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细胞生活的环境
人教版高中生物选择性必修1
第一章第一节
人和动物生命活动的稳态与调节
5植物生命活动的调节
生命活动的调节
1人体的内环境与稳态
2神经调节
3体液调节
4免疫调节
选择性必修1《稳态与调节》
第1节
细胞生活的环境
学习任务 核心素养
学习目标 1.说明血浆、组织液和淋巴液等细胞外液共同构成机体细胞赖以生存的内环境；说明内环境的理化性质。 2.阐明机体细胞生活在内环境中，通过内环境与外界环境进行物质交换，同时也参与内环境的形成和维持。 3.运用图示和模型等方法阐释内环境为机体细胞提供适宜的生存环境并与外界环境进行物质交换。 可以帮助学生在细胞水平的基础上，进一步认同生命的系统观和稳态与平衡观，并以此指导分析生命现象。基于机体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换的理解，认同生命系统的开放性。基于稳态的维持是依靠调节作用和各器官的协调活动而实现，认同生命系统的整体性。
重难点 重点： 1.内环境的组成及其理化性质。 2.内环境是机体细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 难点： 1.内环境三大成分的转化关系。 2.内环境理化性质的主要方面及其影响变化。 课前须知
思考：图中细胞分别生活在什么样的环境中？细胞生活环境有何异同？
草履虫
图1
水
血细胞
图2
血浆
红细胞
白细胞
血小板
相同之处：都是液体环境
草履虫生活在外界水环境中，血细胞生活在血浆中
不同之处：
外界环境
废物
养料、O2
血浆
废物
养料、O2
若将红细胞置于草履虫的生活环境中，会发生什么变化？
问题探讨
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
多细胞生物的细胞
水中
直接生活在
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. 体液含义
2. 体液的组成
3.为什么说细胞外液是细胞直接生活的环境？
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
如：脑脊液和房水
3min阅读P2-P3回答
一、体内细胞生活在细胞外液中
生物体内含有大量以水为基础的液体
思考: 有人说：“血液就是血浆”你认为这种说法恰当吗？
血浆是血细胞的直接生活环境
1、血浆
血 浆
血细胞
红细胞
白细胞
血小板
血液
血液≠血浆
血液≠体液
组织细胞
组织液
毛细血管
血浆
2、组织液
存在于组织细胞间隙的液体，又叫组织间隙液
主要来源：
血浆
主要去路：
大部分重新吸收回血浆，少部分进入淋巴管
淋巴管
主要作用：
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
组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境
3、淋巴液
组织液。
淋巴循环汇入血浆。
淋巴中混悬着大量淋巴细胞、吞噬细胞，能够帮助机体抵御疾病。
主要来源：
主要去路：
主要作用：
淋巴液是淋巴细胞等直接生活的环境。
组织细胞
组织液
毛细血管
血浆
淋巴管
思考·讨论1：
？
为什么说细胞外液是细胞直接生活的环境？
由此可见，细胞外液是体内细胞直接生活的液体环境。
4、体液中各部分之间的关系
毛细血管
组织液
组织细胞
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。
毛细血管壁
毛细淋巴管壁
细胞膜
细胞内液
血浆
淋巴
组织液
思考: 为什么组织液和淋巴液之间是单向关系？
4、体液中各部分之间的关系
思考·讨论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。
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。
毛细淋巴管的结构模式图
思考: 为什么组织液和淋巴液之间是单向关系？
4、体液中各部分之间的关系
淋巴管中的淋巴液最终通过淋巴循环在左右锁骨下静脉汇入血浆。
思考: 淋巴液最终流到哪里去了
4、体液中各部分之间的关系
毛细血管壁
毛细淋巴管壁
细胞膜
细胞内液
血浆
淋巴
组织液
淋巴循环
血浆
组织液
细胞内液
淋巴
双向渗透
毛细血管壁
淋
巴
循
环
单
向
渗
透
毛细
淋巴
管
O2和营养物质
CO2和代谢废物
内环境
细胞
内环境
多细胞生物体
外环境
4、体液中各部分之间的关系
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。
内环境与细胞内液用什么区别？
思考：静脉注射（输液）、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→组织液→靶细胞（细胞内液）
拓展延伸
口服药物: 药→消化系统→组织液→血浆→组织液→靶细胞(细胞内液)
判断下列物质是否属于内环境
√
×
呼吸酶
尿液
载体蛋白
血红蛋白
细胞内液
消化酶
糖蛋白
血浆蛋白
只存在于细胞内的物质不属于内环境成分
×
×
×
×
×
×
只存在于细胞膜上的物质不属于内环境成分
与外界相通的管腔内的物质不属于内环境成分
4、体液中各部分之间的关系
②内环境属于多细胞动物的一个概念，植物和单细胞动物无内环境。
③人的泪液、汗液、尿液、胃液、胰液等有孔道与外界相通的结构中的液体不属于内环境。
小结
体液
细胞外液( )
细胞内液( )
血浆
组织液
淋巴液
内环境
构成
血细胞
血液
①血液不属于体液
脑脊液和房水
①__________
②__________
③__________
血浆
淋巴液
组织液
A
B
字母表示结构，序号表示液体
A ① .
B ② .
C ③ .
④ .
C
①
②
③
④
血浆
淋巴液
组织液
细胞内液
毛细血管
毛细淋巴管
组织细胞
学以致用
1.血浆的主要成分是？
2.三种细胞外液在组成成分上的的异同点？
3.细胞外液的本质是？
二、细胞外液的成分
3min阅读P4-P5回答
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 5~21 mol/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 57~111 mol/L 镁 0.73~1.06
尿酸 208.3~428.4 mol/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
三酰甘油 0~1.7mmol/L 总CO2 21~31.3
水
无机盐
无机物
蛋白质
脂质
糖
代谢产物
有机物
气体
二、细胞外液的成分
1. 血浆这么多物质，你能将它们归归类吗？
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 5~21 mol/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 57~111 mol/L 镁 0.73~1.06
尿酸 208.3~428.4 mol/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
三酰甘油 0~1.7mmol/L 总CO2 21~31.3
二、细胞外液的成分
2. 除表中所列成分外，血浆中还可能含有哪些物质？
提示：气体分子（主要是氧气和二氧化碳）、激素（如胰岛素等）、其他有机物（如维生素）等。
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 5~21 mol/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 57~111 mol/L 镁 0.73~1.06
尿酸 208.3~428.4 mol/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
三酰甘油 0~1.7mmol/L 总CO2 21~31.3
二、细胞外液的成分
3. 组织液和淋巴液的成分与血浆有何异同？
组织液、淋巴液的成分及含量和血浆相近，但组织液和淋巴液中蛋白质含量很少。
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 5~21 mol/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 57~111 mol/L 镁 0.73~1.06
尿酸 208.3~428.4 mol/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
三酰甘油 0~1.7mmol/L 总CO2 21~31.3
二、细胞外液的成分
4. 血浆中的各种蛋白质为什么不能到组织液和淋巴？
毛细血管的单层细胞的细胞膜具有选择透过性，一般情况大分子物质很难穿过。
无机盐
蛋白质
营养物质：
代谢废物：
尿素、尿酸、CO2等
胰岛素、维生素、激素、抗体、神经递质等
调节物质：
其他物质
葡萄糖、O2、氨基酸等
细胞外液是一种盐溶液，类似于海水。这在一定和度上反映生命起源于海洋。
注意：
组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近，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，而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。
小结
血液的主要成分
思考：下列物质中不属于内环境成分的是____________________
1.氧气 2.血红蛋白 3.血浆蛋白 4.载体蛋白 5.有氧呼吸酶
6.H+ 7.泪液 8.消化酶
2、4、5、7、8
内环境中的化学物质判断方法（四看法）:
一看
是否是细胞内特有的物质， 如血红蛋白、胞内酶（呼吸酶、RNA 聚入酶等）
二看
是否是细胞膜上的成分， 如载体、受体等。
是否是分泌到消化道中的物质， 如消化酶。
三看
是否是不能被人体吸收的物质， 如纤维素、麦芽糖等。
四看
学以致用
现象
生理盐水（等渗溶液）
清水中（低渗溶液）
浓盐水（高渗溶液）
外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞_________。
外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞_________。
外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞____________。
小于
大于
等于
甚至吸水涨破
吸水膨胀
失水皱缩
维持正常形态
观察人的红细胞在清水、0.9%的NaCl溶液和10%的NaCl溶液中细胞形态的变化。
过酸、过碱、温度过高、温度过低
不能正常生活
三、内环境的理化性质
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血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。
（3）影响渗透压大小的因素:
②细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。
37℃时，人的血浆渗透压约为770kpa
相当于细胞内液渗透压
三、内环境的理化性质
（4）失调：
组织水肿
练习：比较下列溶液渗透压的大小。
0.3mol/L的蔗糖溶液___0.3mol/L的葡萄糖溶液
0.3mol/L的NaCl溶液___0.3mol/L的葡萄糖溶液
0.3g/L的蔗糖溶液___0.3g/L的葡萄糖溶液
渗透压异常病实例-组织水肿
组织水肿指组织间隙中积聚的组织液过多。
组织液
血浆
淋巴液
从渗透压的角度分析形成组织水肿的原因
血浆渗透压降低
组织液渗透压升高
水分向组织液渗透而组织液回流减弱
组织液吸水
组织液增多
组织液增多
组织水肿
渗透压异常病实例-组织水肿
血浆渗透压降低。水分向组织液渗透，而组织液回流减弱，组织液增多
组织液渗透压升高
吸水，组织液增多
血浆中蛋白质减少
组织液中蛋白质等溶质微粒增多
组织水肿
肾炎导致血浆蛋白随尿液流失
过敏反应导致毛细血管壁通透性增强，血浆蛋白进入组织液
营养不良，摄入蛋白质不足
毛细血管壁损伤，血浆蛋白流失
局部组织细胞代谢旺盛，代谢产物增加
毛细淋巴管受阻，组织液中蛋白质不能流至淋巴管
学以致用
血浆的渗透压与0.9%NaCl溶液或5%的葡萄糖溶液的渗透压大致相等，故0.9%的NaCl溶液或5%的葡萄糖溶液为血浆的等渗溶液，前者又叫生理盐水。凡浓度高于0.9%NaCl溶液的溶液称为高渗溶液，低于则称为低渗溶液。
与生活的联系
2.酸碱度
（ 7.35--7.45 )
血液酸碱度在缓冲物质的调节下始终维持在7.35--7.45之间。
如HCO3- / H2CO3 ， H2PO4- / HPO42-
a、当碱性物质(如Na2CO3)增多时：
Na2CO3 ＋ H2CO3 NaHCO3
(肾脏排出)
b、酸性物质(如乳酸)增多时：
乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3
H2O＋CO2
(CO2肺排出，多余的H2O肾排出)
(肝脏代谢)
比如：
三、内环境的理化性质
剧烈运动时产生的乳酸或者食物中的酸性或碱性物质进入内环境，会不会使内环境的PH值发生较大偏移呢？为什么？
3. 温度（影响 ）
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。
三、内环境的理化性质
血浆
组织液
血细胞
组织细胞
淋巴细胞
淋巴液
内环境
外界环境
？
细胞为一开放系统，可以直接与内环境进行物质交换，内环境如何与外界环境进行物质交换？
物质交换
四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
结合初中学过的知识，与同学讨论下列问题。人体共有八大系统运动系统内分泌系统循环系统神经系统消化系统呼吸系统泌尿系统生殖系统四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换能参与与外界环境进行物质交换是？√√√√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
内环境
消化系统
食物
循环系统
组织液
血浆
空气
呼吸系统
外界环境
组织细胞
外界环境通过系统和内环境向组织细胞运送营养物质
四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
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
外界环境
人体系统
2.体内细胞产生的代谢废物(如尿素和二氧化碳)，是通过哪些器官排出到体外的？
组织细胞通过内环境和系统排出代谢废物
四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
外界环境中的物质
营养物质
CO2、废物
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、营养
血浆
血液循环
O2、营养
CO2、废物
淋巴循环
淋巴
组织液
内环境是体内细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
细胞
外界环境
内环境
细胞
营养物质
代谢废物
营养物质
代谢废物
内环境
四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
①内环境与外界环境的物质交换需要各个系统的参与
②细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
③细胞不仅依赖于内环境，也参与了内环境的形成和维持
四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
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
外环境
内环境
细胞内液
O2、营养物质
包括
组织液
淋巴
血浆
细胞外液
理化性质
渗透压
酸碱度
温度
CO2等废物
O2、营养物质
CO2等废物
小结
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入毛细血管和
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
水疱（泡）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
微静脉
——组织细胞
微动脉
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入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
1、消化道中的葡萄糖进入组织细胞被利用经过的膜层数至少为 层。
2、外界空气中的O2进入组织细胞被利用经过的膜层数至少为 层。
练习与应用
拓展：物质交换过程中通过生物膜的层数
2. 细胞与外界环境物质交换的穿膜问题
（1）葡萄糖从外界环境到被组织细胞利用，至少穿过 层生物膜。
进入组织细胞（1层）
进出小肠上皮细胞（2层）
进出毛细血管壁细胞（4层）
7
练习与应用
进出肺泡壁细胞（2层）
进出毛细血管壁细胞（2层）
进出红细胞（2层）
进出毛细血管壁细胞（2层）
进入组织细胞（1层）
进入线粒体（2层）
O2
（2）O2从外界环境进入组织细胞，至少穿过 层生物膜；
进入组织细胞并加以利用，至少穿过 层生物膜。
2. 细胞与外界环境物质交换的穿膜问题
9
11
练习与应用
3. 人体发生花粉过敏时，引起毛细血管壁的通透性增大，血浆蛋白渗
出，由此造成的局部影响是（ ）
A. 血浆量增加 B. 组织液增加
C. 淋巴减少 D. 组织细胞内液增加
B
4. 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
(脑脊液)
B
练习与应用
5.下图为高等动物的体内细胞与外界环境的物质交换示意图，下列叙述正确的是(　　)
A．①③都必须通过消化系统才能完成
B．人体的体液包括内环境和细胞外液
C．细胞与内环境交换的④为养料和氧气
D．⑥可表述为体内细胞可与外界环境直接进行物质交换
C
练习与应用
6.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。
(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
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？请查阅相关资料，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影响不大。当乳酸钠进入血液后,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

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