1.1 细胞生活的环境-2024-2025学年高二生物同步课堂精优课件（人教版2019选择性必修1）

2022年8月21日，重庆北碚区缙云山发生山火。在灭火行动中，冲在最前面的是消防员。40多度的高温下，消防员们穿着厚厚的消防服，忍受着山火的炙烤，但他们仍能通过调节使体内的细胞拥有稳定而适宜的生活条件。 【视频情境】 第1章 人体的内环境与稳态 第1节 细胞生活的环境 本节聚焦 1、什么是内环境？ 2、内环境具有哪些理化性质？ 3、人体细胞如何与外界环境进行物质交换？ 讨论： 1、图中各是什么细胞，分别生活在什么样的环境中？生活环境有何异同？ 草履虫 图1 水 血细胞 图2 血浆 红细胞 白细胞 血小板 相同：都是液体环境 草履虫直接生活在外界水环境中，血细胞生活在血浆中 不同： 问题探讨 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； 草履虫生活在外界环境中，直接与外界环境进行物质交换。 2.若将图2所示的细胞置于图1所示细胞的生活环境中，会发生什么变化？ 若将血细胞放在外界水环境中，血细胞会吸水膨胀直至涨破。 细胞是生命活动的基本单位。无论是单细胞生物还是多细胞生物的细胞，都有其特定的生活环境，并与环境之间不断进行物质和能量交换。 草履虫 图1 血细胞 图2 红细胞 白细胞 血小板 外界水环境 废物 养料、O2 ？ 废物 养料、O2 单细胞生物 多细胞生物的细胞 自主探究 阅读P2-P4，体内细胞生活在细胞外液中，回答问题： 1、什么是体液？由哪些部分组成，各部分的含量是怎样的？ 2、什么是血浆？ 3、什么是组织液？ 4、什么是淋巴液？ 5、什么是内环境？ 探究一、体内细胞生活在细胞外液中 1、什么是体液？含由哪些部分组成，各部分的含量是怎样的？ 生物体内以水为基础的液体统称为体液。 体液: 细胞内液 细胞外液 存在于细胞内，约占2/3 存在于细胞外， 约占1/3 组织液 血浆 淋巴液等 细胞生活的直接环境 新陈代谢的主要场所 探究一、体内细胞生活在细胞外液中 2、什么是血浆？ 血浆是血液的液体部分，是血细胞直接生活的环境。 血液 血浆 血细胞 血浆蛋白 含有 属于 细胞外液成分 红细胞 白细胞 血小板 含有 血红蛋白 属于 细胞内液成分 离心前 离心后 探究一、体内细胞生活在细胞外液中 3、什么是组织液？ 毛细血管壁细胞 组织液 大部分 营养物质 代谢产物 渗出 血 浆 组织细胞 组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境。 组织液： 思考: 手或脚上有时候会磨出“水泡”，其中的液体主要是？ 组织液 存在于组织细胞间隙的液体，又叫组织间隙液。 主要由血浆通过毛细血管壁渗出到细胞间形成，大部分物质能被重新吸收回血浆。 探究一、体内细胞生活在细胞外液中 4、什么是淋巴液？ 淋巴液是淋巴细胞等直接生活的环境。 存在于淋巴管中，由一部分组织液经毛细淋巴管壁进入毛细淋巴管而形成。淋巴液在淋巴管中流动，经过淋巴器官，最终汇入血浆。 毛细血管 红细胞 组织细胞 组织液 血浆 毛细淋巴管 淋巴液 细胞外液 淋巴液： 思考讨论： 血浆、组织液和淋巴液之间的关系 观察右图，回答下列问题。 1.为什么说细胞外液是细胞直接生活的环境? 组织细胞 毛细淋巴管 毛细血管 组织液→血浆 组织液→淋巴液 血浆→组织液 动脉端 静脉端 血浆、组织液、淋巴液间关系示意图 细胞外液是指存在于细胞外面的液体，包括血浆、组织液和淋巴液等。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。所以说，细胞外液是体内细胞直接生活的环境。 2.血浆、组织液和淋巴液之间有什么内在联系?请依据右图绘制出能反映三者联系的模式图(用文字和箭头表示)? 思考讨论： 血浆、组织液和淋巴液之间的关系 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，而成为了组织液； 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，形成了淋巴液，淋巴液经淋巴循环汇入左右锁骨下静脉又形成了血浆。 血浆 组织液 淋巴液 细胞内液 毛细血管壁 毛细淋巴管壁 双向渗透 单 向 渗 透 淋 巴 循 环 O2和营养物质 CO2和代谢废物 3.为什么说全身的细胞外液是一个有机的整体? 人体细胞外液主要由组织液、血浆和淋巴液等构成，它们虽然分布在人体不同部位(血浆位于血管内，组织液分布于组织细胞之间，淋巴液分布于淋巴管)，但基本化学成分相同，并且彼此紧密联系，共同构成人体细胞生活的内环境。由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。 思考讨论： 血浆、组织液和淋巴液之间的关系 血浆、组织液和淋巴液通过动态的有机联系，共同构成机体内细胞生活的直接环境。由细胞外液构成的液体环境叫作内环境。 什么是内环境？ 细胞 内环境 细胞外液 外界环境 人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺、尿道等与外界环境相通，属于外界环境，故其中的液体如消化液、泪液、尿液、唾液、汗液不参与构成内环境。 课堂练习 ①血细胞：______ ②组织细胞：_______ ③淋巴细胞：_______ ④毛细血管壁细胞：______________ ⑤毛细胞淋巴管壁细胞：_____________ 血浆 组织液 淋巴液 血浆和组织液 淋巴液和组织液 1、图中各细胞名称为？它们生活的直接环境是什么？ ① ② ③ ④ ⑤ 2、如图表示人体中部分体液的关系图，据图分析图1中的甲、图2中的A和图3中的a分别代表什么？ 组织液、血浆、淋巴 课堂练习 3.下列有关人体内环境的叙述，正确的是( ) A.血浆是体内绝大多数细胞直接生活的环境 B.大部分组织液被毛细血管静脉端重新吸收 C.小肠上皮细胞生活的内环境是组织液和肠液 D.内环境是细胞进行正常代谢的主要场所 4.如图表示人体内的液体与内环境的关系示意图，下列叙述错误的是 ( ) A.淋巴细胞生活的内环境有乙和丙 B.丙经过淋巴循环由锁骨下静脉汇入到乙 C.静脉滴注后，药物可直接经甲到达靶细胞 D.甲、乙、丙共同组成内环境，是体内大多数细胞生活的直接环境 B C 自主探究 阅读P4-P6内容，回答问题： 1、细胞外液的成分有哪些？ 2、什么是渗透压？其大小取决于什么？血浆渗透压大小主要与什么物质有关? 细胞外液渗透压的来源是什么？ 3、血浆pH的范围是什么？其维持与什么物质有关？ 4、内环境与外界环境如何进行物质交换？ 5、细胞与内环境有何关系？ 血浆的成分为例： 血浆的成分复杂，主要为水。 成分 含量 成分 含量（mmol/L） 丙氨酸氨基转移酶 9~60U/L 总胆固醇 3.1~5.2 总蛋白 65~85g/L 钠 137~147 总胆红素 5~21µmol/L 钾 3.5~5.3 碱性磷酸酶 45~125U/L 钙 2.2~2.65 尿素 2.8~7.2mmol/L 磷 0.81~1.45 肌酐 57~111µmol/L 镁 0.73~1.06 尿酸 208.3~428.4µmol/L 血清铁 11~30 葡萄糖 3.9~6.1mmol/L 氯 99~110 乳酸脱氢酶 140~271U/L 碳酸氢盐 22~28 三酰甘油 0~1.7mmol/L 总CO2 21~31.3 水 无机盐 无机物 蛋白质 脂质 糖 代谢产物 有机物 气体 探究二、细胞外液的成分 思考讨论 血浆的化学成分 1.血浆中这么多物质,你能将它们归归类吗？ 表中的化学物质可分为无机物和有机物两类。无机物包括水和无机盐(如钠、钾、钙、磷、镁、血清铁、氯、碳酸氢盐等)；有机物包括糖类(如葡萄糖)、蛋白质(如丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶等)、脂类(如三酰甘油、胆固醇)等。 表中的化学物质也可分为营养物质和代谢废物。营养物质包括水、无机盐、蛋白质、葡萄糖、三酰甘油等；代谢废物包括尿素、尿酸、CO2等。 2.除表中所列成分外,血浆中还可能含有哪些物质？ 血浆中还含有各种激素、维生素、02等。 3.回忆所学知识,你能说出其中哪些物质在人体中的作用？ 葡萄糖是主要的能源物质,三酰甘油是储备的能源物质,蛋白质是生命活动的主要承担者,无机盐能够调节人体生命活动。 4.从葡萄糖、三酰甘油（甘油三酯）、尿素、钠中， 任选一种你熟悉的成分，分析它的来源和去路，并说明这与人体的哪些系统有关。 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,为生命活动提供能量；生成的CO2和水,先排入内环境中,然后通过血液循环(系统)运输到相应部位排出, CO2由呼吸系统排出,多余水分主要由泌尿系统排出。 探究二、细胞外液的成分 (1)血浆的主要成分 ②蛋白质 7%~9% ③无机盐 约1% ④血液运输的其他物质 少量 ①水 约90% 营养物质： 代谢废物： 尿素、尿酸、CO2等 激素、抗体、神经递质等 调节物质： 葡萄糖、O2、氨基酸等 (2)组织液、淋巴液: 成分和各成分的含量与血浆的相近，最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质。 本质：细胞外液是一种类似于海水的盐溶液，一定程度上反映生命起源于海洋。 课堂练习 1.判断下列物质属于内环境成分的是_______________________； 不属于内环境成分的是___________________。 ①氧气　②氨基酸　③呼吸酶　④血红蛋白　⑤载体蛋白　⑥激素　 ⑦CO2　⑧尿液　⑨尿素　⑩纤维素　⑪麦芽糖　⑫维生素 ⑬胃蛋白酶：⑭血浆蛋白 ⑮Na+ ⑯抗体 ⑰脑脊液 ⑱泪液 ①②⑥⑦⑨⑫⑭⑮⑯⑰ ③④⑤⑧⑩⑪⑬⑱ 内环境成分的判定 探究二、细胞外液的成分 项目 成分 举例 内环境可以存在的物质 营养成分 其他物质 代谢废物 O2、无机盐、氨基酸、水、葡萄糖、甘油、脂肪酸等 激素、维生素、抗体等 CO2、尿素等 内环境不应存在的物质 细胞内的物质 与外界相通的物质 人体不能吸收的物质 细胞膜上的成分 血红蛋白、胞内酶（呼吸酶、RNA 聚合酶等）等 消化酶、泪液等 载体蛋白、受体等 纤维素、麦芽糖等 生理盐水（等渗溶液） 浓盐水（高渗溶液） 清水中（低渗溶液） 观察人的红细胞在清水、0.9%的NaCl溶液和10%的NaCl溶液中细胞形态的变化。 此外，过酸、过碱、温度过高、温度过低等条件下，细胞不能正常生活。 需要分析细胞外液的理化性质。 探究三、内环境的理化性质 什么是渗透压？其大小取决于什么？血浆渗透压大小主要与什么物质有关?细胞外液渗透压的来源是什么？ 1.渗透压 概念： 溶液中溶质微粒对水的吸引力。 单位体积溶液中溶质微粒的数目，溶质微粒越多，溶液浓度越大，溶液渗透压越高。（只与微粒的数目有关；与微粒的大小、种类无关。） 90%以上来源于Na+和Cl-。 血浆渗透压的大小： 主要与无机盐、蛋白质的含量有关。 人的血浆渗透压约为770KPa，相当于细胞内液的渗透压。 决定因素： 血浆渗透压的决定因素： 细胞外液渗透压的来源： 拓展1：渗透压变化引起组织水肿 血浆渗透压下降或组织液渗透压升高引起组织液增多的现象。 原因： 血浆渗透压降低 组织液渗透压升高 组 织 液 血浆中蛋白质减少 组织液溶质微粒增多 水分子 组 织 水肿 水分子 营养不良 肾小球肾炎 过敏反应 淋巴循环受阻 组织细胞代谢旺盛 探究三、内环境的理化性质 2.酸碱度 血浆pH的范围是什么？其维持与什么物质有关？ 正常人的血浆PH为 .pH的相对稳定与 等物质有关。 调节： 3.温度 37℃ 7.35~7.45 HCO3-、H2CO3 人体细胞外液的温度一般维持在_______左右。 a、当碱性物质(如Na2CO3)增多时： Na2CO3＋H2CO3 NaHCO3 (肾脏排出) b、酸性物质(如乳酸)增多时： 乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3 H2O＋CO2 (CO2肺排出，多余的H2O肾排出) (肝脏代谢) 范围及维持： 课堂练习 1、下列各组物质中都属于内环境成分的是（ ） A.O2、CO2、血红蛋白、H＋ B.Na＋、HPO42-、葡萄糖、氨基酸 C.过氧化氢酶、抗体、激素、H2O D.纤维蛋白原、Ca2＋、载体蛋白 B 2、下列有关叙述错误的是（ ） A.生理盐水与细胞内液的渗透压和组成成分都相似 B.血浆的pH之所以能保持稳定，与它含有的HCO3-、H2CO3等物质有关 C.细胞外液的理化性质包括渗透压、酸碱度和温度等三个主要方面 D.血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关 A 思考讨论 内环境如何完成与外界环境的物质交换 结合初中学过的人体消化、呼吸、循环、排泄等知识，与同学讨论以下问题。 1. Na+、葡萄糖、氨基酸和O2等分别是通过什么途径进入内环境的？ Na+等来自食物，不需要经过消化可直接被吸收。 葡萄糖、氨基酸等物质主要来自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。 上述物质吸收后主要进入小肠绒毛内的毛细血管中。 O2从外界空气中获得，通过呼吸运动的吸气，经呼吸道进入肺，在肺泡中与肺部毛细血管进行气体交换，进入肺部毛细血管中。进入血液中的各类物质经血液循环运输到全身各处的毛细血管中，再通过物质交换过程进入组织液和淋巴液。 思考讨论 内环境如何完成与外界环境的物质交换 3.体内细胞产生的代谢废物（如尿素和CO2），是通过哪些器官排到体外的？ 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，尿素主要通过肾形成的尿液排出体外，CO2主要通过肺扩散出去，再通过呼气运动排出体外。 2.参与维持pH的HCO3-/H2CO3是怎样形成的？ 细胞代谢产生的CO2与H2O结合,形成H2CO3然后在碳酸酐酶的作用下,发生下列反应: H2CO3 → H++HCO3-。 外界环境中的物质 营养物质 CO2、废物 细胞内液 CO2 呼吸系统 O2 水、营养物质 代谢废物 循环系统 泌尿系统、皮肤 肾小管重吸收作用 消化系统 O2、营养 内、外环境的物质交换 内环境与细胞的物质交换 内环境 血浆 血液循环 O2、营 CO2、废 淋巴循环 淋巴 组织液 思考讨论 内环境如何完成与外界环境的物质交换 4.请你用简单的示意图表示内环境与外界环境的物质交换的关系。 探究四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 1、内环境与外界环境如何进行物质交换？ 内环境与外界环境的物质交换过程需要体内各个系统的参与。例如，消化系统将营养物质摄入体内，呼吸系统吸入O2、排出CO2，泌尿系统把代谢废物、水和无机盐排出体外，循环系统把各种物质运输到机体的相应部位。机体的各个部分正常运行和协调一致，共同保证内环境与外界环境之间物质交换的顺利进行。 探究四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 2、细胞与内环境有何关系？ 细胞作为一个开放系统，可以直接与内环境进行物质交换：不断获取进行生命活动所需要的物质，同时又不断排出代谢产生的废物，从而维持细胞正常的生命活动。 细胞和内环境之间也是相互影响、相互作用的。细胞不仅依赖于内环境，也参与了内环境的形成和维持。 总结：内环境的作用 1、体内细胞直接生活的环境 2、细胞与外界环境进行物质交换的媒介 拓展2：物质穿膜层数 1、葡萄糖参与有氧呼吸至少穿过几层生物膜？ 穿膜层数： 穿小肠粘膜上皮细胞(2)+ 穿毛细血管壁细胞(2)+ 穿毛细血管壁细胞(2)+ 进入组织细胞(1)=7层 拓展2：物质穿膜层数 2、外界空气中的O2进入人体组织细胞中被利用，至少要穿过几层膜？ O2 肺泡 毛细血管 组织细胞 肺泡 毛细血管 组织细胞 穿膜层数：穿肺泡壁细胞（2）+ 穿毛细血管壁细胞（2）+ 进出红细胞（2）+ 穿毛细血管壁细胞（2）+ 进组织细胞（1）+ 进线粒体（2）= 11层 课堂练习 ①_______ ②_______ ③_______④_______________ ⑤_______ ⑥_______ ⑦_______ ⑧_______ ⑨_______ 血浆 组织液 淋巴液 内环境（细胞外液） 循环 消化 呼吸 泌尿 皮肤 1、指出序号代表的含义 A．图中①②③④是人体内环境的组成成分 B．②和③成分的主要区别在于无机盐含量不同 C．②中的物质进入组织细胞的途径是②→③→① D．体液中细胞外液的含量大于细胞内液 C 课堂练习 2．如图是人体某组织的结构示意图，①②③④分别表示人体内不同部位的液体。下列叙述正确的是(　　) 3. 如图表示肝细胞与甲、乙、丙三种细胞外液的物质交换关系，下列有关叙述错误的是(　　) A．甲、乙、丙依次为组织液、血浆、淋巴液 B．甲中的葡萄糖进入肝细胞需穿过2层磷脂分子 C．HCO3－等缓冲物质可使乙的pH稳定在7.35～7.45 D．肝细胞、甲、乙三个部位CO2浓度的大小关系为乙>甲>肝细胞 D 一、概念检测 l.人在进行一定强度的体力劳动后，手掌或脚掌上可能会磨出水疱。水疱中的液体主要是组织液，一段时间后水疱可自行消失。请判断以下有关说法是否确。 (1)水疱的成分中蛋白质的含量最高。（ ） (2)水疱主要是由血浆中的水大量渗出到组织液形成的。（ ） (3)水疱自行消失是因为其中的液体可以渗入毛细血管和毛细淋巴管。（ ） (4)水疱的形成和消失说明内环境中物质是不断更新的。（ ） × √ √ √ 2.人体内环境是体内细胞直接生活的环境。下列属于人体内环境的是（ ） A.膀胱内的尿液 B.大脑细胞间隙的液体 C.肺泡腔内的气体 D.小肠腔内的消化液体 B 练习与应用 3.下图表示人体内细胞与外界环境之间进行物质交换的过程，A、B、C表示直接与内环境进行物质交换的几种器官，①②是有关的生理过程。 (1) A 、B 、C 分别是________________； (2) B内的营养物质通过①过程进入内环境，则①表示_________________； (3)②表示_______________。 肺、小肠等、肾 营养物质的吸收 肾小管的重吸收 练习与应用 二、拓展应用 剧烈运动会使肌肉产生大量乳酸等酸性物质，这会影响血浆的pH吗？在这种情况下，机体是如何维持细胞外液的酸碱度的？请查阅相关资料，寻找答案。 剧烈运动后肌肉产生的大量乳酸等酸性物质,不会使血浆的酸碱度发生很大的变化,这是由于血液中缓冲物质的调节作用以及机体的调节作用。 具体调节机制如下:当大量乳酸进入血液后,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排出。 练习与应用 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $$