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

第1章 人体的内环境与稳态 第1节 细胞生活的环境 导： 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。 相似之处：都是液体环境； 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。 血细胞生活在血浆中，草履虫直接生活在外界水环境中 讨论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？ 血细胞吸水膨胀直至破裂。 体液 I.生物体内以水为基础的液体统称为体液。 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 Ⅱ.细胞外液由血浆、组织液、淋巴液等所构成 3 脑脊液是充满脑室系统、蛛网膜下隙和脊髓中央管内的无色透明液体。其内含多种浓度不等的无机离子、葡萄糖、微量蛋白和少量淋巴细胞，pH为7.4，对中枢神经系统起缓冲、保护、运输代谢产物和调节颅内压等作用。 脑脊液、房水、关节滑液也属于内环境组成成分。 组织液 血浆 血浆、淋巴液 血浆、组织液 淋巴液、组织液 组织细胞 血细胞 淋巴细胞 毛细血管 壁细胞 毛细淋巴 管壁细胞 细胞外液=内环境 （找周边液体） 各类细胞生活的内环境 一、体内细胞生活在细胞外液中 口腔上皮细胞？ 5 血浆：血液加入抗凝剂，静止一段时间后的上层淡黄色液体 血清：血液凝固后上层淡黄色液体，与血浆相比不含纤维蛋白原 拓展:血液、血浆、血清三者的关系 血液≠血浆≠血清 血液包含血浆和血细胞；血浆是血液中的液体部分； 血浆=纤维蛋白原+血清 毛细淋巴管的结构模式图 末端封闭 内皮细胞 单向的活瓣 毛细淋巴管由单层细胞构成 末端（盲端）允许组织液流入毛细淋巴管，不允许倒流。 循环系统的重要辅助部分，可以把它看作（血液）循环系统的补充 图2.血液循环和淋巴液回流 淋巴流入血液循环系统具有很重要的生理意义。 ①回收蛋白质。组织间液中的蛋白质分子不能通过毛细血管壁进入血液，但比较容易透过毛细淋巴管壁而形成淋巴的组成部分 ②运输脂肪和其他营养物质。由肠道吸收的脂肪80%～90%是由小肠绒毛的毛细淋巴管吸收。 ③调节血浆和组织间液的液体平衡。 ④淋巴流动还可以清除因受伤出血而进入组织的红细胞和侵入机体的细菌，对动物机体起着防御作用。 8 探究一：为细胞建立一个“家” 体内细胞生活在细胞外液中 1.完成表格（存在部位和细胞种类两栏）： 思： 议： 展： 血浆 组织液 淋巴液 不同 存在部位 细胞种类 血管内 血细胞、淋巴细胞 组织细胞间隙 组织细胞 淋巴管中 淋巴细胞 血浆、组织液和淋巴液之间的关系 1.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的体液，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。由此可见，细胞外液是体内细胞直接生活的环境。 10 2.组织液、血浆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（用文字和箭头表示）。 组织液 细胞内液 血浆 淋巴液 毛细淋 巴管壁 淋巴结等淋巴器官 O2和营养物质 CO2和代谢废物 （淋巴循环） 血浆、组织液和淋巴液之间的关系 毛细血管静脉端 毛细血管动脉端 主要是回收蛋白质，使组织液中蛋白质浓度保持在较低的水平 3.能不能说全身的细胞外液是一个有机的整体？ 血浆流经毛细血管，水和能够透过毛细血管壁的物质在毛细血管动脉端渗出，进入组织细胞间隙而成为组织液，绝大多数的组织液在毛细血管静脉端又可重新渗入血浆中。少量组织液还可渗入毛细淋巴管,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。由此,全身的细胞外液是一个有机的整体。 血浆、组织液、淋巴液通过动态的有机联系共同构成机体细胞生活的直接环境。由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。 血浆、组织液和淋巴液之间的关系 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。 提醒　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。 延伸应用 下图表示人体中部分体液的关系图，据图分析： ①图1中的甲、图2中的A和图3中的a分别代表什么？ 提示　组织液、血浆、淋巴液。 ②说出根据单双箭头判断内环境成分的技巧。 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→血浆(少数进入淋巴液，淋巴液又汇入血浆)→组织液→靶细胞(细胞内液) 与生活的联系 摩擦产生空隙 角 质 层 组织细胞 组织液 组 织 液 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。 【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 内环境中的物质是不断更新的 与生活的联系 探究二：细胞的“家”中都有什么？ 细胞外液成分 1.【讨论展示】推测内环境中有细胞需要获取的营养物质和细胞排出的代谢废物，以及应该具有的其他成分，完成下图空白部分（成分） 2.根据体液各成分之间的关系分析并回答： 辨析甲～丁各代表的成分： 3.【讨论辨析】 （1）根据内环境概念和相关知识，讨论辨析细胞膜上以及细胞内物质如呼吸酶、核酸等属于内环境吗？你还能说出哪些物质？ （2）与外界相通的腔如消化道内的物质等属于内环境？你还能说出哪些？ 思： 议： 展： 体外液体是一切与外界相同的管腔、囊腔（呼吸道、消化道、肺泡腔、尿道、膀胱、泪腺和子宫等）中与外界相通的液体（尿液、泪液、汗液、消化液、唾液） 体外液体≠体液≠内环境 血浆的成分复杂，主要为水。 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 二、细胞外液的成分 1.如何将表中物质按化学性质进行归类？ 17 1.如何将表中物质按化学性质进行归类？ 二、细胞外液的成分 水 无机盐（如钠、钾、钙、磷、镁、血清铁、氯、碳酸氢盐等） 无机物 糖类（如葡萄糖） 蛋白质（如丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶等） 脂类（如甘油三酯、胆固醇）等。 有机物 血浆 血浆 营养物质 代谢废物 气　　体 调节物质 （水、无机盐、蛋白质、葡萄糖等） （尿素、尿酸等） （Ｏ２、ＣＯ２等） （胰岛素、维生素等） 2.除表中所列成分外，血浆中还可能含有哪些物质？ 还含有气体分子（主要是氧气和二氧化碳）、调节生命活动的各种激素、其他有机物（如维生素）等。 3.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; 脂肪是细胞内良好的储能物质; 蛋白质是生命活动的主要承担者; 有些无机盐能维持细胞的酸碱平衡等。 二、细胞外液的成分 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,经小肠线毛吸收后进入血液,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。 二、细胞外液的成分 血浆 水（约占90%） 蛋白质（约占7~9%） 无机盐（约占1%） 血液运输的其他物质 营养物质：葡萄糖、核苷酸、脂质等 1. 血浆的组成成分 代谢废物：尿素、尿酸等 调节物质：抗体、激素、神经递质等 气体：O2、CO2等 二、细胞外液的成分 21 2. 组织液、淋巴液的组成成分 成分（mmol/L） Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- 有机酸 蛋白质 细胞外液 血浆 142 5.0 2.5 1.5 103.3 6.0 16.0 组织液 147 4.0 1.25 1.0 114.0 7.5 1.0 细胞内液 10 140 2.5 10.35 25 — 47 下表为人体体液中的物质组成和含量的测定数据： 组织液、淋巴、血浆的成分 。 最主要差别是 。 相近 血浆中蛋白质含量较高 细胞内液与细胞外液相比，哪个蛋白质含量高？ 细胞内液 22 内环境中的成分  评： 内环境中的生理过程 评： 判断下列物质哪些属于内环境的成分： ①血红蛋白　②尿素　③CO2　④水　⑤胰岛素　⑥呼吸酶　⑦胃蛋白酶　⑧抗体　⑨血浆蛋白　⑩胰淀粉酶 其中 (填序号)只存在于细胞内，所以不属于内环境的成分， (填序号)存在于 中，因其与外界直接相通，也不属于内环境的成分。属于内环境成分的有 (填序号)。 血浆中的水来自 。 ①⑥ ⑦⑩ 消化道 ②③④⑤⑧⑨ 消化道、组织液、淋巴液 练： 组织液？淋巴液？ 探究三：让细胞的“家”更舒适 1.通过讨论明确细胞正常生命活动的进行需要适宜的温度、酸碱度和渗透压。 (1)渗透压：指溶液中（）对水的吸引力，其大小取决于（） 。血浆渗透压的大小主要与（）的含量有关，而细胞外液渗透压的90%以上来源于（） (2)酸碱度：正常人的血浆pH为（） ，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。 (3)温度：人体细胞外液的温度一般维持在 （）左右。 思： 议： 展： 三、内环境的理化性质 渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化性质的三个主要方面。 1.渗透压 （1）渗透压的概念： （2）渗透压的大小： 溶液中溶质微粒对水的吸引力 单位体积溶液中溶质微粒越多 溶液浓度越高 对水的吸引力越大 溶液渗透压越高 ①血浆渗透压主要与无机盐、蛋白质的含量有关 （3）影响渗透压大小的因素: ②细胞外液渗透压90%以上来源Na+和Cl- 2.温度 人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右，利于维持酶活性。 27 3.酸碱度 （1）正常人的血浆近中性，pH为7.35~7.45 （2）平衡的维持： 缓冲物质（缓冲对）H2CO3/NaHCO3; NaH2PO4/ Na2HPO4 HCO3- H2CO3 ＋H+ ＋OH- 三、内环境的理化性质 食物 消化系统 正常机体 Na2CO3 NaHCO3 泌尿系统 乳酸 乳酸钠 + H2CO3 H2CO3 / NaHCO3 H2O + CO2 呼吸系统 NaHCO3 乳酸钠 H2O + CO2 剧烈运动 肾 肺 pH↑ pH↓ pH↓ pH↑ 内环境 28 食 物 （运输作用） 循环系统 物质残渣（一直未进入体内） 营养物质 气 体 呼吸系统 O2 （消化、吸收作用） 消 化 系 统 CO2、少量水 其余代谢 终产物 皮 肤 （排泄作用） 泌尿系统 内 环 境 组 织 细 胞 O2、营养物质 代谢终产物 体外 体外 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 29 探究四：细胞的物流网 1.构建人体细胞与外界环境的物质交换模型。 思： 议： 展： 外界环境中物质 消化系统 营养物质 呼吸系统 O2 CO2、H2O 皮肤、泌尿系统 H2O、无机盐、代谢废物 循环系统 血浆 淋巴 组织液 组织细胞 内环境是体内细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换 组织间隙中积聚的组织液过多将导致组织水肿，其引发原因如下： 与人体健康的联系: 组织水肿 拓展：物质跨膜层数 1.O2从肺泡进入组织细胞中被利用， 至少穿过11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 肺泡壁、毛细血管壁、毛细淋巴管壁、小肠绒毛壁、肾小球、肾小管等都是由单层细胞构成。 2.葡萄糖从肠腔进入组织细胞中被利用，至少穿过7层生物膜 消化道壁细胞膜(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)→ 拓展：物质跨膜层数 知识延伸 穿膜层数的计算问题 【解析】 物质运输过程中穿过膜的层数 1.空气中的O2进入组织细胞被利用 肺 O2 O2 动画演示 层数分析 物质运输过程中穿过膜的层数 1.空气中的O2进入组织细胞被利用 肺 O2 出肺泡 2 进血管 +2 进红细胞 +1 出红细胞 +1 出血管 +2 进细胞 +1 进线粒体 +2 动画演示 层数分析 物质运输过程中穿过膜的层数 2.消化道中的物质进入细胞 动画演示 层数分析 小肠腔 葡萄糖 氨基酸 无机盐 绒毛壁 血管壁 组织细胞 物质运输过程中穿过膜的层数 2.消化道中的物质进入细胞 动画演示 层数分析 过小肠壁 2 进血管 +2 出血管 +2 进细胞 +1 绒毛壁 血管壁 组织细胞 【检测】下列各组化合物中全是内环境成分的是( ) A. O2、CO2、血红蛋白、H＋ B. H2O2 酶、抗体、激素、H2O C. 纤维蛋白原、Ca2＋、载体蛋白、受体 D. Na＋、HPO42－、葡萄糖、氨基酸 D 【检测】只有血浆、组织液、淋巴才属于内环境吗？ 解析: 内环境主要包括组织液、血浆和淋巴，但不是说就只有这三种。例如，脑脊液也属于内环境。 不是！ 纤维蛋白原一种由肝脏合成的具有凝血功能的蛋白质。 易错提醒 物质交换过程中内环境物质含量的变化 一般的组织器官中(除肺和消化器官外)O2和营养物质(如葡萄糖、氨基酸等)在毛细血管动脉端的含量＞静脉端的含量；而代谢废物(如CO2等)在毛细血管动脉端的含量＜静脉端的含量。 肺组织中O2、CO2含量的变化规律 ①若a端流动的是动脉血，则a端的02和营养物质的含量均 b端，而CO2和代谢废物的含量均 b端； ②若该组成为某内分泌腺，则a端相应激素的含量 b端。 注意 高于 低于 低于 提示　 $