生物人教版(2019)选择性必修1 1.1细胞生活的环境（共58张ppt）

(共58张PPT)
选择性必修1《稳态与调节》知识结构
稳态与调节
人和动物生命活动的稳态与调节
植物生命活动的调节
生命活动的调节
内环境与稳态
神经调节
体液调节
免疫调节
第1节 细胞生活的环境
第1章 人体的内环境与稳态
The environment in which cells live
CONTENTS
目录
体内细胞生活在细胞外液中
细胞外液的成分
内环境的理化性质
1
2
3
细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
4
一、体内细胞生活在细胞外液中
PART.01
图1
图2
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。
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？
01
体内细胞生活在细胞外液中
体液
I.生物体内以水为基础的液体统称为体液。(教材P02)
体液
细胞
内液
细胞
外液
组织液
血浆
淋巴液等
存在于细胞内，约占2/3
存在于细胞外，约占1/3
体液：人体内以水为基础的液体，统称为体液。
不与外界相通
细胞内液：细胞质基质、线粒体基质、核液等等
细胞外液
体液：
(存在于细胞内，约占2/3)
(存在于细胞外，约占1/3)
细胞膜
为界限
淋巴液等
血浆
组织液
脑脊液、关节滑液
体液=人体的全部液体。
体内细胞生活在细胞外液中
1.血浆
血 液
血 浆
血细胞
纤维蛋白原
血 清
红细胞
白细胞
血小板
水
其它溶质
血浆是血细胞的直接生活环境
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
血液并不全是体液，这是因为血液中除了液体部分——血浆（占体重的4%～5%），还有大量的血细胞。
一、体内细胞生活在细胞外液中
纤维蛋白原主要由肝细胞
合成的、具有凝血功能的
蛋白质，是血浆中含量最
高的凝血因子。
红细胞：数量最多，具有运输氧的功能，还能运输一部分的二氧化碳
白细胞：数量较少，具有防御和保护作用
血小板：数量最少，体积小，形状不规则，具有止血和加速凝血的作用
拓展内容
血浆
白细胞、血小板
红细胞
2.组织液
血浆
由毛细血管壁渗出
组织液
大部分物质被重吸收
营养物质
代谢物质
绝大多数细胞都浸浴在组织液中
组织液是绝大多数细胞直接生活的环境
组织液大部分通过毛细血管静脉端（约90%）回收，少部分进入毛细淋巴管
一、体内细胞生活在细胞外液中
是存在于组织细胞间隙的液体，又叫组织间隙液。
3.淋巴液
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，是淋巴细胞直接生活的环境。淋巴细胞可以协助机体抵御疾病
组织液
由毛细淋巴管壁进入淋巴管
淋巴液
经淋巴结等器官汇入
血浆
为什么组织液和淋巴液之间是单向关系？
一、体内细胞生活在细胞外液中
对淋巴细胞和吞噬细胞来说，淋巴液就是它们直接说的环境。
体内细胞生活在细胞外液中
毛细淋巴管的结构
毛细淋巴管的结构模式图
末端封闭
内皮细胞
单向的活瓣
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。
淋巴管中的淋巴液最终通过淋巴循环汇入血浆
血浆、组织液和淋巴液之间的关系
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
一、体内细胞生活在细胞外液中
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，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入血浆中。
血浆、组织液和淋巴液之间的关系
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。
思考·讨论
血浆、组织液和淋巴液之间的关系
2.组织液、血浆和淋巴液之间有什么内在联系？
组织液
血浆
淋巴液
毛细血管静脉端
毛细淋 巴管壁
左右锁骨下静脉
（淋巴循环）
毛细血管动脉端
思考·讨论
思考·讨论
3.为什么说全身的细胞外液是一个有机整体？
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。
血浆、组织液和淋巴液之间的关系
血浆、组织液、淋巴液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。
内环境
1.概念
2.组成
由________构成的液体环境
细胞外液
由______、_______、_______等组成
3.适用范围
内环境的概念是对____________而言的，
__________和____没有所谓的内环境
血浆
组织液
淋巴液
多细胞动物
单细胞动物
植物
血浆、组织液和淋巴液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
4.作用
细胞内液不属于内环境，内环境与细胞外液是同一概念。
体内细胞生活在细胞外液中
眼泪、汗液、消化液、鼻涕、尿液等是细胞外液吗？是体液吗？
思考
外界环境
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。
说出以下细胞直接生活的环境
①血小板__________ ②肝细胞__________
③淋巴细胞__________
④毛细血管壁细胞______________
⑤毛细淋巴管壁细胞_____________
血浆
组织液
淋巴液、血浆
血浆和组织液
淋巴液和组织液
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
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
与生活的联系
二、细胞外液的成分
PART.02
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？
血浆的化学组成
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
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（如三酰甘油、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）
（尿素等）
（Ｏ２、ＣＯ２等）
（胰岛素、维生素等）
2.除表中所列成分外,血浆中还可能含有哪些物质？
还含有气体分子（主要是O2和CO2）、调节生命活动的各种激素、其他有机物（如维生素）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;
有些无机盐能维持细胞的酸碱平衡等。
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,经小肠线毛吸收后进入血液,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,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。
细胞外液的成分
①血浆中约90%为水，其余分别是：蛋白质（7%-9%）、无机盐（约1%）以及血液运输的其他物质，包括各种营养物质（如葡萄糖）、激素、各种代谢废物等。
②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。
③细胞外液类似于海水，反映了生命起源于海洋。
细胞外液（内环境）各成分的区别和联系
项目 血浆 组织液 淋巴液
成分来源 ①从消化道吸收而来；②从组织液中回渗而来；③淋巴液在左右锁骨下静脉汇入 ①血浆透过毛细血管壁；②组织液细胞代谢 ①组织液渗入毛细淋巴管②从消化道吸收而来
化学成分 营养物质，代谢废物，O2、CO2等气体，血浆蛋白、激素等 与血浆相比，蛋白质含量低
生活的细胞 各种血细胞 大多数体细胞 淋巴细胞和吞噬细胞等
联系 ①三者成分相似，实质是一种盐溶液②三者共同组成体内细胞生活的环境
三种环境成分的辨析
细胞内环境
组成：血浆、组织液、淋巴液等
营养物质：水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、维生素等。
细胞分泌物：抗体、神经递质、激素等。
代谢产物：CO2、尿素等。
外界环境
人的呼吸道、肺泡腔、消化道等是人体与外界相通的环境，属于外界环境
内环境
（细胞外液）
物质
细胞内液，不属于内环境的组分
思考
细胞外液的成分
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
总结：内环境中的化学物质判断方法
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、解旋酶等）
二看
是否是细胞膜上的成分， 如载体、受体等
是否是不能被人体吸收的物质， 如纤维素、麦芽糖等
是否是外界环境液体的成分，
如消化酶/消化液，汗液，泪液，尿液
三看
四看
①血浆蛋白 ②胰液 ③乳酸 ④解旋酶　⑤血红蛋白
⑥唾液淀粉酶 ⑦麦芽糖 ⑧原尿 ⑨RNA ⑩皮脂
以上成分不是人体细胞外液成分的有：
____________________________
②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
①淀粉 ②O2 ③ATP合成酶 ④糖被　⑤DNA ⑥胃蛋白酶 ⑦抗利尿激素 ⑧胆汁 ⑨性激素 ⑩H2CO3/HCO3-
以上是人体细胞外液成分的有：
_________________________________________
②⑦⑨⑩
胰液、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胆汁属于消化液
随讲随练
三、内环境的理化性质
PART.03
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？
理化性质：渗透压、酸碱度和温度
内环境的理化性质
（1）概念:
1. 渗透压
（ 在37℃时，人的血浆渗透压约770kPa，相当于细胞内液的渗透压 )
（3）影响渗透压大小的因素:血浆渗透压大小主要与 、
的含量有关。（P5）
（2）渗透压的大小：
溶质微粒数量 对水的吸引力 渗透压大小
越多
越少
越大
越大
越小
越小
无机盐
蛋白质
指溶液中溶质微粒对水的吸引力
取决于溶液中溶质微粒的数目
（主要是 ）
Na+和Cl-
细胞内液渗透压主要与K+有关
内环境的理化性质
1.为什么细胞外液中蛋白质的含量高于无机盐，但是细胞外液渗透压90%以上来源于Na+和Cl-？
虽然细胞外液中蛋白质的质量分数高于无机盐，但是蛋白质是大分子物质，其相对分子质量远大于无机盐的相对分子质量，
所以单位体积细胞外液中的Na+和Cl-的数目远高于蛋白质,
而渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目
思考
内环境的理化性质
2.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）？
3.还有没有其他等渗溶液？
4.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
内环境的理化性质
1．下列有关细胞外液渗透压的叙述中，不正确的是 (　　)
A．细胞外液渗透压的大小取决于细胞外液中溶质微粒的数目
B．细胞外液渗透压主要由Na＋和Cl－的浓度决定
C．血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关
D．人的血浆渗透压小于细胞内液的渗透压
D
2. 质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（ ）
A. 施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B. 质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C. 质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低
D. 1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
D
随讲随练
2.酸碱度（pH值）
血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质——缓冲物质HCO3-、H2CO3等，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，如H2CO3/NaHCO3 ,NaH2PO4/Na2HPO4
（ 7.35～7.45 ）
剧烈运动时，为何会肌肉酸痛？血浆的pH会明显降低吗？
血浆pH的稳定是内环境稳态的首要表现
1.当酸性物质增加时(如乳酸过多时）
乳酸 + NaHCO3——→乳酸钠+H2CO3
H2CO3——→H2O+CO2
2.当碱性物质增多时(如[Na2CO3])
Na2CO3 + H2CO3——→2NaHCO3
呼吸运动排出
肾脏排出
缓冲液的作用（以H2CO3/NaHCO3为例）
三者处于相对稳定状态是活细胞维持正常形态和功能的前提条件
3. 温度
37℃
细胞外液的温度一般维持在37℃左右，利于维持酶活性。
相对稳定，在适宜范围内有所变动。
三、内环境的理化性质
四、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
PART.04
血细胞
血浆
组织细胞
组织液
淋巴细胞等
淋巴液
内环境
外界环境
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。
细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
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
细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
内环境
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
外界环境
组织细胞
参与维持pH的HCO3-/H2CO3是怎样形成的？
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，发生了下列反应：H2CO3 H+和HCO3-
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
外界环境
通过讨论可以看出，内环境与外界环境的物质交换过程，需要体内各个系统的参与。例如，消化系统将营养物质摄入体内，呼吸系统吸入O2、排出CO2，泌尿系统把代谢废物、水和无机盐排出体外，循环系统把各种物质运输到机体的相应部位。机体的各个部分正常运行和协调一致，共同保证内环境与外界环境之间物质交换的顺利进行。
细胞和内环境之间也是相互影响、相互作用的。细胞不仅依赖于内环境，也参与了内环境的形成和维持。
【构建模型】请将人体、细胞、内环境、外环境填入相应位置
细胞
内环境
人体
外环境
内环境是体内细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
思考：①人体代谢所需的O2从外界环境到达组织细胞被利用，至少穿过几层生物膜？
②葡萄糖由外界环境进入人体组织细胞并被利用(葡萄糖分解成丙酮酸发生在细胞质基质)至少需穿过几层生物膜？
探究：物质跨膜层数
1.养料（如葡萄糖进入组织细胞）
转移途径：消化→吸收→血液循环→组织液→组织细胞
穿膜层数：进出小肠粘膜上皮细胞（2）+
进出毛细血管壁细胞（4）+
进入组织细胞（1）=7层
2.气体（如O2）
转移途径：肺泡→肺毛细血管→血液循环→毛细血管→组织液→组织细胞
穿膜层数：进出肺泡壁细胞（2）+
进毛细血管壁细胞（2）+
进出红细胞（2）+
出毛细血管壁细胞（2）+
进组织细胞（1）=9层
若被利用，则9+进线粒体（2）=11层
探究：物质跨膜层数
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。以下有关说法错误的是（ ）
A.水疱的成分中蛋白质的含量最高。
B.水疱主要是由血浆中的水大量渗出到组织液形成的。
C.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。
D.水疱的形成和消失说明内环境中物质是不断更新的。
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
A
2. 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
补充：
组织水肿
组织水肿是组织液增多造成的，属于内环境稳态失调。主要包括过敏反应、肾小球肾炎、营养不良以及毛细淋巴管阻塞等。
组织水肿
1.组织水肿的直接原因：
组织液增多
2.组织水肿的间接原因：
毛细血管管壁损伤，血浆蛋白流失
营养不良，
摄入蛋白质不足
肾小球肾炎，导致血浆蛋白通过尿液流失
血浆蛋白减少
血浆渗透压下降，水分向组织液渗透，而组织液回流减弱，组织液增多
组织水肿
1.组织水肿的直接原因：
组织液增多
2.组织水肿的间接原因：
毛细淋巴管受阻，蛋白质不能回流至淋巴管
局部组织细胞代谢旺盛，代谢产物增加
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
组织液中蛋白质等溶质微粒增加
组织液渗透压升高，
吸水，组织液增加
组织水肿
组织水肿
3．如图表示人体内的细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A．①②③分别代表血浆、淋巴液和
组织液，它们共同构成人体内环境
B．①②③的总量比细胞内液多
C．③和细胞内液之间通过毛细血管壁进行物质交换
D．当人体内蛋白质长期供应不足时，①处渗透压下降，③处的渗透压明显上升
A
4．如图为高等动物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．②只通过肺就能完成
C．细胞与内环境交换的④主要为养料和O2
D．⑥可表述为细胞可与外界环境直接进行物质交换
解析：①表示食物的消化吸收，通过消化系统才能完成，③表示代谢产物排出体外，通过泌尿系统或皮肤来完成，A错误；②表示O2进入内环境、CO2排出体外，需要通过呼吸系统才能完成，呼吸系统包括鼻、咽、喉、气管、支气管和肺等，B错误；④从内环境进入细胞，表示养料和O2，C正确；⑥可表述为细胞与外界环境通过内环境间接进行物质交换，D错误。答案：C
C
5．如图是淋巴液和另外三种体液之间相互关系的示意图。下列叙述错误的是(　　)
A．甲、乙、丙和淋巴液构成了内环境
B．生物体的内环境是细胞赖以生存的外部液体环境
C．乙、丙分别是组织液和血浆，一般情况下，甲内O2浓度最低
D．维持丙渗透压的物质主要是无机盐和蛋白质
解析：内环境主要由乙(组织液)、丙(血浆)和淋巴液组成，不包括甲(细胞内液)，A错误；生物体的内环境是组织细胞赖以生存的外部液体环境，B正确；乙、丙分别是组织液和血浆，一般情况下，甲内O2浓度最低，CO2浓度最高，C正确；丙是血浆，血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关，D正确。
答案：A
A