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细胞生活的环境
必修三
稳态与环境第一章第一节
学习目标
1、了解体液的组成
2、描述细胞生活的直接环境
3、解释内环境的组成及血浆、组织液、淋巴三者之间的异同及关系
4、了解细胞外液的成分及其理化性质
5、了解体内细胞与外界进行物质交换的途径
所有的生命系统都存在于一定的环境中,与环境之间不断进行着物质和能量的交换。
细胞作为最小的生命系统,它的生活环境又是怎样的呢?
1、上图分别是什么细胞?
2、它们的生活环境分别是怎样的?如何进行物质的交换?
营养物质
代谢废物
外界液体环境
单细胞生物直接与外界环境进行物质交换。
即直接从水中获得养料和氧气,
将C02等代谢废物直接排到水中。
血浆
血细胞
血液
观察血液的组成:
血液由血浆和血细胞组成,血细胞生活在体内的血浆中。
草履虫和血细胞的生活环境有何异同?
体内细胞生存的环境(如血浆)比外界的环境更加稳定。
草履虫
血细胞
相同之处
生活在液体环境中
不同之处
直接生活在外界环境中
生活在体内的血浆中
肌肉细胞
神经细胞
肌肉细胞、神经细胞等组织细胞都生活在一种液体环境中,叫组织液又名细胞间隙液,细胞浸润在组织液中,可与组织液进行物质交换,是普通细胞进行代谢的必要条件。
淋巴细胞
淋巴细胞是白细胞的一种。其由淋巴器官产生。
淋巴是人和动物体内的无色透明液体,结构跟静脉相似,分布在全身各部。
人体内各种以水为基础的液体,称为体液。
人体内的液体由水及溶解在水中的无机盐、有机物一起构成,广泛分布于机体细胞内外。正常成人体液总量约占体重的60%。
1.1、体液的概念
体液分为两类,细胞内液与细胞外液。
而血浆、淋巴、组织液都是属于细胞外液。
一、体内细胞生活在细胞外液中
细胞内液
细胞外液
组织液
血浆
淋巴
存在于细胞内,约占2/3
存在于细胞外,约占1/3
体液
体液概念图:
1.2、为什么说细胞外液是细胞直接生活的环境?
血细胞——血浆。
体内绝大多数细胞——组织液。
淋巴细胞、吞噬细胞——淋巴。
细胞直接生活在细胞外液中。
1.3、组织液、血浆、淋巴的异同?
相同点:
不同点:
1、它们都属于细胞外液;
2、基本的化学组成相似。
1、在人体内存在的部位不同;
2、生活于其中的细胞种类不同;
3、所含的化学成分并不完全相同。
①
②
③
④
⑤
1.4、组织液、血浆、淋巴之间的相互联系
②血浆沿动脉流入毛细血管的动脉端,其中的许多物质会透过毛细血管壁进入组织液。
③组织液中包括细胞代谢产物在内的各种物质,大部分能够被毛细血管的静脉端重新吸收回血浆。
⑤组织液中小部分被毛细淋巴管吸收,成为淋巴液。
①动脉中的血浆流动。
④静脉中的血浆流动。
全身的细胞外液是有机的整体,为生物正常代谢提供环境。
组织液、血浆、淋巴波之间的关系
组织液
血浆
淋巴
细胞内液
人体内的细胞外液,构成了体内细胞生活的液体环境,这个液体环境叫做人体的内环境
。
内环境
内环境
血浆、组织液和淋巴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做内环境。
2、体内细胞的直接生活环境为细胞外液。
3、细胞外液主要包括组织液(组织间隙液)、血浆(血液的液体部分)和淋巴等。占体液总量的三分之一。
知识点小结:
1、体液分为两类,细胞外液与细胞内液。
思考:
血红蛋白是红细胞内的一种含铁的蛋白质,它是内环境的成分吗?
不属于。血红蛋白是红细胞细胞内的蛋白,属于细胞内液。内环境指的是细胞外液。
而血浆蛋白则属于内环境的组成成分。
血浆
血细胞
红细胞
白细胞
血小板
血液
二、细胞外液的成分
以血浆的成分为例进行思考,细胞外液的组成成分主要有哪些?
血浆的成分为90%的水,以及10%的其他组分。
这10%的组分为:
约1%的无机盐;
约7%~9%的蛋白质;
以及血液运送的物质——各种营养物质(如葡萄糖)、各种代谢废物(如尿素)、气体分子(如氧气、二氧化碳)、激素等。
血浆的成分:
血浆的本质其实是一种盐溶液,类似于海水,这在一定程度上反映了生命起源于海洋。
血浆的成分
2.1、组织液、淋巴、血浆之间的成分是否完全相同?
血浆90%以上是水,其中包括蛋白质、脂质、糖类、盐类、激素、抗体和各种细胞代谢产物等;
讨论:
进行小组讨论,根据已学习的组织液、淋巴、血浆之间的循环流动关系,尝试分析淋巴和组织液的成分。
组织液是血浆经过毛细血管滤过而形成的,其中各种离子成分与血浆相同,也存在各种血浆蛋白,但其浓度明显低于血浆;
淋巴为组织液中的物质进入毛细淋巴管形成的,因此淋巴的成分与组织液类似,但与血浆相比,淋巴中水分的含量明显较多。
思考:
这些复杂化学成分,将会决定细胞外液有着怎样的理化性质?
以输液的生理盐水为例:
在输液时,为什么我们要使用浓度为0.9%NaCl溶液,而不是普通的水,也不是其他的浓度呢?
三、细胞外液的理化性质:
3.1、渗透压(770KPa):
三、细胞外液的理化性质:
概念:指溶液中溶质微粒对水的吸引力
大小:取决于溶液中溶质微粒的数目;溶质微粒越多,即溶液浓度越高,对水的吸引力越大,溶液渗透压越高:反之,溶液渗透压越低。
影响因素:主要与无机盐、蛋白质的含量有关。Na+在维持细胞外液渗透压上起决定性作用,K+在维持细胞内液渗透压上起决定作用。
关于等渗溶液:
指的是渗透量相当于血浆渗透量的溶液。
低于血浆渗透量的溶液称为低渗溶液,细胞在低渗溶液中可发生水肿,甚至破裂。
高于血浆渗透量的溶液称为高渗液,细胞在高渗溶液可发生脱水而皱缩。
关于组织水肿:
概念:组织水肿是指组织间隙中积累的组织液过多。
起因:血浆渗透压下降或组织液渗透压升高而导致水分过多地进入组织液。
小分子(水、葡萄糖、无机盐)
大分子(蛋白质)
毛细血管壁通透性
渗透压
渗透压
静脉回流
3.2、酸碱度(7.35-7.45):
血浆酸碱度的稳定主要由许多对缓冲物质进行调节,每一对缓冲物质都由一种弱酸和一种相应的强碱盐组成。
如H2C03/
NaHCO3
,
NaH2P04/Na2HP04
概念:指血浆内氢离子浓度的负对数值,一般以pH值作为指标
作用:主要表现在对神经肌肉组织兴奋性的影响
缓冲物质调节机理:
H2C03/
NaHCO3
1、说一说,这几张图片都在讲述什么?
2、为什么要保持体温?
3.3、温度(37°C):
(1)提高新陈代谢水平
(2)显著提高了快速运动的能力,有利于捕食和避敌
(3)减少了对外界环境的依赖性,扩大了分布区,可夜间活动,在寒冷地区生活
四、细胞与外界进行物质交换的途径
营养物质
代谢废物
外界液体环境
草履虫与外界进行物质交换:
人体细胞如何与外界进行物质交换?
思考与讨论:
人体与外界进行交换的物质有哪些?他们是分别通过那些途径进行的?
4.1.无机盐离子(如Na+和C1-)
直接来自于食物,不经过消化直接被吸收;
葡萄糖、氨基酸等物质主要来自于食物中的糖类和蛋白质,经过消化分解后被吸收。
(消化系统、循环系统)
4.2.细胞代谢CO2
产生的CO2会与H2O结合,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,再通过循环系统经呼吸系统排出体外。
(呼吸系统、循环系统)
4.3.人体具有体温调节机制以保持细胞外液温度的恒定。
(神经系统、内分泌系统、呼吸系统)
4.4.体内细胞产生的代谢废物
主要通过皮肤分泌汗液,形成并排出尿液和呼气这三条途径来排出。
(泌尿系统、呼吸系统)
1.细胞直接与内环境进行物质交换。
内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介
2.内环境与外界环境进行物质交换,需要体内各个系统的参与。
3.细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持
血细胞
组织细胞
淋巴
组织液
毛细血管壁细胞
5
6
毛细淋巴管壁细胞
组织液
血浆
淋巴
淋巴是淋巴细胞、吞噬细胞等的直接生活环境。
组织液是体内大多数细胞直接生活的环境。
体内细胞生活在细胞外液中。
C
C
C
B
课外拓展
1、用你自己的话讲一讲,人体细胞与外界环境的物质交换过程是如何完成的?
2、选择一种实际的表现形式来表达这种物质交换的过程。(如模型制作展示)