高中生物第2章生物个体的内环境与稳态第1节人体的代谢与稳态第1课时学案北师大版必修3.docx
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高中生物第2章生物个体的内环境与稳态第1节人体的代谢与稳态第1课时学案北师大版必修3
第1课时 内环境与稳态
[目标导读] 1.分析教材P10第3、4段，阐明内环境的概念。
2.阅读教材P10最后一段，说明内环境稳态的意义。
3.通过教材P11模拟实验，体会内环境稳态的反馈调节机制，建立人体调节系统的模型。
[重难点击] 1.内环境成分的判断。
2.反馈调节机制。
一 内环境的概念、稳态及其意义
人体深层的细胞，要通过内环境和外界进行物质交换。
1．图1和图2分别为人体体液的主要成分和人体某组织局部结构的模式图，阅读教材P10后完善并思考回答：
（1）人体内的水分和溶解在其中的物质，总称为体液。
其包括细胞内液和细胞外液。
（2）据图2，红细胞生活的细胞外液是血浆，肝脏组织细胞生活的细胞外液是组织液，毛细血管壁细胞生活的细胞外液是组织液和血浆，毛细淋巴管壁细胞生活的细胞外液是组织液和淋巴液。
据此判断，细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴液，它们是细胞生存的直接环境，因处于机体的内部，称为机体的内环境。
小贴士 1内环境的“内”和“外”是相对的，从细胞的角度看就是细胞外液；从人体的角度看，相对于人体的外界环境而言，细胞外液就是内环境。
2内环境属于多细胞生物的一个概念，单细胞生物无所谓内环境。
3人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺等有孔道与外界相通，其内的液体如：
消化液、尿液、汗液、泪液等不属于内环境。
4内环境主要包括组织液、血浆和淋巴液，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。
2．完成下图，分析内环境稳态的含义
（1）试描述外环境、内环境、细胞外液、细胞内液之间的物质交换关系
（2）根据图示，完善体内细胞与外界环境之间的物质交换过程
①营养物质进入组织细胞
营养物质（如水、葡萄糖、氨基酸等）
血浆
组织处的毛细血管
组织液―→细胞膜―→细胞内
②尿素等代谢废物排出体外
尿素
组织液
血浆
③气体的交换
O2
肺泡
血浆
组织处的毛细血管
组织液
细胞内
线粒体内
（3）可见，各部分细胞外液之间、细胞外液与细胞内液之间彼此隔开，但又能进行物质交换。
在不断的物质交换过程中，内环境的温度、pH等理化性质保持相对稳定，称为内环境的稳态。
小贴士 内环境稳态概念的理解
1实质：
内环境的组成成分和理化性质的动态平衡。
影响稳态的因素是外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行。
2内环境稳态的功能基础是机体的调节作用，结构基础是各器官、系统的协调活动。
3．结合下面事例，归纳内环境稳态的意义。
事例一 正常人血液的pH在7.35～7.45之间的小范围内波动，如果血液pH低于6.9或高于7.8，就会危及生命。
事例二 人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右，温度异常就会出现高烧或低烧的症状，甚至危及生命。
（1）事例一、二说明：
温度和pH通过影响代谢中的各种酶促反应，从而影响细胞的正常代谢。
事例三 足球运动员由于剧烈运动，大量出汗导致Ca2＋流失，肌细胞过度兴奋，出现“抽筋”的现象。
事例四 红细胞在低渗溶液中吸水膨胀，在高渗溶液中失水皱缩，都会影响其运输氧的能力。
（2）事例三、四说明：
组织细胞的兴奋性、物质转运等生命活动也只有在一定的理化条件下才能实现。
事例五 人在长期营养不良时，血浆的渗透压会下降，水分向组织液渗透增多，导致组织液增多，出现“组织水肿”的现象。
（3）事例五说明：
细胞外液的正常物质交换被打破，就会导致稳态的破坏，发生疾病。
（4）综上所述，内环境的相对稳定是细胞进行正常生命活动的必要条件。
小贴士 组织水肿的成因分析
归纳提炼
1．内环境的主要成分分析
比较
存在部位
来源
生活细胞
组织液
组织细胞间隙
血浆透过毛细血管壁；细胞代谢产生
体内绝大多数组织的细胞
血浆
血管
从消化道中吸收；从组织液中重吸收；淋巴在左右锁骨下静脉汇入
各种血细胞
淋巴液
淋巴管内
组织液渗入毛细淋巴管形成；由消化道吸收而来
巨噬细胞和淋巴细胞等
2.细胞通过内环境和外界的物质交换途径
3．内环境稳态的重要意义
活学活用
1．如图为正常人体内某组织局部结构示意图，其中①②③④分别表示体液的成分，下列有关说法错误的是（ ）
A．图中①②④共同组成了细胞外液
B．体液①中含有血浆蛋白
C．图中②③构成了此组织细胞生存的内环境
D．图中①②④之间的关系可表示为
答案 C
解析 根据题干及图示可以判断出：
①为血浆，②为组织液，③为细胞内液，④为淋巴液，其中①②④构成了内环境；血液包括血细胞和血浆；内环境中，组织液和血浆之间的物质交换是双向的，组织液和淋巴液及血浆和淋巴液之间的物质交换都是单向的。
一题多变
结合上图回答：
（1）人体中含量最多的液体是③细胞内液。
毛细淋巴管管壁细胞生活的直接内环境是________________。
（2）②中的水分可以进入________中（填序号）。
（3）给病人肌肉注射和静脉注射时，药物直接进入的内环境分别是图中的________（填序号）。
（4）②与①从化学成分上看，最大的差别是什么？
________________________。
答案
（1）淋巴液和组织液
（2）①③④ （3）②①（4）①中蛋白质含量高于②
二 内环境稳态的调节
机体内环境之所以能维持稳态，主要依靠反馈调节。
阅读教材P11，试结合模拟实验分析反馈调节的基本过程。
1．实验：
模拟反馈调节
项目
内容
活动目标
说明反馈调节的含义；分析反馈调节的基本过程
材料用具
布条、粉笔等
方法步骤
a.选出两名同学，一名为受控者，另一名为控制者
b．在黑板上画一个小圆圈。
受控者用布条蒙住双眼，面对黑板，手指指在小圆圈内
c．受控者的手指离开小圆圈较长一段距离
d．由控制者发出指令，受控者按照指令活动，直到手指再回到小圆圈内
（1）思考讨论
①步骤c中，“受控者的手指离开小圆圈”意味着什么？
答案 受控者的手指离开小圆圈意味着输出信息。
②受控者的手指离开小圆圈后，自己能否顺利地将手指返回到小圆圈内？
答案 受控者的手指离开小圆圈后，自己无法顺利地将手指返回到小圆圈内。
③控制者发出正确指令的依据是什么？
答案 控制者能够正确发出指令的依据是受控者手指离开小圆圈的距离，也就是输出信息。
（2）实验结论：
控制者根据受控者的状态（手指位置）发出适当的指令，受控者按照控制者的指令进行操作，操作的结果“反馈”给控制者，控制者再发出新的指令，二者互为因果，相互作用，最终达到目标，这就是反馈调节的过程。
2．结合上述反馈调节的过程和教材完善下面的材料，并分析人体自动调节的原理
人体好比一个精密的自动控制系统（如图）。
自动控制系统由接收、控制、受控和监测等装置构成闭合回路。
输出信息被监测装置检测后，发出反馈信息输送回控制装置；控制装置对反馈信息和输入信息进行比较，并调整自身的活动状态，从而使受控装置的功能状态得到精确的调节，这种调节方式称为反馈调节。
如果反馈信息使输出进一步增强，称为正反馈；如果反馈信息使输出减弱，称为负反馈。
3．反馈调节的种类实例判断
（1）当一位同学因努力学习而获得突出的学习成绩时，就会受到老师的表扬和鼓励，而老师的表扬和鼓励又会使他获得更大的学习动力，从而更加努力学习，学习成绩更加突出，这种反馈信息使输出进一步增强的调节方式称为正反馈。
（2）电冰箱、空调等温控系统能维持一定空间内温度的恒定，是因为当系统检测到温度达到或者超出设定的温度时就自动停止制冷。
这种反馈信息使输出减弱的调节方式，就称为负反馈。
（3）人体维持内环境稳定的反馈调节作用，多数属于负反馈调节。
活学活用
2．下列关于内环境稳态的调节，叙述错误的是（ ）
A．机体内环境稳态的维持主要依靠反馈调节
B．反馈调节中，反馈信息使输出进一步增强的为正反馈，例如血糖平衡的调节
C．反馈调节中，反馈信息使输出减弱为负反馈，例如体温调节
D．人体维持内环境稳态的反馈调节作用，多数属于负反馈调节
答案 B
解析 反馈调节分为正反馈和负反馈，反馈信息使输出增强的称为正反馈，例如排尿反射，反馈信息使输出减弱则为负反馈，人体维持内环境稳态的反馈作用多数属于负反馈调节，例如血糖平衡的调节、体温调节等。
当堂检测
1．下列有关人体内细胞外液的叙述，不正确的是（ ）
A．人体内的细胞外液构成了人体的内环境
B．人体内的细胞外液主要包括组织液、血浆和淋巴液
C．人体内的所有液体统称为细胞外液
D．人体内的细胞通过细胞外液和外界环境进行物质交换
答案 C
解析 人体内的液体包括细胞外液和细胞内液。
细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴液等，构成内环境。
人体内的很多液体不属于细胞外液，如泪液、尿液、消化液，因为泪腺、膀胱、消化道都直接与外界环境相通，不属于内环境。
2．下列属于人体内环境的是（ ）
A．呼吸道内的气体B．消化道内的消化液
C．毛细血管内的血浆D．膀胱内的尿液
答案 C
解析 内环境是体内细胞生活的液体环境，主要由血浆、组织液和淋巴液组成。
人的呼吸道、消化道、膀胱等与外界相连，其内储存的液体也直接与外界接触，所以呼吸道内的气体、消化道内的消化液以及膀胱内的尿液等液体都不属于内环境。
3．正常情况下，转氨酶主要分布在各种组织细胞内，其在心脏和肝脏处活性最高，在血浆中活性很低。
当某种原因使细胞膜通透性增大或组织坏死、细胞破裂后，会有大量转氨酶进入血浆。
这项事实可作为下列哪项结论的证据（ ）
A．内环境是不稳定的，其稳态是不存在的
B．内环境的生化指标能反映机体的健康状况，可作为诊断疾病的依据
C．稳态的动态变化有利于机体的正常代谢
D．细胞的代谢过程和内环境的稳态是互为因果的
答案 B
解析 在正常情况下，内环境的化学成分的含量在一定范围内波动。
只有在疾病的情况下，某些成分才偏离正常范围，因此，分析内环境化学成分可在一定程度上反映机体内物质的代谢情况。
4．如图为人体体液物质交换示意图，③为细胞内液。
下列有关叙述错误的是（ ）
A．④为淋巴液
B．血红蛋白存在于②中
C．①比②中含有较多的蛋白质
D．②→④过程受阻会导致组织水肿
答案 B
解析 分析题图：
①是血浆，②是组织液，③是细胞内液，④是淋巴液。
其中血浆和组织液之间的成分可以相互转化，血浆可以转化成组织液，组织液可以转化成血浆，淋巴液、组织液和血浆中的成分与生活在其中的细胞成分也可以相互转化。
由分析可知，④是淋巴液，A正确。
血红蛋白存在于红细胞中，B错误。
血浆中含有较多的蛋白质，即①中蛋白质多于②中蛋白质，C正确。
②→④过程受阻，使组织液积累，会导致组织水肿，D正确。
5．如图是胰腺组织局部结构模式图，请据图回答下列问题：
（1）A液为________，B液为________，C液为________。
三者共同构成了胰腺组织细胞生活的液体环境，这个液体环境被称为____________。
（2）在下面方框中写出内环境各组成成分名称：
答案
（1）组织液 血浆 淋巴液 内环境
（2）如图所示
解析 内环境在组成上主要包括血浆、组织液和淋巴液三部分。
血浆存在于血管内，组织液分布在组织细胞间隙，淋巴液则存在于淋巴管内。
三者之间的物质交换关系为：
血浆和组织液之间是双向的，组织液和淋巴液、淋巴液和血浆之间是单向的。
40分钟课时作业
[学考达标]
知识点一 内环境的概念、稳态及意义
1．下列关于内环境稳态的叙述，最确切的是（ ）
A．稳态是指机体内环境组成成分相对稳定的状态
B．稳态是指机体内环境温度、pH、渗透压相对稳定的状态
C．稳态是指机体内环境组成成分及理化性质的动态平衡
D．机体内环境稳态保证了机体细胞能够在各种恶劣条件下正常代谢
答案 C
解析 内环境的稳态是内环境组成成分和理化性质相对稳定的状态，既包括内环境组成成分的相对稳定，也包括理化性质的相对稳定，故A、B错误，C正确。
内环境稳态的调节有一定限度，当环境变化超过内环境的调节限度时，内环境的稳态就会被破坏，机体的代谢就不能正常进行，故D错误。
2．下列物质中，属于人体内环境组成成分的是（ ）
①血红蛋白 ②唾液淀粉酶 ③二氧化碳和氧气④Na＋ ⑤血浆蛋白
A．①③B．②③④⑤
C．④⑤D．③④⑤
答案 D
解析 内环境是细胞外液构成的体内细胞赖以生存的液体环境。
位于红细胞内部的血红蛋白不属于内环境的组成成分。
唾液淀粉酶位于唾液中，唾液腺通过管道将唾液排放到消化道中，并不进入细胞外液，故唾液淀粉酶也不是内环境的组成成分。
3．在血液生化六项检查的化验单上，每种成分的参考值即正常值都有一个变化范围，下列说法不正确的是（ ）
A．内环境稳态不是恒定的，可在一定范围内波动
B．内环境稳态是一种动态的、相对的稳定状态
C．年龄、性别等个体差异会导致内环境的成分存在差异
D．该变化范围主要考虑了化验结果的误差
答案 D
解析 血液的生化指标能反映机体的健康状况，但都有一个变化范围，一方面是因为个体差异，另一方面，同一个体内环境的稳态也是动态的、相对的；血检指标的正常值的变化范围反映的是群体内环境的状态，与化验的“误差”无关。
4．下图中a、b、c分别表示3种细胞外液，箭头表示3种液体之间的相互关系。
下列叙述正确的是（ ）
A．a的蛋白质含量最高
B．b中有的细胞不消耗氧气
C．c含有激素和消化酶
D．a中细胞种类最多
答案 B
解析 由图中箭头判断，a、b、c分别表示淋巴液、血浆、组织液，三者中血浆的蛋白质含量最高，A错误；血浆中的成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，不消耗氧气，B正确；c组织液中含有多种信息分子，包括激素等，但不含消化酶，消化酶在消化道（属于外界环境）中，C错误；组织细胞种类最多，D错误。
知识点二 稳态的调节机制
5．2012年伦敦奥运会上，我国的运动健儿们奋力拼搏，为国争光。
运动员们在剧烈运动时，血浆中乳酸大量增加，而pH基本不变。
对此现象的解释不正确的是（ ）
A．该过程是负反馈调节
B．乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3
C．H2CO3分解成CO2可经呼吸系统排出
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 血浆是一种缓冲溶液体系，含有缓冲物质，过多的乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3，H2CO3分解成CO2可经呼吸系统排出。
6．下列现象不属于内环境稳态调节范畴的是（ ）
A．通过肝脏可增加或减少血糖含量
B．通过肺可按一定速率呼出CO2和吸入O2
C．肾把代谢终产物不断排出体外
D．红骨髓源源不断地造出新的血细胞
答案 D
解析 骨髓造血干细胞通过有丝分裂增殖产生新的血细胞，这一过程不属于内环境稳态调节范畴。
[高考提能]
7．下列关于体液的描述，不正确的是（ ）
A．体液包括细胞内液和细胞外液，细胞内液的含量高于细胞外液
B．细胞内液是指细胞内的液体，内环境是由细胞外液构成的液体环境
C．细胞外液主要包括血液、组织液和淋巴液，三种成分之间可以相互转化
D．细胞外液主要成分之间的关系可表示为：
答案 C
解析 体液分为存在于细胞内的细胞内液和细胞外的细胞外液，细胞内液约占体液的2/3，A项正确；细胞内液存在于细胞内，细胞外液是细胞生存的直接液体环境，也就是内环境，B项正确；细胞外液主要由血浆、组织液和淋巴液构成，血液包括血浆和血细胞，C项错误；内环境各成分之间的物质交换中，血浆和组织液之间是双向的，而组织液和淋巴液之间、淋巴液和血浆之间是单向的，D项正确。
8．下图表示人体内的细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。
下列叙述正确的是（ ）
A．①～③分别代表血液、淋巴液和组织液，它们共同构成人体的内环境
B．①中渗透压过低时，会导致组织水肿
C．正常情况下，①～③的成分保持不变
D．蛋白质长期供应不足时，①处的渗透压会上升
答案 B
解析 图中①为血浆，②为淋巴液，③为组织液，三者共同构成了人体的内环境，A项错误；当血浆渗透压过低时会导致组织液增多，从而引发组织水肿，B项正确；正常情况下，内环境的成分不断变化，但保持相对稳定，C项错误；蛋白质长期供应不足时，血浆渗透压会下降，D项错误。
9．如图为高等动物的体内细胞与外界环境的物质交换示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．①③都必须通过消化系统才能完成
B．人体的体液包括内环境和细胞外液
C．细胞与内环境交换的④为养料和氧气
D．⑥可表述为体内细胞可与外界环境直接进行物质交换
答案 C
解析 直接与外界进行物质交换的有关系统为呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统。
图中的①、②、③依次需要通过消化系统、呼吸系统和泌尿系统完成。
在物质交换过程中起调节作用的系统有神经系统和内分泌系统。
人体的体液包括细胞外液和细胞内液，由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。
细胞与内环境直接交换的④为养料和氧气，⑤为CO2及H2O、无机盐、尿素等代谢废物。
⑥可表述为体内细胞通过内环境与外界环境间接地进行物质交换。
10．下列有关内环境稳态的生理意义的叙述，错误的是（ ）
A．稳态有利于酶促反应的正常进行
B．稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
C．当稳态遭到破坏时，可导致疾病发生
D．当人血液的成分稳定时，一定不会发生疾病
答案 D
解析 机体的细胞代谢是由细胞内各种复杂的酶促反应组成的，而酶促反应的正常进行需要稳定的环境，所以稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
当稳态遭到破坏时，代谢就会发生紊乱，并导致疾病，但是发生疾病却并不一定是由血液成分不稳定引起的，如遗传病、传染病等。
11．人在长期营养不良时血浆蛋白含量降低，会引起组织水肿。
其原因是（ ）
A．血浆渗入组织液的速度降低
B．组织液回渗速率降低
C．淋巴液生成速率低
D．淋巴循环受阻
答案 B
解析 血浆蛋白降低从而使血浆渗透压降低，由于血浆和组织液之间是可以相互交换的，组织液进入血浆的水分相对减少，使组织液量增加，引起组织水肿。
12．下图是人体内环境的示意图，回答有关问题。
（1）写出下列标号所示结构或物质的名称：
①____________、②______________、③________________________________________、
④____________、⑤______________、⑥____________________________________________、
⑦____________。
（2）图中能直接相互交换物质的体液是________（填标号），毛细淋巴管壁细胞直接生活的内环境是________（填标号）。
（3）我国前几年发现多例头部浮肿的“大头娃娃”，他们的主食是蛋白质含量极低的劣质奶粉。
其头部浮肿的主要原因是上图中[ ]________的液体增多导致的。
答案
（1）淋巴液 毛细淋巴管 毛细血管 血浆 红细胞 组织液 组织细胞
（2）④和⑥ ①和⑥（3）⑥ 组织液
13．如图是内环境稳态与各系统的功能联系示意图，请据图回答相关问题：
（1）a表示__________系统，b表示__________系统，c表示________系统，参与内环境维持的还有__________系统。
（2）CO2不从组织液进入组织细胞的原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）病人呼吸受阻，导致肌细胞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）内环境相对稳定，主要依靠________调节。
（5）外界中的O2进入红细胞，共穿过______层生物膜。
答案
（1）呼吸 消化 泌尿 循环
（2）组织细胞内的CO2浓度高于组织液中的CO2浓度 （3）降低 碳酸氢钠（或碳酸氢钠和磷酸氢二钠） （4）反馈 （5）5
解析
（1）内环境是组织细胞与外界环境进行物质交换的媒介，同时借助多个器官、系统的参与，如呼吸系统吸入O2排出CO2，消化系统消化吸收食物从而为机体提供营养物质，泌尿系统排出细胞代谢废物。
（2）组织细胞内的CO2浓度高于组织液中的CO2浓度，所以CO2不从组织液进入组织细胞。
（3）乳酸进入血液后，会与血液中的碳酸氢钠（磷酸氢二钠）发生反应生成乳酸钠和碳酸（乳酸钠和磷酸二氢钠），使血液的pH维持相对稳定。
（4）目前普遍认为，反馈调节是机体维持稳态的主要调节方式。
（5）外界中的O2进入红细胞，首先需要穿过肺泡壁的1层细胞（2层生物膜），然后进入毛细血管（1层细胞，2层生物膜），然后再进入毛细血管内的红细胞（1层生物膜），共5层生物膜。
[个性拓展]
14．血浆是人体内环境的重要成分，正常人血浆的pH值为7.35～7.45。
为探究人体血浆中pH的相对稳定是由于血浆中存在着缓冲物质，试设计一个探究实验，并回答下列问题：
（1）实验材料用具：
家兔的血浆适量、蒸馏水、事先配制好的缓冲溶液、量筒、试管若干支。
模拟人体内缓冲物质所调节的主要物质是________________________。
此外，还必须以__________________________________作实验用具。
（2）实验步骤
①设计A、B两个实验组，每组取3支试管。
②先向A组中的3支试管分别加入________________________，再依次滴入等量______________________，测量pH并记录入表。
③对B组如何操作？
____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）结果预测
A组：
1号试管：
_________________________；2号试管：
____________________________；3号试管：
__________________________________。
B组：
1号试管：
_________________________；2号试管：
______________________________；3号试管：
__________________________________。
（4）从以上两组实验结果的分析，可以得出的结论是________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）Na2CO3、乳酸 pH试纸、滴管
（2）②等量蒸馏水、缓冲液、家兔血浆 乳酸 ③对B组三支试管按A组操作依次加入等量三种物质后，再滴加等量Na2CO3
（3）A组：
pH变化明显 pH变化不明显 pH变化不明显 B组：
pH变化明显 pH变化不明显 pH变化不明显
（4）血浆pH相对稳定是由于存在缓冲物质
解析
（1）人体无氧呼吸会产生乳酸，吃的食物中含有碱性物质Na2CO3，它们都可以进入血浆，引起血浆pH下降或升高，所以模拟人体内缓冲物质所调节的主要物质是
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