细胞生活的环境

(共37张PPT)
2009年12月29日，“黑河好八连”的战士在哨位上站岗执勤。当日，地处中俄边境的黑龙江黑河市气温是零下35℃ 。
2004年7月28日下午3时，天气闷热难当。重钢股份公司炼钢厂炼钢炉前温度起码超过100℃
人无论是在冰天雪地还是在炼钢炉前体温都是37℃左右，这是为什么？
大量出汗或严重腹泻时，需要及时补充含盐的水，这又是为什么？
第1节 细胞生活的环境
问题探讨
（1）细胞名称？
（2）它生活在什么样的环境中？
（3）细胞与它所生活环境之间有何关系？
草履虫
养料、氧气
代谢废物
外界水环境
（1）细胞名称？
（2）生活在什么样的环境中？
（3）细胞与它所生活环境之间有何关系？
血细胞
血浆
养料、氧气
代谢废物
问题探讨
相同之处：都是液体环境
不同之处是：草履虫直接生活在外界环境中；血细胞生活在生物体内的血浆中。
问题探讨
草履虫和血细胞的生活环境有何异同？
1、体液——人体体内都含有大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液。
体液
细胞内液
（存在于细胞内，约占2/3 ）
细胞外液
（存在于细胞外，约占1/3）
组织液
血浆
淋巴等
一、体内细胞生活在细胞外液中
什么是体液？体液的成分和组成是什么？
　 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。
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
细胞外液的三种主要液体
细胞
外液 不同点
相同点
存在部位和组织 含有
细胞种类 与细胞的关系
血浆
组织液
淋巴
血管中
血液
红细胞
白细胞
血小板
一般组织
组织细胞
淋巴管
淋巴细胞
吞噬细胞
细胞外液是细胞直接生活的环境
都属于细胞外液，共同构成人体内环境，基本的化学成分相同。组织液和淋巴的化学成分最相近。
2、血浆、组织液、淋巴之间的关系
CO2和代谢废物
血浆
组织液
淋巴
双向渗透
组织细胞
O2和营养物质
单向渗透
淋巴循环
血浆、组织液、淋巴之间的关系
相对于生物体生活的外界环境而言，由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。
内环境与细胞外液是同一概念。内环境是相对于外界环境提出，细胞外液是相对于动物和人的细胞内液提出的。
主要包括组织液、血浆和淋巴，但不是说就只有这三种。例如，脑脊液也属于内环境组成成分。
人的呼吸道、肺泡腔、消化道等属于人体与外界相通的环境，因而汗液、尿液、消化液、泪液等液体不属于内环境的组成。
3、内环境概念的内涵
二、细胞外液的成分
成 分 含 量(%) 成 分 含 量(%)
水 90.7 卵磷脂 0.2
血清白蛋白 4.4　 胆固醇 0.22
血清球蛋白 2.1 Na＋ 0.38
纤维蛋白原 0.4 K ＋ 0.02
氨基酸氮 0.005 Ca2＋ 0.01
尿素氮 0.012 Mg2＋ 0.0035
其他非蛋白氮 0.025 Fe 2＋ 0.0001
葡萄糖 0.08 Cl－ 0.36
乳酸 0.025 HPO42－ 0.01
各种脂肪酸 0.38 SO42 － 0.001
脂肪 0.14 HCO3－ 0.17
蛋白质
无机盐离子
脂质
脂质
1.如何将表中物质按化学性质进行归类？
4. HCO3－ HPO42－ 可能起什么作用？
表中的化学物质可分为无机物和有机物。
3.在组成血浆的离子中，哪些离子的含量较多？可能起什么作用？
2.除表中所列成分外，血浆中还可能含有哪些物质？
Na+、Cl-含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。
维持血浆的酸碱平衡。
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。
思考：白细胞、呼吸酶、血红蛋白是否属于细胞外液的成分？
血浆的化学成分
血浆
营养物质
代谢废物
气　　体
调节物质
（水、无机盐、蛋白质、葡萄糖等）
（尿素等）
（Ｏ２、ＣＯ２等）
（胰岛素等）
注意：组织液、淋巴的成分与血浆大体相同，但血浆中的蛋白质含量较多，淋巴和组织液中蛋白质的含量较少。
包含这些化学成分的细胞外液具有怎样的理化性质呢？
1、渗透压——指溶液中溶质微粒对水的吸引力。溶液浓度大，溶质多，对水的吸引力就大，渗透压就高，反之渗透压就低。
人的血浆渗透压约为770kPa，主要与无机盐、蛋白质的含量有关。
2、酸碱度——血浆的pH为7.35~7.45。
3、温度——人体细胞外液温度一般维持在37℃左右。
4、无机盐在细胞外液中的作用
①维持细胞外液渗透压：Na+、Cl-是维持细胞外液渗透压的主要离子。
②维持细胞外液的酸碱平衡：HCO3-、HPO42-
三、细胞外液的理化性质
思考？
生理盐水的浓度是多少？医生给别人输液时为什么必须使用生理盐水？
哺乳动物的生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液，它是血浆的等渗溶液。
溶液的质量分数低于0.9%，组织细胞会吸水
溶液的质量分数高于0.9%，组织细胞会失水
四、内环境是细胞与外环境进行物质交换的媒介
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。
主要与呼吸系统有关。
细胞外液
细胞
外界
环境
内环境
组织液
血浆
淋巴
细胞外
（内环境）
内环境是细胞与外界环境 进行物质交换的媒介
体外
内环境
体外
细胞
体外
体外
呼吸系统
消化系统
泌尿系统
皮 肤
营养物质
营养物质
代谢废物
O2
CO2
代谢废物
代谢废物
O2
CO2
重吸收
B
A
C
D
练一练
1、对内环境的论述正确的是( )
A、内环境指的是人体内的体液
B、内环境指的是细胞外液
C、内环境指的是细胞内液
D、内环境指的是组织液、血液和淋巴
B
2、下列属于哺乳动物和人的内环境的是( )
A、肺泡腔内的气体 B、小肠腔内的消化液
C、心室腔内的血浆 D、膀胱腔内的尿液
3、在下列物质中，不属于人体内环境组织成分的是( )
A、血红蛋白 B、葡萄糖
C、二氧化碳和氧 D、氨基酸
C
A
C
D
4、人体内环境中，与组织液成分最接近的液体是 （ ）
A 、血液 B 、血浆
C 、淋巴 D 、原尿
5、打吊针时，常配以0.9％的生理盐水，其
目的主要是（ ）
A、供给全面营养 B、供能
C、供给水 D、维持细胞的渗透压
6.下图为人体内细胞与内环境之间物质交换的示意图，据图分析：
（1）毛细血管壁细胞具体的内环境是 。（填标号）
（2）某人喝入大量的食醋后是否会引起内环境中的pH值明显下降？ ，原因是图中标号 内存在着 物质。
（3）某人皮肤烫伤后，出现了水泡，该水泡内的液体主要是指图中的标号 。
②和③
不会
缓冲
②
③
作业
课本P6：基础题
模块作业本：第一节细胞生活的环境
QQ: 215755991
Email: wangjianbio@普通高中课程标准实验教科书—必修3［人教版］
第1章 人体的内环境与稳态
第1节 细胞生活的环境
王　健 （江苏省兴化中学　225700）
设计思路：
《细胞生活的环境》包括体细胞生活在细胞外液中、细胞外液的成分、细胞外液的渗透压和酸碱度、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介等内容。这些内容，是课程标准所规定的“说明稳态的生理意义”的基础。本节课整体设计思路是“情景导入→问题探讨→合作探究→交流讨论→分析小结→拓展评价”。
本章的引入是利用教材提供的章题图来完成。通过启发学生观察章题图、思考图中内容与本章内容的关系，激发学生学习本章的兴趣。同时通过图片还可以使学生感受到边防战士、炼钢工人、抗洪抢险战士工作环境的恶劣，体会他们工作的艰苦，认识他们工作的重要性，这也是一种人文精神的渗透。本节的引入可以利用教材提供的“问题探讨”来完成。问题探讨中人体血细胞、草履虫的图片，可以启发学生比较两者生活环境的异同，引出体内细胞生活的环境 ──内环境。
“体内细胞生活在细胞外液中”包含体液和内环境两个概念。在组织教学时先从简单的体液的概念入手，再通过多媒体动态演示组织液、血浆、淋巴液之间的关系揭示细胞外液是一个有机的整体，从而逐步深入使学生理解内环境的概念。最后通过“内环境与外界环境有哪些差别？”这样的问题，引出细胞外液的组成和理化特性的内容。
“细胞外液的成分”是学习细胞外液的渗透压和酸碱度等内容的基础。这部分教学过程是以血浆的化学成分为例进行探讨。围绕这个资料分析，让学生进行讨论。教师适当引导，让学生逐步理解知识要点。教材在这部分内容最后总结“细胞外液是一种盐溶液，类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。”这样，就在“内环境”和“生物进化”这两个核心概念之间建立了联系。
“细胞外液的渗透压、酸碱度和温度”是内环境理化性质的三个主要方面。渗透压的概念比较难理解，教学时采取了先复习渗透作用再引入渗透压的概念，并且结合旁栏思考题，引导学生与日常生活经验相联系；pH的概念和内环境的温度特点比较好理解，教学时简单提一下即可。
内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介，细胞与内环境之间进行物质交换的内容比较好理解。内环境如何与外界环境进行物质交换的内容，则比较复杂。教学设计是围绕思考与讨论活动，引导学生联系初中所学过的知识，通过“思考与讨论”得到答案。本节教材正文之后，还安排了与内环境如何与外界环境进行物质交换有关的技能训练，具体安排是把它作为一项任务布置给学生，要求每一位学生利用课下的时间独立完成。让学生通过这个活动，既练习、领悟构建模型的方法，又进一步理解有关知识内容。
教学目标：
［知识方面］
1．描述内环境的组成和理化性质。
2．说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
［情感态度与价值观方面］
关注维持内环境稳态与健康的关系。
［能力方面］
尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。
教学重点和难点：
［教学重点］
1．内环境的组成和理化性质。
2．内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
［教学难点］
1．内环境的理化性质。
2．内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
教学方法：
直观教学法、谈话法、讨论法、自主探究法。
教具准备：
1．投影仪
2．多媒体课件
课时安排：
１课时
教学过程：
［导入新课］
师：同学们好！在开始今天新的一章内容学习之前先请大家看几幅图片，并思考以下问题。
课件展示：他们的生活环境有什么特点？
（播放图片，学生观看并思考）
师：有谁能回答这个问题？
生1：边防战士生活环境寒冷，炼钢工人生活环境炎热，抗洪抢险战士可能会面临高温，缺干净水的恶劣生活环境。
师：还有同学来补充一下吗？
生2：抗洪抢险战士生活环境中蚊虫多，细菌等微生物也多，战士们容易患病。
……
师:很好,前面所看到的恶劣环境对人体健康有何影响 在寒冷或炎热环境中人体是如何维持体温的 大量出汗时,需要及时补充含盐的水,比如喝电解质饮料,这又是为什么 ——人体必须维持内环境的稳态。
什么是内环境？什么是稳态？如何来维持内环境的稳态？这就是本章所学习的主要内容。下面我们先来学习第1节！
［推进新课］
板 书：
第1节 细胞生活的环境
师：同学们阅读课本P2问题探讨，思考并讨论。
课件展示：
讨论1：图1和图2各是什么细胞？请说出细胞的名称。
讨论2：它们分别生活在什么样的环境中？两者的生活环境有何异同？
生：图1中是人体血液中的血细胞，图2中是单细胞动物草履虫。
师：还记得人体血液中的血细胞有几种吗，他们生活的环境和草履虫有相似之处吗？二者又有何不同？
生1：人体血液中的血细胞，包括红细胞、白细胞等，两者生活环境的相似之处是：都是液体环境。
生2：不同之处是血细胞生活在体内的血浆中，并不直接与外界环境进行物质交换，而草履虫直接生活在外界环境中，可直接与外界进行物质交换。
师；回答得很好，与外界环境相比，血浆的理化性质更为稳定，如温度基本恒定等。下面我们就一起来探讨人体内细胞的生活环境。
板 书：
一、体内细胞生活在细胞外液中
课件展示：
体液——不论男性还是女性，体内都含大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液。
细胞内液（存在于细胞内，约占2/3）
体液 血浆
细胞外液（存在于细胞外，约占1/3） 组织液
淋巴等
师：细胞外液和细胞内液相比，谁多谁少呢？
生1：感觉应该是细胞外液多 ，比如我们人体内血桨的量很多啊！
生2：不对，应该是细胞内液多！
……
师：人体内细胞数量很多，存在于细胞内的液体总和大约占2/3，所以细胞内液多。那么细胞直接生活的环境是什么？
生：细胞外液
师：细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴等。下面阅读教材P3相关内容，思考并讨论以下问题。
课件展示：
1、血液全是体液吗？
提示：血液不全是体液，因为血液中除了液体部分——血浆外，还有大量的血细胞。
2、手和脚有时会磨出“水泡”，“水泡”中的液体主要是什么？
提示：“水泡”中的液体主要是组织液。
3、内环境是指什么？“内”的含义是什么？
提示：“内”与“外”是相对的，从细胞来看，细胞外液属于其生活的外界环境，其内环境为细胞内液；而从人体来看，细胞外液是内环境。
4、血细胞直接生活的内环境是什么？
提示：血浆。
5、体内绝大多数组织细胞直接生活的内环境是什么？
提示：组织液。
6、大量的淋巴细胞和吞噬细胞直接生活的内环境是什么？
提示：淋巴液。
7、毛细血管壁细胞直接生活的内环境是什么？
提示：血浆和组织液。
8、毛细淋巴管壁细胞直接生活的内环境是什么？
提示：淋巴液和组织液。
9、组织液、血浆和淋巴有什么异同？
提示：相同点：它们都属于细胞外液，共同构成人体内环境，基本化学组成相同。
不同点：（1）在人体内存在的部位不同：血浆位于血管内，组织液分布于组织细胞之间，淋巴分布于淋巴管中；（2）生活于其中的细胞种类不同：存在于组织液中的是体内各组织细胞，存在于血浆中的是各种血细胞，存在于淋巴中的是淋巴细胞等；（3）所含的化学成分有差异，如血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质很少。
10、组织液、血浆、淋巴液之间有什么内在联系？能不能说全身细胞外液是一个有机的整体？
提示：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。它们之间的关系如下图所示。由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。
板书：（叫学生上来画，教师批改、点评、补充）
（演示多媒体，学生观看、阅读、思考、讨论）
教师要结合教科书中的图和课件讲清讲透上述问题，教学时可采取问答的方式，可以适时的提示。
师：内环境是由细胞外液构成的液体环境，那么内环境与外界环境有哪些差别呢？细胞外液有哪些化学成分呢？
板书：二、细胞外液的成份
[资料分析]血浆的化学组成。引导学生分析教材P4资料，教师提示。
讨论：1、如何将表中物质按化学性质进行归类？
提示：表中的化学物质可分为无机物和有机物。无机物包括水和无机盐离子（如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HPO42-、SO42-、HCO3-）等，有机物包括糖类（如葡萄糖）、蛋白质（如血清白蛋白、血清球蛋白、纤维蛋白原等）、脂质（如各种脂肪酸、脂肪、卵磷脂、胆固醇）、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。
2、除表中所列成分外，血浆中还可能含有哪些物质？
提示：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。
3、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？
提示：Na+、Cl-含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。
4、HCO3- 、HPO42- 可能起什么作用？
提示：维持血浆的酸碱平衡。
课件展示：
二、细胞外液的成份
1．血浆中约90%为水；其余10%分别是：无机盐，蛋白质，以及血液运送的物质，包括各种营养物质、各种代谢废物、气体、激素等。
2．组织液、淋巴的化学成分和含量与血浆相近，但又有所不同。最主要的差异在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质很少。
3．细胞外液本质上是一种盐溶液，类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。
师：在必修1中我们曾学过植物细胞通过渗透作用来吸水或者失水；红细胞置于清水中渗透吸水会涨破，置于高浓度食盐水中渗透失水会皱缩，那么在细胞外液中细胞会出现这种情况吗？
板书：三、细胞外液的渗透压和酸碱度
学生阅读教材P5相关内容，并结合P4表，讨论回答下列问题：
课件展示：
1、细胞外液的理化特性主要指哪些性质？
提示：细胞外液的理化特性主要指渗透压、酸碱度和温度。
2、什么叫溶液渗透压？
提示：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
3、细胞外液渗透压主要由什么决定？
提示：溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
4、正常人血浆的PH是多少？
提示：7.35—7.45
5、人为什么能保持血浆PH的相对稳定？
提示：与它含有HCO3-、HPO42-等离子有关。
6、人体细胞外液的温度一般维持在多少度？
提示：37℃左右
（旁栏思考题）
提示：哺乳动物的生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液，这样的溶液所提供的渗透压与血浆等细胞外液的渗透压相同，所以是血浆的等渗溶液。如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于0.9%，则会造成组织细胞吸水或失水。
师：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。
板书：四、内环境是细胞与外环境进行物质交换的媒介
（思考与讨论）将学生分组讨论教材P5问题。教师结合下图归纳总结。
1．提示：Na+和Cl-等直接来自于食物，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。糖类和蛋白质是两类大分子物质，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。
2．提示：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+H2OH2CO3H+ + 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。主要与呼吸系统有关。
3．提示：人体具有体温调节机制以保持细胞外液温度的恒定。详细内容可参考教材第2章关于人体体温调节的内容。参与体温调节的器官和系统有皮肤、肝脏、骨骼肌、神经系统、内分泌系统、呼吸系统等。
4．提示：体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液，泌尿系统形成、排出尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出，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通过肺动脉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。
师；通过以上讨论可以看出，内环境与外界环境的物质交换过程，需要体内各个器官系统的参与，同时，细胞和内环境之间也相互影响、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。
［课堂总结］
课件展示：内环境的概念、组成、理化性质及物质交换。
［技能训练］
1．构建人体细胞与外界环境的物质交换模型。
2．联系必修1所学过的细胞内物质的输入和输出的内容，以及初中所学过的消化、呼吸、循环、泌尿系统等知识，尝试以图解或计算机制作演示文稿、flash动画等不同形式，用模式化的方法模拟和展示人体细胞内环境、内环境与外界环境进行物质交换的大致过程。
（布置学生课后完成，利用课外活动的时间进行展示和评比。）
［作业布置］
1、教材P6练习。
2、预习第2节：内环境稳态的重要性
板书设计：
第1章 人体的内环境与稳态
第1节 细胞生活的环境
体内细胞生活在细胞外液中
细胞内液
1、体液 血浆
细胞外液 组织液
淋巴等
2、内环境的概念
3、内环境成分中三者的关系：
二、细胞外液成分
水：90%左右
1、血浆的主要成分 无机盐：1%左右
蛋白质：7%——9%左右
其它物质
2、组织液、淋巴的成分
3、细胞外液本质上是一种盐溶液
三、细胞外液的渗透压和酸碱度
渗透压
1、细胞外液的主要理化性质 酸碱度
温度
2、正常人血浆的PH值
四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
教学反思：
在实际教学的过程中我发现学生能积极参与学习、专心致志、探究问题的兴趣浓厚并持久，整体课堂气氛很好；通过师生交互，生生互动，学生基本做到了自主、合作和探究性学习，很好的完成了本节课的三维教学目标。当然在教学的过程中我也发现了一些问题，如本节课容量大，概念多，时间上不易控制；在联系初中生物学知识时，不少学生早已遗忘等等。
对于新课程标准下的课堂我还有以下几点反思：
1．科学地提供丰富的学习资源，营造宽松、民主、平等、互动的环境；有效地组织、引导、激励学生开展探究性学习，才能有效地帮助学生达成学习目标。
2．在重点和关键之处设问的针对性要强、过渡要自然，不少知识点可从现实生活现象导入，这样才能贴近生活，激发了学生的学习兴趣。
3．老师的语言流畅精练、板书简要，运用教学媒体恰当，对提高课堂的效率非常重要。
总之我们的目标是要构建一个师生关系和谐,优质高效的新课标理念下的新课堂！