渗透压调节中枢在下丘脑,渴觉中枢在大脑皮层。(2)抗利尿激素的产生、分泌部位是下丘脑的神经分泌细胞,而释放部位是垂体(后叶)。(3)在水平衡调节过程中,下丘脑既是感受器,又是效应器(分泌激素),激素主要调节的器官是肾脏。
(4)血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系
注:解题时,可采用如下所示简洁记忆5项指标的变化(记为“两头联中间反”,即两头一致、中间相反)。
1.(2022浙江6月选考)大雪纷飞的冬天,室外人员的体温仍能保持相对稳定。其体温调节过程如下图所示。下列叙述错误的是( )A.寒冷刺激下,骨骼肌不由自主地舒张以增加产热B.寒冷刺激下,皮肤血管反射性地收缩以减少散热C.寒冷环境中,甲状腺激素分泌增加以促进物质分解产热D.寒冷环境中,体温受神经与体液的共同调节
答案 A解析 寒冷刺激下,骨骼肌不由自主地收缩以增加产热,A项错误;寒冷刺激下,皮肤血管反射性地收缩以减少散热,B项正确;甲状腺激素可以促进有机物的氧化分解,增加产热,所以在寒冷环境中,甲状腺激素分泌会增加,C项正确;体温调节过程中既有神经调节,也有体液调节,D项正确。
2.(2022湖北)人体中血红蛋白构型主要有T型和R型,其中R型与氧的亲和力约是T型的500倍,内、外因素的改变会导致血红蛋白—氧亲和力发生变化,如:血液pH升高,温度下降等因素可促使血红蛋白从T型向R型转变。正常情况下,不同氧分压时血红蛋白氧饱和度变化曲线如图实线所示(血红蛋白氧饱和度与血红蛋白—氧亲和力呈正相关)。下列叙述正确的是( )
A.体温升高时,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线2方向偏移B.在肾脏毛细血管处,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线1方向偏移C.在肺部毛细血管处,血红蛋白由T型向R型转变,实线向虚线2方向偏移D.剧烈运动时,骨骼肌毛细血管处血红蛋白由T型向R型转变,有利于肌肉细胞代谢
答案 A解析 由题意可知,R型血红蛋白与氧亲和力更高,血红蛋白氧饱和度与血红蛋白—氧亲和力呈正相关,温度下降可促使血红蛋白从T型向R型转变,故体温升高时,血红蛋白由R型向T型转变时,实线向虚线2方向偏移,A项正确;在肾脏毛细血管处,血浆要为肾脏细胞提供氧气,血红蛋白由R型向T型转变,实线向虚线2方向偏移,B项错误;在肺部毛细血管处,需要增加血红蛋白与氧气的亲和力,血红蛋白由T型向R型转变,实线向虚线1方向偏移,C项错误;剧烈运动时,骨骼肌细胞氧分压偏低,血红蛋白氧饱和度偏低,血红蛋白由R型向T型转变,这样便于释放氧气用于肌肉呼吸,D项错误。
3.(2022海南)缺氧是指组织氧供应减少或不能充分利用氧,导致组织代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程。动脉血氧分压与肺泡通气量(基本通气量为1)之间的关系如图。下列有关叙述错误的是( )
A.动脉血氧分压从60 mmHg降至20 mmHg的过程中,肺泡通气量快速增加,以增加组织供氧B.生活在平原的人进入高原时,肺泡通气量快速增加,过度通气可使血液中CO2含量降低C.缺氧时,人体肌细胞可进行无氧呼吸产生能量D.缺氧时,机体内产生的乳酸与血液中的H2CO3发生反应,以维持血液pH的稳定
答案 D解析 缺氧时,机体内产生的乳酸与血液中的NaHCO3发生反应,以维持血液pH的稳定,D项错误。
4.(2017全国Ⅱ)将室温(25 ℃)饲养的某种体温为37 ℃的哺乳动物(动物甲)随机分为两组,一组放入41 ℃环境中1 h(实验组),另一组仍置于室温环境中(对照组)。期间连续观察并记录这两组动物的相关行为。结果:实验初期,实验组动物的静卧行为明显减少、焦虑不安行为明显增加。回答下列问题。(1)实验中,实验组动物皮肤的毛细血管会 ,汗液分泌会 ,从而起到调节体温的作用。 (2)实验组动物出现焦虑不安行为时,其肾上腺髓质分泌的激素会 。 (3)本实验中设置对照组的目的是 。 (4)若将室温饲养的动物甲置于0 ℃的环境中,该动物会冷得发抖,耗氧量会 ,分解代谢会 。
答案 (1)舒张 增加 (2)增加 (3)排除41 ℃以外因素对实验结果的影响,以保证本实验的结果是由41 ℃引起的 (4)增加 增强解析 (1)由题意可知,41 ℃高于该哺乳动物的正常体温,在41 ℃的环境中,机体汗液分泌增加,毛细血管舒张以增加散热,同时,肌肉和肝脏等产热减少。(2)实验组动物出现焦虑不安的行为是由肾上腺素分泌增加导致的。(3)对照组的作用是排除41 ℃以外因素对实验结果的影响,以保证本实验的结果是由41 ℃引起的。(4)在寒冷环境中,机体汗液分泌减少,皮肤血管收缩,减少散热;立毛肌收缩,骨骼肌战栗,肾上腺素、甲状腺激素分泌增加,细胞代谢增强,耗氧量增加,增加产热。
“下丘脑”在内环境稳态调节中的重要作用归纳把握方法1.“下丘脑”调节作用归纳下丘脑是内分泌系统的总枢纽,同时受大脑皮层的调控。下丘脑的部分细胞称为神经分泌细胞,既能传导神经冲动,又有分泌激素的功能。下丘脑在机体稳态中的作用主要包括以下四个方面。
2.以下丘脑为“中心”的调节模型
专项训练1.(2021全国甲)人体下丘脑具有内分泌功能,也是一些调节中枢的所在部位。下列有关下丘脑的叙述,错误的是( )A.下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化B.下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素C.下丘脑参与水盐平衡的调节:下丘脑有水平衡调节中枢D.下丘脑能感受体温的变化:下丘脑有体温调节中枢
答案 B解析 下丘脑渗透压感受器能感受细胞外液渗透压的变化,A项正确。下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素释放激素,促甲状腺激素是由垂体分泌的,B项错误。下丘脑中的水平衡调节中枢参与人体水盐平衡的调节,C项正确。下丘脑能够感受体温的变化,下丘脑中的体温调节中枢参与人体的体温调节,D项正确。
2.下丘脑在人体内环境的稳态与调节过程中发挥至关重要的作用。下列关于下丘脑功能的叙述,错误的是( )A.下丘脑分泌的抗利尿激素可引起尿量增加B.下丘脑的活动可受其他相关内分泌腺分泌的激素的负反馈调节C.下丘脑体温调节中枢发出的神经可支配肾上腺的活动D.下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素可间接引起机体产热量增加
答案 A解析 下丘脑分泌的抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收,使尿量减少,A项错误;当甲状腺激素含量过多时,会通过负反馈调节机制抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,B项正确;下丘脑中的体温调节中枢可以通过传出神经直接作用于肾上腺,支配肾上腺的活动,C项正确;下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素作用于垂体,使垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素作用于甲状腺,使之分泌甲状腺激素,甲状腺激素能促进细胞代谢,使机体产热量增多,D项正确。
3.下图所示为神经系统和内分泌系统之间的联系,①②③④代表相关激素,则下列说法正确的是( )A.图中激素②能促进甲状腺的分泌,抑制下丘脑的分泌B.寒冷环境中血液中激素①②③④的量均增加C.机体内激素的分泌既有分级调节也有反馈调节
D.激素②能促进激素③的分泌,激素③能抑制激素②的分泌,所以说②③具有拮抗作用
答案 C解析 图中①~④分别代表的是促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素、甲状腺激素和抗利尿激素,②可促进③的分泌,③可通过反馈调节抑制下丘脑和垂体的分泌,甲状腺激素与促甲状腺激素之间不存在拮抗作用,A、D两项错误;寒冷环境中,机体的水分主要通过排尿方式排出,故④的分泌量会减少,B项错误。
4.下丘脑是联系神经系统和内分泌系统的枢纽,在体温、血糖、水盐平衡的调节中都有重要作用。下列有关健康人体内调节的叙述,错误的是( )A.下丘脑释放的某种激素能与垂体细胞膜上的受体特异性结合B.大量出汗时,下丘脑中的细胞外液渗透压感受器可将刺激传到大脑皮层形成渴觉C.下丘脑可通过控制垂体产生激素促使胰岛B细胞分泌胰岛素D.寒冷环境中,下丘脑通过体液调节和神经调节来维持体温恒定
答案 C解析 下丘脑释放的促激素释放激素可以与垂体细胞膜上的相应受体特异性结合,A项正确;细胞外液渗透压感受器在下丘脑,形成渴觉的部位是大脑皮层,B项正确;胰岛素的分泌不是分级调节过程,引起胰岛B细胞分泌胰岛素的信号是下丘脑发出的传出神经和血液中血糖浓度的变化,C项错误;寒冷环境中的体温调节既有汗腺和毛细血管等参与的神经调节过程,也有甲状腺激素、肾上腺素参与的激素调节(体液调节)过程,D项正确。
5.下图为下丘脑参与人体的血糖调节、水盐调节以及体温调节的示意图,其中的甲、乙、丙为激素。下列叙述错误的是( )
A.引起胰岛细胞分泌激素甲的信号分子可能是神经递质B.若腺体A为甲状腺,则丙的分泌存在分级调节和反馈调节C.天气寒冷时下丘脑分泌并释放的激素乙——抗利尿激素减少D.下丘脑既可直接分泌激素参与调节,也可接受刺激、产生兴奋
答案 C解析 由题图可知,胰岛细胞分泌激素甲还受下丘脑控制,因此引起胰岛细胞分泌激素甲的信号分子可能是神经递质,A项正确;若腺体A为甲状腺,则丙为甲状腺激素,甲状腺激素的分泌存在分级调节和反馈调节,B项正确;抗利尿激素是由下丘脑合成、垂体释放的,C项错误;下丘脑可直接分泌激素(如促甲状腺激素释放激素)参与调节,此外,下丘脑中还有渗透压感受器,可接受刺激并产生兴奋,D项正确。
6.(2022山东菏泽模拟)下图为人在情绪压力下,肾上腺皮质和肾上腺髓质受下丘脑调节的模式图,其中激素d能够升高血糖,激素b为促肾上腺皮质激素,激素c(糖皮质激素)分泌异常能引发长期心境低落等压力效应。请回答下列问题。
(1)图中情绪压力刺激机体使肾上腺髓质分泌激素d,其名称是 ,该过程属于 调节。 (2)情绪压力下,机体还可以通过图中的“下丘脑—垂体—肾上腺轴(HPA轴)”进行调节。此过程中激素a(CRH)的中文名称是 。健康人体内糖皮质激素引起压力的长期效应浓度不会持续过高,但当 细胞的糖皮质激素受体数量减少或功能下降,将造成HPA轴反馈调节减弱,导致HPA轴功能亢进,糖皮质激素持续升高,引起压力的长期效应。
(3)下丘脑分泌的CRH能促进垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),ACTH能促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素(GC)。实验发现,给正常小鼠注射ACTH,会使下丘脑的CRH分泌减少。对此现象的解释有两种观点:观点1认为ACTH直接对下丘脑进行反馈调节;观点2认为ACTH通过促进肾上腺皮质分泌GC,GC对下丘脑进行反馈调节。为了证明上述观点是否正确,请以正常小鼠为材料设计实验思路,并预测实验结果及结论。
答案 (1)肾上腺素 神经(2)促肾上腺皮质激素释放激素 下丘脑、垂体(3)实验思路:①选取多只生长发育正常的小鼠均分为甲、乙两组,分别测定它们的基础CRH的分泌量。②甲组小鼠摘除垂体,适量注射GC,测定CRH分泌量。乙组小鼠摘除肾上腺皮质,适量注射ACTH,测定CRH分泌量。预测结果及结论:若仅甲组小鼠CRH分泌量明显减少,则观点2正确;若仅乙组小鼠CRH分泌量明显减少,则观点1正确;若甲、乙两组小鼠CRH分泌量均明显减少,则观点1、2都正确。
解析 (1)肾上腺髓质分泌的激素d是肾上腺素。该过程是由下丘脑的传出神经支配的,因此属于神经调节。(2)根据题意可知,激素a为下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素,通过分级调节可促进肾上腺皮质分泌激素c(糖皮质激素),当糖皮质激素增加,会通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体对相关激素的分泌,因此当下丘脑和垂体细胞的糖皮质激素受体数量减少或功能下降,将造成HPA轴反馈调节减弱,导致HPA轴功能亢进,糖皮质激素持续升高,引起压力的长期效应。(3)观点1认为ACTH直接对下丘脑进行反馈调节;观点2认为ACTH通过促进肾上腺皮质分泌GC,GC对下丘脑进行反馈调节。因此自变量为有无垂体分泌的促肾上腺皮质激素和有无肾上腺皮质分泌的糖皮质激素,因变量为CRH分泌量,因此实验思路为:①选取多只生长发育正常的小鼠均分为甲、乙两组,分别测定它们的基础CRH的分泌量。
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