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选择性必修一 稳态与调节
教材介绍
第1章 人体的内环境与稳态
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。
第1章 人体的内环境与稳态
第1节 细胞生活的环境
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。
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。
血细胞生活在血浆中，草履虫直接生活在外界水环境中。
相同之处：都是液体环境。
不同之处：血细胞生活在血浆中，并不直接与外界环境进行物质交换，而草履虫生活在外界环境中，直接与外界环境进行物质交换。
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。
图1
图2
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着物质和能量的交换。
组成我们身体的绝大多数细胞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。
外界环境
废物
养料、O2
血浆
废物
养料、O2
这些细胞直接生活的环境是什么呢？
一、体内细胞生活在细胞外液中
1、体液：
生物体内含有以水为基础的液体，这些液体统称为体液。(P2)
细胞外液
细胞内液
组织液
血浆
淋巴液等
存在于细胞内，约占2/3
存在于细胞内，约占1/3
体液的组成示意图
(1)体液组成
思考：
汗液、尿液、消化液、泪液、唾液属于细胞外液吗？
人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺、尿道等与外界环境相通，
属于外界环境，
故其中的液体如消化液、泪液、尿液、汗液、唾液不是细胞外液。
看图回答:
看图“举手”抢答
细胞的直接生活环境是？
不同细胞直接生活的内环境是不同的
体内 细胞 血 细胞 淋巴细胞、吞噬细胞 毛细血管 管壁细胞 毛细淋巴管 管壁细胞 肝脏细胞
内环境
血浆
淋巴、血浆
血浆和组织液
淋巴和组织液
组织液
血浆
＋血细胞＝
血液
2.血浆是血细胞的直接生活环境
血清是少了很多凝血物质（如纤维蛋白原）的血浆
血清是血液凝固之后析出的表面那一部分淡黄色的液体；而血浆则是，抽出的血液加用了抗凝剂以后在机器上进行离心沉淀，去除了沉淀之后最下面的血细胞之后的部分称之为血浆。血浆和血清的成分是不同的，血浆当中含有蛋白、凝血因子等，而血清当中是不含有凝血因子的。
因血压等而导致的渗出
因渗透等而导致的吸收
小静脉
小动脉
毛细血管
组织液:
手和脚上磨出的水泡中的液体即为组织液，呈淡黄色。
存在于组织细胞间隙的液体，又叫组织间隙液
组织液
3.组织液是组织细胞的直接生活环境
3.组织液（组织间隙液）
主要来源：
血浆通过毛细血管动脉端渗出到细胞间隙
去向：
大部分通过毛细血管静脉端（约90%）回收
少部分进入淋巴管
功能：
绝大多数细胞浸浴在组织液中，因此组织液是绝大多数细胞直接生活的环境
组织液为（组织）细胞提供营养物质，细胞代谢废物也透过细胞膜进入组织液
观察下图，回答下列问题。
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
微动脉
微静脉
淋巴液：
存在于淋巴管中，它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。
4.淋巴液是淋巴细胞直接生活的环境
淋巴液：淋巴管内的液体部分
血浆是存在于血管中的液体，是血细胞直接生活的环境。
组织液是存在于组织细胞间隙的液体，主要由血浆通过毛细血管壁渗出到细胞间而形成。
淋巴液存在于淋巴管中，它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。
血浆中的物质进入组织液
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系统
微静脉
微动脉
组织细胞
毛细淋巴管
毛细血管
血浆、组织液、淋巴液之间的关系示意图
毛细血管壁
思考·讨论
1）为什么说细胞外液是细胞直接生活的环境？
2）组织液，血浆和淋巴液有什么内在联系？请依据图示绘制出能反映三者联系的模式图。
3）为什么说全身的细胞外液是一个有机的整体？
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。
2）血浆、组织液和淋巴液之间有什么内在联系？请依据右图绘制出能反映三者联系的模式图（用文字和箭头表示）
血浆
组织液
细胞
淋巴
双向渗透
毛细血管
淋
巴
循
环
单
向
渗
透
毛细
淋巴管
CO2和代谢废物
O2和营养物质
2）血浆、组织液和淋巴液之间有什么内在联系？请依据右图绘制出能反映三者联系的模式图（用文字和箭头表示）
血浆
组织液
淋巴
毛细血管壁
细胞外液
血细胞
大多数细胞
淋巴细胞
吞噬细胞
毛细血管壁
毛细淋巴管壁
淋巴循环
3）为什么说全身的细胞外液是一个有机的整体？
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。
当血浆流经毛细血管时，水和一切能够透过毛细血管壁的物质可以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以重新渗入血浆中。
少量的组织液还可以渗入毛细淋巴管，形成淋巴，淋巴经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆中。
5.血浆、组织液、淋巴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。 (教材P04)
注意：
①内环境与细胞外液是同一概念。内环境是相对于个体的外界环境而言，细胞外液是相对于动物和人的细胞提出的。
②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组成成分。但是人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺等有孔道与外界相通的结构中的液体应视为外部环境。因而汗液、尿液、消化液、泪液等液体不属于内环境的组成。
与生活的联系1
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(少数进入淋巴，淋巴又汇入血浆)→血浆→组织液→靶细胞(细胞内液)
与生活的联系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。
【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
摩擦产生空隙
角
质
层
组织细胞
组织液
组
织
液
与生活的联系3
为什么打疫苗/打针后，针眼附近会有一定的肿胀呢？
为什么蚊子咬了会起疱？一段时间后，疱为什么又消失了呢？
二、细胞外液的成分
思考·讨论
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
注：U表示酶活力单位
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）
血浆的主要成分
蛋白质 7%~9%
无机盐约 1%
血液运输的其他物质少量
水 约90%
血浆与组织液和淋巴的成分完全相同吗？
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蛋白质，而组织液和淋巴液中蛋白质含量很少。
血浆本质是一种盐溶液，类似于海水。这能说明什么？
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。
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。
思考·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。
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，经小肠绒毛吸收后进入血液，通过血液循环运输到全身各处。进入组织细胞后,微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。
三酰甘油的来源和去路与糖类物质相似。
尿素主要在肝合成，原料是氨基酸代谢产生的含氮废物，而氨基酸主要来源于食物中蛋白质的分解。肝合成的尿素，主要通过血液循环运输到肾，随尿液排出体外；少量尿素通过汗液排出体外。
钠主要来自食物，经消化系统直接吸收进入血液。血液中的钠主要通过尿液排出体外，少量钠通过汗液排出体外。
思考·讨论
思考：辨别内环境中的成分
7 8 9 10 11 13 15 16
下列物质中不是内环境成分的是
1.尿素 2.葡萄糖 3.二氧化碳 4.甲状腺激素 5.抗体 6.钙离子 7.消化酶 8.载体蛋白 9.DNA聚合酶 10.尿液 11.胰液 12.氧气 13.血红蛋白 14.血浆蛋白 15.有氧呼吸酶 16.纤维素
总结：内环境中的化学物质判断方法
①细胞内部特有的物质：包括结构蛋白（例如血红蛋白）和胞内酶（例如呼吸酶、ATP合成酶、DNA聚合酶等）、核酸、糖原等；
②细胞膜的成分：例如受体蛋白、载体蛋白；
③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）：例如各种消化酶（唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶）、尿液、泪液、唾液、汗液等；
④不能被消化吸收的物质：纤维素、淀粉、麦芽糖等
三、内环境（细胞外液）的理化性质
指溶液中溶质微粒对水的吸引力
取决于单位体积内的溶质微粒数目
溶质
微粒越多
溶液
浓度高
对水的
吸引力大
渗透压
越高
①概念：
②大小：
③血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关
④细胞外液渗透压的90%以上来源于Na＋和Cl－。
1、渗透压
37℃时血浆渗透压约为 770 kPa。
思考：为什么输液时必须用生理盐水而不用蒸馏水
劣质奶粉事件
由于以没有营养的劣质奶粉作为主食，蛋白质摄入不足，导致营养不良，症状表现"头大、嘴小、浮肿、低烧"，出现造血功能障碍、内脏功能衰竭、免疫力低下等情况，还有的表现为脸肿大、腿很细、屁股红肿、皮肤溃烂和其他的幼儿严重发育不良特征。
临床上把渗透压与血浆渗透压相等的溶液叫做等渗溶液，
如0.9％的NaCl溶液或者5％的葡萄糖溶液，前者又叫生理盐水。
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。
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
血浆渗透压下降
组织水肿
组织液渗透压升高
2.酸碱度
正常人血浆近中性，pH为7.35－7.45
（2）常见缓冲对：H2CO3/NaHCO3（主要）、NaH2PO4/Na2HPO4
（1）血浆中维持PH值相对稳定的物质： HCO3-、HPO42-等
肾脏排出
乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3
H2O＋CO2
由肺将CO2排出
呼吸运动排出
①当酸性物质增加时(如乳酸过多时）
②当碱性物质增多时(如[Na2CO3])
Na2CO3 + H2CO3 2NaHCO3
①当酸性物质增加时，Na2HPO4溶液呈碱性
HPO42- + H+ H2PO4-
H2PO4- + OH- HPO42- +H2O
磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/ Na2HPO4
②当碱性物质增多时，NaH2PO4溶液呈酸性
3、温度
正常的温度一般维持在37℃左右。
相对稳定，在适宜范围内有所波动。
过高或过低都会影响新陈代谢过程中酶的活性。
1、渗透压——指溶液中溶质微粒对水的吸引力。溶液浓度大，溶质多，对水的吸引力就大，渗透压就高，反之渗透压就低。人的血浆渗透压约为770kPa，主要与无机盐、蛋白质的含量有关。
2、酸碱度——血浆的pH为7.35~7.45。
3、温度——人体细胞外液温度一般维持在37℃左右。
4、无机盐在细胞外液中的作用
①维持细胞外液渗透压：Na+、Cl-是维持细胞外液渗透压的主要离子。
②维持细胞外液的酸碱平衡：HCO3-、HPO42-
四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
细胞作为一个开放系统，可以直接与内环境进行物质交换，不断获取进行生命活动所需要的物质，同时又不断排出代谢产生的废物，从而维持细胞正常的生命活动。
细胞和内环境相互影响、相互作用，细胞不仅依赖于内环境，也参与了内环境的形成和维持。
细胞外液
细胞
外界
环境
内环境
结合初中所学的人体消化、呼吸、循环、泌尿系统的作用，完成下列问题。
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？
2、参与维持pH的HCO3-/H2CO3是怎样行成的？
3、体内细胞产生的代谢废物（如尿素和CO2），是通过哪些器官排到体外的？
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。
1、Na+、葡萄糖、氨基酸等分别是经过什么途径进入内环境的？
Na+等来自食物，不需要经过消化可直接被吸收。
葡萄糖、氨基酸等物质主要来自食物中的糖类和蛋白质。糖类和蛋白质是两类大分子物质，必须经过消化系统的消化，分解为葡萄糖和氨基酸才能被吸收。
上述物质吸收后主要进入小肠绒毛内的毛细血管中。
O2经过什么途径进入内环境的？
O2从外界空气中获得，通过呼吸运动的吸气，经呼吸道进入肺，在肺泡中与肺部毛细血管进行气体交换，进入肺部毛细血管中。
进入血液中的各类物质经血液循环运输到全身各处的毛细血管中，再通过物质交换过程进入组织液和淋巴液。
2、参与维持pH的HCO3-/H2CO3是怎样行成的？
细胞代谢产生的CO2与H2O结合，形成H2CO3，然后在碳酸酐酶的作用下，发生下列反应:
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。主要与呼吸系统有关。
CO2+H2O
H2CO3
H++HCO3-
3、体内细胞产生的代谢废物（如尿素和二氧化碳）是通过哪些器官从内环境排到体外的？
体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液、泌尿系统排出尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出.其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主。
例如，尿素主要通过肾形成的尿液排出体外，CO2主要通过肺扩散出去，再通过呼气运动排出体外。
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。
内环境功能
外界环境中的物质
营养物质
CO2、废
细胞内液
CO2
呼吸系统
O2
水、营养物质
代谢废物
循环系统
泌尿系统、皮肤
肾小管重吸收作用
消化系统
O2、营
内、外环境的物质交换
内环境与细胞的物质交换
内环境
血浆
血液循环
O2、营
CO2、废
淋巴循环
淋巴
组织液
5、通过以上讨论，是否增进了你对本章章首页题诗的理解？
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。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，这就是章题诗中“它让每一个细胞分享，又靠所有细胞共建”所表达的直接含义。
6．细胞外液的温度能够保持稳定的根本原因是什么？试推测哪些器官和系统参与了体温的维持？
人体具有体温调节机制以保持细胞外液温度的恒定。
详细内容可参考教材第2章关于人体体温调节的内容。
参与体温调节的器官和系统有皮肤、肝脏、骨骼肌、神经系统、内分泌系统、呼吸系统等。

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