1.1 细胞生活的环境课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

1.1 细胞生活的环境 问题探讨 Problem Discussion 在初中的生物课上，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。 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。 图1所示的是人血液中的血细胞，包括红细胞、白细胞等；图2所示的是单细胞动物草履虫。血细胞生活在血浆中，草履虫直接生活在外界水环境中。 问题探讨 Problem Discussion 在初中的生物课上，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。 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。 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。 问题探讨 Problem Discussion 在初中的生物课上，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。 图1 图2 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？ 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。 问题探讨 Problem Discussion 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着物质和能量的交换。 细胞 细胞生活的环境 单细胞生物的细胞 水 多细胞生物的细胞 直接生活在 直接生活在 问题探讨 Problem Discussion 草履虫 水 养料和O2 废物 这些单细胞生物只能在水环境中生活，如果水体干涸，它们就会休眠或者死亡。 问题探讨 Problem Discussion 组成我们身体绝大多数细胞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。 这些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 Problem Discussion 1. 体液 2. 体液的组成 体内都含有大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液。 体液 细胞内液 细胞外液 组织液 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 一、体内细胞生活在细胞外液中 Problem Discussion 说到体液，首先想到的是血液，血液是不是体液？ 血液在由全身血管和心脏组成的系统中循环运动。 血细胞 血 浆 液体部分，是血细胞的直接生活的环境。 (1) 血浆 一、体内细胞生活在细胞外液中 Problem Discussion 组织液 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。 (2) 组织液 一、体内细胞生活在细胞外液中 Problem Discussion 绝大多数细胞都浸浴在组织液中，因此，组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境。 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。 组织液 组织细胞 (2) 组织液 一、体内细胞生活在细胞外液中 Problem Discussion 淋巴管 淋巴液 (3) 淋巴液 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。 淋巴液在淋巴管中流动，经过淋巴结等淋巴器官，并最终汇入血浆。 淋巴液中有大量的淋巴细胞等，可以协助机体抵御疾病，对这些细胞来说，淋巴液就是它们直接生活的环境。 一、体内细胞生活在细胞外液中 Problem Discussion 思考·讨论 血浆、组织液和淋巴液之间的关系 观察下图，回答下列问题。 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 毛细血管 毛细淋巴管 组织细胞 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。 一、体内细胞生活在细胞外液中 Problem Discussion 思考·讨论 血浆、组织液和淋巴液之间的关系 观察下图，回答下列问题。 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 毛细血管 毛细淋巴管 组织细胞 血浆、组织液和淋巴液之间有什么内在联系？ 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，进入组织细胞间隙而称为组织液，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。 一、体内细胞生活在细胞外液中 Problem Discussion 思考·讨论 血浆、组织液和淋巴液之间的关系 观察下图，回答下列问题。 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 毛细血管 毛细淋巴管 组织细胞 血浆、组织液和淋巴液之间有什么内在联系？ 少量的组织液还可以渗 入毛细淋巴管，形成淋 巴液，淋巴液经淋巴循坏由左右锁骨下静脉汇入血浆。 一、体内细胞生活在细胞外液中 Problem Discussion 思考·讨论 血浆、组织液和淋巴液之间的关系 观察下图，回答下列问题。 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。 组织液 血 浆 淋巴液 细胞内液 毛细血管壁 组织细胞膜 毛细血管壁 淋巴回流 一、体内细胞生活在细胞外液中 Problem Discussion 思考·讨论 血浆、组织液和淋巴液之间的关系 观察下图，回答下列问题。 为什么说全身的细胞外液时一个有机的整体？ 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。 一、体内细胞生活在细胞外液中 Problem Discussion 3. 内环境的概念 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。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作内环境。 细胞 内环境 多细胞生物体 外环境 一、体内细胞生活在细胞外液中 Problem Discussion 3. 内环境的概念 内环境属于多细胞动物的一个概念，单细胞生物无所谓内环境。细胞内液不属于内环境。 人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺等有孔道与外界相通的结构中的液体应视为外部环境。如汗液、尿液、消化液、泪液。 体腔液、关节液虽在体内，但它们不在细胞间，不为组织细胞提供物质交换，故不属于内环境。 内环境与细胞外液是同一概念。内环境是相对于外界环境提出，细胞外液是相对于动物和人的细胞内液提出的 19 二、细胞外液的成分 Components Of Extracellular Fluid 红细胞在血浆中能正常的生长，如果拿到体外，不提供特殊的环境条件，它很快就会死亡。 内环境里含有哪些成分？ 20 二、细胞外液的成分 Components Of Extracellular Fluid 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。 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 21 二、细胞外液的成分 Components Of Extracellular Fluid 思考·讨论 血浆的化学组成 讨 论： 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 血浆中这么多物质，你能将它们归归类吗？ 无机物 水 无机盐 有机物 蛋白质 糖类 脂类 代谢废物 气体分子 22 二、细胞外液的成分 Components Of Extracellular Fluid 思考·讨论 血浆的化学组成 讨 论： 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 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、O2等。 23 二、细胞外液的成分 Components Of Extracellular Fluid 思考·讨论 血浆的化学组成 讨 论： 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 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； 三酰甘油是储备的能源物质； 蛋白质是生命活动的主要承担者； 无机盐能够调节人体生命活动。 24 二、细胞外液的成分 Components Of Extracellular Fluid 思考·讨论 血浆的化学组成 讨 论： 4. 从葡萄糖、三酰甘油(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。 血浆中的葡萄糖主要来源于食物中的糖类。食物中的淀粉经消化系统消化后，分解为葡萄糖，经小肠绒毛吸收后进入血液,通过血液循环运输到全身各处。进入组织细胞后，葡萄糖主要用于氧化分解放能，为生命活动提供能量。生成的CO2和水，先排入内环境中，然后通过血液循环运输到相应部位排出，CO2由呼吸系统排出，多余水分主要由泌尿系统排出。 25 二、细胞外液的成分 Components Of Extracellular Fluid 思考·讨论 血浆的化学组成 讨 论： 4. 从葡萄糖、三酰甘油(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。 三酰甘油的来源和去路与糖类物质相似； 尿素主要在肝合成，原料是氨基酸代谢产生的含氮废物，而氨基酸主要来源于食物中蛋白质的分解。肝合成的尿素，主要通过血液循环运输到肾，随尿液排出体外；少量尿素通过汗液排出体外。 钠主要来自食物，经消化系统直接吸收进入血液。血液中的钠主要通过尿液排出体外，少量钠通过汗液排出体外。 26 二、细胞外液的成分 Components Of Extracellular Fluid 1. 血浆的化学成分 水 约90% 蛋白质 约7~9% 无机盐 约1% 血液运输的其他物质 少量 研究表明，血浆中约90%为水；其余10%分别是：蛋白质（7~9%），无机盐（约1%），以及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。 27 二、细胞外液的成分 Components Of Extracellular Fluid 2. 组织液和淋巴液的化学成分 组织液、淋巴液的成分和各成分的含量与血浆相近，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，而组织液和淋巴液中蛋白质含量很少。 体液 蛋白质 K+ Na+和Cl— 细胞内液 最多 较多 较少 细胞外液 血浆 较多 较少 较多 组织液 淋巴液 较少 较少 较多 28 二、细胞外液的成分 Components Of Extracellular Fluid 3. 不属于细胞外液的成分 只存在于细胞内的物质，如血红蛋白，呼吸酶等 只存在于细胞膜上的物质，如载体、受体等 只存在于与外界相同的腔中的物质，如消化道、呼吸道、膀胱等中的物质。 血液 血浆 血细胞 血浆蛋白 细胞外液成分 含有 属于 红细胞 白细胞 血小板 血红蛋白 细胞内液成分 含有 属于 血浆、血液、血红蛋白、血浆蛋白之间的关系 29 二、细胞外液的成分 Components Of Extracellular Fluid 水 约90% 蛋白质 约7~9% 无机盐 约1% 血液运输的其他物质 少量 从某种意义上说，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。 30 三、内环境的理化性质 Components Of Extracellular Fluid 外界溶液浓度< 细胞质浓度 红细胞吸水膨胀，凹陷消失 外界溶液浓度>细胞质浓度 红细胞失水皱缩 细胞外液中细胞会出现这样的情况吗？ 31 三、内环境的理化性质 Components Of Extracellular Fluid 细胞外液的理化性质 渗透压 酸碱度 温度 32 三、内环境的理化性质 Components Of Extracellular Fluid 1. 渗透压 ① 定义：简单地说，是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。 ② 决定因素：单位体积溶液中的溶质微粒数目。 溶质微粒越多，即溶液浓度越高（物质的量浓度），溶液渗透压越高。 如图：葡萄糖和蔗糖分子不能通过半透膜，一段时间后U型管中的液面如何变化？ 10% 蔗糖 10% 葡萄糖 半透膜 一段时间后 33 三、内环境的理化性质 Components Of Extracellular Fluid 1. 渗透压 ③ 血浆渗透压 血浆渗透压大小主要与无机盐、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。 34 三、内环境的理化性质 Components Of Extracellular Fluid 2. 酸碱度 ① 定义 是指溶液中自由氢离子浓度的负对数。 ② 血浆酸碱度 正常人的血浆近中性，pH为7.35~7.45。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。 35 三、内环境的理化性质 Components Of Extracellular Fluid 3. 温度 人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右。 36 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，从而维持正常的生命活动。 37 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 思考·讨论 内环境如何完成与外界环境的物质交换 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。 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？ Na+等来自食物，不需要经过消化可直接被吸收。 葡萄糖、氨基酸等物质主要来自食物中的糖类和蛋白质。糖类和蛋白质是两类大分子物质，必须经过消化系统的消化，分解为葡萄糖和氨基酸才能被吸收。上述物质吸收后主要进入小肠绒毛内的毛细血管中。 38 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 思考·讨论 内环境如何完成与外界环境的物质交换 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。 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？ 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。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。 39 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 思考·讨论 内环境如何完成与外界环境的物质交换 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。 3. 体内细胞产生的代谢废物（如尿素和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。例如，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。 40 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 思考·讨论 内环境如何完成与外界环境的物质交换 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。 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关系。 41 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 思考·讨论 内环境如何完成与外界环境的物质交换 无论春夏秋冬，风云变幻， 它却总是轻波微澜。 稳态是生命系统的特征，也是机体存活的条件。 它让每一个细胞分享， 又靠所有细胞共建。 5. 通过以上讨论，是否增进了你对本章章首页题诗的理解？ 通过上述讨论可以看出，内环境与外界环境的物质交换需要体内各个系统的参与。细胞和内环境是相互影响、相互作用的。细胞依赖于内环境，也参与内环境的形成和维持，这就是章题诗中“它让每一个细胞分享，又靠所有细胞共建”所表达的直接含义。 42 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 在人体中，内环境的作用主要是什么？ 思考： 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 43 五、组织水肿 Tissue Edema 1. 实质： 组织液增多 2.原因： 凡是导致血浆渗透压下降或组织液渗透压升高的因素，都会使水分从血浆进入组织液，引起组织水肿，如图所示： 营养不良 肾小球肾炎 过敏反应 淋巴循环受阻 局部组织细胞代谢活动增强 血浆蛋白减少 组织蛋白增多 血浆渗透压下降 组织液渗透压升高 代谢产物增多 组织水肿 44 六、练习与应用 Practice And Application 一、概念检测 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。( ) 45 六、练习与应用 Practice And Application 一、概念检测 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 B 46 六、练习与应用 Practice And Application 一、概念检测 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： B 体外 内环境 C 皮肤 体外 体外 A 体外 细胞 O2 CO2 ① ② 47 六、练习与应用 Practice And Application 一、概念检测 B 体外 内环境 C 皮肤 体外 体外 A 体外 细胞 O2 CO2 ① ② A、B、C分别是____________________________。 B内营养物质通过①过程进入内环境，则①表示______________________。 ②表示______________________。 肺、小肠等、肾 营养物质的吸收 肾小管的重吸收 48 六、练习与应用 Practice And Application 一、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?请查阅相关资料，寻找答案。 剧烈运动后肌肉产生的大量乳酸等酸性物质，不会使血浆的酸碱度发生很大的变化,这是由于血液中缓冲物质的调节作用以及机体的调节作用。具体调节机制如下。当大量乳酸进入血液后,可与血液中的碳酸氢钠发生作用,生成乳酸钠和碳酸。碳酸是一种弱酸,可以分解成CO2和水。血液中的CO2增多会刺激呼吸中枢,使呼吸运动增强,增加通气量,从而将CO2排出体外,所以对血液的pH影响不大。当乳酸钠进入血液后。与血液中的碳酸发生作用,形成碳酸氢赴,过多的碳酸氢盐可以由肾排出。 49 $$