1.1 细胞生活的环境课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

第一章 人体的内环境与稳态 单击此处添加副标题 思考一下： 无论是在炎炎夏日进行户外作业的工人、农民，还是在冰天雪地的南极进行考察的科学家，他们的体温都是37℃左右，这是为什么？严重腹泻时，需要及时补充水分和盐分，这又是为什么？ 图1 图2 1. 图1和图2所示的各是什么细胞?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。 讨论： 两者生活环境的相似之处是：都是液体环境。 不同之处是：血细胞生活在血浆中，并不直接与外界环境进行物质交换，而草履虫生活在外界环境中，直接与外界环境进行物质交换。 若将血细胞置于草履虫生活的水环境中，血细胞会出现吸水膨胀直至破裂的现象。 讨论： 2. 若将图1所示的细胞置于图2所示细胞的生活环境中，会发生什么变化? 第1节 细胞生活的环境 限时阅读 阅读教材P2-P3;3min 思考以下内容： 1.什么是体液？体液组成及占比如何？ 2.你怎样理解什么是细胞内液?什么是细胞外液？ 讨论一下： 1.血液等不等于血浆？ 2.组织液是怎样形成的？淋巴液是怎样形成的？ 思考训练 汗液、尿液、消化液、泪液、唾液属于细胞外液吗？ 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、汗液、唾液不是细胞外液。 血细胞 血浆 红细胞 白细胞 血小板 三种细胞外液分析——血浆 血 液 血浆是血细胞直接生活的环境 ≠ 血浆 血液 = 组织液：是存在于组织细胞间隙的液体，又叫组织间隙液。 组织细胞 组织液 毛细血管 形成：主要由血浆通过毛细血管壁渗出到细胞间隙。 去路：大部分物质被重新吸收回血浆。 三种细胞外液分析——组织液 组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境 三种细胞外液分析——淋巴液 淋巴细胞 淋巴液 毛细淋巴管 淋巴液是淋巴细胞直接生活的环境 组织液 毛细淋巴管壁 毛细淋巴管 淋巴液 血浆 来源 去路 限时2min，判断正误 1．血液属于内环境的组成成分。( ) 2．人体内所有细胞生活的直接环境都是组织液。( ) 3. 人体内的细胞外液只包括血浆、组织液、淋巴。( ) 4. 淋巴细胞直接生活的环境只有淋巴液（ ） 几种常考细胞生活的内环境 细胞名称 直接内环境 组织细胞 毛细血管壁细胞 毛细淋巴管壁细胞 血细胞 组织液 血浆、组织液 淋巴液、组织液 血浆 × × × × 思考与讨论 观察下图，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? 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。 组织细胞 毛细淋巴管 毛细血管 组织液中的物质返回血液循环系统 组织液中的物质进入淋巴细胞 血浆中的物质进入组织液 微静脉 微动脉 血浆、组织液、淋巴液之间的关系 组织液 淋巴液 血浆 组织细胞 毛细血管壁 毛细淋巴管壁 淋巴循环 O2和营养物质 CO2和代谢废物 2. 绘图： 血浆、组织液、淋巴液之间的关系 思考与讨论 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。 内环境 由细胞外液构成的液体环境叫内环境 (1)定义： (2)作用： 机体内细胞生活的直接环境 人体 外环境 内环境 细胞内液 细胞外液 细胞 = 内环境是针对多细胞动物的一个概念，单细胞动物(或原生动物)以及植物没有所谓的内环境。 优化学案P1思考1 思考 1：草履虫、酵母菌的体液组成是什么，任何生物都有内环境吗？ 如果将细胞生活的环境比喻成细胞的“家”；大家思考一下，细胞的“家”中都有什么？ 阅读教材第4-5页，细胞外液的成分？ 成分 含量 丙氨酸氨基酸转移酶 9~60U/L 总蛋白 65~85g/L 总胆红素 5~21μmol/L 碱性磷酸酶 45~125U/L 尿素 2.8~7.2mmol/L 肌酐 57~111μmol/L 尿酸 208.3~428.4μmol/L 葡萄糖 3.9~6.1mmol/L 乳酸脱氢酶 140~271U/L 甘油三酯 0~1.7mmol/L 结合教材P4表 1 血浆的化学成分 完成教材P4的讨论题，以小组为单位进行，限时十分钟后，小组展示 讨论：1. 血浆中这么多物质，你能将它们归类吗？ 无机物 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（如甘油三酯、胆固醇等） 有机物 血浆 血浆 营养物质 代谢废物 （水、无机盐、蛋白质、葡萄糖等） （尿素等） 水 无机盐（如钠、钾、钙、磷、镁、血清铁、氯、碳酸氢盐等） 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; 脂肪是细胞内良好的储能物质; 蛋白质是生命活动的主要承担者; 有些无机盐能维持细胞的酸碱平衡等。 4. 从葡萄糖、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。 葡萄糖 食物中的糖类 消化系统 血浆中的葡萄糖 循环系统 全身细胞氧化分解 CO2 水 泌尿系统 呼吸系统 来源 去路 课堂小总结： 血浆 营养物质： 代谢废物： 气　　体： 尿素、尿酸等 O2、CO2等 各种激素（如胰岛素） 90％ 调节物质： 水： 无机盐约： 蛋白质： 其他物质 葡萄糖、氨基酸等 7-9％ 1％ 血浆的主要成分 蛋白质 7%~9% 无机盐约 1% 血液运输的其他物质 少量 水 约90% 2. 细胞外液本质：细胞外液本质上是一种类似于海水的 。这在一定程度上反映了 。 1. 组织液、淋巴液、血浆成分的异同点：成分和含量相近，最主要的差别在于血浆中含有较多的 。 蛋白质 盐溶液 生命起源于海洋 ①细胞内部特有的物质：包括结构蛋白（例如血红蛋白）和胞内酶（例如呼吸酶、ATP合成酶、DNA聚合酶等）、核酸、糖原等； ②细胞膜的成分：例如受体蛋白、载体蛋白； ③与外界相通的管腔中的成分（细胞合成后，直接分泌到外界环境中）：例如各种消化酶（唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶）、尿液、泪液、唾液、汗液等； ④不能被消化吸收的物质：纤维素、淀粉、麦芽糖等。 “四看法”判断物质是否属于内环境成分；优化学案P5： 思考：辨别内环境中的成分 7 8 9 10 11 13 1.尿素 2.葡萄糖 3.二氧化碳 4.甲状腺激素 5.抗体 6.钙离子 7.消化酶    8.载体蛋白 9.DNA聚合酶 10.尿液 11.胰液 12.血浆蛋白 13.血红蛋白 下列物质中不是内环境成分的是 情境模拟： 1. 人的红细胞在清水、0.9%的NaCl溶液和10%的NaCl的溶液中形态会发生怎样的变化？ 2.剧烈运动后产生的乳酸，会不会引起内环境pH发生较大的变化？ 3.发烧时为什么食而不知其味？ 渗透压 酸碱度 内环境的理化性质 温度 1. 渗透压 ①定义: 溶液中溶质微粒对水的吸引力。 ②决定因素： 单位体积溶液中溶质微粒的数目。 只比较单位体积内微粒的数目，与微粒的大小与种类无关。 单位体积溶液 中溶质微粒越多 溶液 浓度越高 对水的 吸引力越大 溶液 渗透压越高 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－。在37℃时，人的血浆渗透压约为770KPa，相当于细胞内液的渗透压。 临床上把渗透压与血浆渗透压相等的溶液叫做等渗溶液，如0.9％的NaCl溶液或者5％的葡萄糖溶液，前者又叫生理盐水。 优化学案P5 情景探究： 结合教科书中内环境的理化性质的内容，思考并回答以下问题 1.细胞外液的溶质中蛋白质的含量最多，为什么细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-? 渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。细胞外液中蛋白质含量虽高，但蛋白质的相对分子质量比Na+和Cl-大得多，故细胞外液中蛋白质的数目远小于Na+和Cl- 优化学案P5 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。为什么静脉注射时常用生理盐水？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？ 生理盐水与血浆的渗透压相同，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，进而影响细胞形态和功能 与人体健康的联系：组织水肿 组织水肿的根本原因是组织液渗透压相对上升，导致组织液吸水，过多的水分滞留在组织液中而使组织液增多。 组织水肿是指组织间隙液体过多而引起的全身或身体的一部分肿胀的症状。请结合渗透压的概念及下图所示的模式图，思考营养不良会导致组织水肿的原因。 血浆 组织液 细胞内液 淋巴液 优化学案P4 ③过敏性水肿：过敏反应中组织胺释放引起毛细血管壁通透性增加，血浆蛋白进入组织液使其浓度升高，吸水造成水肿。 ④毛细淋巴管受阻：组织液中大分子蛋白质不能回流至毛细淋巴管而使组织液浓度升高，吸水造成水肿。 ⑤组织细胞代谢旺盛：代谢产物增加时，引起组织液浓度升高，吸水造成水肿。 ①营养不良：营养不良时，血浆蛋白含量降低，导致血浆浓度降低，从而使血浆渗透压降低，血浆中的水分大量进入组织液中，使组织液增多，引起水肿。 ②肾小球肾炎：患肾小球肾炎时，使血浆蛋白随尿液排出体外，血浆浓度下降，其内水分进入组织液，造成水肿。 优化学案P6 第5题 某人由于轻微创伤使小腿某处皮下青紫并且引起局部水肿，请分析水肿的原因 毛细血管破裂，部分血液外流，使局部组织液渗透压升高，组织液吸水能力增强，导致组织水肿 组织水肿及其产生原因分析 （1）组织水肿：指细胞间隙中积累的组织液过多 （2）原因: 血浆渗透压 < 组织液渗透压 （3）引起水肿的实例 2. 酸碱度 ①正常人的血浆近中性: pH为7.35~7.45 ②血浆的pH之所以能够保持稳定，与其中含有的HCO3-、H2CO3 等物质有关。 酸性物质增多时（如剧烈运动产生乳酸）： 乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3 H2O＋CO2 碱性物质增多时（如食物中的碳酸钠）： Na2CO3 ＋ H2CO3 2NaHCO3 由肺将CO2排出 由肾脏排出 人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右。 3. 温度 优化学案P6第3题 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？ 正常人的血浆近中性，pH为7.35-7.45，人体剧烈运动后，肌肉产生的大量乳酸进入血液，HCO3-可以和乳酸发生反应，从而不会引起血浆中的PH发生较大变化，使PH维持在正常范围内 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 细胞为一开放系统，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。 情境模拟： 为肌肉细胞建立“物流网”：它如何摄取葡萄糖和O2,排除代谢废物CO2和水？若无氧呼吸生成乳酸，如何进行调节？ 思考·讨论 内环境如何完成与外界环境的物质交换 1. Na+、葡萄糖、氨基酸和02等分别是通过什么途径进入内环境的？ Na+、葡萄糖、氨基酸等营养物质通过消化系统进入内环境，主要进入小肠绒毛内的毛细血管中。 O2 通过呼吸系统进入内环境，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。 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-。 3. 体内细胞产生的代谢废物(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。 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。 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。 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介 思考·讨论 内环境如何完成与外界环境的物质交换 5. 以上讨论是否增进了你对本章首页题诗的理解？ 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 ②内环境与外界环境的物质交换需要各个系统的参与 ③细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 ④细胞不仅依赖于内环境，也参与了内环境的形成和维持 这就是题诗中所要表达的直接含义。 思考·讨论 内环境如何完成与外界环境的物质交换 【思考】在人体中，内环境的作用主要是什么？ ①细胞生存的直接环境 ②细胞与外界环境进行物质交换的媒介 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 教材P6 练习与应用 一、 概念检测 1. 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 3. 如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 优化学案P2：思考3变式 人体组织细胞（如骨骼肌细胞）有氧呼吸时需要的葡萄糖和氧气从外界进入该细胞参与反应，各自至少需要通过多少层生物膜( ) A.3和4 B.4和5 C.7和9 D.7和11 D 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.31 $$