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

选择性必修1《稳态与调节》 第1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.说明血浆、组织液和淋巴液等细胞外液共同构成机体细胞赖以生存的内环境；说明内环境的理化性质。 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.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。 在初中的生物学课上，你曾观察过多种动物细胞的装片。右侧的两幅图片你一定还有印象。 讨论: 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 情境探究 草履虫 图1 水 血细胞 图2 血浆 红细胞 白细胞 血小板 ➽ 若将红细胞置于草履虫的生活环境中，会发生什么变化？ 血细胞吸水膨胀直至破裂。 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。 细胞 细胞生活的环境 物质、能量 (液体环境) 单细胞生物的细胞 多细胞生物的细胞 水中 直接生活在 细胞直接生活的环境是什么呢？ 一、体内细胞生活在细胞外液中 体液 不论男性还是女性，体内都含有大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液。 《红楼梦》中有句话:“女人是水做的。” 存在于细胞内，约占2/3 存在于细胞外，约占1/3 最多 次之 最少 脑脊液 一、体内细胞生活在细胞外液中 1、血浆 思考： 1.血液是体液吗？血液与血浆有什么关系？ 2.血浆蛋白和血红蛋白的区别？ 血液 血浆 血细胞 红细胞 白细胞 血小板 注意： 1.血浆≠血液，血浆属于细胞外液 2.血浆蛋白在血浆中（细胞外液成分） 3.血红蛋白在红细胞中（细胞内液成分） 血浆是血细胞的直接生活环境 2、组织液（组织间隙液） 组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境 思考： 1.组织液是如何形成的？去向？ 2.组织液有什么作用？ 淋巴管 毛细血管 血浆 组织细胞 组织液 存在于组织细胞间隙的液体，又叫组织间隙液 1、来源与去路：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。 2、作用：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。 3、淋巴液： 淋巴细胞直接生活的环境。 思考？ 1.淋巴液是如何形成的？去向？ 主要来源： 组织液。 主要去路： 淋巴循环汇入血浆。 主要作用： 淋巴中混悬着大量淋巴细胞、吞噬细胞，能够帮助机体抵御疾病。 2.为什么淋巴液与组织液之间是单向关系？ 毛细淋巴管的管壁细胞覆瓦状排列，就像阀门，从组织液可以向淋巴液方向通过，反向则导致这个覆瓦状的阀门关闭；管内有瓣膜，使淋巴液只能单向流动。 内皮细胞 单向活瓣 组织液 盲端 思考·讨论1： 为什么说细胞外液是细胞直接生活的环境？ 体内细胞生活的液体环境举例： 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 淋巴液或血浆 组织细胞 组织液 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。 由此可见，细胞外液是体内细胞直接生活的液体环境。 思考·讨论2：血浆、组织液和淋巴液之间有什么内在联系？请依据右图绘制出能反映三者联系的模式图。 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，成为组织液，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，形成淋巴液，淋巴液经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆中。 细胞外液=内环境 血浆 组织液 淋巴 细胞 毛细淋巴管壁 毛细血管壁 细胞膜 思考·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。 血浆 组织液 细胞内液 淋巴 双向渗透 毛细血管壁 淋 巴 循 环 单 向 渗 透 毛细 淋巴 管 O2和营养物质 CO2和代谢废物 内环境 细胞 内环境 多细胞生物体 外环境 由细胞外液构成的液体环境叫作内环境 内环境与细胞外液是同一概念。 内环境是相对于生物体提出，细胞外液是相对于细胞提出的。 内环境与细胞内液用什么区别？ 拓展延伸 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? 1、静脉注射:药物→血浆→组织液→靶细胞 2、肌肉注射:药物→组织液→血浆→组织液→靶细胞 特别提醒：口服药物: 药→消化系统→组织液→血浆→组织液→靶细胞 知识·巩固 水疱: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。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。 思考: ①水疱中的液体主要是 。 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 和 (结构)。 ③水疱的形成和消失说明什么? 。 组织液 毛细血管 毛细淋巴管 内环境中物质是不断更新的 二、细胞外液的成分 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 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。 讨论1.血浆中这么多物质，你能将它们归归类吗? 啊吧 1、无机物：水和无机盐 2、有机物： 糖类（葡萄糖等） 蛋白质（丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶等） 脂质（甘油三酯、胆固醇等） 二、细胞外液的成分 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 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。 讨论2.除表中所列成分外，血浆中还可能含有哪些物质? 啊吧 二、细胞外液的成分 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 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。 讨论3.回忆所学知识，你能说出其中哪些物质在人体中的作用? 啊吧 1、葡萄糖是主要的能源物质 2、三酰甘油（脂肪）是主要的储能物质 3、蛋白质是生命活动的主要承担者 4、无机盐能够调节人体生命活动 二、细胞外液的成分 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 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。 讨论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。 啊吧 以葡萄糖为例： 食物中的糖类 血浆中的葡萄糖 全身细胞氧化分解 水 CO2 泌尿系统 呼吸系统 消化系统 循环系统 二、细胞外液的成分 1、血浆的主要成分 2、组织液、淋巴液的成分 组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近，但又不完全相同，最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。 为什么组织液和淋巴液中蛋白质含量很少？ 毛细血管的单层细胞的细胞膜具有选择透过性，一般情况大分子物质（蛋白质）很难穿过。 概括地说，细胞外液是一种盐溶液，类似于海水。这在一定程度上反映生命起源于海洋。 拓展延伸 内环境成分的判定 内环境不应存在的物质 只存在于细胞内的物质 与外界相通孔道中的物质(包括不能被吸收的物质) 存在于细胞膜上的物质 血红蛋白及与细胞呼吸、复制、转录、翻译等有关的酶（呼吸酶、DNA聚合酶）等 消化酶（胃蛋白酶、胰蛋白酶等）、纤维素、麦芽糖等以及泪液、汗液、尿液等 受体、载体蛋白等 学以致用 思考：下列物质中不属于内环境成分的是____________________ 1.氧气 2.肌球蛋白 3.抗体蛋白 4.载体蛋白 5.ATP合成酶 6.H+ 7.泪液 8.唾液淀粉酶 2、4、5、7、8 ①乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸实现pH的稳态 ②兴奋传到过程中神经递质与受体结合 ③免疫过程中抗体与相应的抗原特异性地结合 ④激素调节过程，激素与靶细胞的结合 ⑤细胞呼吸的各阶段反应 ⑥细胞内蛋白质和激素等物质的合成 ⑦消化道等外部环境所发生的淀粉、脂质和蛋白质的消化水解过程。 判断以下生理过程是否发生在内环境中 是 否 易错总结 三、内环境的理化性质 生理盐水（等渗溶液） 清水中（低渗溶液） 浓盐水（高渗溶液） 将血液中的红细胞放在清水或浓度很低的溶液中，细胞会由于吸水过多而破裂；将红细胞放在浓度很高的溶液中，红细胞会由于过多失水而死亡。 此外，在过酸、过碱或温度过低、过高等情况下，细胞也不能正常生活。 在细胞外液中细胞会出现这样的情况吗？ 三、内环境的理化性质 1、渗透压 （1）概念：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。 （2）大小：取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。（与物质的量浓度有关） 溶质微粒越多，对水吸引力越大，溶液渗透压越高。 随堂练习：比较下列溶液渗透压的大小。 0.3mol/L的蔗糖溶液______0.3mol/L的葡萄糖溶液 0.3mol/L的NaCl溶液______0.3mol/L的葡萄糖溶液 0.3g/L的蔗糖溶液______0.3g/L的葡萄糖溶液 ＝ ＞ ＜ （3）影响渗透压大小的因素: ①血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。 ②细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。 37℃时，人的血浆渗透压约为770kpa 相当于细胞内液渗透压 三、内环境的理化性质 渗透压异常病实例-组织水肿 1、实质：血浆渗透压降低或组织液渗透压升高引起的组织液含量增多。 血浆中蛋白质减少 组织液中蛋白质等溶质微粒增多 血浆渗透压降低。水分向组织液渗透，而组织液回流减弱，组织液增多 组织液渗透压升高 吸水，组织液增多 组织水肿 ①营养不良 ②肾小球肾炎 2、原因 → 血浆蛋白减少 → 血浆渗透压下降 ③过敏反应 ④淋巴循环受阻 ⑤机械损伤（扭伤） →组织液中蛋白质增多→组织液渗透压升高 ⑥组织细胞代谢旺盛，代谢产物增多 → 组织液渗透压升高 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。 与生活的联系 三、内环境的理化性质 2、酸碱度 血液酸碱度在缓冲物质的调节下始终维持在7.35--7.45之间。 剧烈运动时产生的乳酸或者食物中的酸性或碱性物质进入内环境，会不会使内环境的PH值发生较大偏移呢？为什么？ 血浆缓冲对如HCO3- / H2CO3 ，H2PO4- / HPO42-在呼吸系统、排泄系统等系统配合下维持酸碱度平衡 三、内环境的理化性质 3、温度 人体细胞外液的温度一般维持在 ℃左右。 37 通常：1、女性高于男性,幼年高于成年，成年高于老年 2、体内的温度与机体代谢有关，一天中呈动态变化 同一个人1日内不超过 ℃ 1 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 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，同时又不断排除代谢产生的废物，从而维持细胞正常的生命活动。 血细胞 组织细胞 淋巴细胞等 血浆 组织液 淋巴液 外界环境 营养物质、O2等 代谢废物等 （体内细胞） （内环境） 内环境如何与外界环境进行物质交换？ 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 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。 讨论1.Na+、葡萄糖、氨基酸和O2等分别是经过什么途径进入内环境的？ 以O2为例：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。 O2 肺泡 讨论2.参与维持pH的HCO3-/H2CO3是怎样形成的？ 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 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- 讨论3.体内细胞产生的代谢废物（如尿素和CO2）是通过哪些器官从内环境中排出体外的？ 体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液、泌尿系统形成和排出尿液以及呼吸系统的呼气这三条途径排出，其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主。 例如血浆中的尿素主要通过肾形成的尿液排出体外。血浆中的CO2通过肺动脉进入肺泡周围的毛细血管，由于血浆中的CO2分压大于肺泡中的CO2分压，CO2就从血液中向肺泡扩散，在通过呼吸运动排出体外。 尿液 CO2 外界环境中的物质 营养物质 CO2、废物 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 血浆 血液循环 O2、营养 CO2、废物 淋巴循环 淋巴 组织液 内环境是体内细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 细胞 外界环境 内环境 细胞 营养物质 代谢废物 营养物质 代谢废物 内环境 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 讨论4.请你用简单的图示表示内环境与外界环境的物质交换的关系。 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 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 等 2、参与物质交换的器官： 肺、小肠、肾、皮肤 等 ①内环境与外界环境的物质交换需要各个系统的参与 ②细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 ③细胞不仅依赖于内环境，也参与了内环境的形成和维持 外环境 内环境 细胞内液 O2、营养物质 包括 组织液 淋巴 血浆 细胞外液 理化性质 渗透压 酸碱度 温度 CO2等废物 O2、营养物质 CO2等废物 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 练习与应用 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。 请冋答下列问题。 (1 ) A、B、C各是什么器官？ (2 ) B内的营养物质通过①过程进入内环境, 则①表示的是什么过程？ (3)②表示什么过程？ 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？请査阅相关资料，寻找答案。 1、当酸性物质增加时(如乳酸过多时） 乳酸 + NaHCO3——→乳酸钠+H2CO3 H2CO3——→H2O+CO2 2、当碱性物质增多时(如[Na2CO3]) Na2CO3 + H2CO3——→2NaHCO3 呼吸运动排出 肾脏排出 练习与应用 $$