内容正文:
高考范围:必修2册 + 选修3册
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1《稳态与调节》
最 可 爱 的 人
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。
3
人体的内环境与稳态
第1章
第1节 细胞生活的环境(第1课时)
问题探讨
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。
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?
图1所示细胞为人体血液中的血细胞,包括红细胞、白细胞等;
图2所示细胞为单细胞动物草履虫。
血细胞生活在血浆中。
草履虫直接生活在外界水环境中。
图1
图2
课堂导入
1
2.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,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。
3.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?
图1
图2
血细胞会出现吸水膨胀直至破裂的现象。
直接生活在外界水环境中,从中直接获取养料和氧,并将代谢废物直接排入水中。
单细胞生物
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。
多细胞生物
水
养料
和氧
代谢
废物
2
一.体内细胞生活在细胞外液中
《红楼梦》中有句话说,女人是水做的。
生物体内有大量以水为基础的液体,这些液体统称为体液。
1.体液的概念:
P2
组成???
细胞外液
细胞内液
体液
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
不与外界相通,即正常情况下不会排出体外,排除泪液、唾液、尿液等
进行新陈代谢的主要场所
细胞生活的直接环境
细
胞
内
液
细胞外液
(脑脊液)
小技巧:排除与外界直接相通的管腔及其液体。
血液?
不与外界相通,即正常情况下不会排出体外,排除泪液、唾液、尿液等
细胞內液:包括细胞质基质、细胞器基质、细胞核液等
血液存在哪里呢?
血管
(最薄,由单层细胞围绕而成)
离心前
离心后
血浆
白细胞、血小板
红细胞
白细胞
红细胞
血小板
血浆是血细胞的直接生活环境
血液是体液吗?
血液≠体液
血浆和血液是否一样?
血浆
血液的液体成分,血细胞悬浮于其中。
组织液
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
淋巴液
存在于淋巴管中,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。
淋巴液是淋巴细胞、吞噬细胞直接生活的环境
d9f49511-66e1-4626-884f-c541529d1ed2.source.default.zh-Hans
13
毛细淋巴管的结构
末端封闭
单向的活瓣
内皮细胞
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。
组织细胞
细胞内液
组织液
毛细血管
血浆
毛细淋巴管
淋巴液
P5 图1-3
识图:
组织细胞
毛细淋巴管
毛细血管
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
CO2和代谢废物
血浆
组织液
淋巴液
(双向)
细胞内液
O2和营养物质
单向
毛细血管壁
透过毛细
淋巴管
淋巴循环
透过细胞膜(双向)
2、血浆、组织液和淋巴液之间的关系
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。——内环境
16
人体环境的“内”与“外”:
人体角度看:
人体的外环境—人体所生活的外部环境;
人体的内环境—(血浆、组织液、淋巴液)细胞外液;
细胞
内环境
细胞外液
外界环境
内环境:由细胞外液构成的液体环境。
内环境=细胞外液(外:指细胞外。内:指机体内)
3、内环境
内环境=细胞外液=组织液+血浆+淋巴等
一.体内细胞生活在细胞外液中
1、几类细胞的直接生活环境
①组织细胞(神经细胞、肌肉细胞)
②血细胞(红细胞、白细胞、血小板)
③淋巴细胞、吞噬细胞
④毛细血管壁细胞
⑤毛细淋巴管壁细胞
组织液
血浆
血浆和淋巴
血浆和组织液
淋巴和组织液
一.体内细胞生活在细胞外液中
所以说,细胞外液是体内细胞直接生活的环境。
红细胞、血小板:血浆; 白细胞:血浆和淋巴
【检测】下图为人体某组织的示意图,请根据图回答下面的问题:
①指出字母对应的体液名称:
a表示__________;b表示__________;
c表示__________;d表示__________;
②以上b、c、d合称__________,它们构成了体内细胞生活的液体环境,故称________
③人手掌磨起的水疱中的淡黄色液体主要是_______
细胞内液
组织液
血浆
淋巴液
细胞外液
内环境
组织液
①__________
②__________
③__________
血浆
淋巴液
组织液
血浆
组织液
(组织细胞)细胞内液
淋巴液
①__________
②__________
③__________
④__________
d9f49511-66e1-4626-884f-c541529d1ed2.source.default.zh-Hans
20
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?
药→组织液→血浆→组织液→细胞内液
与生活的联系:
药→血浆→组织液→细胞内液
静脉注射(输液):
肌肉注射(打针):
假如将你身体的一个细胞或一块组织拿到体外,如果不提供特殊的环境条件,它很快就会死亡。而在内环境中,体内细胞却能正常地生活。
二.细胞外液的成分
成分?
血浆的化学组成
成分 含量
丙氨酸氨基酸转移酶 9~60U/L
总蛋白 65~85g/L
总胆红素 5~21μmol/L
碱性磷酸酶 45~125U/L
尿素 2.8~7.2mmol/L
肌酐 57~111μmol/L
尿酸 208.3~428.4μmol/L
葡萄糖 3.9~6.1mmol/L
乳酸脱氢酶 140~127U/L
甘油三酯 0~1.7mmol/L
成分 含量
总胆固醇 3.1~5.2mmol/L
钠 137~147mmol/L
钾 3.5~5.3mmol/L
钙 2.2~2.65mmol/L
磷 0.81~1.45mmol/L
镁 0.73~1.06mmol/L
血清铁 11~30μmol/L
氯 99~110mmol/L
碳酸氢盐 22~28nmol/L
总CO2 21~31.3mmol/L
小组协同学习,回答思考与讨论问题
二.细胞外液的成分
讨论1: 血浆中这么多物质,你能将它们归类吗?
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)
24
讨论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、02等。
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?
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;
无机盐能调节人体生命活动等。
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?
食物中的糖类
消化系统
血浆中的葡萄糖
循环系统
全身细胞氧化分解
CO2
水
泌尿系统
呼吸系统
来源
去路
1.血浆的化学组成
2.淋巴与组织液的化学成分:
组织液和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 ,而组织液和淋巴液中蛋白质含量很少。
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。
蛋白质(血浆蛋白)
血浆中约90%为水;其余10%分别是:
蛋白质(7%~9% )
无机盐(约1% )
血液运输的其他营养物质(葡萄糖)、激素、各种代谢废物、气体等
二.细胞外液的成分
28
总结:不属于内环境成分的四类物质
①细胞内特有的物质, 如血红蛋白、胞内酶
( 呼吸酶、RNA 聚合酶、解旋酶等)
②细胞膜上的成分, 如载体、受体等
④不被人体吸收的物质, 如纤维素、麦芽糖等
③与外界环境相通的成分, 如消化酶、尿液等
对点练习
1、判断下列液体或物质是否属于人体内环境?
呼吸酶 血红蛋白 血浆蛋白 载体蛋白 受体 消化酶 尿液 泪液 汗液 血液 纤维素 蔗糖 葡萄糖 氨基酸 抗体 激素 乳酸 尿素 O2 CO2
√
√
√
√
√
√
√
√
√
28
对点练习
2、在人体内环境中,其成分与组织液最接近的液体成分是什么?
A、血浆 B、血清
C、淋巴液 D、原尿
渗透压
酸碱度
内环境的理化性质
温度
三.内环境的理化性质
——指溶液中溶质微粒对水的吸引力
1.渗透压
溶质微粒数量 对水的吸引力 渗透压
越多
越少
越大
越高
越低
越小
①血浆渗透压大小主要与_________________含量有关;
②细胞外液渗透压的90%以上来源于_______________ ,
K+在维持细胞内液的渗透压上起决定作用。
Na+和Cl-
无机盐、蛋白质
三.内环境的理化性质
人的血浆渗透压约为770KPa,相当于细胞内液的渗透压。相当于7个大气压。
血浆渗透压分为晶体渗透压和胶体渗透压。
血浆中小分子物质(主要是Na+和CI-)形成晶体物质,从而产生晶体渗透压。
血浆蛋白产生胶体渗透压。血浆胶体渗透压虽然很小,但因为胶体不能通过毛细血管壁,所以能直接影响血液与组织液之间的水分交换。
原因???
烫伤后产生的水泡或者是手脚因摩擦而起的水泡中的淡黄色液体即为组织液
32
血浆蛋白渗出到组织液
毛细血管壁的通透性增加
血浆的渗透压降低
形成水泡
水泡的产生:血浆的渗透压<组织液的渗透压
1. 为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)?
2. 组织水肿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,又称水肿,浮肿。长期营养不良(特别是蛋白质摄入不足)容易导致组织水肿,请给出合理解释。
生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液,溶液渗透压与细胞外液的渗透压大致相等,是血浆的等渗溶液,注射等渗溶液不会引起血浆等细胞外液渗透压的改变,减少对细胞的影响。
长期营养不良,容易使血浆中的蛋白质减少,导致血浆的渗透压下降,小于组织液渗透压,水分逐渐由血浆进入组织液,使组织液增多
营养不良
肾小球肾炎
肝脏炎症
过敏反应
淋巴回流受阻
血浆蛋白减少
组织蛋白增多
组织细胞代谢旺盛,代谢产物增加
机械损伤:血浆中的蛋白质到组织液中,引起组织水肿
组织水肿:血浆渗透压降低或者组织渗透压升高引起的组织液增多。
血浆渗透压下降
组织水肿
组织液渗透压升高
(毛细淋巴管堵塞)
关于组织水肿
2.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 H2CO3/NaHCO3; NaH2PO4/ Na2HPO4
三.内环境的理化性质
36
3. 温 度
人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右。
相对稳定,在适宜范围内有所波动。
三.内环境的理化性质
37
1.渗透压
(溶质的吸水力)
②血浆渗透压的大小主要由无机盐、蛋白质的含量有关。
①渗透压与溶液浓度成正相关。
2.酸碱度
( 7.35-7.45 )
血浆PH的稳定与HCO3- 、 H2CO3等物质有关
3.温度:
( 37 ℃左右 )
③细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-
三.内环境的理化性质
归纳
资料分析讨论题3 引入三细胞外液的渗透压和酸碱度
影响渗透压的因素:无机盐和蛋白质
血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质——缓冲物质,每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成的,如H2CO3/NaHCO3 , NaH2PO4/Na2HPO4(即与含有的HPO42-和HCO3-等离子有关)缓冲对的作用(以H2CO3/NaHCO3为例)
细胞外液
细胞
内环境
外界
环境
四.细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
结合消化、呼吸、循环、排泄等知识,讨论:
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?
参与维持pH的HCO3-/H2CO3是怎样形成的?
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?
请你用简单的示意图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
内环境
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?
消化系统
食物
循环系统
组织液
淋巴液
血浆
空气
呼吸系统
外环境
组织细胞
外界环境通过系统和内环境向组织细胞运送有用物质
四.细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
2. 参与维持pH的HCO3-是怎样形成的?
细胞代谢产生的CO2与H2O结合,在碳酸酐酶作用下,发生下列反应:
CO2+H2O H2CO3 H+ + HCO3-。
HCO3-通过与细胞外的阴离子交换到达细胞外液,即组织液、血浆或淋巴中。
四.细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
3. 体内细胞产生的代谢废物(如尿素和二氧化碳),是通过哪些器官排到体外的?
循环系统
组织细胞
血浆
外界环境
呼吸系统
组织液
皮肤
泌尿系统
内环境
外环境
组织细胞通过内环境和系统排出无用物质
四.细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
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的关系。
内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
血浆
淋巴液
组织液
循环系统
组织细胞(细胞内液)
内环境
外界环境中的物质
营养物质
消化系统
O2
呼吸系统
CO2、少量水
皮肤、泌尿系统
代谢废物、水、无机盐
营养物质
O2
CO2、
代谢废物
四.细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
【总结】在人体中,内环境的作用主要是什么?
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
四.细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
体外
体外
细胞
体外
体外
呼吸系统
消化系统
泌尿系统
皮 肤
营养物质
营养物质
代谢废物
O2
CO2
代谢废物
代谢废物
O2
CO2
重吸收
循环系统
血浆
淋巴液
组织液
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
2、参与物质交换的器官:
肺、小肠、肾、皮肤
归纳
细胞生活在细胞外液中,细胞外液处于外界环境中,
讨论:
外界的营养物质、氧气如何进入到细胞,细胞又如何将代谢终产物排出体外?
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。
(1) A 、B 、C 分别是____________________
(2) B内的营养物质通过①过程进入内环境,则①表示________________
(3)②表示_________________。
肺、小肠等、肾
营养物质的吸收
肾小管的重吸收
外环境
内环境
细胞
O2、营养物质
包括
组织液
淋巴
血浆
也就是
细胞外液
理化特性
化学分析
组成成分
渗透压
PH值
温度
课堂小结
CO2等代谢废物
O2、营养物质
CO2等代谢废物
一、概念检测
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人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。( )
练习与应用
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
3. 下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?
【答案】肺、小肠等、肾
(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?
【答案】营养物质的吸收
(3) ②表示什么过程?
【答案】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。
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影响大。当碳酸钠进入血液后,与血液中的碳酸发生作用,形成碳酸氢盐,过多的碳酸氢盐可以由肾排出。
练习与应用
感谢观看!
$