内容正文:
细胞的分子组成、细胞的结构、细胞的代谢、细胞的增殖以及细胞的分化、衰老和死亡等内容,理解生命的物质性和生物界的统一性
减数分裂和受精作用、DNA分子的结构和功能、遗传和变异,现代生物进化理论阐述生命的延续性,生物进化的过程和原因
必修一与必修二我们学了什么?
选择性必修一我们将学什么?
稳态与调节
人和动物生命活动的稳态与调节
植物生命活动的调节
生命活动的调节
内环境与稳态
神经调节
体液调节
免疫调节
选择性必修一我们将学什么?
本册书以人和植物对生命活动的调节为例:
通过一定的调节机制,使机体保持稳态,并作为一个整体完成复杂的生命活动,适应多变的环境
第1章
人体的内环境与稳态
第1节 细胞生活的环境
4
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。
问题探讨
图1
图2
人体血液中的血细胞
单细胞动物草履虫
5
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?
生活环境 单细胞生物(草履虫) 多细胞生物(血细胞)
不同点
相同点
都是液体环境
单细胞生物直接生活在外界水环境中
绝大多数多细胞生物,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
血细胞直接置于外界环境中,可能会由于pH、渗透压等理化性质不同而导致死亡
思考:绝大多数多细胞生物直接生活的环境是什么呢?
问题探讨
6
阅读教材2-4页,思考下列问题:
1、什么是体液?体液包括哪些液体?
2、什么是内环境,主要包括哪些液体?
3、血浆、组织液和淋巴液分别是哪些细胞生活的环境?
4、细胞外液各组分间如何进行物质交换?
问题引领
一、体液
生物体内以水为基础的液体统称为体液
组织液
血浆
淋巴液等
2/3
1/3
1.概念
脑脊液等
体内细胞生活在细胞外液中
8
二、细胞外液
血浆
血细胞
血液≠血浆
血液
血 浆
血细胞
含血浆蛋白等
红细胞
白细胞
血小板
1.血浆
血液中除了血细胞以外的液体部分,是血细胞直接生活的环境
血液
离心
(血红蛋白)
体内细胞生活在细胞外液中
纤维蛋白原:是由肝细胞合成和分泌的一种糖蛋白(α2β2γ2),是参与凝血和止血过程中的重要蛋白纤维蛋白。 是在凝血过程中,凝血酶切除血纤蛋白原中的血纤肽A和B而生成的单体蛋白质。高纤维蛋白原是各种血栓性疾病重要危险因素,在临床中被认为是疾病状态的标志物。
9
存在于组织细胞间隙的液体,又叫组织间隙液
组织液是绝大多数细胞直接生活的环境
2.组织液
二、细胞外液
阅读教材P3第2、3段思考:组织液的来源是什么?去路又是什么?(建模)
毛细血管壁
动脉端
毛细血管壁
静脉端
毛细淋巴管壁
毛细淋巴管
10
5.体液的四种成分之间的关系
血浆、组织液和淋巴液等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,人们把细胞外液构成的液体环境称之为内环境
二、细胞外液
淋巴循环是单向流动而不形成真正的循环:从毛细淋巴管到一般淋巴管以至淋巴导管不会倒流主要由于较粗的淋巴管内具有瓣膜和各段淋巴管的压力梯度。
从毛细淋巴管到一般淋巴管,最后到左、右淋巴导管,淋巴的静水压逐步下降,形成压力梯度,到锁骨下静脉附近可以降为负压
大淋巴管内有大量瓣膜,出现倒流时,首先会迅速灌满瓣膜形成的小袋,使瓣膜的游离缘紧挤在一起,将淋巴管关闭,从而防止倒流的发展,倒流压力过大时,可以发生淋巴的dao liu
11
3.淋巴液
存在于毛细淋巴管中,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,是淋巴细胞直接生活的环境
二、细胞外液
阅读教材P3第3段思考:淋巴液的来源是什么?去路又是什么?(完善模型)
组织液
毛细淋巴管壁
毛细淋巴管
淋巴结
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4.血浆、组织液和淋巴液之间的关系
组织细胞
毛细血管
组织液中的物质返回
血液循环系统(静脉端)
血浆中的物质进入组织液(动脉端)
二、细胞外液
毛细淋巴管
组织液中的物质进入
淋巴系统
13
体内细胞生活在细胞外液中
三、内环境
1.细胞外液=内环境?
“外”——对细胞而言
“内”——对人体而言
2.单细胞生物、植物有内环境吗?
单细胞动物、简单的多细胞动物(如水螅)和植物没有内环境
(内环境的概念是对绝大多数多细胞动物而言的)
3.内环境只包含血浆、组织液、淋巴液吗?
脑脊液等也属于内环境组成成分
4.人体所有的液体都是体液吗?举例?
不是,如泪液、唾液、胃液等
14
体液的判断
血浆
组织液
细胞内液
淋巴液
淋巴液
组织液
血浆
血细胞
15
血浆
组织液
血浆
淋巴液
组织液
组织液
血浆
淋巴液
巩固练习
16
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?哪种途径起效快?
与生活的联系
17
阅读教材4-5页,思考下列问题:
1、细胞外液的化学成分有哪些?
2、血浆、组织液和淋巴的成分区别?
3、细胞外液本质是什么?
问题引领
细胞外液的成分
以血浆的化学组成为例分析以下几个问题:
1.如何将表中物质按化学性质进行归类?
2.除表中所列成分外,血浆中还可能含有哪些物质?
3.你能说出其中哪些物质在人体中的作用?
19
细胞外液的成分
①血浆中约90%为水,其余10%分别是:蛋白质、无机盐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。
②组织液、淋巴液的成分及含量和血浆相近,但组织液和淋巴液中蛋白质含量很少。
③细胞外液类似于海水的盐溶液,反映了生命起源于海洋。
注意:血浆中的物质除大分子蛋白质外,都可以透过毛细血管壁进入组织细胞间隙形成组织液。
20
水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、血浆蛋白等
尿素、乳酸等
激素、抗体等
O2、CO2等
血红蛋白、呼吸酶、DNA聚合酶等
载体蛋白、糖蛋白等
汗液、尿液、消化酶(唾液淀粉酶、胃蛋白酶)等
麦芽糖、纤维素、淀粉等二糖、多糖
激素与靶细胞结合、调PH等
细胞呼吸、转录、翻译等
受精作用、消化作用等
内环境中化学成分的判断
巩固练习
√
√
√
√
X
X
X
√
X
X
√
√
X
√
X
√
X
X
阅读教材第5页,思考下列问题:
1、细胞外液的理化性质包括哪几个方面?
2、渗透压的概念、大小、决定因素?
3、细胞外液的酸碱度是多少? 主要与哪些离子有关?
4、细胞外液的温度是多少?
问题引领
1.概念
溶液中溶质微粒对水的吸引力
2.渗透压的大小
单位体积溶液中溶质微粒越多
溶液浓度越高(物质的量浓度)
对水的吸引力越大
溶液渗透压越高
3.影响渗透压大小的因素
单位体积细胞外液中Na+和Cl-的微粒数远多于蛋白质,在含较多蛋白质的血浆中也是如此,故细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-
无机盐
蛋白质
Na+和Cl-
一、渗透压( 37℃、约770kPa )
1.细胞外液渗透压主要来源于钠离子和氯离子,属于晶体渗透压,还有蛋白质等大分子,属于胶体渗透压。
2.细胞内液渗透压主要来源于钾离子
24
血浆渗透压下降
组织水肿
组织液渗透压升高
①局部代谢旺盛:
代谢产物增多
②淋巴循环受阻
①长期营养不良:
血浆蛋白减少
②肾小球肾炎:
蛋白质随尿排出
③过敏反应:
毛细血管壁通透性增大,血浆蛋白渗出
根据渗透压原理,分析组织水肿的原因:
与生活的联系
内环境的理化性质
二、酸碱度
①正常人的血浆近中性,pH为 。
②平衡的维持:
缓冲物质—H2CO3/HCO3-; H2PO4-/ HPO42-
1.概念:
血液中含有许多成对(对酸碱度起缓冲作用)的物质
2.作用:
使血液的PH不会发生很大的变化,从而维持在相对稳定的状态
缓冲对(P9):
人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右,利于维持酶活性
7.35~7.45
三、温度
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细胞
外界
环境
内环境
(细胞外液)
细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
思考·讨论(p6):
1.维持渗透压的Na+、葡萄糖、氨基酸和O2等分别是经过哪些途径进入内环境的?
2.参与维持pH的HCO3-/H2CO3是怎样形成的?
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排到体外的?
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营养物质
小肠
(消化系统)
O2
CO2
O2
CO2
肺
(呼吸系统)
代谢废物
代谢废物
肾
(泌尿系统)
重吸收
代谢废物
代谢废物
皮肤
营养物质
代谢废物
营养物质的吸收
(循环系统)
细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
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
2.机体的各个部分正常运行和协调一致,共同保证内环境与外界环境之间物质交换的顺利进行
3.细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持
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第1章
人体的内环境与稳态
第2节 内环境的稳态
31
北京市医疗机构临床检验结果报告单
在进行常规体检时,通常要做血液生化检查,以了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。下图是某人的血液生化检查化验单的一部分。
1.为什么血液的生化指标能反映机体的健康状况?
2.每种成分的参考值(即正常值)都有一个变化范围,这说明什么?
3.从化验单上可以看出什么成分超出正常范围?这可能对人体造成什么不利影响?
肝功能
血 糖
心肌功能
肝功能
血脂
问题探讨
肌酸激酶同工酶顾名思义,是磷酸肌酸激酶的一种特殊形式,主要存在于心肌组织中。肌酸激酶同工酶升高主要就是见于心脏疾病,最常见的最熟悉的也是危险性最高的是急性心肌梗死。
肌酸激酶是反映肌肉的一个重要指标,人体的骨骼、心脏以及平滑肌内肌酸激酶的含量最多,在肺部和肾脏的含量最少。这种物质的作用是促进细胞的运转和肌肉的收缩,所以对于人体的健康至关重要。
乳酸脱氢酶几乎存在于所有的组织中,其中以心脏、骨骼肌和肾脏含量最多,其次是肝脏、脾脏、胰腺以及脑、肺脏等。在临床上采用电泳法,可将人组织中的乳酸脱氢酶、同工酶分离出5种同工酶取代。根据其电泳迁移率的快慢依次为乳酸脱氢酶一、乳酸脱氢酶二、乳酸脱氢酶三、乳酸脱氢酶四和乳酸脱氢酶五。乳酸脱氢酶的正常参考值是每升109-245个单位,增高主要见于心肌梗死、肝炎、恶性肿瘤以及肺梗塞、白血病、溶血性贫血、肾脏疾病、进行性肌萎缩等。正常人的血清中乳酸脱氢酶二含量是大于乳酸脱氢酶一的,如果有心肌酶释放入血,则乳酸脱氢酶一大于乳酸脱氢酶二,利用这个指标可以观察诊断心肌疾病
内环境的波动受哪些因素的影响?
外界环境的变化和体内细胞代谢活动
机体是如何维持内环境相对稳定状态的?
问题探讨
内环境的各种化学成分和理化性质在不断发生变化
阅读教材第9页,思考下列问题:
1、机体是如何维持内环境相对稳定状态的?
2、为什么说内环境稳态是指相对稳定状态?举例
3、内环境稳态的实质是什么?
4、内环境稳态有什么特点?
问题引领
对稳态调节机制的认识
阅读教材第9页图1-4,思考下列问题:
1、内环境中营养物质、代谢废物、O2、CO2的含量是如何维持相对稳定的?
2、如果某种器官的功能出现障碍,对内环境的稳态会造成什么影响?请举例说明。
直接相关的系统:
直接相关的器官:
呼吸、消化、循环、泌尿系统
皮肤、肺、肾、小肠
各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础
对内环境稳态调节机制的探究历程(P10)
贝尔纳
坎农
法国
贝尔纳
美国
坎农
现代观点
依赖神经调节和体液调节的共同作用
神经—体液—免疫调节网络
主要依赖神经系统的调节
对稳态调节机制的认识
思考:内环境在任何时刻都能维持稳态吗?会不会出现失调的情形呢?
机体内各个器官、系统为什么能保持协调一致呢?
思考·讨论 分析内环境稳态失调的实例(P10)
对稳态调节机制的认识
1.你有过发高热的经历吗?谈谈高热最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施?
2. 严重腹泻后,如果只喝水,不补充盐,内环境的渗透压可能会出现什么变化?
3. 援藏的技术人员到青藏高原后常会出现头痛 、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状,为什么?这说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系 ?
37
内环境稳态失调分类
尿毒症、低血糖、糖尿病、高原反应
酸中毒, 碱中毒
严重呕吐、腹泻
发烧、中暑、失温等
——① 化学成分失调
——② PH失调
——③ 渗透压失调
——④ 体温失调
对稳态调节机制的认识
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内环境稳态失调原因
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的
外界环境变化过于剧烈
(外因)
自身调节能力功能出现障碍
(内因)
内环境的稳态遭到破坏
细胞代谢紊乱甚至导致疾病发生
对稳态调节机制的认识
思考:疾病的发生一定是由于内环境稳态失调导致的吗?
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内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
血糖及氧气含量正常
体温、pH相对稳定
渗透压相对稳定
保证机体正常的能量供应
酶活性正常,细胞代谢正常
维持细胞正常的形态和功能
内环境稳态的重要意义
阅读教材第11页思考:维持内环境的稳态有什么意义?
内环境稳态的意义
40
心脏活动的稳态(血压、心率)、消化腺分泌消化液的稳态等
种群数量变化的稳态、生态系统的结构和功能的稳态
细胞的分裂和分化的稳态等
基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等
分子水平
细胞水平
器官水平
群体水平
稳态体现在在生命系统的各个层次上,已经成为生命科学的一大基本概念
稳态概念的发展
探究·实践 模拟生物体维持pH的稳定
阅读教材P7-8,思考下列问题:
1、该实验的实验原理和实验目的分别是什么?
2、该实验分为几个组?实验组?对照组?
3、实验的自变量、因变量是什么?
4、就加入HCI或NaOH后的pH的变化来说,肝匀浆更像自来水还是缓冲液?为什么?
酸或碱溶液
材料
(25mL) 加入0.1mol/L HCl 加入0.1mol/L NaOH
加入不同数量液滴后的pH 加入不同数量液滴后的pH
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
自来水
缓冲液
肝匀浆
空白对照
标准对照
①在记录本中,画一个如下的表格
②分别测自来水、缓冲液、肝匀浆中加入酸或碱后pH的变化,并将结果记入表中
探究·实践 模拟生物体维持pH的稳定
方法步骤:
材料
(25mL) 加入0.1mol/L HCl 加入0.1mol/L NaOH
加入不同数量液滴后的pH 加入不同数量液滴后的pH
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
自来水 6.8 6.5 6.3 6.0 5.0 4.1 3.8 7.0 8.8 9.4 9.8 10.0 10.5 11.0
缓冲液 7.0 7.0 6.8 6.6 6.5 6.4 6.3 7.0 7.2 7.3 7.5 7.8 8.0 8.2
肝匀浆 6.4 6.2 6.1 6.0 6.0 5.9 5.9 6.3 6.4 6.5 6.7 6.7 6.8 7.0
①在记录本中,画一个如下的表格
探究·实践 模拟生物体维持pH的稳定
方法步骤:
横坐标
纵坐标
②分别测自来水、缓冲液、肝匀浆中加入酸或碱后pH的变化,并将结果记入表中
思考:就加入HCI或NaOH后的pH的变化来说,肝匀浆更像自来水还是缓冲液?为什么?
③以酸或碱滴数为横坐标,以pH为纵坐标,绘制样液pH变化曲线
实验结论:生物材料的性质类似于缓冲液而不同于自来水,说明生物材料内含有缓冲物质,能够维持pH的相对稳定
探究·实践 模拟生物体维持pH的稳定
自变量?因变量?
45
(1)人体剧烈运动后,由于无氧呼吸产生乳酸,使血浆pH明显降低( )
×
×
(3)血浆、组织液、淋巴液的成分稳定时,机体不一定达到稳态( )
√
(4)内环境的稳态就是内环境的成分和理化性质恒定不变( )
×
巩固练习
1.在过酸、过碱等条件下,细胞难以维持正常生活。下列有关人体内环境中酸碱度的叙述,错误的是
A.人体血浆pH通常保持在7.35~7.45
B.大量运动产生过多乳酸时,内环境的pH明显下降
C.通过泌尿系统可以将血浆中过多的碳酸氢盐排出体外
√
判断正误
46
2.内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,健康人的内环境处于相对稳定的状态。以下关于内环境稳态的说法,正确的是
A.稳态是指组成内环境的各种物质总是处于动态平衡状态
B.草履虫通过内环境与外界进行物质交换,从而实现稳态
C.外界环境的变化和体内细胞的代谢活动均可以影响内环境的稳态
D.内环境的成分中有葡萄糖、无机盐、激素、消化酶等
√
1.O2从外界环境到被组织细胞利用,至少穿过几层生物膜?
肺泡壁细胞膜(2层)→
毛细血管壁细胞膜(2层)→
红细胞膜(2层)→
毛细血管壁细胞膜(2层)→
组织细胞膜(1层)→
线粒体膜(2层)→
11层膜
4
物质跨膜问题
48
2.葡萄糖从外界环境到被组织细胞利用,至少穿过几层生物膜?
小肠绒毛上皮细胞膜(2层)→
毛细血管壁细胞膜(2层)→
毛细血管壁细胞膜(2层)→
组织细胞膜(1层)→
物质跨膜问题
7层
膜
49
例 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 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
√
2
2
4
0
1
2
0
1层细胞
2
1层细胞
2
1层细胞
2
1层细胞
2
物质跨膜问题
D.血浆中CO2浓度的变化与HCO、H2CO3等物质有关
(2)血浆pH的相对稳定主要靠H2PO/HPO维持( )
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