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1、第1章人体的内环境与稳态第1节细胞生活的环境(一)问题探讨1.图1中是人体血液中的血细胞,包括红细胞、白细胞等;图2中是单细胞动物草履虫。2.血细胞生活在血浆中。草履虫直接生活在外界水环境中。两者生活环境的相似之处是:都是液体环境;不同之处是:血细胞生活在体内的血浆中,并不直接与外界环境进行物质交换,而草履虫直接生活在外界环境中;与外界环境相比,血浆的理化性质更为稳定,如温度基本恒定等。(二)思考与讨论11.细胞外液是指存在于细胞外的体液,包括血浆、组织液和淋巴等。血细胞直接生活在血浆中,体内绝大多数细胞直接生活在组织液中,大量淋巴细胞直接生活在淋巴液中。由此可见,细胞外液是体内细胞直接生活的
2、环境。2.相同点:它们都属于细胞外液,共同构成人体内环境,基本化学组成相同。不同点:(1)在人体内存在的部位不同:血浆位于血管内,组织液分布于组织细胞之间,淋巴分布于淋巴管中;(2)生活于其中的细胞种类不同:存在于组织液中的是体内各组织细胞,存在于血浆中的是各种血细胞,存在于淋巴中的是淋巴细胞等;(3)所含的化学成分有差异,如血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中蛋白质很少。3.提示:当血浆流经毛细血管时,水和一切能够透过毛细血管壁的物质可以在毛细血管动脉端渗出,进入组织细胞间隙而成为组织液,绝大多数的组织液在毛细血管静脉端又可以重新渗入血浆中。少量的组织液还可以渗入毛细淋巴管,形成淋巴,淋
3、巴经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆中。它们之间的关系如图1-2所示。由此可见,全身的细胞外液是一个有机的整体。图1-2组织液、血浆、淋巴之间的关系(三)资料分析1.提示:表中的化学物质可分为无机物和有机物。无机物包括水和无机盐离子(如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HPO42-、SO42-、HCO3-)等,有机物包括糖类(如葡萄糖)、蛋白质(如血清白蛋白、血清球蛋白、纤维蛋白原等)、脂质(如各种脂肪酸、脂肪、卵磷脂、胆固醇)、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。2.还含有气体分子(主要是氧气和二氧化碳)、调节生命活动的各种激素、其他有机物(如维生素)等。3.Na+、C
4、l-含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。4.维持血浆的酸碱平衡。5.提示:如血浆中的葡萄糖主要来源于食物中的糖类。食物中的淀粉经消化系统消化后,分解为葡萄糖,经小肠绒毛吸收后进入血液,通过血液循环运输到全身各处。进入组织细胞后,葡萄糖主要用于氧化分解放能,最终生成二氧化碳和水,并排入内环境中。二氧化碳通过血液循环被运输到肺,通过呼吸系统排出体外,而多余的水主要在肾脏通过形成尿液排出体外。(其他合理答案也可)(四)旁栏思考题提示:哺乳动物的生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液,这样的溶液所提供的渗透压与血浆等细胞外液的渗透压相同,所以是血浆的等渗溶液。如果输液时使用的NaCl溶液的质
5、量分数低于或高于0.9%,则会造成组织细胞吸水或失水。(五)思考与讨论21.提示:Na+和Cl-等直接来自于食物,不需要经过消化就可以直接被吸收。葡萄糖、氨基酸等物质主要来自于食物中的糖类和蛋白质。糖类和蛋白质是两类大分子物质,必须经过消化系统的消化,分解为葡萄糖和氨基酸才能被吸收。上述物质在小肠内经主动运输进入小肠绒毛内的毛细血管中,经血液循环运输到全身各处的毛细血管,再通过物质交换过程进入组织液和淋巴。2.提示:细胞代谢产生的CO2与H2O结合,在碳酸酐酶作用下,发生下列反应:HCO-3通过与细胞外的阴离子交换到达细胞外液,即组织液、血浆或淋巴中。主要与呼吸系统有关。3.提示:人体具有体温
6、调节机制以保持细胞外液温度的恒定。详细内容可参考教材第2章关于人体体温调节的内容。参与体温调节的器官和系统有皮肤、肝脏、骨骼肌、神经系统、内分泌系统、呼吸系统等。4.提示:体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液,泌尿系统形成、排出尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出,其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主。例如,血浆中的尿素主要通过肾脏形成的尿液排出体外。血浆中的CO2通过肺动脉进入肺泡周围的毛细血管,由于血液中的CO2分压大于肺泡中CO2的分压,CO2就从血液中向肺泡扩散,再通过呼气运动排出体外。(六)练习基础题 1.C。2.B。3.B。4.毛细血管壁细胞的直接生活环境是血浆和组织液,毛
7、细淋巴管壁细胞的直接生活环境是淋巴和组织液。拓展题(1)肺泡壁、毛细血管壁。(2)食物的消化和营养物质的吸收。 (3)肾小管的重吸收。 (4)皮肤。第2节内环境稳态的重要性(一)问题探讨1.提示:血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分的含量,其中包括机体多种代谢产物的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内。当机体某项生理功能出现障碍时,势必影响其代谢产物的含量,因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况,并可以作为诊断疾病的依据。例如,正常情况下,转氨酶主要分布在各种组织的细胞内,以心脏和肝脏的活性最高,在血浆中的活性很低。当某种原因使细胞膜通透性增高时,或因组织坏死细胞破裂后,可有大量转氨
8、酶进入血浆,引起血浆中转氨酶活性升高。附:血液生化六项检查的意义丙氨酸氨基转移酶(简称转氨酶)是衡量肝功能受损情况的一项指标(转氨酶存在于肝细胞的线粒体中,只要肝脏发生炎症、坏死、中毒等,转氨酶就会由肝细胞释放到血液中。所以肝脏本身的疾患可引起不同程度的转氨酶升高);肌酐与尿素氮是衡量肾功能的一项指标(当肾功能发生障碍时,代谢废物不能排出体外,以致大量含氮废物和其他毒性物质在体内积累,内环境稳态被破坏);血清葡萄糖是血液中血糖浓度的一项指标,对于诊断以及指导治疗糖尿病具有重要意义;甘油三脂和总胆固醇是衡量血液中血脂水平的一项指标(血脂是血液中各种脂质的总称,其中最重要的是胆固醇和甘油三脂。无论
9、胆固醇含量增高,还是甘油三脂的含量增高,或是两者都增高,都统称为高脂血症。高脂血症与冠心病有密切的关系,尤其是胆固醇与甘油三脂皆增高的,患冠心病的危险性更大)。2.提示:这说明(1)内环境中各种化学成分的含量不是恒定不变的,而是在一定范围内波动,内环境的稳定是一种动态的相对稳定;(2)不同个体存在一定差异。3.提示:(1)肌酐含量超标,肌酐是有毒的代谢废物,积累过多会影响健康。这表明肾脏的排泄功能有障碍。(2)葡萄糖含量超标,可能引起糖尿病,可能并发酮症酸中毒等。(3)甘油三脂超标,可引起高脂血症,易并发冠心病、动脉粥样硬化等。(二)思考与讨论1.提示:绝大多数人都有过发高烧的经历,可以让同学
10、先谈谈自己发高烧时的感受。正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度。在发高烧的状态下,由于内环境发生一系列变化,导致体内的各种反应出现紊乱,于是机体功能发生异常。发热时的主要症状大部分集中在中枢神经系统,病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡等,同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。发热时机体处于一种明显的分解代谢过旺的状态,持续高热必定引起器官的功能负荷加重,有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。孕妇发热可能导致胎儿发育障碍,是一个重要的致畸因子。对于6个月至4岁的幼儿来说,持续高热容易发生惊厥,相当数量的患儿由此造成脑损伤,如智力落后,甚至癫痫,因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温
11、。2.提示:内环境渗透压会变小。当内环境渗透压变小时,内环境中的水将较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。严重时会出现疲倦、周身不适、表情淡漠、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。3.提示:因为高原空气稀薄,大气压和氧分压低,易造成体内缺氧。这说明外界环境的变化势必影响内环境的稳态。若外界环境变化不甚剧烈,并且机体代偿机制良好,内环境的波动较小,仍能维持稳态;若外界环境变化剧烈,机体代偿机制不好,内环境稳态将受到破坏,就会影响身体健康。(三)实验1.生物材料加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。2.提示:缓冲液加入少量酸碱后,pH变化不明显。原因是
12、磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4,其中NaH2PO4溶液呈酸性,当加入少量NaOH时,可以中和OH-;Na2HPO4溶液呈碱性,当加入少量HCl时,可以中和H+。水溶液则不同,因而加入酸碱后,pH变化明显。3.提示:生物材料中含有缓冲对NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等,它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用。此外,机体还可以通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。例如,当机体剧烈运动时,肌肉中会产生大量的乳酸和碳酸。乳酸进入血液后,可与血液中的碳酸氢钠发生作用,生成乳酸钠和碳酸。碳酸是一种弱酸,可以分解成CO2和水。血液中的CO2增多会刺激呼吸中枢,使呼吸运动增
13、强,增加通气量,从而将CO2排出体外,所以对血液的pH影响不大。当乳酸钠进入血液后,与血液中的碳酸发生作用,形成碳酸氢盐,过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。这样由于血液中缓冲物质的调节作用,以及机体的调节作用,可以使血液的酸碱度维持相对稳定。(四)练习 基础题 1.D。2.C。3.D。4.提示:因为人体各种生命活动是以细胞代谢为基础的,细胞代谢本质上是细胞内各种生化反应的总和。内环境为这些生化反应的进行提供了必要的物质和条件。当内环境稳态保持正常时,细胞的代谢活动能正常进行;当内环境稳态失调时,细胞代谢活动就会受影响。因此内环境稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。拓展题提示:当动物进食高浓度的糖
14、溶液后,大量的葡萄糖被吸收进入血液,导致血糖浓度暂时升高。血糖浓度的升高会刺激机体加速分泌胰岛素,同时抑制胰高血糖素的分泌。在胰岛素和胰高血糖素的共同调节下,血糖浓度逐渐恢复到正常水平,具体调节机制可参考第2章有关血糖平衡调节的内容。自我检测的答案和提示一、概念检测 1.判断(1);(2);(3);(4)。2.选择(1)D;(2)D;(3)D。3.画概念图二、知识迁移(1)水是良好的溶剂,为各种生化反应提供溶液环境;水是体内物质运输的载体;水在体温调节方面有作用;水是某些生化反应的反应物;水是细胞结构的重要组成成分等。(2)说明健康的人体具有维持体内水平衡的能力。三、技能应用(1)否。(2)血
15、液中的糖分既可来源于食物中的糖类物质,也可来源于其他物质在体内的转化。四、思维拓展提示:航天器和航天服中的生命保障系统,主要由氧源(气瓶)和供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成。它能够为航天员提供呼吸用氧,并控制服装内的压力和温度,清除航天服内CO2、臭味、湿气和微量污染等。这套生命保障系统与压力服(给宇航员提供正常大气压)一起,在人体周围创造适宜人生存和工作的微型气候环境,有利于宇航员维持机体内环境的稳态。第2章动物和人体生命活动的调节第1节通过神经系统的调节(一)问题探讨提示:这些问题具有开放
16、性,可以让学生充分讨论后再回答,目的是引起学生学习本节内容的兴趣。(二)思考与讨论11.神经元包括胞体和突起两部分,突起一般又可分为树突和轴突两种。神经元的长的突起外表大都套有一层鞘,组成神经纤维。许多神经纤维集结成束,外面包着由结缔组织形成的膜,构成一条神经。2.反射弧一般都包括五个部分:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。3.不能;至少需要两个,如膝跳反射等单突触反射的传入神经纤维经背根进入中枢(即脊髓)后,直达腹根与传出神经元发生突触联系;而绝大多数的反射活动都是多突触反射,也就是需要三个或三个以上的神经元参与;而且反射活动越复杂,参与的神经元越多。4.蛙的搔扒反射有脊髓的参与,人的膝跳反射、排尿反射、排便反射等也都有脊髓参与。