内容正文:
第1节 细胞生活的环境(1)
贺老师
第1章 人体的内环境与稳态
细胞生活在什么样的环境?我们先来分辨这两个概念
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问题探讨
草履虫
血细胞
草履虫生活在外界水环境中
外界环境
废物
养料、O2
血浆
废物
养料、O2
1.图中所示的各是什么细胞?它们分别生活在什么样的环境中?
细胞与环境之间的关系是什么?尝试说出它们生活环境的异同。
血细胞生活在血浆中
(变化较大)
(较稳定)
关系:
相同之处:都是液体环境
(细胞的生命活动本质上是一系列化学反应,几乎都要在水溶液中进行)
细胞内绝大多数生命活动本质是各类生化化学反应,**几乎所有反应都必须在水溶液环境中进行**。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。
## 原因
1. **水是良好溶剂**
水是极性分子,细胞内的离子、糖类、氨基酸等极性 / 带电物质都可以溶解在水中,只有溶解后分子才能自由移动、相互碰撞,发生化学反应。脂质等少数非极性物质则分布在膜的疏水区域。
2. **水作为反应物或产物**
很多核心生化反应直接有水参与:
- 水解反应:多糖、蛋白质、核酸的分解,需要消耗水;
- 脱水缩合:合成多糖、多肽、核酸,反应生成水。
3. **维持物质运输**
细胞内物质扩散、胞内物质转运,都要以水相介质为基础;细胞质本身就是**水溶液体系(细胞质基质)**,细胞器也浸泡在水环境中。
4. **维持生物大分子结构**
蛋白质、核酸的空间构象依赖和水分子之间的相互作用,水环境被破坏(比如脱水)会导致大分子变性,生化反应停止,细胞失去活性。
> 补:并不是反应都在水里 “泡着”,部分反应发生在生物膜的疏水表面,但**底物、产物依然要依靠水相来扩散转运**;离开水溶液,细胞代谢就无法正常开展。
2
生物体内以水为基础的液体统称为体液。
细胞内液
细胞外液
细胞外液
细胞内液
体液
组织液
血浆
淋巴液等
如:细胞质基质、线粒体基质、叶绿体基质、细胞液(液泡内)、核液等
存在于细胞内,约占2/3
存在于细胞外,约占1/3
泪液、消化液、唾液、尿液等属于体液( )
一、体内细胞生活在细胞外液中
体液不与外界相通,即正常情况下不会排出体外
细胞代谢的主要场所
细胞生活的直接环境
❌️
1
体液的含义:
2
体液的组成:
有句话说:女人是水做的,不论男性还是女性,体内都含有大量以水为基础的液体。 哪里是细胞代谢的主要场所?
细胞内液:进行新陈代谢的主要场所以细胞膜为界限,细胞内的液体叫:细胞外的液体叫: 泪液、汗液、尿液、胃液、胰液等是不是体液?一切与外界相通的管腔、囊腔(如呼吸道、消化道、膀胱、子宫等)及与外界相通的液体(如尿液、泪液、汗液、消化液等)都 (“不属于”、“属于”)体液。
3
思考:“血液就是血浆”。你认为这种说法恰当吗?
血液≠血浆
(1)血浆
红细胞
白细胞、
血小板
血浆
离心前
离心后
血浆是血细胞的直接生活环境
血浆蛋白
含有
属于
细胞外液成分
血液
血浆
血细胞
红细胞
白细胞
血小板
含有
血红蛋白
运输O2,属于细胞内液成分
(1)血浆蛋白、血红蛋白分别位于哪种体液成分?
【易错点拨】
3
细胞外液的组成
血浆是血细胞的直接生活环境 血浆的来源:①消化道吸收
②组织液渗入
③淋巴液回流
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(2)组织液:
存在于组织细胞间隙的液体,又叫组织间隙液。
组织细胞显微图
绝大多数细胞都浸浴在组织液中
组织液是绝大多数细胞直接生活的环境
组织液
组织细胞:除血细胞等以外,定居在各类组织的体细胞,如肝细胞、肌细胞、神经细胞、上皮细胞、脂肪细胞等。
3
细胞外液的组成
**组织细胞一般指体内除血细胞以外,分布在各组织中的体细胞,如肌肉细胞、上皮细胞、**,生活在**组织液**(细胞外液,水溶液环境)中。
- **定居 = 位置基本固定,不随体液到处流动** → 普通组织细胞,周围是组织液
- **游走 = 可以顺着淋巴、血液到处流动迁移** → 淋巴细胞、白细胞
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(3)淋巴液:
存在于淋巴管中,是淋巴细胞、吞噬细胞直接生活的环境。
组织液
由毛细淋巴管壁
进入淋巴管
淋巴液
经左右锁骨
下静脉汇入
血浆
末端封闭
单向的活瓣
防止倒流
组织液和淋巴液之间是单向关系
毛细
淋巴管
(单层细胞)
淋巴液
组织细胞
3
细胞外液的组成
了解来源和去路,分析某些物质的量的变化。 红色和蓝色代表?哪种颜色的为淋巴循环? 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:组织液中的蛋白质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③调节血浆和组织间液的液体平衡。④清除因受伤出血而进入组织的红细胞和侵入机体的细菌,起防御作用。
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任务一:观察下图,组织液的来源和去路分别是什么? 教材p5
结构:毛细血管壁薄,仅由一层上皮细胞构成
功能:物质交换(小分子)
血浆
①由毛细血管壁渗出
组织液
②大部分物质被重吸收
④由毛细淋巴管壁
进入淋巴管
淋巴液
①
②
④
③
组织细胞
③
3
细胞外液的组成
先认识图中的各个结构 组织液的来源::主要由血浆通过毛细血管壁动脉端渗出到细胞间而形成。 组织液的去路:大部分通过毛细血管静脉端(约90%)回收,少部分进入毛细淋巴管。
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任务二:如图表示人体中部分体液的关系图,其中甲、乙、丙、丁分别代表哪种体液?
组织液
血浆
淋巴液
细胞内液
(组织细胞)
血浆、淋巴、组织液等虽然分布在人体的不同部位,但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。
外
问题:为什么说全身的细胞外液是一个有机的整体?
为了区别于个体生活的外界环境,人们把细胞 液构成的液体环境称之为内环境。
3
细胞外液的组成
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。
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(1)内环境 = 细胞外液 = 组织液+血浆+淋巴液等
人体“内”,细胞“外”
(2)内环境只包含血浆、组织液、淋巴液吗?
脑脊液、房水、关节滑液也属于内环境组成成分。
一、体内细胞生活在细胞外液中
(3)单细胞生物有内环境吗?
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。
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由细胞外液构成的液体环境叫做内环境
【易错点拨】
脑脊液是特殊组织液,直接回流入血浆,不走淋巴管为主通道。
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体内细胞 液体环境
血细胞
绝大多数组织细胞
淋巴细胞
毛细血管壁
细胞
毛细淋巴管壁细胞
血浆
淋巴液、血浆
组织液
血浆、组织液
淋巴液、组织液
一、体内细胞生活在细胞外液中
细胞外液=内环境
(找周边液体)
任务三:看图说明各类细胞生活的内环境
淋巴细胞可以从血液穿出毛细血管,进入**组织液**(组织间隙),在组织间隙巡逻。
1、静脉注射(输液)和肌肉注射(打针),药物到达组织细胞(靶细胞)发挥作用的运输途径有什么不同?
静脉注射(输液):
药 → 靶细胞(细胞内液)
血浆→组织液 →
肌肉注射(打针):
药→ →靶细胞(细胞内液)
组织液→血浆→组织液
淋巴液
少数
与生活的联系
肌肉注射是将药液通过注射器注入肌肉组织内。肌肉组织的血管丰富,药物吸收比皮下快,疼痛比皮下轻,注射量比皮下大。肌肉注射主要适用于:不宜或不能做皮下或静脉注射的药物;要求比皮下注射更迅速发生疗效的药物;以及注射刺激性较强或药量较大的药物,还有不能静脉注射的油剂或混悬剂等可作肌肉注射。
静脉注射是直接将药物注入静脉血管内。起效迅速,药物不经肝脏代谢,直接进入血液循环,因此作用更快。但静脉注射的操作比肌肉注射要求严格,危险性相对较大,因为会出现输液反应的几率等。静脉注射常用于急重病人,以求迅速发挥疗效
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①水疱中的液体主要是_______,来源于 。
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
2、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。
与生活的联系
血浆
摩擦产生空隙
角
质
层
组织细胞
组织液
组
织
液
来源于血浆,血浆中的物质主要由消化道吸收
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二、细胞外液的成分
红细胞在血浆中能正常地生活
体外若无特殊环境很快死亡
内环境(细胞外液)含有哪些成分呢?
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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。
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
如何将表中物质按化学性质进行归类? 胆红素是血液循环中衰老的红细胞,在肝脏、脾脏以及骨髓的单核吞噬细胞系统中,分解和破坏的产物。
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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、氨基酸等
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
1
血浆的组成成分
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二、细胞外液的成分
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
2
组织液、淋巴液的组成成分
思考:为什么组织液和淋巴液中的蛋白质含量比血浆中的少?
因为毛细血管壁的单层细胞的细胞膜具有选择透过性,正常情况下,大分子物质很难透过。
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1.下列物质中属于内环境成分的是_________________
1.氧气 2.血红蛋白 3.血浆蛋白 4.有氧呼吸酶 5.载体蛋白
6.H+ 7.泪液 8.消化酶 9.纤维素 10.红细胞
1、3、6
内环境中的化学物质判断方法(四看法):
一看
不是细胞内特有的物质, 如血红蛋白、胞内酶(呼吸酶、RNA 聚合酶等)
二看
不是细胞膜上的成分, 如载体、受体(糖蛋白)等。
不是与外界相通的管腔中的成分,如各种消化酶、尿液、泪液、唾液等
三看
不是不能被人体吸收的物质, 如纤维素、麦芽糖等。
四看
练一练
总结:属于内环境成分的主要物质:
①小肠吸收的需要在血浆与淋巴中运输物质:营养物质/代谢废物;
②细胞合成的分泌物质:激素,抗体,胞外酶,神经递质等;
③气体和无机盐。
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课堂练习
1.下图为人体肝脏局部结构示意图,a、b、c、d表示细胞,①②③④表示不同的体液。下列叙述错误的是( )
A.③是人体内绝大多数细胞直接生
活的环境
B.②③④构成的液体环境叫作人体
的内环境
C.有的体液分布于细胞内,有的体
液分布于细胞外
D.a生活的内环境为①③,c生活的内环境为③④
B
①小肠吸收的需要在血浆与淋巴中运输物质:营养物质/代谢废物;
②细胞合成的分泌物质:激素,抗体,胞外酶,神经递质等;
③气体和无机盐。
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2.如图表示人体内的液体与内环境的关系示意图,下列叙述错误的是( )
A.淋巴细胞生活的内环境有乙和丙
B.丙经过淋巴循环由锁骨下静脉汇入到乙
C.静脉滴注后,药物可直接经甲到达靶细胞
D.甲、乙、丙共同组成内环境,是体内大多
数细胞生活的直接环境
C
课堂练习
①小肠吸收的需要在血浆与淋巴中运输物质:营养物质/代谢废物;
②细胞合成的分泌物质:激素,抗体,胞外酶,神经递质等;
③气体和无机盐。
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3.如图为人体血浆、组织液、淋巴液及细胞内液之间的关系示意图。下列叙述错误的是( )
A.人体的内环境由甲、乙、丙等细胞外液构成
B.丁约占体液的1/3,甲、乙、丙共约占体液的2/3
C.乙中的缓冲物质可中和运动产生的乳酸
D.营养不良时,乙渗透压降低可导致甲增多
丁为组织细胞的细胞内液,约占体液的2/3,细胞外液(甲、乙、丙)约占体液的1/3
B
课堂练习
①小肠吸收的需要在血浆与淋巴中运输物质:营养物质/代谢废物;
②细胞合成的分泌物质:激素,抗体,胞外酶,神经递质等;
③气体和无机盐。
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