内容正文:
第1节 细胞生活的环境
第一章 人体的内环境与稳态
1
生命观念
说出内环境的概念,并能解释和说明其含义
科学思维
描述内环境的组成及其之间的关系,并构建它们之间概念关系模型。
科学探究
通过学习内环境的温度、渗透压及酸碱度三个主要理化性质,培养科学探究的精神。
社会责任
认同细胞通过内环境与外界环境进行物质交换,认识到生命是统一的有机整体。
学习目标
问题探讨
课堂小结
课后习题
本节聚焦
讨论1.图1和图2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。
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?
图1为血细胞,生活在血浆中;图2为草履虫,直接生活在外界水环境中。
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,不能直接与外界进行物质交换;
吸水膨胀甚至破裂
学习目标
问题探讨
课堂小结
课后习题
本节聚焦
细胞外液的成分
内环境的理化性质
考点一
体内细胞生活在细胞外液中
录
CONTENTS
考点二
考点三
细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
考点四
目
学习目标
问题探讨
课堂小结
课后习题
本节聚焦
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。
细胞
细胞生活的环境
物质、能量
(液体环境)
单细胞生物的细胞
人与其他多细
胞生物的细胞
水中
直接生活在
生活哪里?
考点一 体内细胞生活在细胞外液中
本节聚焦
活动1: 结合教材第2~4页内容,思考下列问题并在课本中画出来
问题2.细胞外液包括哪些?
问题1.什么是体液?体液由什么组成?各组成成分占比多少?怎样理解“体内”?
考点一 体内细胞生活在细胞外液中
本节聚焦
存在于细胞内约占2/3
存在于细胞外约占1/3
体液:生物体内以水为基础的液体统称为体液。
进行新陈代谢的主要场所
细胞生活的直接环境
组织液
血浆
淋巴液等
细胞内液
细胞外液
思考:泪液、汗液、消化液、尿液是否属于体液?
考点一 体内细胞生活在细胞外液中
脑脊液和房水
本节聚焦
问题3.血浆、组织液、淋巴液是什么?
考点一 体内细胞生活在细胞外液中
白细胞
血小板
血浆
血细胞
红细胞
血液
血 浆 血液中除血细胞外的液体部分
血浆是血细胞直接生活的环境
组织液 组织细胞间隙的液体(称组织间隙液)
组织液是绝大多数细胞直接生活的环境
淋巴液 淋巴管内的液体部分,其内悬浮有大量的
淋巴细胞,可以协助机体抵御疾病
淋巴是淋巴细胞直接生活的环境
本节聚焦
①血细胞直接生活的环境:______
②绝大多数细胞直接生活的环境:_______
③淋巴细胞直接生活的环境:_______
④毛细血管壁细胞生活的环境:______________
⑤毛细胞淋巴管壁细胞生活的环境:_____________
血浆
组织液
淋巴液
血浆和组织液
淋巴液和组织液
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。
血浆
组织液
淋巴液
考点一 体内细胞生活在细胞外液中
本节聚焦
血浆
组织液
淋巴液
毛细血管壁
(动脉端)
(静脉端)
毛细淋巴管壁
(淋巴循环)
(大部分)
(少部分)
组织
细胞
问题4:构建血浆、组织液、淋巴液三者之间的联系(用文字和箭头表示)
内环境
血细胞
淋巴
细胞
考点一 体内细胞生活在细胞外液中
本节聚焦
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(internal environment)。
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)
考点一 体内细胞生活在细胞外液中
本节聚焦
与生活的联系:小组讨论两种药物注射如何流经至靶细胞?
药→血浆→组织液→靶细胞(细胞内液)
药→组织液→血浆→组织液→靶细胞(细胞内液)
肌肉注射(打针):
静脉注射(输液):
考点一 体内细胞生活在细胞外液中
本节聚焦
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.③可小部分被毛细淋巴管吸收成为①
D.a生活的内环境为①③,c生活的内环境为③④
B
【随堂检测】
考点一 体内细胞生活在细胞外液中
本节聚焦
二
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
内环境含有哪些成分呢?
考点二 细胞外液的成分
本节聚焦
HIAPAD (H) -
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。请尝试归纳血浆中的物质
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
考点二 细胞外液的成分
本节聚焦
15
②________(约占7~9%)
④血液运输的其他物质
营养物质:葡萄糖、维生素、脂质等
代谢废物:尿素、尿酸等
激素:胰岛素等
气体:O2、CO2等
蛋白质
归纳总结:
细胞外液是一种类似于海水的盐溶液
①水(约占90%)
③无机盐(约占1%):Na+、Cl-等
考点二 细胞外液的成分
本节聚焦
问题1.组织液和淋巴液的成分与血浆有何异同?
组织液、淋巴液的成分种类和各成分的含量与血浆的相近 ,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。
细胞内液
血浆
组织液或淋巴
> >
细胞外液的成分
考点二 细胞外液的成分
本节聚焦
如何判断化学物质是否属于内环境(四看法)
是否是细胞内特有的物质, 如血红蛋白、核酸、糖原、胞内酶( 呼吸酶、ATP合成酶、RNA 聚合酶、解旋酶等)
一 看
是否是细胞膜上的成分, 如转运蛋白(载体、通道蛋白)、受体等
二 看
是否与外界相通的管腔中的成分(细胞合成后,直接分泌到外界环境中):如各种消化酶(唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶)、尿/泪/唾/汗液等;
三 看
是否是不能被人体直接吸收的物质, 如纤维素、麦芽糖、淀粉等
四 看
考点二 细胞外液的成分
本节聚焦
18
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+、Na+
B. 血浆蛋白、Ca2+、呼吸酶、尿素
C. 载体蛋白、酶、抗体、激素、H2O
D. K+、葡萄糖、氨基酸、尿素、H2O
D
考点二 细胞外液的成分
【随堂检测】
易错辨析
本节聚焦
与生活的联系: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。
(1)水疱主要是由血浆中的水大量渗出到组织液形成的 ( )
(3)水疱的成分中蛋白质的含量最高。 ( )
(4)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);
(5)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)水疱中的液体主要是_______;
√
×
考点二 细胞外液的成分
本节聚焦
10%的NaCl溶液
清水
将人的红细胞在清水、10%的NaCl溶液中观察细胞形态的变化。
细胞的形态为什么会发生这样的变化?
在细胞外液中细胞会出现这样的情况吗?
这就要分析细胞外液的理化性质
(三个主要方面)
胀大
皱缩
正常红细胞
考点三 内环境的理化性质
渗透压(770KPa)
酸碱度(7.35-7.45)
温度(37℃左右)
本节聚焦
考点三 内环境的理化性质
(1)概念:指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
(2)大小:取决于溶液中溶质微粒的数目。溶质微粒越多,对水吸引力越大,溶液渗透压越高。(与物质的量浓度有关。)
(3)影响渗透压大小的因素: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90%以上来源自 Na+ 和 Cl-
【如】质壁分离
外界浓度(蔗糖溶液)> 细胞液浓度
渗 透 压:
吸水能力:
大
小
强
弱
细胞失水
1
内环境的理化性质:渗透压(770KPa)
本节聚焦
考点三 内环境的理化性质
(4)引起组织水肿的原因(直接表现: 增加)
营养不良
肾小球肾炎
过敏反应
组织损伤
淋巴液回流障碍
组织细胞代谢旺盛
血浆渗透压
降低
组织液渗透压
升高
毛细血管
通透性增加
代谢产物增加
组
织
水
肿
组织液
水分子
渗透压不稳定会怎么样?
本节聚焦
任务一内环境的理化性质
与生活的联系:
医院里输液使用0.9%的NaCl溶液(生理盐水)和质量分数5%的葡萄糖溶液
原因:
等渗溶液
肌肉注射(组织液)
(0.9%Nacl、5%葡萄糖)
静脉注射(血浆)
它们是血浆和细胞内液的等渗溶液,可以维持细胞的正常形态。
考点三 内环境的理化性质
①概述:正常人的血浆近 ,
pH为 ,
酶的活性
中性
7.35-7.45
②缓冲物质(对)
弱酸:
弱酸强碱盐:
H2CO3
NaHCO3
NaH2PO4
Na2HPO4
2
酸碱度(影响 )
正常人的血浆酸碱度是多少?剧烈运动会使肌肉产生大量乳酸等酸性物质,这会使血浆的pH明显变化吗?为什么?
本节聚焦
考点三 内环境的理化性质
人体细胞外液的温度一般维持在 ℃左右。
幼年 成年 老年
女性 男性
同一个人1日内不超过 ℃
酶的活性
(动态平衡)
37
>
>
>
1
代谢越旺盛,释放的能量越多,温度也越高。
3
温度(影响 )
本节聚焦
考点四 细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
外界环境的物质是怎么进入内环境的呢?
血细胞
血浆
组织细胞
组织液
淋巴细胞等
淋巴液
内环境
外界环境
物质交换
?
本节聚焦
考点四 细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
外界环境的物质是怎么进入内环境的呢?
1.通过消化系统的吸收和循环系统的运输
呼吸系统的运输气体
2.细胞呼吸产生CO2溶于水中形成H2CO3,然后在碳酸酐酶的作用下,发生下列反应: H2CO3 → H++HCO3-。
3.首先通过循环系统运输,其中CO2通过呼吸系统排出体外,尿素通过泌尿系统和皮肤排出体外。
本节聚焦
考点四 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
本节聚焦
结论:
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。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。
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,
营养物质
代谢废物
内环境
体外
细胞
各个系统
营养物质
代谢废物
考点四 细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
本节聚焦
营养物质
代谢废物
内环境
体外
细胞
各个系统
营养物质
代谢废物
通过两节课的学习,能否归纳出内环境的作用?
(1)内环境是细胞生活的
(2)细胞通过 与外界环境进行物质交换。内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
直接环境
内环境
考点四 细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
本节聚焦
人体代谢所需的O2从外界环境到达组织细胞被利用,至少穿过几层生物膜?
O2
拓展探究:O2进入细胞流程
11
葡萄糖呢?
学习目标
问题探讨
课堂小结
课后习题
本节聚焦
葡萄糖由外界环境进入人体组织细胞并被利用(葡萄糖分解成丙酮酸)至少需穿过的生物膜层数:
7层
学习目标
问题探讨
课堂小结
课后习题
本节聚焦
1.渗透压
2.酸碱度
3.温度
一、体内细胞生活在细胞外液中
二、细胞外液的成分
三、内环境的理化性质
四、细胞通过内环境与外界进行物质交换
学习目标
问题探讨
课堂小结
课后习题
本节聚焦
教材课后习题·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。( )
×
√
√
√
学习目标
问题探讨
课堂小结
课后习题
本节聚焦
教材课后习题·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
学习目标
问题探讨
课堂小结
课后习题
本节聚焦
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】
(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】
(3) ②表示什么过程?
【答案】
肺、小肠、肾脏
食物的消化、吸收
肾小管、集合管的重吸收作用
学习目标
问题探讨
课堂小结
课后习题
本节聚焦
教材课后习题·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。
学习目标
问题探讨
课堂小结
课后习题
本节聚焦
谢 谢 观 看!
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