[高中生物一轮复习教学讲义 必修3]

第20讲　内环境与稳态

考点一  内环境的组成及相互关系

1．体液：体液是体内各种液体的统称，包括细胞外液和细胞内液。细胞外液是细胞生活的直接液体环境，是体液的一部分。两者的关系如下：

2．内环境各组成成分之间的关系

(1)概念：由细胞外液构成的液体环境叫作内环境。内环境是细胞直接浸浴和生活的环境，包括血浆、组织液和淋巴等。内环境三种成分之间的关系主要体现在它们之间的物质交换上。如图所示：

(2)血浆、组织液和淋巴的比较

3．细胞外液成分

(1)血浆的主要成分：血浆中水最多，约为90%，各种无机盐离子(约为1%)；Na+、K+、Ca2+、Cl－、HCO3－、HPO4－的含量最多，蛋白质(约为7%～9% )、脂质、氨基酸、葡萄糖、核甘酸、维生素等。

(2)常考的不属于内环境成分的物质：细胞膜上的血红蛋白、载体蛋白；细胞内酶类，如H2O2酶、与细胞呼吸有关的酶、转氨酶，还有与复制、转录、翻译有关的酶等。

(3)内环境成分的判断方法

①一看是否属于血浆、组织液或者淋巴中的成分，若是，则属于内环境的成分(如血浆蛋白、水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、脂质、氧气、二氧化碳、激素和代谢废物等：)

②二看是否只存在于细胞内或细胞壁上，若是，则不属于内环境的成分(如血红蛋白、呼吸氧化酶、解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶和载体蛋白等。)

③三看是否只存在于与外界环境相通的管道中，若是，则不属于内环境的成分(如消化液、尿液、泪液和汗液等)。

考点二  内环境的理化性质及其稳态

1．细胞外液的理化性质主要包括渗透压、酸碱度和温度三个方面。

(1)渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。在37℃时，人的血浆渗透压约为770 kPa，相当于细胞内液的渗透压。渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，血浆渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量多少有关。细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl—，但细胞内液的渗透压主要与K+有关。

(2)酸碱度：正常人的血浆接近中性，pH为7.35～7.45。血液中存在许多对酸碱度起缓冲作用的缓冲物质，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。酸性或碱性物质进入血浆后，可以和缓冲物质发生反应，反应产物可以通过肺或肾脏排出体外，从而使血浆的酸碱度保持相对稳定。

(3)温度：人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右，所以人体内大多数酶的最适宜温度也是37℃左右。体温：幼年>成年>老年；女性>男性。

2．内环境与外界环境的物质交换

内环境与外界环境进行物质交换的过程需要消化、呼吸、循环、排泄等系统的参与。同时，细胞与内环境之间也是相互影响、相互作用的。细胞不仅依赖于内环境，也参与内环境的形成和维侍。总体过程如下图所示。

3．内环境的稳态：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。神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。三者的相互关系如图所示：

①神经调节是稳态调节的主要方式，如体温调节中枢在下丘脑。

②体液调节：某些化学物质，如激素、CO2，H+等通过体液的传送对机体的生命活动进行调节，其中主要是激素调节。

③免疫调节：免疫系统通过清除异物、外来病原微生物等对内环境的稳态起调节作用。

4．内环境稳态的重要意义：内环境的稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。内环境的稳态保证了内环境的成分和理化性质的相对稳定，使各种生化反应能够正常地进行；另外，一个相对稳定的内环境，能使细胞少受、甚至不受外界环境变化的干扰，使机体更好地适应变化较大的外部环境。

5．生物体维持pH稳定的机制

(1)实验原理：本实验采用对照实验的方法，通过向自来水、缓冲液、生物材料中分别加入酸或碱溶液，观察pH的变化，定性说明生物体内液体与缓冲液相似，从而说明生物体维持pH相对稳定的机制。

(2)实验流程

(3)实验结果的对比分析

(4)实验结论：比较以上三个处理结果可知，生物材料的性质类似于缓冲液，而不同于自来水，说明生物材料内含有缓冲物质，能够维持pH的相对稳定。

1．下列属于人体内环境组成成分的是(   )

①血液、组织液和淋巴    ②血浆蛋白、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    ⑤进入胃中的牛奶    ⑥口服酶制剂   ⑦肌肉注射的青霉素

A．②③⑦          B．①③⑦         C．①②③⑦        D．①②③⑥⑦

[答案]A．[解析]①血液不属于内环境的组成成分，①错误；②血浆蛋白、O2 和葡萄糖都可以存在与内环境中，都是内环境的组成成分，②正确； ③葡萄糖、CO2和胰岛素都可以存在与内环境中，都是内环境的组成成分，③正确；④突触小泡在细胞内，不属于内环境的成分，④错误；⑤胃直接与外界环境相通，所以胃内的物质不属于内环境的成分，⑤错误；⑥口服抗菌药物后进入消化道，消化道直接与外界环境相通，不属于内环境，⑥错误；⑦肌肉注射的青霉素直接进入组织液中，组织液是内环境的组分，故青霉素可以存在内环境中，属于内环境的组成成分，⑦正确。综上所述，A正确，B、C、D错误。故选A。

2．下列发生在内环境中的生理生化反应是(   )

①神经递质和激素的合成  ②抗体和抗原的特异性结合  ③丙酮酸氧化分解成二氧化碳和水  ④神经递质和突触后膜受体的作用  ⑤乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸  ⑥蛋白质在消化道中的消化分解

A．②④⑤        B．②⑤⑥        C．①③④        D．①③⑥

[答案]A．[解析]①神经递质和激素的合成发生在细胞内，不发生在细胞外，不是发生在内环境中的生理生化反应，①错误；②抗体和抗原的特异性结合，发生在内环境中，②正确；③丙酮酸氧化分解成二氧化碳和水发生在细胞内，不发生在细胞外，不是发生在内环境中的生理生化反应，③错误；④神经递质和突触后膜受体的作用发生在组织液内，属于发生在内环境中的生理生化反应，④正确；⑤乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸发生在血浆中，属于内环境，⑤正确；⑥消化道与外界环境直接相通，消化道内的液体不是体液，蛋白质在消化道中的消化分解不是发生在内环境中的生理生化反应，⑥错误。综上所述①②③④⑤⑥中发生在内环境中的生理生化反应是②④⑤，A正确，B、C、D错误。故选A。

3．人体内环境稳态包括温度、酸碱度、渗透压等的相对稳定，其中渗透压平衡与水、电解质的含量有关。当人体对水的摄入量超过水的排出，就会导致体内水总量过多，表现为细胞外液量增多、血钠浓度降低，甚至会出现水中毒现象。关于水中毒现象，下列说法错误的是(   )

A．高温天气，大量出汗，若只补充水，而不补充盐，可能会出现水中毒

B．人体中的液体在组织间隙或体腔中积聚导致的水肿，即水中毒

C．静脉滴注生理盐水时，细胞外液Na+的增加量远大于细胞内液Na+的增加量

D．在人体渗透压平衡调节过程中，神经调节、体液调节共同发挥作用

[答案]B．

[解析]A、炎热夏季人大量出汗，若补充水而不补充盐，会导致细胞外液渗透压下降，严重的导致水中毒，A正确；B、组织水肿是由于各种原因(例如血浆蛋白含量减少、代谢废物不能及时排出体外)，人体组织液中的溶液含量增加；而水中毒的最主要原因是体液中水分增多，溶质的相对浓度降低，导致细胞外液的渗透压下降，两者有本质的区别，B错误；C、Na+主要存在于细胞外，当静脉注射0.9%NaCl溶液时,细胞外液Na+的增加量远大于细胞内液Na+的增加量，C正确；D、由以上分析可知：水盐调节涉及下丘脑参与的神经调节，也涉及抗利尿激素的调节，，人体中水盐平衡调节属于神经-体液调节，D正确。

4．下列关于人体组织液的叙述，错误的是(   )

A．血浆中的葡萄糖可以通过组织液进入骨骼肌细胞

B．肝细胞呼吸代谢产生的CO2可以进入组织液中

C．组织液中的O2可以通过自由扩散进入组织细胞中

D．运动时，丙酮酸转化成乳酸的过程发生在组织液中

[答案]D．[解析]血浆中的葡萄糖通过毛细血管壁细胞进入组织液，再通过组织液进入全身各处的细胞，包括骨骼肌细胞，A正确；肝细胞生存的内环境是组织液，因此其代谢产生的CO2以自由扩散的方式进入到组织液中，B正确；氧气通过血红蛋白被输送到全身各处的组织液，再通过自由扩散的方式从组织液进入组织细胞中，C正确；运动时，丙酮酸转化成乳酸的过程属于无氧呼吸的过程，发生在细胞质基质中而不发生在组织液中，D错误。故选D。

5．人体剧烈运动时，血浆中乳酸含量大增而pH基本不变，对此现象的不正确解释是(   )

A．血浆是一种缓冲溶液体系

B．乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3和乳酸钠

C．产生的H2CO3分解成的CO2可经呼吸排出

D．大量乳酸进入血液后马上被稀释或被彻底分解

[答案]D．[解析]A、血浆的pH之所以能维持相对稳定，是由于血浆是一种缓冲溶液，血液中存在数对具有抗酸和抗碱的缓冲物质，称为缓冲对，如H2CO3 /NaHCO3等，A正确；

B、乳酸进入血液后，就与血液中的碳酸氢钠发生作用，生成乳酸钠和碳酸，B正确；

C、碳酸是一种弱酸，而且又可以分解成二氧化碳和水，血液中增多的二氧化碳会刺激控制呼吸活动的神经中枢，促使增强呼吸活动，增加通气量，从而将二氧化碳排出体外，C正确；D、大量乳酸进入血液后就与血液中的碳酸氢钠发生作用，生成乳酸钠和碳酸，而不是马上被稀释或被彻底分解，D错误。

6．炎热的夏天某人给自己准备了多种饮料，下列相关叙述正确的是(　　)

A．功能性饮料中某种成分可使中枢神经细胞膜电位发生反转

B．碳酸饮料的摄入会引起人体的血浆pH明显降低

C．多喝一些盐汽水主要补充该人剧烈运动后流失的水分和钙盐

D．喝冰镇饮料会刺激大脑皮层冷觉感受器进而可能导致汗液分泌减少

[答案]A．[解析] A、功能性饮料中的某种成分如咖啡因可作用于中枢神经细胞，使细胞膜电位发生反转，A正确；B、由于人体血浆中含有缓冲物质碳酸饮料摄入后人体血浆pH基本能维持稳定，B错误；C、剧烈运动流失的主要是水分和钠盐，C错误；D、夏天喝冰镇饮料、会刺激消化道内的冷觉感受器，从而可能会导致汗液分泌减少，冷觉感受器不在大脑皮层，D错误。故选A。

7．中科院最新研究成果对发烧在机体清除病原体感染中的主要作用及其机制做出了全新阐述，该发现让人们对发热的作用和退热药的使用有了全新的认识。下列有关说法正确的是(   )

A．生病后的发烧总是可以增强人体的免疫力

B．内环境稳态是神经—体液调节机制共同作用的结果

C．退热药可能是作用于下丘脑体温调节中枢从而发挥作用

D．机体清除外来病原体体现了免疫系统监控和清除的功能

[答案]C．[解析]A、人生病后持续高热发烧可导致机体内环境稳态失调，可能会导致免疫力下降，A错误；B、内环境稳态是神经-体液-免疫调节机制共同作用的结果，B错误；C、退热药可能是作用于下丘脑体温调节中枢，从而发挥调节体温作用的，C正确；D、机体清除外来病原体体现了免疫系统的防卫功能，D错误。故选C。

8．人体内环境稳态的维持是神经体液免疫共同调节的结果，判断下列叙述正确的是(   )

A．甲图中的免疫活性物质可以是抗体、淋巴因子，不能是溶菌酶

B．图乙中效应T细胞与靶细胞通过细胞膜直接接触传递信息

C．图丙中Ach受体(乙酰胆碱受体)通道允许钠离子和氯离子通过

D．有毒物质抑制胆碱酯酶活性，会使得突触神经元不兴奋

[答案]B．[解析]A、免疫活性物质是指：由免疫细胞或其它细胞产生的发挥免疫作用的物质，包括淋巴因子、抗体、溶菌酶，A错误； B、根据图乙分析可知，效应T细胞的FasL与靶细胞表面的Fas特异性结合，是通过细胞膜直接接触传递信息，B正确；C、当前膜释放的乙酰胆碱作用于后膜受体时，细胞膜对钠离子通透性增加，钠离子内流，引起突触后膜兴奋，C错误；D、有毒物质抑制胆碱酯酶活性，神经递质不会分解，将使得突触后膜持续产生动作电位而持续兴奋，D错误。

9．下列有关人体内环境稳态的叙述，错误的是(   )

A．冬季进入室外寒冷环境后，人体的散热量与产热量相等

B．一次性摄入较多的高盐食物，人体的排尿量会减少

C．若机体流失较多的，会影响细胞外液的pH的稳定

D．人体肝脏组织细胞内液的CO2/O2的值小于组织液的

[答案]D．[解析]A、冬季进入室外寒冷环境后，产热增加，但人体需要维持体温恒定，故散热量与产热量会保持一致，A正确；B、当人体一次性摄入较多的高盐食物时会使细胞外液渗透压升高，使下丘脑渗透压感受器受到刺激，垂体释放抗利尿激素增多，使肾小管、集合管对水分的重吸收增加，从而使尿量减少，同时大脑皮层产生渴觉，B正确；C、血浆中的HCO3-、H2PO4-参与维持血浆pH的稳定，若机体流失较多的HCO3−，会影响细胞外液的pH的稳定，C正确；D、CO2从肝脏细胞内自由扩散进入组织液内，肝脏细胞CO2浓度大于组织液，O2从组织液中自由扩散进入肝脏细胞，肝脏细胞O2浓度小于组织液，故人体肝脏组织细胞内液的CO2/O2的值大于组织液的，D错误；

10．人体体液包括细胞内液和细胞外液，其中，血浆、组织液和淋巴等构成了细胞赖以生存的内环境。下列叙述正确的是(   )

A．摄入过多过咸食物会导致组织液渗透压、组织细胞内液渗透压依次升高

B．通过血浆、组织液运输的对人体生命活动具有调节作用的物质是激素

C．若给人静脉注射一定量生理盐水，血浆渗透压和排尿量均不会发生变化

D．内环境稳态是在神经-体液-免疫调节下细胞内液和细胞外液相互交换的结果

[答案]A．[解析]A、摄入过多过咸的食物后，组织液等细胞外液渗透压升高，将导致细胞内水分较多地进入组织液，故细胞内液的渗透压也会升高，A正确；B、对人体生命活动有调节作用的物质中，激素、CO2等可通过血浆及组织液运输，B错误；C、由于血浆的无机盐浓度和生理盐水的浓度接近，故注射一定量生理盐水后血浆渗透压基本不变，但一段时间后排尿量会增加，排出一定量的水和盐后恢复到注射前水平，C错误；D、内环境稳态是在神经一体液一免疫调节下，各器官、系统协调活动的结果，D错误。

11．马拉松运动员进行户外长跑训练时，机体会发生一系列生理变化。下列相关叙述正确的是(   )

A．训练过程中运动员的血液内乳酸含量会升高，致使pH显著下降

B．饮用冰镇运动饮料，利于机体热量的散失，以维持体温平衡

C．运动员富氧环境中休息时，组织细胞不会向内环境中释放乳酸

D．运动员的内环境稳态失衡时，其细胞代谢必定出现紊乱现象

[答案]D．

[解析]A、由于内环境存在酸碱缓冲物质，训练过程中运动员的血液内乳酸含量会升高但不会导致pH显著下降，A错误；B、饮用冰镇运动饮料，会引消化道内的冷觉感受器兴奋进而不利于机体热量的散失，B错误；C、人的成熟红细胞始终进行的是产生乳酸的无氧呼吸，因此，运动员在富氧环境中休息时，成熟红细胞依然能向内环境中释放乳酸，C错误；D、内环境稳态失衡(被破坏)，必定导致细胞代谢出现紊乱现象，D正确。

12．如图是内环境稳态与各系统的功能联系示意图，回答相关问题。

(1)图甲中，a表示________系统，b表示________系统，c表示________系统。

(2)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______(降低/升高)，但乳酸可以与血液中的______(NaCO3/NaHCO3)发生反应，使血液的pH维持相对稳定。

(3)内环境相对稳定，除了图中所示的器官、系统的协调活动外，还必须在________的调节网络下进行。

(4)图乙中，B液渗透压的大小主要与_______________________________的含量有关。B液与A液成分上的主要区别是________________________________。

(5)外界中的O2进入红细胞，至少穿过________层磷脂双分子层。

(6)若图乙中组织细胞为肝细胞，则A、B、肝细胞三部位O2 浓度大小关系为___________________。

[答案] (1)呼吸  消化  泌尿    (2)降低  NaHCO3    (3)神经﹣体液﹣免疫调节    (4)血浆蛋白、无机盐   B液中含有的蛋白质较多，C液蛋白质含量较少    (5)5    (6)B液>A液>肝细胞

[解析](1)由以上分析可知，a表示呼吸系统，b表示消化系统，c表示泌尿系统。

(2)病人因呼吸受阻，肌细胞会因无氧呼吸产生大量乳酸，乳酸为酸性物质，其进入血液后，会使血液pH降低，但血浆中NaHCO3可以与乳酸反应，使血液的pH维持相对稳定。

(3)内环境稳态是指内环境的理化性质和化学成分保持相对稳定的状态，内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件；目前普遍认为，神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。

(4)图乙中B是血浆，其渗透压的大小主要与无机盐、血浆蛋白质的含量有关。B液(血浆)与A液(组织液)成分上的主要区别是血浆中含有的蛋白质较多，组织液蛋白质含量较少。

(5)外界环境中的O2进入红细胞内至少需穿过肺泡壁(单层细胞、2层生物膜)、毛细血管壁(单层细胞、2层生物膜)、红细胞膜共5层生物膜，即至少穿过5层磷脂双分子层。

(6)氧气运输过程中，经自由扩散由血浆扩散到组织液，又由组织液扩散到组织细胞，故O2浓度大小关系为B液＞A液＞肝细胞。