第1节 细胞生活的环境
[学习目标] 1.用概念图来描述内环境的组成。2.结合生活实例，分析内环境的理化性质。3.结合细胞与外界环境进行物质交换的图解，说明内环境所起的媒介作用。
一、体内细胞生活在细胞外液中
1．体液
(1)概念：人体内大量以水为基础的液体称为体液。
(2)组成：存在于细胞内的液体称为细胞内液。存在于细胞外的液体称为细胞外液，主要由血浆、组织液和淋巴三种液体组成。体液中含量最多的是细胞内液。
2．内环境
(1)概念：机体内组织细胞赖以生存的液体环境我们称之为内环境，它是指细胞外液。
(2)内环境各成分之间的关系
①图中组织细胞、血细胞、毛细血管壁细胞和毛细淋巴管壁细胞直接生活的液体环境分别是什么？
答案 组织液、血浆、血浆和组织液、淋巴和组织液。
②三种细胞外液的来源和去路
比较
来源
去路
组织液
血浆透过毛细血管壁渗出；细胞内液外渗
大部分渗回血浆，少部分进入毛细淋巴管
血浆
从消化道吸收；从组织液中吸收；淋巴回流
渗出毛细血管至组织间隙
淋巴
组织液渗入毛细淋巴管形成；由消化道吸收而来
经左右锁骨下静脉汇入血浆
③画图表示细胞内液、组织液、血浆和淋巴之间的关系。
答案 如图所示
二、细胞外液的成分
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1．血浆的成分
(1)组织液、淋巴和血浆的成分和含量相近，但又不完全相同，最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质。
(2)血红蛋白是血浆的组成成分吗？
答案 不是，是红细胞的细胞内液成分。
2．下列物质中不是内环境成分的是_________________________________________。
①O2 ②血红蛋白 ③血浆蛋白 ④载体蛋白 ⑤H＋
⑥有氧呼吸酶 ⑦纤维素
答案 ②④⑥⑦
三、细胞外液的理化性质
1．渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力，试分析渗透压与溶质微粒数量的关系
溶质微粒数量
对水的吸引力
渗透压高低
越多
越大
越高
越少
越小
越低
(1)尽管血浆中蛋白质含量高于无机盐，但血浆渗透压主要取决于Na＋、Cl－，其原因是什么？
答案 单位体积中Na＋、Cl－的微粒数量远高于蛋白质。
(2)长期营养不良的病人，血浆蛋白含量降低，会出现组织水肿，原因是什么？
答案 血浆蛋白含量降低，血浆的渗透压会降低，组织液的渗透压相对升高，水分向组织液渗透量增加，导致组织水肿。
2．pH
(1)正常人血浆的pH为7.35～7.45，这种相对稳定的状态与HCO、HPO等离子有关。
(2)人体在长时间剧烈运动时会产生乳酸，请在下图中画出运动前后血浆pH的变化曲线。
答案 如图所示
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3．温度
人体的温度一般维持在37 ℃左右，其重要意义是维持酶的正常活性。
四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
物质类别
转移途径
相关系统
养料(如葡萄糖)
消化(外环境)→吸收(内环境)→血液循环→组织液→组织细胞
消化系统、
循环系统
废物(如尿素)
组织细胞→组织液→血液循环→泌尿系统或皮肤→体外
循环系统、
泌尿系统
O2
肺泡→肺毛细血管→血液循环→毛细血管→组织液→组织细胞
呼吸系统、
循环系统
CO2
与O2的转移途径相反
呼吸系统、
循环系统
多细胞动物的细胞与外界环境进行物质交换时必须借助于内环境这一媒介，同时需要消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统及相关器官的参与。所以内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
内环境图像的识别与分析
1．如图是人体某组织内的各种结构示意图，A、B、C、D表示结构，①、②、③、④表示液体。
(1)人体中含量最多的液体是哪种？①和②④的成分相比主要的不同是什么？
答案 人体中含量最多的液体是③细胞内液。①和②④的成分相比主要的不同是①血浆中含有较多的蛋白质。
(2)④最终的去向是哪里？
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答案 汇入左右锁骨下静脉进入血浆。
(3)肌肉注射和打点滴时的药物分别直接进入了哪种液体？
答案 肌肉注射时药物进入了②组织液，打点滴时药物进入了①血浆。
(4)在肌肉组织的①②③三种液体中，氧气浓度最高的是哪种？二氧化碳浓度最高的又是哪种液体？
答案 氧气浓度最高的是①血浆，二氧化碳浓度最高的是③细胞内液。
(5)B内的氧气进入C中被利用，至少穿过几层生物膜？
答案 6层。
2. 如图是人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示能直接与内环境进行物质交换的四种器官或系统，①、②是有关的生理过程。
(1)分析该图，推测Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各表示什么系统或器官？
答案 Ⅰ是呼吸系统，Ⅱ是消化系统，Ⅲ是泌尿系统，Ⅳ结构表示的器官是皮肤。
(2)过程①、②分别表示什么生理过程？
答案 ①表示消化吸收；②表示重吸收作用。
(3)内环境和Ⅰ交换气体必须经过的结构有哪些？
答案 肺泡壁和毛细血管壁。
(4)能排出代谢废物的系统或器官有哪些？
答案 Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ。
1．肌肉注射时，药液进入人体后到发挥作用经过的一般途径是( )
A．血浆→组织液→淋巴→病变细胞
B．淋巴→血浆→组织液→血浆→病变细胞
C．血浆→组织液→病变细胞
D．组织液→血浆→组织液→病变细胞
答案 D
解析 肌肉注射时，药液首先进入组织液，由组织液穿过毛细血管壁进入血浆，血浆中的药液随血液循环运输到全身组织，进入组织液进而到达病变细胞发挥作用。
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2．下列对人体体液中物质交换示意图的描述中，错误的是( )
A．人体内氧气浓度最高的是图中的d
B．如果a、c间的水分交换失去平衡，可能会引起组织水肿
C．淋巴不仅可以调节a与c之间的水分平衡，而且能将a中少量的蛋白质运回c
D．四种液体之间不断发生物质交换，为细胞提供了必需的物质并排出了代谢废物
答案 A
解析 a为组织液，c为血浆，b为淋巴，d为组织细胞，人体O2浓度最高的是肺泡周围毛细血管里的血浆，即图中的c，A错误；如果组织液与血浆之间的水分失去平衡，例如血浆蛋白含量过低，会导致水分流向组织液，引起组织水肿，B正确；淋巴不仅可以调节a与c之间的水分平衡，而且能够将a中少量的蛋白质运回c，维持组织液渗透压的相对稳定，C正确；四种液体之间不断发生物质交换，为细胞提供了必需的物质并排出了代谢废物，D正确。
3．下列液体属于体液的一组是( )
①胆汁 ②胰液 ③血浆 ④淋巴 ⑤原尿 ⑥细胞质基质 ⑦组织液 ⑧核液 ⑨细胞液 ⑩胃液
A．③④⑥⑦⑧⑨ B．③④⑤⑦⑨⑩
C．②③④⑤⑦⑨ D．①②③④⑤⑦
答案 A
解析 体液包括细胞内液和细胞外液，胆汁、胰液、原尿和胃液既不属于细胞内液也不属于细胞外液。
4．下列各项中，属于人体内环境组成成分的是( )
A．肺泡腔内的气体 B．小肠腔内的消化液
C．心室腔内的血浆 D．膀胱腔内的尿液
答案 C
解析 内环境是指人体内细胞生活的液体环境，主要由血浆、淋巴和组织液构成。肺泡腔内的气体、小肠腔内的消化液和膀胱腔内的尿液，都属于人体的外界环境成分。
5. 关于在正常情况下组织液与淋巴的叙述，错误的是( )
A．组织液中的氧气不能进入淋巴
B．组织液的成分不断变化，并保持动态平衡
C．血浆中的有些物质经毛细血管动脉端进入组织液
D．组织液中的有些物质经毛细淋巴管进入淋巴液
答案 A
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解析 细胞外液即内环境，包括血浆、组织液和淋巴。血浆和组织液间可相互渗透，淋巴只能来自于组织液，通过淋巴循环回到血浆。
知识点一 体内细胞生活在细胞外液中及细胞外液的成分
1．红细胞、肌细胞和淋巴细胞所处的内环境依次是( )
A．血浆、体液和体液 B．血液、体液和淋巴
C．血浆、组织液和淋巴 D．血液、细胞外液和体液
答案 C
解析 人体的内环境主要由血浆、组织液和淋巴等细胞外液组成，其中血浆是血细胞直接生存的环境；组织液是组织细胞直接生存的环境；淋巴是淋巴细胞和吞噬细胞直接生存的环境。
2．在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．①③ B．②③④⑤ C．④⑤ D．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，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．关于在正常情况下组织液生成与回流的叙述，错误的是( )
A．生成与回流的组织液中氧气的含量相等
B．组织液不断生成与回流，并保持动态平衡
C．血浆中的有些物质经毛细血管动脉端进入组织液
D．组织液中的有些物质经毛细血管静脉端进入血液
答案 A
解析 一般情况下，生成的组织液中氧气的含量高，回流的组织液中氧气的含量低，故A选项错误；组织液不断生成与回流，并保持动态平衡，故B选项正确；血浆中的大部分小分子物质均可经毛细血管动脉端进入组织液，故C选项正确；组织液中的大部分小分子物质也可以经毛细血管静脉端进入血液，故D选项正确。
4．在高等多细胞动物体内，细胞与内环境之间的物质交换关系正确的是( )
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答案 D
解析 淋巴的运输是单向的，被毛细淋巴管吸收，流向淋巴的是组织液，淋巴经淋巴循环汇入血浆中。
知识点二 内环境的理化性质
5．关于正常情况下人体体液成分的叙述，错误的是( )
A．组织液中氧气的含量比细胞内液中的高
B．红细胞的代谢产物可能导致血浆的pH降低
C．组织液中的成分通过不断生成与回流保持动态平衡
D．组织液中可能含有蛋白质但不可能含尿素
答案 D
解析 由于组织细胞中消耗氧气，故组织液中氧气的含量比细胞内液中的高，A正确；红细胞进行无氧呼吸会产生乳酸，故可能导致血浆的pH降低，B正确；组织液中的成分通过不断生成与回流保持动态平衡，C正确；组织液中可能含有小分子的蛋白质，也含有代谢产物尿素等，D错误。
6．如图为人体部分内环境模式，其中①是毛细血管壁，②是成熟的红细胞。与该图有关的正确叙述是( )
A．①结构的细胞所处的内环境为血浆和淋巴
B．图中③表示血浆，血红蛋白主要存在于②中
C．③⑤都是代谢的主要场所，二者的组成成分是一样的
D．②产生的CO2必须经过③才能排出体外
答案 B
解析 图中①②③④⑤分别是毛细血管壁、成熟的红细胞、血浆、组织细胞和组织液。①结构的细胞所处的内环境为血浆和组织液；血液的液体成分是血浆，血红蛋白主要存在于红细胞中；细胞是代谢的主要场所，血浆中含有的蛋白质较多，而组织液中很少；成熟的红细胞只能进行无氧呼吸(乳酸发酵)，不能产生CO2。
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7．当我们的皮肤受到轻微创伤时，受伤部位会出现青紫且局部水肿，如图为人体局部内环境示意图。对此合理的解释是( )
A．①破裂，C液外流，B液渗透压升高
B．①破裂，A液外流，C液渗透压升高
C．②破裂，B液外流，C液渗透压升高
D．②破裂，B液外流，A液渗透压升高
答案 B
解析 在我们的皮肤受到轻微创伤后，受伤部位皮下青紫是因为毛细血管破裂，部分血液(含红细胞)外流到组织液，造成局部组织液渗透压升高，进入组织液的水分增多，导致局部组织水肿。
8．某种寄生虫寄生在人体淋巴管内，会造成下肢肿胀，这是由于肿胀处( )
A．细胞间隙积聚液体
B．细胞不能接受氨基酸
C．细胞不能对脂肪进行分解
D．细胞外液Na＋浓度是细胞内液的12倍
答案 A
解析
淋巴是由组织液透过淋巴管壁形成的，最后经过淋巴回流进入血浆，如果寄生虫寄生在淋巴管内，则淋巴回流受阻，组织液滞留增加，出现下肢肿胀。
知识点三 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
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
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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。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．根据体内细胞与外界环境进行物质交换模型来判断下列相关说法中正确的是( )
A．在图中①～⑤处应当用双箭头表示的有①④⑤
B．血浆蛋白、葡萄糖和呼吸酶均属于内环境的成分
C．神经系统与内分泌系统不参与图中所示的物质交换过程
D．组织液、淋巴和血浆在含量及成分上完全相同
答案 A
解析 内环境与外界环境间可进行物质和能量交换，组织液和细胞内液、组织液和血浆间可相互渗透，故在图中①～⑤处应当用双箭头表示的有①④⑤，A正确；呼吸酶位于细胞内，不属于内环境的成分，B错误；神经系统与内分泌系统起调节作用，故间接参与图中所示的物质交换过程，C错误；组织液、淋巴和血浆在成分上基本相同，但血浆中含有较多的蛋白质，D错误。
综合训练
11．下表为人体细胞外液和细胞内液的物质组成和含量的测定数据，分析完成：
Na＋
K＋
Ca2＋
Mg2＋
Cl－
有机酸
蛋白质
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
25
－
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(1)②属于________，其渗透压大小主要与无机盐及____________的含量有关。
(2)③属于______________，②的蛋白质含量减少将导致③________。
(3)人体细胞外液的理化性质是( )
A．恒定不变 B．在一定范围内波动 C．变化很大
(4)长期劳动导致手上出现了水泡，水泡内的液体应属于____________。
答案 (1)血浆 蛋白质 (2)组织液 增多 (3)B (4)组织液
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解析 分析题表中数据，因④含有较多的蛋白质、K＋等，故属于细胞内液；①为细胞外液，②中蛋白质含量较高，故属于血浆，其渗透压大小主要与无机盐及蛋白质的含量有关；③中蛋白质含量很少，为组织液，血浆蛋白减少则会导致组织液增多，引起组织水肿；人体细胞外液的理化性质是在一定范围内波动，而不是稳定不变的。水泡内的液体主要是组织液。
12. 下图是人体某组织结构示意图，右面的部分所示为人体内某些生命活动的过程。请据图回答以下问题：
(1)图中A、B、C、D各代表体液中的哪一类？血浆________、组织液________、细胞内液________。
(2)相对于内环境来说，相当于外界环境的是A、B、C、D中的________。
(3)假如①为淀粉，则所形成的②从肠腔进入B中，经过B的运输，②可到达身体各部分的组织细胞，在组织细胞内，它的最主要的作用是________________________，参与该作用的细胞结构有______________________________________。
答案 (1)B D C (2)A (3)为细胞的生命活动提供能量 细胞质基质、线粒体
解析 图中A为肠腔，相当于外界环境，B为血浆，C为细胞内液，D为组织液；如果①为淀粉，则②为葡萄糖，经小肠运输进入血液。
13．血液中的红细胞源源不断地为人体组织细胞输送氧气。血浆中无机盐含量的相对稳定对于维持红细胞正常的形态与功能至关重要，为患者输液治疗时为什么要用浓度为0.9%的生理盐水？请设计实验进行探究。
(1)实验材料：略。
(2)方法步骤：①取5支洁净试管，编号为1～5号，分别加入2 mL浓度为0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%的________，并各加入2滴抗凝剂(或柠檬酸钠)。
②将左手无名指消毒，用消毒的采血针刺破皮肤，用小滴管吸血。
③向1～5号试管中分别滴入1滴血，摇匀，放置5 min。
④分别取5支试管中的混合液各一滴，置于5张洁净的已编号的载玻片上制成临时装片，在显微镜下镜检，观察____________________________________________。
(3)请完善下列预期结果及分析：
试管
盐水
红细胞形态
11
1
0.5%
①体积变大，或涨破
2
0.7%
②________________
3
0.9%
③________________
4
1.1%
④体积缩小
5
1.3%
⑤体积缩小，皱缩
相应的结论：______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)讨论：
①某学生配制生理盐水时，由于操作不规范致使溶液浓度偏低，他的探究结果会偏________________________________________________________________________。
②为了使实验结果更精确，可采取什么样的实验措施？
________________________________________________________________________。
③生理盐水与体液为等渗溶液，过多注射是否会影响细胞的正常功能？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (2)①NaCl溶液 ④红细胞形态有何变化 (3)②体积变大 ③维持正常形态 相应的结论：质量分数为0.9%的NaCl溶液能够维持红细胞的正常形态
(4)①高 ②分组更精细 ③会影响；生理盐水的过多注入会打破无机盐离子的平衡，进而影响细胞的正常功能
解析 人体的细胞内液中无机盐离子的浓度与质量分数为0.9%的NaCl溶液的浓度相当，为等渗溶液。低于该浓度，组织细胞会因吸水而涨破，反之则会失水皱缩。质量分数为0.9%NaCl溶液与细胞内液为等渗溶液，但是成分差别非常大：①氯化物水平明显高于血浆；②缺少正常血浆中的几种物质(如钾、钙、镁)和葡萄糖；③缺少血浆中维持正常pH所需的缓冲物质。
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