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1.1 细胞生活的环境
本节聚焦——
什么是内环境?
内环境具有哪些理化性质?
人体细胞如何与外界环境进行物质交换?
问
题
探
讨
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。
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?
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。
单细胞生物与外界环境的关系
营养物质
代谢废物
外界环境
单细胞生物直接与外界环境进行物质和能量的交换。
即直接从水中获得养料和O2,并把代谢废物直接排入水中。
这些细胞直接生活的环境是什么呢?
组成我们躯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
比如血细胞的生活环境
血浆
血细胞
白细胞
红细胞
血浆是血细胞直接生活的环境。
血细胞究竟是生活在血液还是血浆中呢?
血液离心
会分层
:是血液的液体成分。
血液=
血浆+血细胞
血小板
口腔细胞
神经细胞
胰岛细胞
除此以外还有许多,如肌肉细胞,脑细胞等。这些细胞可以进一步构成组织或器官。所以,我们把这些细胞统称为:
组织细胞:
生活在哪里呢?
思考:细胞与细胞之间有没有间隙?
(有)
既然有,这部分是空的还是有液体存在?
组织液(又叫组织间隙液)
组织液是组织细胞直接生活的环境
组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境
淋巴细胞、吞噬细胞等
淋巴液(简称淋巴)
淋巴管
淋巴管里有没有液体?
称为什么?
淋巴管里有没有细胞呢?如果有,
有哪些?
淋巴是淋巴细胞等直接生活的环境
血浆
组织液
淋巴(液)
(血管中)
(淋巴管中)
细胞
外液
体液:人体内含有的大量以水为基础的液体。
(组织细胞间隙中)
一.体内细胞生活在细胞外液中
回忆:细胞中含量最多的化合物是什么
细胞内也含有以水为基础的液体,称为________
细胞内液
思考·讨论
血浆、组织液和淋巴液之间的关系
如何判断毛细血管和毛细淋巴管?
毛细淋巴管有一端是封闭的盲端
毛细血管
血浆
毛细淋巴管
淋巴
组织细胞
组织液
动
脉
端
静
脉
端
内环境关系图
血浆
组织液
淋巴
细胞内液
二、血浆、组织液和淋巴之间的关系
能否用文字和箭头表示三者之间的关系
注意单、双向箭头
毛细血管壁细胞
毛细血管壁细胞
毛细淋巴管壁细胞
淋巴循环
体液之间的关系图
淋巴最终通过淋巴循环汇入血浆,那么在汇入过程
中,淋巴细胞是否也会进入血浆呢?
会
由左右锁骨下静脉汇入
淋巴循环的意义
(1)淋巴循环是血液循环的辅助途径,它可以调节血浆和组织液之间的平衡。
说明:毛细淋巴管可以回收渗入组织液的血浆蛋白等物质,这些物质一旦进入毛细淋巴管就不再回渗到组织液中。
(2)淋巴液中混悬着大量的淋巴细胞和吞噬细胞等,可以协助机体抵御疾病。
内环境
=
细胞外液
=
血浆+组织液+淋巴
内环境与细胞外液是同一概念。从细胞角度看——细胞外液; 从人体角度看——内环境
注意:
主要包括组织液、血浆和淋巴,但不是就只有这三种。例如,脑脊液也属于内环境组成成分
脑脊液 是充满于脑室系统中
的无色透明液体,其功能相当于淋巴液,对中枢神经系统起缓冲、保护、运输营养、代谢产物以及维持正常颅压的作用
为了区别于个体生活的外部环境,人们把
由细胞外液构成的液体环境称内环境。
由于他们所在器官都直接与外界环境相通,因此泪液、消化液等不是细胞外液,
(2)泪液、汗液、尿液、消化液是人体内的体液吗?如果是,是细胞内液还是细胞外液?
呼吸道、消化道、生殖道、肺泡腔、泪腺等
因此发生在这些场所的化学反应都不属于在内环
境中进行的。
(1)单细胞有没有内环境?
内环境属于多细胞动物的一个概念,单细胞生物无所谓内环境。
也不是细胞内液。
知识加油站
1.请判断下列哪些液体不属于体液,并说明理由。①小肠腔内的消化液 ②膀胱内的尿液 ③汗液 ④泪液 ⑤大脑细胞间隙的液体 ⑥毛细淋巴管内的淋巴液 ⑦毛细血管内的血液
即时巩固
2.下列各项中,能看作是进入内环境的是( )
A 精子进入输卵管与卵细胞受精
B 牛奶喝进胃中
C 注射胰岛素
D 血液中的氧进入组织细胞中
考试中经常会考某物质是否进入了内环境,该类型
题目解题方法:
看该物质有没有进入血浆、组织液、
或者淋巴。
C
组织细胞
生活的环境
血细胞
毛细血管壁细胞
毛细淋巴管壁细胞
组织液
淋巴
血浆
细胞名称
各类细胞生存的具体环境
淋巴细胞
1.红细胞中的02进入肌肉细胞被利用至少穿过
几层膜呢?
拓展
(穿膜层数计算)
线粒体
02
解题方法(画图)
1
2
1
2
(6层)
三.细胞外液的成分(血浆为例)
1、你能对表中物质归归类吗?
可分为无机物和有机物。
2、除表中所列成分外,血浆中还含哪些物质?
还含有气体分子(主要是氧气和二氧化碳)、调节生命活动的各种激素、其他有机物(如维生素)等;
资料分析与讨论
[图1-2 血浆的主要成分]
血浆的化学成分
血浆
营养物质
代谢废物
气 体
调节物质
(葡萄糖、脂肪酸、甘油、氨基酸、维生素等)
(尿素、氨等)
(O2、CO2等)
(胰岛素等激素,神经递质,抗体等)
血浆蛋白
水
蛋白质
无机盐
血浆的化学成分
三种细胞外液成分的关系:
三.细胞外液的成分
细胞外液本质上是一种盐溶液,类似于海水
相似性:成分含量相近;
*区别:组织液和淋巴中,
蛋白质含量比血浆的更少
小知识:血浆中含有较多的蛋白质是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很难透过毛细血管壁进入组织液。
如何判断某物质或结构是否属于内环境的
成分?
1、确定该成分是否存在于血浆、组织液与淋巴中,凡是存在于细胞外液中的一切物质:包括水、气体、营养物质、代谢废物(尿素、乳酸)激素、抗体、神经递质等均可看做内环境成分
2、以下成分不属于内环境成分
①一切与外界相通的管腔(如消化道、呼吸道尿道)中的液体:如泪液、汗液、尿液、消化液等)属外界环境液体,不是内环境成分
②细胞以及存在于细胞内或细胞膜上的成分:如血红蛋白、DNA、胞内酶(如呼吸酶)、糖蛋白、载体等
D
区别于血浆蛋白
即时巩固
下列化合物或结构中全是内环境成分的是( )
A.O2、CO2、血红蛋白、H+
B.H2O2 酶、抗体、H2O、红细胞
C.纤维蛋白原、Ca2+、载体
D.Na+、HPO42-、葡萄糖、氨基酸
分析下列3幅图中细胞质浓度与细胞
外液浓度之间的大小关系:
低渗溶液
高渗溶液
等渗溶液
水分渗透的方向:
低浓度溶液 高浓度溶液
四.内环境的理化性质
渗透压的概念
是指溶液中溶质微粒对水的吸引力
渗透压的大小
取决于单位体积溶液中溶质微粒数目
溶质微
粒越多
溶液
浓度高
对水的吸引力越大
渗透压
越高
影响血浆渗透压的因素
主要与离子和蛋白质的含量有关。
——渗透压
注:指的是摩尔浓度
比如:同摩尔浓度的葡萄糖与蔗糖溶液
细胞外液渗透压90%以上来源于Na+和Cl-
(知识剖析:单位体积细胞外液中Na+和Cl-的微粒数远多于其他物质,即使在含有较多蛋白质的血浆中也是如此,故细胞外液渗透压主要源于Na+和Cl-)
四.内环境的理化性质
查看血浆化学组成表。在组成血浆的离子中,哪些离子的含量较多?它们可能起什么作用?
(770KPa)
——渗透压
Na+、Cl-含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压
组织水肿——组织液在组织间隙积聚引起局部或全身肿胀的病症.*水肿产生的常见原因1.淋巴回流障碍3.毛细血管通透性增大2.血浆渗透压下降过敏反应释放的组织胺增加通透性,使血浆蛋白进入组织液,使组织液浓度升高,吸水造成水肿营养不良肾脏疾病血浆蛋白减少组织液中部分蛋白质不能回流到毛细淋巴管使组织液浓度升高4.组织细胞代谢异常旺盛代谢产物增加,导致组织液浓度升高,吸水造成水肿 即时巩固
毛细淋巴管的管壁比毛细血管壁薄,通透性高,其一端是盲端,盲端的内皮细胞像鱼鳞一样相互覆盖,形成了叠瓦状开口,如图所示。毛细淋巴管内的液体是淋巴液,对于内环境稳态的维持至关重要。下列说法错误的是( )
A. 淋巴细胞生活的内环境是淋巴液、血浆及组织液
B. 淋巴液中蛋白质含量明显少于血浆、组织液
C. 叠瓦状开口保证了组织液进入淋巴管后不再倒流
D. 淋巴回流受阻会引起组织水肿
B
1
(1)正常人血浆pH为7.35~7.45
(2)血浆pH调节:
(HCO3-、H2CO3等离子)
H2CO3 /NaHCO3; NaH2PO4 / Na2HPO4
主要缓冲物质:
四.内环境的理化性质
——酸碱度
课后查阅资料,解决问题:
内环境中酸碱度如何维持动态平衡?
* 、 和
是细胞外液理化性质的三个主要方面。
内环境的理化性质一般能维持在相对稳定的状态
人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右。
不同人的体温比较:幼年>成年>老年
女性>男性
渗透压
酸碱度
温度
在适宜范围内有所变动
四.内环境的理化性质
——温度
P5思考与讨论提示:
2.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。
1.Na+和Cl-直接来自于食物,不需要经过消化可以直接被吸收。葡萄糖、氨基酸等物质主要来自于食物中的糖类和蛋白质,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。上述物质在小肠内经主动运输进入小肠绒毛内的毛细血管中,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。
(O2如何进入内环境的呢?)
3.体内细胞产生的代谢废物主要通过泌尿系统形成、排出尿液、呼吸系统的呼气和皮肤分泌汗液,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,血浆中的尿素主要通过肾脏形成的尿
液排出体外。血浆中的CO2进入肺泡周围的毛细血管,由于血液中的CO2分压大于肺泡中CO2的分压,CO2就从血液中向肺泡扩散,再通过呼气运动将其排出体外。
外界环境 内环境 细胞
内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
外界环境中的物质
体 内 细 胞
营养物质
O2
水、无机盐、尿素等
CO2、H2O
内环境
循 环 系 统
血液循环
淋巴循环
组 织 液
血浆
淋巴
营养物质、O2
代谢废物、CO2
消化系统
呼吸系统
皮肤、泌尿系统
为什么说细胞通过内环境与外界环境进行物质交换?
直接参与物质交换的四大系统及一个器官:
呼吸、消化、循环、泌尿;皮肤
*
要注意泌尿系统有重吸收现象
泌尿系统
肾单位
肾小体
肾小管
肾小球
肾小囊
血液流经肾小球,从血浆中过滤出一些基本不含蛋白质和血细胞的滤液到肾小囊腔中,称为原尿。原尿流经肾小管和集合管,在肾小管和集合管处,99%的水、全部葡萄糖和部分无机盐等被重吸收,剩下少量水和无机盐以及代谢废物(如尿素)形成终尿。
(过滤血浆)
(重吸收)
即时巩固
想一想:
外界O2经过呼吸系统进入人体组织细胞被利用掉,需要穿过几层生物膜?
再想想:
CO2不从组织液进入组织细胞的原因?
即时巩固
如图为人体体液物质交换示意图,正确的叙述是( )
①A、B、C依次为淋巴、血浆、组织液
②乙酰胆碱(递质)可以存在于B中
③D中的蛋白质含量相对较高
④正常情况下,蛋白质水解酶不会存在于A中
A.②③ B.②④ C.①②③ D.②③④
B
课堂小结