四川 劉洪宇

分析內(nèi)環(huán)境和穩(wěn)態(tài)的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)

四川 劉洪宇

近三年來(lái)，在全國(guó)新課標(biāo)卷中必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》的知識(shí)內(nèi)容考查比例最大，第一章《人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)》既是高考的高頻考點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)教材后面章節(jié)個(gè)體和群體穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)。本文結(jié)合具體例題，從概念拓展、知識(shí)建構(gòu)等方面對(duì)本章常見(jiàn)易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)要分析。

一、如何辨析內(nèi)環(huán)境成分

內(nèi)環(huán)境指細(xì)胞外液構(gòu)成的液體環(huán)境，它是指人體內(nèi)細(xì)胞生活的環(huán)境，即細(xì)胞外液。

注意區(qū)別外環(huán)境和細(xì)胞內(nèi)液：

由圖可以清晰地看到人體內(nèi)的液體叫作體液，包括細(xì)胞外液和細(xì)胞內(nèi)液。細(xì)胞數(shù)量特別多，所以內(nèi)液占體液的2/3。如何辨析內(nèi)環(huán)境成分呢？一方面人體的唾液、尿液、淚液、汗液、消化液等不屬于體液而是屬于體外環(huán)境，所以消化酶不屬于內(nèi)環(huán)境成分。另一方面只存在細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，如血紅蛋白、呼吸酶、轉(zhuǎn)氨酶等物質(zhì)也不屬于內(nèi)環(huán)境成分。

【例1】（改編）下列關(guān)于人體內(nèi)環(huán)境的敘述，正確的是 （ ）

A. 血紅蛋白、氧、氨基酸均屬于內(nèi)環(huán)境的組成成分

B. 毛細(xì)淋巴管的具體內(nèi)環(huán)境是血漿、組織液與淋巴

C. 唾液、抗利尿激素均可以存在于內(nèi)環(huán)境中

D. 內(nèi)環(huán)境是指人體內(nèi)的細(xì)胞外液

【解析】?jī)?nèi)環(huán)境是指人體內(nèi)的細(xì)胞外液，是組織細(xì)胞賴以生存的液體環(huán)境，組織細(xì)胞只有通過(guò)內(nèi)環(huán)境才能間接地與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換。簡(jiǎn)單地講，內(nèi)環(huán)境是指細(xì)胞外液，而不是細(xì)胞內(nèi)液。正常情況下，血紅蛋白只存在于紅細(xì)胞內(nèi)，而葡萄糖、氨基酸、二氧化碳及氧均可存在于血漿中，故A項(xiàng)錯(cuò)；毛細(xì)淋巴管的具體內(nèi)環(huán)境是組織液與淋巴，故B項(xiàng)錯(cuò)；唾液存在于口腔中，因而不屬于內(nèi)環(huán)境，故C項(xiàng)錯(cuò)。

【答案】D

二、特定細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境及物質(zhì)跨膜層數(shù)分析

由下圖可知①是淋巴，②是毛細(xì)淋巴管壁，③是毛細(xì)血管壁，④是血漿（血漿和血細(xì)胞構(gòu)成血液），⑤是血細(xì)胞，⑥是組織液，⑦為細(xì)胞內(nèi)液。毛細(xì)血管壁放大可以發(fā)現(xiàn)由一層細(xì)胞構(gòu)成，外生活在組織液中，內(nèi)生活在血漿中。同理，毛細(xì)淋巴管壁內(nèi)環(huán)境是淋巴和組織液。大分子物質(zhì)經(jīng)消化被小腸等器官吸收需要穿過(guò)小腸壁、毛細(xì)血管壁或者毛細(xì)淋巴管壁至少是穿過(guò)一層細(xì)胞，兩層膜（不考慮穿過(guò)細(xì)胞間隙）。

【例2】（2013·上海市閔行區(qū)一?！じ木帲┫卤硎侨梭w細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液中的物質(zhì)組成和含量的測(cè)定數(shù)據(jù)。下列相關(guān)說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是 （ ）

成分（mmol/L）_________________________________________Na+K+Ca2+Mg2+Cl-有機(jī)酸蛋白質(zhì)____①________②___142_5.0__2.5___1.5__103.3__6._0_______________16.0__③__147_4.0__1.25___1.0__114.0__7._5__________________1.0__________④______10__140_2.5__10.35___2_________________5____________________－47

A. ③與④的成分存在差異的主要原因是細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性

B. ②屬于血漿，③屬于組織液，毛細(xì)血管壁的內(nèi)環(huán)境是②和③

C. ④中的CO2從產(chǎn)生的場(chǎng)所擴(kuò)散到②，至少要穿越6層磷脂分子層（不考慮穿過(guò)細(xì)胞間隙）

D. ④屬于細(xì)胞內(nèi)液，因?yàn)樗休^多的蛋白質(zhì)和K+

【解析】主要考查內(nèi)環(huán)境有關(guān)知識(shí)點(diǎn)和數(shù)據(jù)的分析、處理能力。K+的主要功能是維持細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓，而Na+的主要功能是維持細(xì)胞外液的滲透壓。因此，根據(jù)這一特點(diǎn)，可判斷④是細(xì)胞內(nèi)液，①是細(xì)胞外液，故D項(xiàng)對(duì)。另在細(xì)胞內(nèi)液中含有大量的蛋白質(zhì)。血漿和組織液的主要區(qū)別是血漿中含有的蛋白質(zhì)比較多，故②是血漿，③是組織液，B項(xiàng)對(duì)。其中根據(jù)細(xì)胞膜的功能可知：③與④的成分存在差異的主要原因是細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性，故A項(xiàng)對(duì)。CO2的產(chǎn)生場(chǎng)所在線粒體內(nèi)，要擴(kuò)散到②，至少要穿越線粒體內(nèi)膜、線粒體外膜、細(xì)胞膜、毛細(xì)血管壁（2層膜），才能到血漿中，故至少穿過(guò)5層膜，10層磷脂分子，C項(xiàng)錯(cuò)。

【答案】C

三、內(nèi)環(huán)境的三大理化特性及組織水腫

滲透壓、酸堿度和溫度是內(nèi)環(huán)境三大理化特性。血漿滲透壓大小主要與無(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì)含量有關(guān)。血漿滲透壓降低可以導(dǎo)致組織液增多，引起組織水腫。例如營(yíng)養(yǎng)不良、腎炎、過(guò)敏等情況出現(xiàn)。另外，組織液無(wú)法流入淋巴管，例如淋巴管阻塞和組織細(xì)胞代謝過(guò)于旺盛導(dǎo)致組織液滲透壓增強(qiáng)也可能導(dǎo)致組織水腫。酸堿度和溫度主要影響酶的活性。血漿中的緩沖物質(zhì)如H2CO3/NaHCO3可以中和食物中的堿性物質(zhì)或酸性物質(zhì)。如果內(nèi)環(huán)境失調(diào)會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)癥狀，例如①血糖（0.8～1.2 g/L）平衡失調(diào)——低血糖、糖尿病等；②pH（7.35～7.45）失調(diào)——酸中毒、堿中毒等；③滲透壓失調(diào)——細(xì)胞形態(tài)、功能異常；④溫度失調(diào)——發(fā)熱、中暑等癥狀。

【例3】（改編）圖為人體內(nèi)細(xì)胞與內(nèi)環(huán)境之間的物質(zhì)交換示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：

（1）若C為肌細(xì)胞，長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)后，血漿成分會(huì)發(fā)生一些變化，圖示中_______端乳酸含量會(huì)增加，但血漿pH依舊會(huì)保持穩(wěn)定，此時(shí)參與穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的主要物質(zhì)是_____等。

（2）若C為肝細(xì)胞，饑餓時(shí)胰島分泌的________（激素）增加，它作用于C促進(jìn)_____________________________，使血糖維持正常水平。

（3）若C為一個(gè)甲亢病患者（甲狀腺功能亢進(jìn)）的垂體細(xì)胞，它分泌的促甲狀腺激素含量會(huì)________。若C為甲狀腺細(xì)胞，垂體分泌的促甲狀腺激素作用于C的途徑是（填標(biāo)號(hào)，其中1為組織液、2為毛細(xì)血管壁、3為血漿）：A→______→________→________→C。促甲狀腺激素只作用于甲狀腺細(xì)胞而不作用于其他細(xì)胞是因?yàn)開(kāi)_______。

【解析】（1）長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)后，肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸釋放進(jìn)入血漿，由于血漿中含有NaHCO3等緩沖物質(zhì)，因此由B端流出的血液其pH只在正常范圍內(nèi)波動(dòng)。

（2）饑餓時(shí)胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素作用于肝細(xì)胞，促進(jìn)肝細(xì)胞中的肝糖原分解為葡萄糖進(jìn)入血漿，維持血糖平衡。

（3）若C為甲亢患者的垂體細(xì)胞，甲亢患者由于甲狀腺激素分泌增多，因而垂體分泌的促甲狀腺激素會(huì)減少。促甲狀腺激素經(jīng)血液循環(huán)的運(yùn)輸，穿過(guò)毛細(xì)血管壁，進(jìn)入組織液，作用于靶細(xì)胞（即甲狀腺細(xì)胞）。因?yàn)榧谞钕偌?xì)胞膜外表面的糖蛋白具有特異性識(shí)別作用，所以促甲狀腺激素對(duì)其他細(xì)胞不起作用。

【答案】（1）B NaHCO3（2）胰高血糖素 肝糖原的分解和非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化 （3）減少 3 2 1 細(xì)胞特異性識(shí)別

四、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及調(diào)節(jié)機(jī)制

內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)指正常機(jī)體通過(guò)調(diào)節(jié)作用，使各個(gè)器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動(dòng)，共同維持內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。直接參與物質(zhì)交換的系統(tǒng)有消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)。神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)是機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機(jī)制。

【例4】（2011·上海市閘北區(qū)一?！じ木帲┤鐖D為高等動(dòng)物的體內(nèi)細(xì)胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換示意圖，下列敘述正確的是 （ ）

A. ①③都必須通過(guò)消化系統(tǒng)才能完成

B. 人體的體液包括內(nèi)環(huán)境和細(xì)胞外液

C. 細(xì)胞與內(nèi)環(huán)境交換的④為養(yǎng)料和氧氣

D. ⑥可表述為：體內(nèi)細(xì)胞可與外界環(huán)境直接進(jìn)行物質(zhì)交換

【解析】直接與物質(zhì)交換有關(guān)的系統(tǒng)為：呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)，圖中①②③依次需通過(guò)消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)，故A項(xiàng)錯(cuò)。人體的體液包括細(xì)胞外液和細(xì)胞內(nèi)液，由細(xì)胞外液構(gòu)成的液體環(huán)境叫作內(nèi)環(huán)境，故B項(xiàng)錯(cuò)。細(xì)胞與內(nèi)環(huán)境直接交換的④為養(yǎng)料和氧氣，⑤為CO2及H2O、無(wú)機(jī)鹽、尿素等廢物，故C項(xiàng)對(duì)。⑥可用簡(jiǎn)明語(yǔ)言表述為：體內(nèi)細(xì)胞通過(guò)內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境間接地進(jìn)行物質(zhì)交換，故D項(xiàng)錯(cuò)。

【答案】C

【例5】（改編）如圖是內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)與各系統(tǒng)的功能聯(lián)系示意圖，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題。

（1）a表示________系統(tǒng)，b表示________系統(tǒng)，c表示________系統(tǒng)，參與內(nèi)環(huán)境維持的還有圖中的________系統(tǒng)。

（2）CO2不從組織液進(jìn)入組織細(xì)胞的原因是_________________________________________________________。

（3）病人因呼吸受阻，肌細(xì)胞會(huì)因無(wú)氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸，乳酸進(jìn)入血液后，會(huì)使血液pH________，但乳酸可以與血液中的_______發(fā)生反應(yīng)，結(jié)果血液的pH維持相對(duì)穩(wěn)定。

（4）內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，除了圖中所示的器官、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)活動(dòng)外，還必須在___________________的調(diào)節(jié)下進(jìn)行。

（5）外界中的O2進(jìn)入紅細(xì)胞內(nèi)共穿過(guò)_____層生物膜。

【解析】?jī)?nèi)環(huán)境是組織細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介，同時(shí)借助多個(gè)器官、系統(tǒng)的參與，如呼吸系統(tǒng)吸入氧氣排出二氧化碳，消化系統(tǒng)消化吸收食物從而為機(jī)體提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，泌尿系統(tǒng)排出細(xì)胞代謝廢物。（1）由圖可知a吸入氧氣排出二氧化碳，所以為呼吸系統(tǒng)；b吸收養(yǎng)料，所以為消化系統(tǒng)；c排出代謝廢物，所以為泌尿系統(tǒng)。（2）組織細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度高于組織液，所以CO2不從組織液進(jìn)入組織細(xì)胞。（3）乳酸進(jìn)入血液后，乳酸與血液中的碳酸氫鈉發(fā)生反應(yīng)生成乳酸鈉和碳酸，使血液的pH維持相對(duì)穩(wěn)定。（4）目前普遍認(rèn)為，神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)是機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機(jī)制。（5）外界中的O2進(jìn)入紅細(xì)胞首先需要穿過(guò)肺泡壁的1層細(xì)胞（2層生物膜），然后進(jìn)入毛細(xì)血管（1層細(xì)胞，2層生物膜），然后再進(jìn)入毛細(xì)血管內(nèi)的紅細(xì)胞（1層生物膜），共5層生物膜。

【答案】（1）呼吸 消化 泌尿 循環(huán) （2）組織細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度高于組織液 （3）降低 NaHCO3（4）神經(jīng)-體液-免疫 （5）5

（作者單位：四川省成都市石室中學(xué)）