(共43张PPT)
第一章
人体的内环境与稳态
第1节
细胞生活的环境
无论是在炎炎夏日进行户外作业的工人、农民,还是在冰天雪地的南极进行考察的科学家,他们的体温都是37℃左右,这是为什么?
严重腹泻时,需要及时补充水分和盐分,这又是为什么?
在外界环境发生剧烈变化的情况下,
人体仍能通过自身的调节作用,维持内环
境的相对稳定,从而使体内的细胞拥有稳
定而适宜的生活条件。
一、细胞生活的环境
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。
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。
若将血细胞置于草履虫生活的水环境中,血细胞会出现吸水膨胀直至破裂的现象。
红细胞
白细胞
图1所示细胞为人体血液中的血细胞,包括红细胞、白细胞等;
图2所示细胞为单细胞动物草履虫。
血细胞生活在血浆中。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,并不直接与外界进行物质交换;而草履虫直接生活在外界环境中。与外界环境相比,血浆的理化性质更为稳定,如温度基本恒定。
2.
若将图1所示的细胞置于2图所示细胞的生活环境中,会发生什么变化?
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。
一、细胞生活的环境
1.单细胞生物直接生活在水环境中。
2.多细胞生物的细胞生活在内环境中。
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。
二、体内细胞生活在细胞外液中
1.
体液
体液包括细胞内液(约占2/3)和细胞外液(约占1/3),细胞外液存在于细胞外,包括组织液、血浆、淋巴等。
体液:人体内以水为基础的液体,统称为体液。
二、体内细胞生活在细胞外液中
下列属于人体细胞外液的是(
)
A.膀胱内的尿液
B.肺泡腔内的气体
C.小肠腔内的消化液
D.大脑细胞间隙的液体
D
随讲随练
二、体内细胞生活在细胞外液中
特别提醒
1.
人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺、汗腺、尿道等有孔道与外界环境相通,属于外界环境,故其中的液体如消化液、泪液、汗液、尿液、关节液、体腔液等不是体液,不属于细胞外液。
2.
细胞内部的液体,例如细胞质基质、线粒体基质、细胞液等,属于细胞内液,也属于体液,但是不属于细胞外液。
二、体内细胞生活在细胞外液中
血浆:血液中除了血细胞以外的液体部分,其中化学成分复杂,有上千种。
血浆是血细胞直接生活的环境
红细胞
血浆
二、体内细胞生活在细胞外液中
(组织间隙液)
组织细胞
组织液
细胞不能通过
组织液:存在于组织细胞间隙的液体
血浆通过毛细血管壁(动脉端)渗出到细胞间隙——组织液的主要来源。
组织液大部分通过毛细血管壁静脉端(约90%)回收,少部分进入淋巴管。
绝大多数细胞浸浴在组织液中,因此组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境。
二、体内细胞生活在细胞外液中
毛细淋巴管由单层细胞构成,其末端(盲端)允许组织液流入毛细淋巴管,不允许倒流。
淋巴管中的淋巴液最终通过淋巴循环汇入血浆。
淋巴液是淋巴细胞等细胞直接生活的环境。
淋巴液
盲端
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。
二、体内细胞生活在细胞外液中
毛细血管壁细胞的直接生活环境是
和
;
毛细淋巴管壁细胞的直接生活环境是
和
。
组织液
血浆
淋巴
组织液
二、体内细胞生活在细胞外液中
观察下图,回答下列问题。
1.
为什么说细胞外液是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?
思考·讨论
血浆、组织液、淋巴液之间的关系
3.
为什么说全身的细胞外液是一个有机的整体?
请依据下图绘制出能反映三者联系的模式图
(用文字和箭头表示)。
二、体内细胞生活在细胞外液中
1、【提示】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。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。所以说,细胞外液是体内细胞直接生活的环境。
2、【答案】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,形成淋巴液,淋巴液经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇人血浆。
组织液、血浆和淋巴的关系
淋巴液
组织液
血浆
毛细血管壁
淋巴循环
毛细淋巴管壁
二、体内细胞生活在细胞外液中
3.为什么说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。
它们之间的关系如上图所示。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
通过毛细血管壁渗出
大部分被重新吸收回血浆
小部分进入毛细淋巴管
经左右锁骨下的静脉汇入血浆
4.
内环境
二、体内细胞生活在细胞外液中
由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。
想一想:人体的尿液、泪液、胃肠道内的消化液是否属于内环境?
尿液、泪液、胃肠道内的消化液等不属于内环境
细胞内液不属于内环境,内环境与细胞外液是同一概念。
三、细胞外液的成分
假如将你身体的一个细胞或一块组织拿到体外,如果不提供特殊的环境条件,它很快就会死亡。而在内环境中,体内细胞却能正常地生活。
内环境里含有哪些成分呢?
三、细胞外液的成分
血浆的成分复杂,主要为水。科学家用化学的方法,测得人体血浆中部分成分的含量如下表。
思考·讨论
血浆的化学成分
成分
含量
丙氨酸氨基转移酶
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
2.8~7.2μmol/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
140~271U/L
三酰甘油
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
0.73~1.06mol/L
血清铁
11~30μmol/L
氯
99~110mmol/L
碳酸氢盐
22~28U/L
总CO2
21~31.3mmol/L
讨论1.
血浆中这么多物质,你能将它们归归类吗?
2.
除表中所列成分外,血浆中还可能含有哪些物质?
3.回忆所学知识,你能说出其中哪些物质在人体中的作用?
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。
注:U表示酶的活力单位。
三、细胞外液的成分
1、血浆化学组成
(水、无机盐)
(蛋白质、葡萄糖、脂质等)
无机物
有机物
其他
代谢废物
(尿素等)
气体
(O2、CO2等)
调节物质
(激素、抗体、维生素等)
营养物质:
代谢废物:二氧化碳、尿素
其他物质:激素、抗体、乳酸、血浆蛋白
(血清白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原)
葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、
水、无机盐、氧气
血浆化学组成
三、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?
各种激素、维生素、O2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?
葡糖糖是人体主要的能源物质;
蛋白质是生命活动的主要承担者;
三酰甘油是储备的能源物质;
无机盐能够调节人体生命活动等。
三、细胞外液的成分
4.
从葡萄糖,甘油三酯,尿素,钠中任选其中一种成分,分析它的来源和去路,并说明这与人体的哪些系统有关。
例如:
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,葡萄糖主要用于氧化分解放能,最终生成二氧化碳和水,并排入内环境中。
二氧化碳通过血液循环被运输到肺,通过呼吸系统排出体外,而多余的水主要在肾脏通过泌尿系统形成尿液排出体外。
1.
血浆中约90%为水,其余10%分别是:蛋白质,无机盐以及血液运输的其他物质。
三、细胞外液的成分
2.
组织液、淋巴液的成分和各成分的含量和血浆的相近。
3.
血浆中蛋白质含量较多,而组织液和淋巴液中蛋白质含量很少。
注意:
这里的百分数是质量分数
知识拓展:
为什么血浆中的蛋白质比组织液和淋巴液中的多?
因为毛细血管壁的单层细胞的细胞膜具有选择透过性,一般情况下大分子物质(如蛋白质)很难透过毛细血管壁进入组织液。
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
随讲随练
不属于内环境的成分:
1.
细胞内的物质:如载体蛋白、呼吸酶、血红蛋白等;
2.
细胞膜上的物质:如载体蛋白等;
3.
与外界相通的结构中的液体:如尿液、泪液、汗液、消化液等;
4.
体腔液、关节液在体内但不在细胞间,不为组织细胞提供物质交换,不属于内环境。
总结:
四、内环境的理化性质
将血液中的红细胞放在清水或浓度很低的溶液中,细胞会由于吸水过多而破裂;将红细胞放在浓度较高的溶液中,红细胞会由于过多失水而死亡。此外,在过酸、过碱或温度过高、过低等条件下,细胞也不能正常生活。
在细胞外液中细胞会出现这样的情况吗?
1、理化性质:主要包括渗透压、酸碱度和温度
四、内环境的理化性质
(1)渗透压的概念:
简单地说,是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
(2)渗透压的大小:
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;反过来,溶质微粒越少,即溶液浓度越低,对水的吸引力越小,溶液渗透压越低。
(3)影响渗透压大小的因素:
主要与无机盐,蛋白质的含量有关;血浆渗透压90%以上来源于Na+和Cl-
。
2.
渗透压
(与物质的量浓度有关)
在37℃时,人的血浆渗透压约为770KPa,相当于细胞内液的渗透压。
1.
为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)?
2.
还有没有其他等渗溶液?
3.
甘露醇是临床抢救特别是脑部疾患抢救常用的一种药,甘露醇进入体内后能提高血浆渗透压,使组织脱水,可降低颅内压和眼内压,从此描述来看,甘露醇属于____(低渗/高渗)溶液;
生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液,溶液渗透压与细胞外液的渗透压大致相等,是血浆的等渗溶液,注射等渗溶液不会引起血浆等细胞外液渗透压的改变,减少对细胞的影响。
质量分数为5%的葡萄糖溶液
高渗
思考
四、内环境的理化性质
3.
酸碱度
血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质——缓冲物质,每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成的,例如:
H2CO3/NaHCO3
,
NaH2PO4/Na2HPO4
(
正常人的血浆近中性,pH为7.35~7.45。
)
四、内环境的理化性质
a.当酸性物质增加时,如乳酸(HL)过多时:
HL
+
NaHCO3
NaL
+H2CO3
H2CO3
H2O+CO2
b.当碱性物质增多时,如Na2CO3
Na2CO3
+
H2CO3
2NaHCO3
缓冲对的作用(以H2CO3/NaHCO3为例)
教材P6拓展应用
4.
温度
人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右。
四、内环境的理化性质
3.
酸碱度
注意:
内环境的理化性质主要为渗透压、酸碱度和温度。内环境的理化性质不是恒定不变的,只是一个想对稳定的状态。
五、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
细胞作为一个开放的系统,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。
内环境又是如何与外界环境进行物质交换的呢?
结合消化、呼吸、循环、排泄等知识,讨论:
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?
参与维持pH的HCO3-/H2CO3是怎样形成的?
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?
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。
五、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
内环境
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?
消化系统
食物
循环系统
组织液
淋巴液
血浆
空气
呼吸系统
外环境
组织细胞
外界环境通过系统和内环境向组织细胞运送有用物质
五、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
2.
参与维持pH的HCO3-是怎样形成的?
细胞代谢产生的CO2与H2O结合,在碳酸酐酶作用下,发生下列反应:
CO2+H2O
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。
五、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
3.
体内细胞产生的代谢废物(如尿素和二氧化碳),是通过哪些器官排到体外的?
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
外环境
组织细胞通过内环境和系统排出无用物质
五、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
五、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
体
内
细
胞
食
物
消化系统
O2
呼吸系统
皮肤、泌尿系统
尿素等
CO2
内环境
循
环
系
统
血液循环
淋巴循环
组
织
液
血浆
淋巴
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。
五、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。
总结:
五、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
思考:O2从外界进入线粒体被利用,总共跨几层膜?
11层
(1)转移途径:肺泡→肺泡壁细胞→肺部毛细血管→血液循环→毛细血管
→组织液→组织细胞。
(2)穿膜层数: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)=9层;
若被利用,加进入线粒体(2层)=11层。
(3)相关系统:呼吸系统、循环系统。
拓展内容:渗透压异常病实例-组织水肿
组织水肿
血浆渗透压下降
组织液渗透压升高
血浆蛋白减少
①严重营养不良
②肝功能受损
③肾小球肾炎
代谢产物增加
组织液蛋白质增多
淋巴液形成受阻
④局部组织细胞代谢旺盛
⑤过敏反应
⑥局部损伤
⑦毛细淋巴管阻塞
摩擦产生空隙
角
质
层
组织细胞
组织液
组
织
液
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
随讲随练
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)
趣味思考
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。(
)
练习与应用
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
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】肺、小肠等、肾
(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】营养物质的吸收
(3)
②表示什么过程?
【答案】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。
练习与应用
谢谢
让课堂绽放魅力
让教育更加美好