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选择性必修1

第一章人体的内环境与稳态 第1节细胞生活的环境 学习目标： 1.说明内环境的构成及理化性质。 2.阐明机体细胞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 O 3.运用图示和模型等方法阐释内环境为机体细胞提供适宜的生存环境并与外界环境进行 物质交换。 生存环境 获取营养的方式 单细胞生物： 草履虫 水环境中 直接从水中获得所需要的养料和氧气， 并把代谢的废物直接排到水中 血细胞 血浆 ? 不同之处 ：血细胞生活在体内的血浆中，并不直接与外界进行物质交换；而草履虫直 接生活在外界环境中。与外界环境相比，血浆的理化性质更为稳定，如温度基本恒定。 3. 若将图1所示细胞置于图2所示细胞生活的环境中，会发生什么变化? 吸水涨破 问题探讨 1. 图1和图2所示的各是什么细胞?血细胞和草履虫。 2. 它们生活在什么样的环境中?生活环境有何异同? 相似之处：都是液体环境； 图2 图 1 体内细胞生活在细胞外液中 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。 物质交换 细胞生活的环境 能量交换 单细胞生 物的细胞 多细胞生 物的细胞 人体体内的这些细胞直接生活的环境是什么呢? 生活在 生活在 水 中 ? 细胞 一组织液 细胞内液 体液 细胞外液 — — 血 浆 — — 淋巴液等 存在于细胞内，约占2/3 存在于细胞外，约占1/3 如：细胞质基质、线粒体基质、叶绿体基质、 脑脊液和房水 细胞液(液泡内)、核液 1. 体液 大量的水 (1)含义：生物体内以水为基础的液体统称为体液。离子 (2)组成及比例： 不与外界相通 化合物 不 是 !与外界相连的管 腔和液体都不属于体液。 思 考 ：泪液、汗液、尿液、胃液、胰液等是不是体液? 细胞外液 细胞内液 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。 存在于淋巴管，悬浮有大量的淋巴细胞和吞噬细胞，可以协助机体抵御疾病。 淋巴液是淋巴细胞和 吞噬细胞直接生活的环境。 血液≠血浆 血浆 血细胞 血液中的液体部分 血浆是血细胞 直接生活的环境 血 浆 组织液 淋巴液 血小板 白细胞 红细胞 (3)细胞外液的组成 ①内环境=细胞外液=血浆+组织液+淋巴液等。 ②内环境属于多细胞动物的一个概念，植物和单细胞动物无内环境。 ③人的呼吸道、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、唾液不属于内环境。 2. 内环境：由细胞外液构成的液体环境。 人体角度看： 人体外的环境—人体所生活的外部环境； 人体内的环境—内环境 细胞角度看： 细胞外— 细胞外液； 细胞内—细胞内液 内环境 细胞 细胞内液 细胞外液 外界环境 末端封闭 内皮细胞 乡 单向的活瓣 毛细淋巴管的结构模式图 3.血浆、组织液和淋巴液的关系 细胞内液- 毛细血管— 血 浆— -组织细胞 -组织液 一毛细淋巴管 淋巴液 血浆 淋巴循环 毛细血管壁 (大部分渗回) (少部分) 毛细淋巴管壁 组织液 淋巴液 体内细胞 液体环境 血细胞 血浆 毛细血管壁细胞 血浆和组织液 毛细淋巴管壁细胞 淋巴液和组织液 淋巴细胞 淋巴液和血浆 绝大多数组织细胞 组织液 ◆判断题：(1)毛细血管壁细胞生活的液体环境是组织液和血液( × ) (2)细胞质基质、核液属于体液( √ ) (3)内环境即细胞内的环境( × ) (4)大脑细胞间隙的液体属于人体内环境( √ ) ◆ 思考：1.请写出人体细胞具体生活的内环境，完善表格。 学习笔记P4 2. 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? O₂ 浓度：血浆>组织液>细胞内液； CO₂ 浓度：细胞内液>组织液>血浆。 3.为什么说全身的细胞外液施一个有机的整体? 血浆、组织液和淋巴液通过动态的有机联系，共同构成了体内细胞的直接环境。为了 区别于个体生活的外界环境，人们把这个由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。 内环境=细胞外液 1. 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? 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，后汇入血浆) →血浆→组织液→靶细胞(细胞内液) 2. 水疱：摩擦性水疱，是因运动摩擦造成其表皮与皮下组织分离 形成间隙，并令其间充满液体。 ①水疱中的液体主要是组织液； ②水疱过一段时间可以自行消失，是因为其中的液体可以渗入 毛细血管 和 _毛细淋巴管( 结 构 ) ③ 水疱的形成和消失说明什么?内环境中的物质是不断更新的 与生活的联系 1.下图为人体肝脏局部结构示意图， a、b、c、d 表示细胞，①②③④表示不同的体 液。下列叙述错误的是 A.③是人体内绝大多数细胞直接生活的环境 B .②③④构成的液体环境叫作人体的内环境 C.③可小部分被毛细淋巴管吸收成为① D.a生活的内环境为①③,c生活的内环境为③④ 2. (2023 ·广州高二月考)如图表示人体中部分体液的关系图，则下列叙述正确的是 A.内环境是细胞生活的内部环境，包含甲、丙、丁 B.乙表示细胞内液 C 淋巴细胞可以存在于丙中 D.肝脏中丁的O₂ 浓度比甲的高 典题应用 学习笔记P5 1.如何将表中物质按化学性质进行归类? 有机物、无机物 2.除表中所列成分外，血浆中还可能含 有哪些物质? 气体、激素、维生素等 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 主要的能源物质 脂肪 细胞内良好的储能物质 蛋白质 生命活动的主要承担者 无机盐 调节人体生命活动 > 二 氧 化 碳 — — 细胞代谢的废物 > 尿素、尿酸—— 细胞代谢的废物 成分 含量 成分 含量 丙氨酸氨基转移酶 9～60 U/L 总胆固醇 3.1~5.2 mmol/L 总蛋白 65～85g/L 钠 137~147mmol/L 总胆红素 5～21 μmol/L 钾 3.5～5.3 mmol/L 碱性磷酸酶 45～125 U/L 钙 2.2～2.65mmol/L 尿素 2.8～7.2 mmol/L 磷 0.81～1.45 mmol/L 肌酐 57～111 μmol/L 镁 0.73～1.06 mmolL 尿酸 208.3～428.4 μmol/L 血清铁 11～30μmol/L 葡萄糖 3.9～6.1 mmol/L 氯 99～110 mmol/L 乳酸脱氢酶 140～271 U/L 碳酸氢盐 22～28 nmol/L 三酰甘油 0～1.7mmol/L 总 C O₂ 21～31.3 mmol/L 细胞外液的成分 思考 · 讨论 血浆的化学组成 血浆的成分复杂，主要为水。科学家用化学分析的方法，测得人体血浆中部分成分的含量 如下表。 *注：U表示酶的活力单位。 细胞外液的成分 ◆ 小 结 ： (1)血浆的成分：含量约90% 水 ，约7%-9% 蛋白质 ，约 1% 无机盐 。 还包括 血液运送的物质 ，如各种营养物质、代谢废物、气体、激素等 ； (2)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。 血浆运输的其他物质少量 (3)本质：细胞外液是一种 盐溶液，类似于海水。 项目 成分 举例 内环境可以 存在的物质 营养成分 O₂ 、无机盐、氨基酸、水、葡萄糖、 甘油、脂肪酸等 其他物质 激素、维生素、抗体、组胺等 代谢产物 CO₂ 、尿素等 内环境不应 存在的物质 存在于细胞内或质膜上的物质 血红蛋白及与细胞呼吸、复制、转录、 翻译有关的酶、载体、糖蛋白等 与外界相通孔道中的物质 (包括不能被吸收的物质) 消化酶、纤维素、麦芽糖等 ◆练习：1.判断下列物质属于内环境成分的是 ①②⑥⑦⑨⑫ ; 学习笔记P6 不属于内环境成分的是 ③④⑤⑧⑩ O ①氧 气 ② 氨基酸 ③呼吸酶④血红蛋白 ⑤Ca²+ 载体 ⑥激素 ⑦CO₂ ⑧尿 液 ⑨ 尿素 ⑩纤维素 ⑪ 麦芽糖 ⑫维生素 内环境的理化性质 1. 渗透压 (1)概念：指溶质颗粒对水的吸引能力 (2)渗透压的大小：取决于单位体积溶液中微粒的数目。 与微粒大小和种类无关! 在37℃时，人血浆渗透压约770kPa, 相当于细胞内液渗透压。 (3)影响渗透压的因素 ①细胞外液渗透压：90%以上来源于N a+ 和C l-。 ②血浆渗透压大小：主要与无机盐、蛋白质的含量有关。 ③细胞内液渗透压主要来源于_K+ 。 溶质 溶液 对水的 渗透压 微粒越多 浓度高 吸引力大 越高 ◆思考：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-? 血浆运输的其他物质少量 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。 虽然蛋白质含量最多，蛋白质的分子质量较Na+ 和Cl- 大得多， 但数目远少于Na+ 和Cl- 。 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。 5% n 化钠注射流 学习笔记P6 2.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模型，思考为什么营养不良会导 致组织水肿。 血 浆 → 组 织 液 → 细 胞 内 液 淋巴液 与组织液相比，血浆含有较多的蛋白质，因此营养不良对血浆渗透压的 影响更大，导致血浆渗透压低于组织液渗透压，水分过多地流向组织液， 从而造成组织水肿。 2.原因分析： 营养不良 肾小球肾炎 过 应 淋巴循环受阻了 - 局部组织细胞代谢过度 旺盛，代谢产物增加 归纳：引起组织水肿的原因 学习笔记P9 1.概念：在不同的条件下，组织液渗透压升高或血浆渗透压下降，引起水 分移动，使血浆中的水分渗透到组织液，引起组织水肿现象。 →血浆渗透压下降 组织水肿 组织液渗 透压升高 学习笔记P9 例3 (2022 ·连云港高二期中)某人因急性肾小球肾炎而出现了全身水肿， 同时伴有尿血、尿蛋白和少尿等症状，检查发现该患者肾小球水盐滤过 率降低、全身毛细血管通透性改变、血浆蛋白含量下降，被确诊为肾炎 性水肿。下列说法不正确的是 A. 患者肾小球滤过率降低导致其内环境水盐含量上升 B.患者血浆蛋白含量逐渐下降，也会加重组织水肿 C .患者毛细血管通透性改变，其组织细胞内液渗透压保持不变 D.若使用利尿剂增加尿量、改善肾小球通透性，可缓解患者病情 例4 下图是人体局部内环境示意图，下列不会使②中液体增加的是 A.长期营养不良，血浆蛋白含量降低 B.班氏丝虫寄生于人体淋巴系统，引起淋巴管阻塞 C.毛细血管壁通透性增加 D 饮食过咸导致血浆渗透压过高 学习笔记P9 2.酸碱度 (1)正常范围：正常人的血浆近中性，pH 为7.35-7.45。 (2)酸碱平衡维持：缓冲对NaHCO₃/H₂CO₃ 、Na₂ HPO₄/NaH₂ PO₄ (3)缓冲对的作用： a.当酸性物质增加时，如乳酸过多时： ( 以H₂CO₃/NaHCO₃ 为例) 乳 酸 + NaHCO₃—→ 乳 酸 钠 + H₂CO₃ H₂CO₃— → H₂O+CO₂ b.当碱性物质增多时，如Na₂CO₃ Na₂CO₃+H₂CO₃—→ NaHCO₃ 3. 温 度 ：人体细胞外液的温度一般维持在37℃ 左右。 注意：内环境的理化性质不是恒定不变的，而是一个相对稳定的状态。 典题应用 学习笔记P7 3.下列属于人体内环境组成成分的是 ①血液、组织液和淋巴液 ②血浆蛋白 、O₂ 和葡萄糖 ③葡萄糖、CO₂ 和胰岛素 ④激素、呼吸酶和氨基酸 ⑤进入胃中的牛奶 ⑥口服抗菌药物 ⑦肌肉注射的青 霉素 ⑧精子进入输卵管与卵细胞结合 B.①②③⑦ C.①②③⑦⑧ D.①②③⑥⑦⑧ 4.医院里给病人输液时必须使用生理盐水，但是过多注射会影响细胞的正常功能， 以下说法正确的是 A.生理盐水与细胞内液的渗透压和组成成分都相似 B.生理盐水的pH 与血浆的差距不大，过量补充不会影响pH 的稳态 C 过量补充生理盐水后，血浆中的其他成分，如钾离子的浓度会降低 D.过量注射生理盐水会导致内环境渗透压发生改变 细胞通过内环境与外界进行物质交换 1. 细胞直接与内环境进行物质交换 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。 毛细淋巴管(有盲端) (箭头代表运输方向) 内环境又是如何与外界环境进行物质交换? 细胞直接与内环境进行物质交换 2.细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 学习笔记P7 思考：1.细胞需要的葡萄糖、氨基酸和O₂ 等分别是经过什么途径进入组织细胞? 食物中的糖类、蛋白质等 要经过消化系统的消化转 变为葡萄糖、氨基酸 组织处的 毛细血管 毛细血管壁 组织液 组织处的 毛细血管 毛细血管壁 组织液 循环系统运输 细胞膜 循环系统运输 细胞膜 肺泡壁、毛细血管壁 血浆 血浆 细胞内 小肠绒毛壁 毛细血管壁 呼吸道 O₂ 细胞内 肺泡 拓展：物质进出内环境的“穿膜”层数 学习笔记P9 1.葡萄糖从外界环境到被组织细胞利用，至少穿过 7层 生 物 膜 。 红细胞 组织细胞 进入组织细胞( 1 层 ) 线粒体 肺泡壁细胞 O O 进出小肠上皮细胞( 2 层 ) 进出毛细血管壁细胞( 4 层 ) 小肠上皮 细胞 毛细血管 壁细胞 O7 o o o 0 o 瓦 O to O p O O O 葡萄糖 氧气 0 o O 进出肺泡壁细胞( 2 层 ) 进出毛细血管壁细胞 ( 2 层 ) 进入组织细胞 (1层) 进出红细胞 ( 2 层 ) 进出毛细血管壁细胞 (2层) 进入线粒体( 2 层 ) 2.O₂ 从外界环境进入组织细胞，至少穿过9 层 _生物膜；进入组织细胞并加以利用， 至少穿过1 1 层_生物膜。 O₂ 学习笔记P9 学习笔记P9 例5 人体内，外界空气中的O₂ 通过肺部气体交换进入血液中，与血液 中的血红蛋白结合形成氧合血红蛋白，至少穿过的生物膜层数是 A.3层 B.4层 C .5层 D.6层 例6 蛋白质的消化产物被人体所吸收，再通过循环系统进入组织细胞 并转化为组织蛋白的过程中，至少穿过的磷脂分子层数是 A.13 B.8 C.7 D.14 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 消化系统 吸收 3. 完成细胞通过内环境与外 吸气 O₂ 界环境进行物质交换的模型图。 体外 呼气 呼吸系统 CO₂ 内环境 细胞 重吸收 滤过 出汗 小 结 ：①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。 泌尿系统 皮肤 无机 无机 ②细胞不仅依赖于内环境，也参与内环境的形成和维持。 尿 素 、 盐 尿 素 、 盐 体 外 体外 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? 体外 葡萄糖、氨基酸等 等排出体外。 学习笔记P7 典题应用 5.如图表示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4种器官，①②是有关的生理过程。 下列说法错误的是 A.内环境与I 交换气体必须通过毛细血管壁 B. Ⅱ内的葡萄糖通过①进入血浆、组织液 C.②可以表示肾小管的重吸收作用 D.内环境是人体进行新陈代谢的主要场所 内环境 →细胞 ② Ⅲ IV 体外 Ⅱ 0 体 外 →I 学习笔记P8 体外体外 CO₂ 0₂ 学习笔记P8 6.下列有关细胞与外界进行物质交换的叙述，错误的是 A 小肠壁的肌细胞可以不通过细胞外液从肠道内直接吸收葡萄糖 B.肝细胞有氧呼吸所需要的O₂ 从外界进入，经过的内环境至少有组织液和血浆 C.肝细胞的代谢废物的排出需要循环系统、泌尿系统以及皮肤等的直接参与 D.呼吸系统、循环系统、泌尿系统、消化系统都参与内环境与外界环境进行的物质交换 淋巴液 组织液 血浆 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介 渗透压 酸碱度 理化特性 细胞外液 O₂ 、 营养物质 CO₂ 等代谢废物 也就是 内环境 包括 O₂ 、 营养物质 CO₂ 等代谢废物 组成成分 化学成分 课堂小结 ： 外界环境 温度 细胞 $$