1.1细胞生活的环境课件-2023-2024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 第一节 细胞生活的环境 问题探讨 下图所示的各是什么细胞？它们分别生活在什么样的环境中？ 草履虫 生活在外界水环境中 血细胞 生活在血浆中 单细胞生物 多细胞生物的细胞 　　直接生活在外界水环境中，从中直接获取养料和氧，并将代谢废物直接排入水中。 单细胞生物 　　没有直接与外界环境接触，不能直接与外界环境进行物质交换。 多细胞生物 问题1:多细胞生物的细胞直接生活的环境是什么？它们是如何和外界进行物质交换的？ 一、体内细胞生活在细胞外液中 1 体液的概念 概念：生物体内以水为基础的液体统称为体液。 细胞内液 细胞外液 进行新陈代谢的主要场所 血浆 组织液 淋巴等 脑脊液和房水 细胞生活的直接环境 不与外界相通，即正常情况下不会排出体外，排除泪液、唾液、尿液等 体液的组成示意图 细胞内液 2/3 细胞外液 1/3 细胞内液 细胞外液 0.666666666666667 0.333333333333333 一、体内细胞生活在细胞外液中 2 体液的组成 离心前 离心后 血浆 白细胞、血小板 红细胞 问题2：有人说：“血液就是血浆”你认为这种说法恰当吗？ 血浆是血细胞的直接生活环境 白细胞 红细胞 血小板 一、体内细胞生活在细胞外液中 （2）血浆、血液、血红蛋白、血浆蛋白之间的关系。 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 【关于血浆与血液的几点易错点拨】 （1）血液≠血浆：血液包括血细胞和血浆。 一、体内细胞生活在细胞外液中 组织液 存在于组织细胞间隙的液体，又叫组织间隙液。 组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境 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。 组织液为细胞提供营养物质，细胞的代谢产物也透过细胞膜进入组织液。 一、体内细胞生活在细胞外液中 存在于淋巴管中，是淋巴细胞、吞噬细胞直接生活的环境。 组织液 由毛细淋巴管壁 进入淋巴管 淋巴液 经左右锁骨 下静脉汇入 血浆 末端封闭 单向的活瓣 防止倒流 组织液和淋巴液之间是单向关系 毛细 淋巴管 淋巴液 组织细胞 淋巴液 淋巴循环 一、体内细胞生活在细胞外液中 淋巴循环的意义 知识链接 1.淋巴循环是血液循环的辅助途径，可以调节血浆和组织液之间的平衡。 2.淋巴循环可以将组织液中不能透过毛细血管壁的蛋白质（大分子物质）和由小肠绒毛的淋巴管吸收的大部分脂肪成分运回血液 3.淋巴液中混悬着大量的淋巴细胞和吞噬细胞等，可以协助机体抵御疾病。 一、体内细胞生活在细胞外液中 思考·讨论1： ？ 为什么说细胞外液是细胞直接生活的环境？ 由此可见，细胞外液是体内细胞直接生活的液体环境。 毛细血管 组织液 组织细胞 细胞外液是指存在于细胞外的体液，包括血浆、组织液和淋巴液等。 思考·讨论2：血浆、组织液和淋巴液之间有什么内在联系？请依据下图绘制出能反映三者联系的模式图。 结构：毛细血管壁薄，仅由一层上皮细胞构成 功能：物质交换（小分子） 血浆 ①由毛细血管壁渗出 组织液 ②大部分物质被重吸收 ③由毛细淋巴管壁 进入淋巴管 淋巴液 ① ② ③ ④ 组织细胞 ④ 血浆 组织液 淋巴 毛细血管壁 细胞外液 血细胞 大多数细胞 淋巴细胞 吞噬细胞 毛细血管壁 毛细淋巴管壁 淋巴循环 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。 细胞外液=内环境（“外”是对细胞而言，“内”是对人体而言） 内环境 O2和营养物质 CO2和代谢废物 细胞内液 3 体液中各部分之间的关系 （1）内环境 = 细胞外液 = 组织液+血浆+淋巴液等 （人体“内”，细胞“外”） （2）内环境只包含血浆、组织液、淋巴液吗？ 脑脊液、房水、关节滑液也属于内环境组成成分。 由细胞外液构成的液体环境叫做内环境 （3）单细胞生物有内环境吗？ 内环境的概念是对绝大多数多细胞动物而言的，单细胞动物 (如草履虫)、简单的多细胞动物(如水螅)和植物没有内环境。 ①__________ ②__________ ③__________ 血浆 淋巴液 组织液 血浆 组织液 （组织细胞）细胞内液 淋巴液 ①__________ ②__________ ③__________ ④__________ 小试牛刀 小试牛刀 淋巴 血浆 组织液 细胞内液 用箭头标出方向 与生活的联系 静脉注射（输液）：药→血浆→组织液→靶细胞（细胞内液） 肌肉注射（打针）：药→组织液(少数进入淋巴，淋巴又汇入血浆)→血浆→组织液→靶细胞（细胞内液） 口服药物: 药→消化系统→组织液→血浆→组织液→靶细胞(细胞内液) 静脉注射(输液)和肌肉注射(打针)，药物到达组织细胞发挥作用的运输途径有什么不同？ 习题：组织细胞产生的废物和CO2先后经过组织液和血浆，最终被排出体外；人体吸入的O2由血液到组织细胞先后经过血浆和组织液，最终进入组织细胞；就此判定CO2和O2在细胞内液、组织液和血浆中的浓度由高到低分别是怎样的？ 答案　O2浓度：血浆＞组织液＞细胞内液； CO2浓度：细胞内液＞组织液＞血浆。 二、细胞外液的成分 血浆的成分复杂，主要为水。科学家测得人体血浆中部分成分的含量如下表。 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 甘油三酯 0~1.7mmol/L 总CO2 21~31.3 水 无机盐 无机物 蛋白质 脂质 糖 代谢废物 有机物 气体 无机盐 蛋白质 水 1 血浆主要成分 二、细胞外液的成分 二者的成分和含量与血浆相近，最主要的差别是血浆中________含量较高。 蛋白质　 2 组织液、淋巴的成分 3 细胞外液的成分 细胞外液本质上是一种盐溶液 ，这在一定程度上反映了生命起源于海洋。 二、细胞外液的成分 二、细胞外液的成分 下列物质中不属于内环境成分的是_______________ 1.氧气 2.血红蛋白 3.血浆蛋白 4.载体蛋白 5.有氧呼吸酶 6.H+ 7.泪液 8.消化酶 2、4、5、7、8 1.细胞内的物质：如载体蛋白、呼吸酶、血红蛋白等； 2.细胞膜上的物质：如运输载体等； 3.与外界相通的结构中的液体：如尿液、泪液、汗液、消化液等； 4.体腔液、关节液在体内但不在细胞间，不为组织细胞提供物质交换，不属于内环境。 <总结归纳>属于内环境的成分： 二、细胞外液的成分 ①小肠吸收的需要在血浆与淋巴中运输物质:营养物质/代谢废物； ②细胞合成的分泌物质:激素，抗体，胞外酶，神经递质等； ③气体和无机盐。 不属于内环境的成分： 细胞内和消化道内发生的生理过程不属于内环境 1.(2023·广东揭阳高二期末)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＋、 、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 √ 血红蛋白位于红细胞中，不属于内环境成分，A不符合题意； 过氧化氢酶是细胞内液的成分，不属于内环境成分，C不符合题意；载体蛋白位于细胞膜上，不属于内环境成分，D不符合题意。 小试牛刀 三、内环境的理化性质 现象 生理盐水（等渗溶液） 清水中（低渗溶液） 浓盐水（高渗溶液） 外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞_________。 外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞_________。 外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞____________。 小于 大于 等于 吸水膨胀 失水皱缩 维持正常形态 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。 过酸、过碱、温度过高、温度过低 不能正常生活 细胞外液的理化性质主要包括三个方面: 渗透压（770KPa) 酸碱度(7.35-7.45) 温度(37℃左右) 等渗溶液 肌肉注射（组织液） (0.9%Nacl、5%葡萄糖) 静脉注射（血浆） 1 内环境的理化性质 三、内环境的理化性质 (1)概念：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。 (2)大小：取决于溶液中溶质微粒的数目。溶质微粒越多，对水吸引力越大，溶液渗透压越高。（与物质的量浓度有关。）只比较单位体积内微粒的数目，与微粒的大小与种类无关。 三、内环境的理化性质 葡萄糖和蔗糖分子不能通过半透膜 一段时间 左侧液面下降 右侧液面上升 渗透压 (3)血浆渗透压的决定因素： ①血浆渗透压大小主要与 的含量有关。 ②细胞外液渗透压的90%以上来源于____________。 (4)血浆渗透压的大小： 人的血浆渗透压约为770KPa，相当于细胞内液的渗透压。 无机盐、蛋白质 Na+和Cl- 思考1：生理盐水的浓度是多少？医生给病人输液时为什么使用生理盐水？还有其他替代品吗？ 血浆的渗透压与0.9%NaCl溶液或5%的葡萄糖溶液的渗透压大致相等，故0.9%的NaCl溶液或5%的葡萄糖溶液为血浆的等渗溶液，前者又叫生理盐水。凡浓度高于0.9%NaCl溶液的溶液称为高渗溶液，低于则称为低渗溶液。 三、内环境的理化性质 渗透压不稳定会怎么样？ 三、内环境的理化性质 肝是合成血清白蛋白的主要场所，肝功能异常时，机体会出现组织水肿。 安徽阜阳“大头娃娃”事件 孕妇脚水肿 思考2：什么是组织水肿？组织水肿的形成原因是什么？ ①组织水肿的定义： 组织液过多而引起的全身或身体的一部分肿胀的症状称为组织水肿，又称浮肿。 ②组织水肿原因： 血浆渗透压下降或组织液渗透压升高 思考3：哪些因素可能导致血浆渗透压下降或组织液渗透压升高？ 三、内环境的理化性质 (5)组织水肿 当血浆渗透压低于正常值会导致水分滞留于 。 组织液 ①严重营养不良（摄入蛋白质不足） ②肾小球肾炎（血浆蛋白随尿液排出体外） ③肝功能受损（合成血浆蛋白减少） ③影响组织水肿因素： 三、内环境的理化性质 组织液 渗透压 高于 正常值，会导致水分滞留于 组织液 。 ①代谢产物增加 a.局部组织细胞代谢旺盛 b.花粉等引起的过敏，组织细胞释放组织胺，毛细血管壁通透性增大 c.毛细血管壁局部损伤，毛细血管壁破裂或通透性增大 ②毛细血管壁通透性增大，大量血浆蛋白进入组织液 ③组织液中的蛋白质等不能进入毛细淋巴管 d.毛细淋巴管阻塞 ③影响组织水肿因素： 三、内环境的理化性质 渗透压异常病实例-组织水肿 组织水肿 血浆渗透压下降 组织液渗透压升高 血浆蛋白减少 ①严重营养不良 ②肝功能受损 ③肾小球肾炎 代谢产物增加 组织液蛋白质增多 淋巴液形成受阻 ④局部组织细胞代谢旺盛 ⑤过敏反应 ⑥局部损伤 ⑦毛细淋巴管阻塞 酸碱度（pH） 三、内环境的理化性质 （1）正常人的血浆pH近中性，为 。 7.35～7.45 （2）平衡的维持：缓冲物质（一种弱酸和相应的一种强碱盐组成） H2CO3 NaHCO3 NaH2PO4 Na2HPO4 温度 三、内环境的理化性质 人体细胞外液的温度一般维持在 ℃左右。利于维持酶活性。 幼年 成年 老年 女性 男性 同一个人1日内不超过 ℃ （动态平衡） 37 ＞ ＞ ＞ 1 代谢越旺盛，释放的能量越多，温度也越高。 1．下列关于人体血浆中pH变化的说法，正确的是(　　) A．饮用弱碱性水，会使血浆的pH显著升高 B．肺气肿病人由于呼吸不畅，血浆的pH会略有降低 C．剧烈运动时，细胞产生的乳酸会被NaOH中和 D．血浆中含有Na2CO3，所以血浆的pH能够保持相对稳定 解析：肺气肿患者呼吸不畅，组织细胞供氧不足，细胞无氧呼吸产生较多的乳酸，同时CO2不能及时排出，使内环境pH略有下降，B正确；剧烈运动时，骨骼肌细胞无氧呼吸产生乳酸，但由于人体中有缓冲物质(如NaHCO3)的存在，血浆的pH会维持相对稳定，而不是乳酸被NaOH中和，C错误；由于血浆中NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4等缓冲对的存在，血浆的pH能够保持相对稳定，D错误 小试牛刀 2.下列诸多因素中，可能引起病人组织水肿的是(　　) ①毛细血管管壁破损 ②长期蛋白质营养不足 ③花粉等过敏原引起毛细血管壁的通透性增加 ④肾炎导致血浆蛋白丢失 A．只有①②③ B．只有②③④ C．只有①③④ D．①②③④ 小试牛刀 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 血细胞 血浆 组织细胞 组织液 淋巴细胞等 淋巴液 内环境 外界环境 物质交换 ？ 外界环境的物质是怎么进入内环境的呢？ 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 体外 体外 细胞 体外 体外 呼吸系统 消化系统 泌尿系统 皮 肤 营养物质 营养物质 代谢废物 O2 CO2 代谢废物 代谢废物 O2 CO2 重吸收 循环系统 血浆 淋巴液 组织液 1、参与物质交换的系统： 消化系统、呼吸系统、 循环系统、泌尿系统 2、参与物质交换的器官： 肺、小肠、肾、皮肤 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 1.通过消化系统的吸收和循环系统的运输 呼吸系统的运输气体 2.细胞呼吸产生CO2溶于水中形成的 3.首先通过循环系统运输，其中CO2通过呼吸系统排出体外，尿素通过泌尿系统和皮肤排出体外。 内环境是细胞直接生活的环境 外界环境 内环境 细胞 O2、营养物质 包括 组织液 淋巴 血浆 也就是 细胞外液 理化特性 化学分析 组成成分 渗透压 PH值 温度 CO2等代谢废物 O2、营养物质 CO2等代谢废物 课堂小结 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正确。 （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。（ ） × √ 一、概念检测 √ √ 2.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 B 小试牛刀 小试牛刀 3.右上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。请回答下列问题。 (1)A、B、C各是什么器官? (2)B内的营养物质通过①过程进人内环境，则①表示的是什么过程? (3)②表示什么过程? 肺；小肠；肾脏 食物的消化、吸收 肾小管、集合管的重吸收作用 4.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 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 消化、吸收 泌尿系统 × 细胞外液 × O2、养料 CO2、代谢废物 √ 内环境是细胞与外界环境进行 物质交换的媒介 × √ 小试牛刀 5.与肌肉注射相比，静脉点滴因能将大剂量药物迅速送到全身细胞而疗效显著。如图所示，①为血浆，②为组织液，③为淋巴液，下列对图中所示的内环境a、b、c、d的名称表示正确的是 A.①②③① B.②①③② C.③①②③ D.②③①① √ 小试牛刀 Lavf58.30.100 HPO $$