選擇性必修1穩態與調節第1章人體的內環境和穩態一、內環境是機體細胞賴以生存的環境血液檢查：血常規和血液生化檢查，血液從血管內抽出加入有抗凝劑的試管中，離心后出現三層。血漿可以用來進行血液生化分析。血細胞可以用作血常規分析。1.細胞外液是機體細胞生活的環境體液：人體大多數細胞不直接與外界環境接觸，浸在身體內部的液體中，人體內含大量液體。（身體內部的液體統稱為體液）分類：細胞內液（細胞里面的液體）（存在于細胞內，2/3）和細胞外液（存在于細胞內，1/3）細胞內液和細胞外液細胞外液：高等動物機體中，無論是懸浮于血液中的血細胞、空隙較大的疏松結締組織細胞，還是排列緊密的上皮細胞，每個細胞周圍都有或大或小的間隙，主要被液體所填充的液體統稱為細胞外液。內環境：將細胞外液所構成的液體環境稱為內環境，它并不與外界環境直接接觸。細胞內液：人體內部還有大量的液體分布于細胞內稱為細胞內液。細胞外液和細胞內液間存在直接的物質交換，兩者共同組成了機體的體液。細胞外液包括血漿占體液8%組織液（又稱細胞間液）占體液25%淋巴（又稱淋巴液）占體液1%成分由水（90%）和溶質組成。參與運送生命活動所需的各種血漿蛋白（7%-9%）、無機鹽（約1%）、脂質、糖類、激素、O2，以及機體代謝產生的尿素、CO2等。絕大部分呈凝膠狀態，不能自由流動，但水和各種溶質分子在組織液中的擴散運動并不受阻礙，能與血漿、細胞內液進行物質交換。是在淋巴管中流動的液體存在部位血管組織細胞間隙淋巴管成分來源a.從消化道吸收而來；b.從組織液中回滲而來；c.淋巴液左右鎖骨下靜脈匯入a.血漿透出毛細血管壁；b.組織細胞代謝產生組織液滲入毛細淋巴管形成作用這些溶質中有的為血細胞提供各種生存必需，有的在維持血漿酸堿度和滲透壓等平衡中起著重要的作用。另外，血漿還參與機體免疫、凝血及體溫恒定等調節。因而組織液為體內絕大多數組織細胞提供了最基本和相對穩定的生活環境。淋巴流動時經過的淋巴結中有大量免疫細胞，它們能清除淋巴帶來的細菌等病原體。所以，淋巴既為淋巴細胞提供了生存環境，也起到機體防御屏障、參與維持內環境穩定的作用。化學成分三者的基本化學組成比較接近，但略有不同，如血漿中含有較多的血漿蛋白，而淋巴和組織液中僅含極少量蛋白質。三者之間的關系人體的血液循環系統具有遍布全身的血管網絡，憑借其深入組織內部的毛細血管網，通過高通透性的毛細血管壁，進行著組織液的生成和回流。該過程中，營養物質和O2等從血漿擴散至組織液，同時將細胞排入組織液的代謝產物尿素、CO2等回收入毛細血管，由此完成內環境的物質更新及穩定。毛細淋巴管的盲端也分布于組織細胞的間隙中，其管壁上呈覆瓦狀（一個細胞壓另一個細胞）排列的上細胞只允許組織液單向流入毛細淋巴管形成淋巴。這種結構的管壁比毛細血管壁的通透性更大，一些不易透過毛細血管壁的大分子物質（如蛋白質、細菌、病毒和腫瘤細胞等）都可以進入毛細淋巴管。淋巴流經各級淋巴管道，最終匯入血液循環，因此，淋巴循環可以看作是血液循環的輔助。由于途中會經過多個淋巴結，淋巴中的細菌、病毒大多會被清除。①組織液生成②組織液回流③淋巴的生成④組織液與細胞內液的物質交換組成內環境的血漿、淋巴和組織液始終處于動態平衡狀態。其中，組織液大部分滲入毛細血管靜脈端，另外約10%的物質經淋巴管道進入循環系統。它們行使各自功能的同時，也通過相互溝通使各自的成分與含量維持相對穩定。補充：體液種類的判斷1.“兩步法”判斷體液種類1）第一步：分析三角形①單方向（箭頭）淋巴液形成：組織液→淋巴液淋巴液流向：淋巴液→血漿②雙方向（箭頭）：組織液?血漿據此判斷甲為淋巴液，乙為組織液，丙為血漿。2）第二步：分析細胞內液?細胞外液A、B、C為細胞內液，根據細胞外液的種類可知，A為組織細胞的細胞內液；B為淋巴細胞的細胞內液；C為血細胞或淋巴細胞的細胞內液。2.內環境示意圖中體液成分的判斷1-2端血液流經小腸血液流經腎臟血液流經肺部血液流經肝臟（肝糖原合成與分解）饑餓：分解糖原，肝糖原分解形成葡萄糖流入血漿中。飽腹；葡萄糖多就會合成糖原。血漿營養物質（葡萄糖、氨基酸、核苷酸、維生素等）↑↓↓↓氧氣↓↓↑↓二氧化碳↑↑↓↑血漿代謝廢物（尿素）↑↓↑↑3.根據成分判斷體液的種類1）根據K+和Na+的多少判斷細胞內液和組織液：一般而言，細胞內液中的K+濃度遠大于組織液，而Na+正好相反，組織液中的Na+濃度遠大于細胞內液。2）根據蛋白質含量判斷血漿：血漿中含蛋白質較多，組織液和淋巴液中蛋白質含量較少，所以蛋白質含量較多的細胞外液為血漿。2.呼吸、消化、循環和泌尿等系統參與內、外環境間的物質交換機體所需的O2和營養物質等通過呼吸、消化和吸收等過程從外界攝入，并經循環系統運送至全身各處參與機體細胞代謝活動。同時，細胞代謝所產生并進入內環境的CO2、尿素等物質也會被運送至肺、腎、皮膚等器官排出體外。內環境是細胞與外界環境進行物質交換的樞紐養料-消化系統-循環系統-動脈血（內環境）-組織細胞O2-呼吸系統（肺泡）-毛細血管（循環系統）-動脈血（內環境）-組織細胞CO2（細胞代謝呼出的）-（內環境）血液（動脈血-靜脈血）-呼吸系統排出體外（其實還有一部分水）代謝廢物（組織細胞-內環境）-血液循環系統-一部分廢物泌尿系統（尿素、尿酸）-另一部分廢物通過皮膚汗液的方式排出體外。呼吸系統、消化系統、循環系統和泌尿系統等密切協作，確保了機體細胞、內環境及外界環境之間高效而有序的物質交換。外界環境：人的呼吸道、消化道、膀胱等是人體與外界相通的環境，屬于外界環境，因而消化液等不屬于內環境的組成成分。內環境：指組織液、血漿、淋巴液等細胞外液構成的液體環境。細胞內的環境：指細胞內液，不屬于內環境的組成成分。1）屬于內環境的物質（位于組織液、淋巴液和血漿，看看這些東西有沒有在這三者之中）2）發生和不發生在內環境中的生理過程二、內環境穩態使機體細胞生命活動的保障1.內環境中的各種理化性質處于相對平衡狀態1.自穩態內容：內環境的化學成分及各成分的含量和理化性質①滲透壓（內環境滲透壓的大小與其單位體積內溶質顆粒的數量成正比）（1）內環境滲透壓的大小：與其單位體積內溶質顆粒的數量有關。（2）血漿滲透壓的大小：主要是由血漿中的各種微粒，尤其是無機鹽離子和血漿蛋白分子的數量決定。血漿中顆粒數量最多的是Na+和Cl-，它們為血漿提供了近90%的滲透壓。正常人體血漿滲透壓為770kPa。（3）等滲溶液：0.9%NaCL溶液。①細胞處于滲透壓高于細胞內液的溶液中，會由于失水而皺縮；而處于滲透壓低于細胞內液的溶液中，則由于吸水而膨脹甚至破裂。②人體不同部位細胞外液的酸堿度接近中性，如血漿pH為7.35～7.45，組織液和淋巴的pH也都與之相近。血漿中存在著NaHCO3和H2CO3、Na2HPO4和NaH2PO4、KHCO3和H2CO3等多種對酸堿度具有調節作用且成對存在的緩沖物質，它們可通過化學反應在一定范圍內對酸堿度進行調節，進而使血漿的酸堿度維持相對穩定。補充：調節原理乳酸（酸性物質）進入血液后，就與血液中的NaHCO3發生作用，生成乳酸鈉和H2CO。當NaCO3（堿性物質）進入血液后，就與血液中的H2CO3發生作用，生成碳酸氫鹽，而過多的碳酸氫鹽可以由腎臟（排除代謝廢物的）排出。③溫度對維持機體正常生命活動同樣至關重要。例如：人體內的酶在35～40℃時，催化效率最高。安靜狀態下，正常人體內環境的溫度通常在37℃左右，這為細胞新陳代謝及機體正常生理活動提供了保障。盡管人的體溫會隨著晝夜、年齡、性別、活動等因素有所變化，但在神經系統和內分泌系統等調節下，機體通過產熱和散熱等途徑使體溫保持相對穩定，變化幅度一般不超過1℃。（檢測方法：腋下，耳溫，口溫。小動物：一般是肛溫）④血漿中含有一定濃度的葡萄糖（即血糖），它是人體各種組織、器官正常活動的主要能量來源。正常情況下，隨著一天中人生理活動的變化，血糖濃度也會發生波動。例如，空腹時血糖濃度維持在3.90～6.10mmol/L，而在餐后會出現暫時性升高，但最高值不會超過9.10mmol/L。盡管人體的血糖始終處于波動之中，但總體保持在一個相對平衡的范圍內。2.內環境的穩態對于生物的生存具有極其重要的意義。（1）細胞乃至人體進行正常生命活動的基本條件（2）相對穩定的內環境使機體內的各種生命活動對外界環境的依賴性降低了，提高了機體對環境因素的耐受能力。補充：各種細胞的內環境①血細胞直接生活的環境是：血漿②淋巴細胞和吞噬細胞直接生活的環境是：淋巴和血漿③毛細血管壁細胞直接生活的環境是：血漿和組織液④毛細淋巴管壁細胞直接生活的環境是：淋巴和組織液⑤體內絕大多數細胞直接生活的環境是：組織液⑥體內細胞直接生活的環境是：細胞外液2.內環境是正常生命活動的基本條件穩態（又稱自穩態）的定義：人體調動自身各系統和器官共同活動的結果，相對穩定的狀態，是一種動態平衡，不是固定不變。內環境的穩態的意義：是細胞乃至人體進行正常生命活動的基本條件。它是多細胞生物進化過程中形成的一種適應機制，相對穩定的內環境使機體內的各種生命活動對外界環境的依賴性降低，大大提高了機體對環境因素的耐受能力。3.機體系統和器官共同調節以維持內環境穩態在人體中，神經系統、內分泌系統和免疫系統是協調體內各種生命活動最主要的調節者。三者既具備各自獨特的調節方式，又彼此密切聯系、相互作用。形成了維持人體穩態的“神經–內分泌–免疫”調節網絡。人體維持內環境穩態的調節能力具有一定限度。如果外界環境變化過于劇烈或由于感染病毒等原因對機體造成損傷，可能會導致機體調節的某一方面發生紊亂，相應的代謝活動及機能就會出現障礙，內環境的穩態也就遭到破壞，機體細胞失去了賴以生存及發揮功能的環境，最終可能會導致疾病甚至死亡。補充：內環境穩態失調引起的健康問題①pH失調——酸中毒、堿中毒。②滲透壓失調——細胞形態、功能異常。③體溫失調——發熱、中暑等。④血漿蛋白含量降低——出現組織水腫。⑤代謝廢物上升——導致尿毒癥。⑥O2缺乏——導致乳酸中毒。⑦血鈣過低——抽搐；血鈣過高——肌無力。⑧血糖平衡失調——低血糖、糖尿病等。內分泌腺或內分泌細胞:產生的激素可以通過體液傳送，被運送到作用組織，以此調節機體的新陳代謝、生長、發育、生殖等生理活動。免疫系統:具有“識別敵我、排斥異己”的能力，并以此使機體免受外來異物及體內病變細胞等干擾,維持機體內環境相對穩定神經系統:形成的網絡通過快速傳導信號，實現對效應器的調節。不僅使機體內部各器官和系統間相互聯系，而且也使機體與外界環境聯系在起意義：人體維持內環境穩態的調節能力具有一定限度。如果外界環境變化過于劇烈或由于感染病毒等原因對機體造成損傷，可能會導致機體調節的某一方面發生紊亂，相應的代謝活動及機能就會出現障礙，內環境的穩態也就遭到破壞，機體細胞失去了賴以生存及發揮功能的環境，最終可能會導致疾病甚至死亡。1）血漿蛋白含量減少，血漿滲透壓下降。①營養不良（攝入蛋白減少）：血漿蛋白合成量減少，血漿滲透壓下降，血漿中的水過多地流入組織液中，導致組織水腫。②腎小球腎炎（尿蛋白）：腎小球的濾過作用增大（使血漿蛋白通過腎小球進入原尿），蛋白質隨尿液流出體外，血漿中蛋白質減少，血漿滲透壓下降，導致組織水腫。2）組織液中蛋白質等增多，組織液滲透壓升高。①淋巴回流受阻：組織液中的蛋白質等不能進入毛細淋巴管，使組織液滲透壓升高，血漿中的水過多地流入組織液中，導致組織水腫。②局部組織細胞代謝旺盛：組織細胞代謝產物增多，組織液滲透壓升高，導致組織水腫。③過敏反應：毛細血管壁細胞通透性增大，血漿蛋白滲出毛細血管，進入組織液，組織液滲透壓升高，導致組織水腫。補充：物質運輸穿膜層數問題1.確定起始點→通過哪些結構進入內環境→通過什么方式運輸→通過哪些結構到達目的地。2.人體內有些結構是由一層細胞組成（便于進行物質交換）的。例如毛細血管壁、毛細淋巴管壁、小腸絨毛壁、肺泡壁、腎小管壁等。3.穿過一層細胞，實際上需要2次經過細胞膜，需穿過2層膜（一層膜有2層磷脂分子）4.氧氣的運輸過程外界空氣中的02（自由擴散）進入肺泡（單層細胞構成的細胞壁）→出肺泡