1.1 细胞的生活环境(word教参)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中生物学选择性必修第一册（人教版2019）

第1章　人体的内环境与稳态 第1节　细胞生活的环境 　　[课标要求]1.说明血浆、组织液和淋巴液等细胞外液共同构成高等动物细胞赖以生存的内环境。　2.阐明机体细胞生活在内环境中，通过内环境与外界环境进行物质交换，同时也参与内环境的形成和维持。　3.简述机体通过呼吸、消化、循环和泌尿等系统参与内、外环境间的物质交换。 （见学生用书P6） 知识点1　体内细胞生活在细胞外液中 1.体液 （1）概念：人体内含有大量以　水为基础　的液体。 （2）组成及比例 2.内环境 （1）概念：由　细胞外液　构成的液体环境。内环境是机体内细胞生活的直接环境。 （2）组成：内环境由血浆、组织液、淋巴液等组成。 ①血浆是　血细胞　直接生活的环境。 ②　组织液　是存在于组织细胞间隙的液体，又叫组织间隙液。它主要由　血浆　通过毛细血管壁渗出到细胞间而形成，大部分物质能够被重新吸收回血浆。组织液是体内　绝大多数　细胞直接生活的环境。 ③　淋巴液　存在于淋巴管中，它是由一部分组织液经毛细淋巴管壁进入毛细淋巴管而形成的。淋巴液是体内　淋巴细胞　直接生活的环境。 知识点2　细胞外液的成分 1.主要成分 （1）血浆 [注]血液运输的其他物质包括各种营养物质（如葡萄糖）、激素、各种代谢废物等。 （2）组织液、淋巴液、血浆成分的异同：组织液、淋巴液的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　。 2.本质 细胞外液是一种类似于　海水　的　盐溶液　，这在一定程度上反映了生命起源于　海洋　。 知识点3　内环境的理化性质 内环境的理化性质：主要有　渗透压　、　酸碱度　和　温度　三个方面。 1.渗透压 （1）概念：　溶液中溶质微粒对水的吸引力　。 （2）影响渗透压的因素 溶质微粒数目 对水的吸引力 渗透压高低 越多 　越大　 越高 越少 越小 　越低　 （3）决定血浆渗透压的物质：血浆渗透压的大小主要与　无机盐、蛋白质　的含量有关。细胞外液渗透压的90％以上来源于　Na＋和Cl－　。 2.酸碱度 3.温度 人体细胞外液的温度一般维持在　37 ℃　左右。 知识点4　细胞通过内环境与外界环境进行物质 交换 1.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。 2.内环境与外界环境进行物质交换，需要体内各个　系统　的参与。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。 3.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。 1.连线（将下列细胞与其生活的内环境连接起来）。 ①组织细胞 ②毛细血管壁细胞 ③毛细淋巴管壁细胞 ④血细胞 ⑤淋巴细胞 a.组织液、血浆 b.细胞液、淋巴液 c.淋巴液、血浆 d.组织液 e.血浆 2.判断对错（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）内环境为细胞内的环境，即细胞内液。（　×　） （2）内环境的成分中含有CO2、血红蛋白、尿素等。（　×　） （3）血浆渗透压的大小主要与无机盐的含量有关。（　×　） （4）NaCl中Na＋参与血浆渗透压的形成，而Cl－不参与。（　×　） （5）无氧呼吸产生乳酸的过程发生在内环境中。（　×　） （见学生用书P7） 1.（教材P2“问题探讨”）观察图，回答下列问题： 图1　　　　　　　　　图2 （1）图1是人体血液中的血细胞，图2是单细胞动物草履虫，它们分别生活在什么样的环境中？尝试说出它们生活环境的异同。 （2）单细胞生物如图2草履虫可以与外界环境直接进行物质和能量的交换？单细胞生物如草履虫有内环境吗？ 提示　（1）血细胞生活在血浆中，草履虫直接生活在外界水环境中。两者生活环境的相同之处：都是液体环境。 不同之处：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，可与外界环境进行物质交换。 （2）可以。单细胞生物没有内环境。 2.（教材P6“练习与应用”）如图表示人体内细胞与外界环境质检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。请回答下列问题。 （1）A、B、C分别是　肺；小肠；肾脏　。 （2）B内的营养物质通过①过程进入内环境，则①表示　食物的消化、吸收　。 （3）②表示　肾小管、集合管重吸收作用　。 探究点1　内环境的主要组成成分及其相互关系 1.如图为血浆、组织液和淋巴液之间的关系示意图，图中箭头表示细胞直接与内环境进行物质交换的物质运输方向。 （1）请将图中结构名称补充完整。 （2）分析图示，构建图中各种液体间相互关系的模型图（补充箭头和文字）。 2.下列物质是否属于内环境的成分？不属于内环境成分的请说明原因。 ①纤维蛋白原；②尿素；③胰岛素；④呼吸酶；⑤消化酶；⑥血红蛋白。 属于内环境的是　①②③　。 不属于内环境的是　④⑤⑥　，理由　细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。④呼吸酶应分布在细胞内，属于细胞内液的成分；⑤消化酶位于消化道中，消化道与外界环境相通，属于外界环境，所以消化酶不属于内环境的成分；⑥血红蛋白位于红细胞内部，也不是内环境的成分　。 1.细胞内液与细胞外液的关系 2.与内环境有关的易错点 （1）血液≠体液，血浆≠内环境：体液包括细胞外液（内环境）和细胞内液，细胞外液主要包括血浆、组织液和淋巴液，血液包括血浆和血细胞。所以血液并不全是体液，血浆只是内环境的一部分。 （2）体内液体≠内环境：一切与外界相通的管腔、囊腔（如呼吸道、消化道、膀胱、子宫等）及与外界相通的液体（如尿液、泪液、汗液、消化液等），不属于内环境。 （3）细胞内的成分≠内环境的成分：一切只能存在于细胞内的物质，如血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白、胞内酶（如呼吸氧化酶）等，不属于内环境的成分。 （4）血液＝血浆＋血细胞，血浆＝血清＋纤维蛋白原。 【例1】如图为正常人体内肝细胞与内环境之间物质交换的模式图，其中①②③④分别表示体液的成分。下列有关说法错误的是（　　） A.淋巴细胞可在④中流动 B.体液①中含有胰岛素和血浆蛋白 C.图中②构成了肝细胞生活的直接环境 D.图中能直接相互交换物质的体液是①②、②③、②④ 答案　D 解析　由题图可知，①表示血浆，②表示组织液，③表示细胞内液，④表示淋巴液。淋巴细胞可分布在淋巴液和血浆中，A项正确；血浆中可含有胰岛素和血浆蛋白，B项正确；肝细胞生活的直接环境是组织液，C项正确；组织液与淋巴液之间的物质交换是单向的，D项错误。 体液组成成分的判断方法 （1）管状结构开口突破法 （2）单、双向箭头突破法 淋巴液（丁）单向循环是一个突破口；组织液（乙）与血浆（丙）、细胞内液（甲）双向转化是一个突破口。 ①单箭头 ②双箭头 【例2】（2022·广东）在2022年的北京冬奥会上，我国运动健儿取得了骄人的成绩。在运动员的科学训练和比赛期间需要监测一些相关指标，下列指标中不属于内环境组成成分的是（　　） A.血红蛋白 B.血糖 C.肾上腺素 D.睾酮 答案　A 解析　血红蛋白位于红细胞内，细胞内的物质不属于内环境成分，A符合题意；血糖属于营养物质，可存在于内环境中，属于内环境的组成成分，B不符合题意；肾上腺素属于激素，作为调节物质（信号分子）可存在于内环境中，属于内环境的组成成分，C不符合题意；睾酮属于雄激素，可作为调节物质（信号分子）存在于内环境中，属于内环境的组成成分，D不符合题意。 探究点2　细胞外液的理化性质 1.细胞外液渗透压的90％以上来源于Na＋和Cl－，医院中静脉注射时要用0.9％的生理盐水，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当，称为血浆的等渗溶液。 （1）细胞外液中溶质含量最多的是蛋白质，为什么细胞外液渗透压的90％以上来源于Na＋和Cl－？ （2）为什么静脉注射时要用0.9％的生理盐水？如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于0.9％，将会对细胞造成怎样的影响？ （3）尝试分析营养不良造成浮肿的主要原因。 答案　（1）溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。虽然蛋白质含量最高，但蛋白质相对分子质量较Na＋和Cl－大得多，数目远小于Na＋和Cl－。 （2）0.9％的生理盐水与人体血浆的渗透压相同，是血浆的等渗溶液。如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于0.9％，则会造成组织细胞吸水或失水，进而影响细胞的形态和功能。 （3）食物中长期缺乏蛋白质，会造成血浆蛋白减少，血浆渗透压降低，使从血浆内进入组织液的水分多于回流的水分，引起组织水肿。 2.人体剧烈运动后，会有大量乳酸进入血液，血浆中的pH会发生怎样的变化？为什么？请在图中画出运动前后血浆pH变化曲线。 提示　人体剧烈运动时，肌肉产生的大量乳酸进入血液，HC可以和产生的乳酸反应，从而不会引起血浆pH的剧烈变化，将pH维持在7.35～7.45这个正常范围内。运动前后血浆pH变化曲线如图。 3.由于轻微创伤使小腿某处皮下青紫并且局部水肿，请分析水肿的原因是什么？ 提示　毛细血管破裂，部分血液外流，使局部组织液渗透压升高，组织液吸水增多形成组织水肿。 1.渗透压成因 溶质微粒数量 对水的吸引力 渗透压 越多 越大 越高 越少 越小 越低 2.渗透压决定因素 血浆渗透压主要由无机盐和蛋白质的含量决定，其中细胞外液渗透压的90％以上来源于Na＋和Cl－。 【例3】组织水肿是由于组织液增多，大量积累在组织细胞间隙造成的。下列各项中不会引起组织水肿的是（　　） A.营养不良导致血浆蛋白含量减少 B.花粉过敏使毛细血管壁通透性增大 C.饮食过咸导致血浆渗透压过高 D.淋巴液回流受阻 答案　C 解析　营养不良，血浆蛋白含量减少，导致血浆渗透压降低，组织液的渗透压相对升高，引起组织水肿；花粉过敏引起毛细血管壁通透性增大，血浆蛋白进入组织液使其渗透压升高，吸水造成组织水肿；食物过咸导致血浆渗透压升高，在短期内会使组织液减少，不引起组织水肿；毛细淋巴管堵塞，组织液中大分子蛋白质不能回流至毛细淋巴管而导致组织液渗透压升高，吸水造成组织水肿。 组织水肿的实质及原因分析 （1）实质：在不同条件下，由于细胞外液渗透压的变化，引起组织液增多。 （2）原因分析 【例4】下列关于人在剧烈运动时生理变化过程的叙述，正确的是（　　） A.大量失钠，对细胞外液渗透压的影响大于细胞内液 B.大量乳酸进入血液，血浆由弱碱性变为弱酸性 C.血糖浓度始终保持不变 D.血液中O2含量下降，刺激了呼吸中枢促进呼吸运动 答案　A 解析　渗透压与离子浓度关系较大，由于细胞外的Na＋含量高于细胞内，细胞内K＋含量高于细胞外，因此大量失钠，对细胞外液渗透压的影响大于细胞内液，A项正确；大量乳酸进入血浆，由于血浆中有缓冲物质存在，使血浆pH保持相对稳定，不会明显降低，B项错误；人在剧烈运动时，血糖浓度保持相对稳定，而非始终不变，C项错误；血液中O2含量多少不会刺激呼吸中枢，CO2增多时会刺激呼吸中枢，使呼吸加深加快，D项错误。 探究点3　细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 1.人体细胞通过内环境不断获取营养，排出代谢废物。阅读教材，分析下图并填空： （1）图中结构：①　毛细血管　，②　血细胞　，③　组织细胞　，④　毛细淋巴管　，⑤　淋巴细胞　。 （2）内环境组成：A　血浆　，B　组织液　，C　淋巴液　。 2.构建人体细胞与外界环境的物质交换模型 （1）组织细胞有氧呼吸需要的葡萄糖和O2，是如何从外界环境进入组织细胞的？ （2）组织细胞产生的代谢废物，如尿素和CO2是怎样排出体外的？ 答案　（1）葡萄糖经消化系统吸收，再进入血液循环系统运输，再经组织液进入组织细胞。O2经呼吸系统吸入，然后进入血液循环系统运输，再经组织液进入组织细胞。 （2）组织细胞经代谢产生的CO2和尿素首先进入组织液，再进入血液循环系统，然后CO2再经呼吸系统排出体外；尿素经泌尿系统和皮肤等排出体外。 1.体内细胞与外界环境进行物质交换的过程 （1）直接有关的4个系统：循环、呼吸、消化、泌尿系统。 （2）直接有关的器官：皮肤、肺、肾、小肠等。 （3）营养物质进入组织细胞 （4）O2进入细胞内被利用（CO2排出体外的途径与之相反）。 （5）尿素等代谢废物排出体外 【例5】如图是人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程，Ⅰ～Ⅳ表示能直接与内环境进行物质交换的四种器官或系统，①②是有关的生理过程。下列说法错误的是（　　） A.内环境与Ⅰ交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁 B.①表示Na＋、Cl－、葡萄糖等以自由扩散的方式进入内环境 C.②表示重吸收作用 D.Ⅳ表示的器官是皮肤 答案　B 解析　分析可知Ⅰ是呼吸系统（肺），内环境与Ⅰ交换的气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁；消化道内的Na＋、Cl－、葡萄糖等主要通过主动运输的方式被吸收；Ⅲ是泌尿系统，②表示重吸收作用；Ⅳ表示的器官是皮肤，其上的汗腺通过分泌汗液来排出代谢废物。 【例6】如图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。请据图分析，下列有关说法正确的是（　　） A.内环境主要是由血液、组织液和淋巴液组成 B.外界空气中的O2最终进入肝细胞被利用需穿过9层膜 C.图中③④过程需要循环、呼吸、泌尿等系统的参与才能完成 D.图中⑤⑥过程需要经过循环系统才能完成 答案　C 解析　内环境主要是由血浆、组织液和淋巴液组成的，A项错误；外界空气中的O2要进入肝细胞被利用，首先要通过肺泡细胞（2层），再进入毛细血管穿过毛细血管壁细胞（2层），由红细胞（一进一出2层）携带运到肝脏附近，再次穿过毛细血管壁细胞（2层），进入肝细胞（1层），进入线粒体（2层），共11层膜，B项错误；内环境排出细胞代谢废物主要需要呼吸、泌尿、循环系统和皮肤的参与，C项正确；图中⑤⑥过程是指细胞与内环境之间的物质交换，可以直接进行，D项错误。 物质进出内环境的“穿膜”层数 1.模式图 2.过程分析 （1）消化道中的葡萄糖进入组织细胞被利用经过的膜层数至少为进、出小肠黏膜上皮细胞（2层）＋进、出毛细血管壁细胞（两次，4层）＋进组织细胞（1层）＝7层。 （2）外界空气中的O2进入组织细胞被利用经过的膜层数至少为进、出肺泡壁细胞（2层）＋进、出毛细血管壁细胞（两次，4层）＋进、出红细胞（2层）＋进组织细胞（1层）＋进线粒体（2层）＝11层。 核心知识小结 [要点回眸] [答题必备] 1.体液包括细胞内液和细胞外液。 2.内环境：由细胞外液构成的液体环境。细胞外液主要由血浆、组织液和淋巴液三部分组成，是体内细胞生活的直接环境。 3.不属于内环境的一些液体：尿液、原尿、消化液、汗液、关节液等。 4.血浆与组织液、淋巴液的主要区别是血浆中含有较多的蛋白质。 5.血浆渗透压主要由无机盐和蛋白质的含量决定，其中细胞外液渗透压的90％以上来源于Na＋和Cl－。 6.细胞通过内环境与外界环境进行物质交换。 （见学生用书P12） 1.下列有关细胞外液的叙述中，正确的是（　　） A.单细胞生物体外的液体都属于细胞外液 B.多细胞动物体内的细胞外液构成内环境 C.多细胞动物细胞外液的理化性质绝对稳定 D.单细胞生物能通过细胞外液完成物质交换 答案　B 解析　内环境是多细胞生物细胞生活的直接环境，单细胞生物不具有内环境，A项错误；多细胞动物体内的细胞外液就是内环境，包括血浆、组织液、淋巴等，B项正确；多细胞动物内环境的理化性质相对稳定，不是绝对稳定，处于动态平衡状态，C项错误；单细胞生物无细胞外液，D项错误。 2.下列各项中，可视为物质进入内环境的实例的是（　　） A.氧气通过气管和支气管进入肺泡中 B.胰岛素被注射到皮下组织中 C.果汁通过口腔和食道进入胃中 D.氧进入血液中的红细胞内 答案　B 解析　肺泡与外界相通，不属于内环境，A项错误；胰岛素被注射到皮下组织中，是进入组织液，属于进入内环境，B项正确；消化道（胃）与外界相通，不属于内环境，C项错误；红细胞内的液体属于细胞内液，不属于内环境，D项错误。 3.（2023·湖北）维生素D3可从牛奶、鱼肝油等食物中获取，也可在阳光下由皮肤中的7－脱氢胆固醇转化而来，活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。研究发现，肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化。下列叙述错误的是（　　） A.肾功能下降可导致机体出现骨质疏松 B.适度的户外活动，有利于少年儿童的骨骼发育 C.小肠吸收钙减少可导致细胞外液渗透压明显下降 D.肾功能障碍时，补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降 答案　C 解析　肾功能下降会导致维生素D3的活性下降，进而减少小肠和肾小管等部位对钙的吸收，导致机体出现骨质疏松，A项正确；因为阳光下皮肤中可以进行维生素D3的转化，而它又能促进钙的吸收，因此适度的户外活动，有利于少年儿童的骨骼发育，B项正确；细胞外液渗透压主要由钠离子和氯离子提供，小肠吸收钙减少并不会导致细胞外液渗透压明显下降，C项错误；肾功能障碍时，维生素D3的活化受阻，只有活化的维生素D3才能促进钙的吸收，因此补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降，D项正确。 4.如图表示人体内的细胞与外界环境进行物质交换的过程，下列叙述错误的是（　　） A.若某人长期营养不良，将会导致①渗透压降低，②增多 B.从外界环境摄入的K＋进入细胞的途径为外界环境→消化系统→A→①→②→组织细胞 C.①与肺泡进行气体交换通过肺泡壁与毛细血管壁完成 D.淋巴细胞生活的内环境只有③ 答案　D 解析　图中①为血浆、②为组织液、③为淋巴液，A是循环系统、B是泌尿系统。长期营养不良，将导致血浆蛋白合成不足，血浆渗透压降低，组织液增多，A项正确；K＋从食物中获得，食物中的K＋首先进入消化道，被小肠上皮细胞吸收进入血浆，随血液循环运输到全身组织，然后由血浆进入组织液，最后进入组织细胞，B项正确；①血浆存在于血管内，血浆与肺泡进行气体交换需要通过肺泡壁与毛细血管壁完成，C项正确；淋巴细胞主要分布在血液、淋巴液中，所以其生活的内环境有血浆、淋巴液等，D项错误。 5.如图为体内细胞与内环境之间的物质交换示意图，据图回答下列问题： （1）此图表示细胞与周围环境的关系，其中毛细血管壁细胞生活的直接内环境是　　　　（填序号）。 （2）物质进出细胞的方式有多种。氧气从血液进入组织细胞的方式是　　　　，红细胞所携带的氧气至少需要经过　　　　层膜才能被①组织细胞利用。 （3）血浆、组织液和淋巴液三者之间既有密切联系，又有一定区别。一般情况下，②和③在成分上的主要区别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）某地发现多例头部浮肿的“大头”娃娃，他们的主食是蛋白质含量低下的劣质奶粉，其头部浮肿的主要原因是图中　　　　（填序号）的液体增多所致。 （5）若①为肌细胞，长时间剧烈运动后，血浆成分会发生一些变化，图示中　 　　　（填“A”或“B”）端乳酸含量会增加，但血浆pH依旧会保持稳定，此时参与血浆pH调节的主要物质是　　　　等。 解析　（2）氧气进入细胞的方式为自由扩散，红细胞中的氧气进入组织细胞，最少穿过红细胞的细胞膜（1层）、毛细血管壁细胞（2层）、组织细胞的细胞膜（1层）和线粒体膜（2层），共6层膜。 答案　（1）②③　（2）自由扩散　6　（3）②中含大分子蛋白质较多，③中含大分子蛋白质较少　（4）③　（5）B　HC、H2CO3 学科网（北京）股份有限公司 $$