高中生物必修三第1章-人体的内环境与稳态第1节-《细胞生活的环境》ppt课件.ppt

第第1 1章章 人体的内环境与稳态人体的内环境与稳态第一节细胞生活的环境本章学习目标1.描述内环境及其作用。2.说明内环境稳态及其生理意义。3.关注维持内环境稳态与健康的关系。4.进行实验，了解生物体维持pH稳定的机制。5.尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。本节聚焦：1、什么是内环境？2、内环境具有哪些理化特性？3、人体细胞如何与外界环境进行物质交换？讨论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？血细胞项目项目生存环境生存环境获取营养的方式获取营养的方式单细胞生单细胞生物物血细胞血细胞单细胞与多细胞生物体内细胞的比较水环境中水环境中直接从水中获得所需要直接从水中获得所需要的养料和氧气，并把代的养料和氧气，并把代谢的废物直接排到水中谢的废物直接排到水中血浆中血浆中？血液的静置分层现象温故知新温故知新血血液液血浆血浆：血浆是血液中的液体成分，90%以上是水，其中含有数千种物质，包括蛋白质、脂质、糖类、各种盐类、氨基酸、维生素、激素、抗体和各种细胞代谢产物等。血血细细胞胞红细胞红细胞：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白细胞：数量较少，具有防御和保护作用血小板血小板：数量最少，体积小，形状不规则，具有止血和加速凝血的作用生命系统都存在于一定的环境中生命系统都存在于一定的环境中,与环境与环境之间进行着物质和能量的交换。之间进行着物质和能量的交换。生活在水中的单细胞生物（如草履虫），生活在水中的单细胞生物（如草履虫），可以直接从水中获取所必需的养料和氧，可以直接从水中获取所必需的养料和氧，并把废物直接排入水中。这些单细胞生物并把废物直接排入水中。这些单细胞生物只能在水环境中生活，如果水体干涸，它只能在水环境中生活，如果水体干涸，它们就会休眠或者死亡。们就会休眠或者死亡。单细胞生物草履虫单细胞生物草履虫back 组成我们躯体的绝大多数细胞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。这些接与外界环境进行物质交换。这些细胞直接生活的环境是什么呢？细胞直接生活的环境是什么呢？一、体内细胞生活在细胞外液（内环境）中一、体内细胞生活在细胞外液（内环境）中体液细胞内液细胞外液（存在于细胞内，约占（存在于细胞内，约占2/32/3）（存在于细胞外，约占（存在于细胞外，约占1/31/3）血浆组织液淋巴等生物体内以水为生物体内以水为基础的液体统称为基础的液体统称为体体液液内环境中含有的物质：1)1)水水 9092%9092%2)2)气体，其中以氧和二氧化碳最重要气体，其中以氧和二氧化碳最重要3)3)有机化合物（蛋白质有机化合物（蛋白质 氨基酸氨基酸 葡萄糖等）葡萄糖等）4)4)代谢废物如氨、尿素等代谢废物如氨、尿素等5)5)各种激素各种激素血血浆浆血血细细胞胞红细胞红细胞白细胞白细胞血小板血小板观察血液的组成观察血液的组成白细胞白细胞红细胞红细胞血小板血小板血浆血浆血细胞直接生活的环境血细胞直接生活的环境 赞美诗平稳而富饶我生活在你温暖的怀抱是你，为我平添物质和能量是你，吸纳我无尽的烦恼是你，默默地搭起流通之桥没有你我生命会怎样飘摇。内环境一个小小的细胞请思考：请思考：1.1.组织细胞、红细胞、淋巴管壁细胞、血管壁细胞直接生活的环境分别是什么？组织细胞、红细胞、淋巴管壁细胞、血管壁细胞直接生活的环境分别是什么？2.2.体内细胞直接生活的环境是什么？体内细胞直接生活的环境是什么？组织细胞组织细胞生活的环境生活的环境血细胞血细胞毛细血管壁细胞毛细血管壁细胞毛细淋巴管壁细胞毛细淋巴管壁细胞组织液组织液淋巴淋巴血浆血浆细胞名称细胞名称各类细胞生存的具体环境各类细胞生存的具体环境细胞外液的三种主要液体的比较细胞外液的三种主要液体的比较细胞外液不同点相同点存在部位和组织细胞类型与细胞的关系化学成分血浆血管中血液红细胞白细胞血小板细胞外液是细胞直接生活的环境含量有所差异详见课本P4页都属于细胞外液，共同构成人体内环境，基本的化学成 分相同。组织液一般组织组织细胞淋巴淋巴管淋巴淋巴细胞吞噬细胞拓展1、体液中除含有大量的水外，还含有许多离子化合物。细胞内液存在于细胞内，细胞外液存在于细胞外2、细胞内液包括：细胞质基质、线粒体基质、核液等3、体液之间的含量关系：细胞内液组织液血浆淋巴4、不是体液的液体：消化液、泪液、汗液、尿液等+P3思考与讨论提示：1、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。2、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：在人体内存在的部位部位不同：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；生活于其中的细胞种类细胞种类不同：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；所含的化学成分化学成分有差异，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。3、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。CO2和代谢废物和代谢废物血浆血浆组织液组织液淋巴淋巴淋巴循环淋巴循环动脉端动脉端毛细血管壁毛细血管壁细细胞胞O2和营养物质和营养物质单单向向渗渗透透静脉端静脉端毛细血管壁毛细血管壁毛毛细细淋淋巴巴管管壁壁直接回流直接回流血浆血浆组织液和淋巴之间的关系组织液和淋巴之间的关系观察教科书中的P3图11和P5图13，理解三者间的关系。组织液血浆淋巴毛细血管壁毛细淋巴管壁淋巴循环人体内的体液各部分之间的关系：人体内的体液各部分之间的关系：（1）C和D 液体分别为 。（2）A和B 液体的交换通过组织中的 结 构完成。（3）B和C之间的水分交换方式是 。（4）A液体中的水分排放到外界去主通要过 和消化道四种结构完成。细胞内液、淋巴毛细血管渗透（自由扩散）肾、皮肤、肺消化道消化道A A液体液体B B液体液体C C液体液体D D液体液体内环境的概念内环境的概念由细胞外液构成的液体环境叫做内环境内环境。（internal environment）包括：血浆、组织液、淋巴CO2和代谢废物和代谢废物血浆血浆组织液组织液淋巴淋巴双向渗透双向渗透细细胞胞O2和营养物质和营养物质单单向向渗渗透透淋巴循环淋巴循环小结血浆、组织液和细胞内液之间的水分、无机盐、小分子有机物经常不断地交换，维持一种动态平衡。淋巴来源于组织液，组织液来源于血浆；组织液和血浆之间可以相互渗透，组织液可以渗透到毛细淋巴管形成淋巴，淋巴可以通过淋巴循环进入血液循环，形成血浆。归纳与整理归纳与整理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。正常内环境中必定有活细胞存在。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。例：下列各组化合物中全是内环境成分的是（）A O2、CO2、血红蛋白、H B H2O2 酶、抗体、激素、H2OC 纤维蛋白原、Ca2、载体 D Na、HPO42、葡萄糖、氨基酸D体内的一些液体如尿液、泪液、消化液等不是细胞外液。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。内环境属于人和多细胞动物的一个概念，单细胞生物无内环境。内环境属于人和多细胞动物的一个概念，单细胞生物无内环境。细胞内液存在于细胞内细胞内液存在于细胞内(主要指细胞质基质主要指细胞质基质)，细胞外液存在于细胞，细胞外液存在于细胞外。外。正常内环境中必定有活细胞存在。正常内环境中必定有活细胞存在。人的人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺等有孔道呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺等有孔道与外界相通的，与外界相通的，结构中的液体应视为外部环境。结构中的液体应视为外部环境。体内的一些液体如体内的一些液体如尿液、泪液、尿液、泪液、消化液消化液等不是细胞外液。等不是细胞外液。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，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、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，血浆和淋巴，但不是说就只有这三种。例如，脑脊液也属于内环脑脊液也属于内环境组成成分境组成成分。（2 2）归纳与整理归纳与整理二、细胞外液的成分二、细胞外液的成分资料分析P4资料分析讨论提示2、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。1、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。3、Na、Cl含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。4、维持血浆的酸碱平衡。5、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形成尿液排出体外。二、细胞外液的成分二、细胞外液的成分（1 1）血浆的主要成分：）血浆的主要成分：小组分析课本小组分析课本P.4P.4“资料分析资料分析”之之“血浆的化学组成血浆的化学组成”，讨论有关问题：，讨论有关问题：血浆中含有哪些有机物？哪些无机物？血浆中含有哪些有机物？哪些无机物？除了表中列举的成分之外，血浆中是否含有其他的成分？除了表中列举的成分之外，血浆中是否含有其他的成分？血浆中哪些无机盐离子的含量较多？血浆中哪些无机盐离子的含量较多？血浆血浆营养物质：营养物质：代谢废物：代谢废物：气体：气体：调节物质：调节物质：（水、无机盐、蛋白质、葡萄糖、核苷酸等）（水、无机盐、蛋白质、葡萄糖、核苷酸等）（尿酸、尿素等）（尿酸、尿素等）（、等）等）（胰岛素等）（胰岛素等）注意：注意：内环境各组分之间的成分并非完全相同，血浆中的蛋白内环境各组分之间的成分并非完全相同，血浆中的蛋白质含量很多，而淋巴和组织液中蛋白质的含量较少。质含量很多，而淋巴和组织液中蛋白质的含量较少。思考：思考：白细胞、呼吸酶、血红蛋白、消化酶、载体、转氨酶白细胞、呼吸酶、血红蛋白、消化酶、载体、转氨酶是否属于细胞外液的成分？是否属于细胞外液的成分？(1)(1)血浆的化学组成血浆的化学组成(2)细胞外液的化学组成及本质细胞外液的化学组成及本质组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近，组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近，但又不完全相同，最主要的差别在于血中但又不完全相同，最主要的差别在于血中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。概括地说，细胞外液是一白质含量很少。概括地说，细胞外液是一种盐溶液，类似于海水。这在一定和度上种盐溶液，类似于海水。这在一定和度上反映生命起源于海洋。反映生命起源于海洋。三、细胞外液的渗透压和酸碱度（三、细胞外液的渗透压和酸碱度（P P5 5 ）1、细胞外液的理化特性包含几个主要方面？2、浓度与细胞生存的关系。3、渗透压的概念以及与浓度的关系。在37度时，人的血浆渗透压和细胞内液的 渗透压相当有什么意义？4、细胞外液的酸碱度和温度与细胞的生命活动有什么关系？举例说明。阅读理解三、细胞外液的理化性质三、细胞外液的理化性质1.1.渗透压：渗透压：2.2.酸碱度：酸碱度：3.3.温度：温度：（1）pH为为7.357.45（2）平衡的维持：缓冲物质）平衡的维持：缓冲物质H2CO3/NaHCO3;NaH2PO4/Na2HPO437OC（1）渗透压的概念：）渗透压的概念：（2）渗透压的大小：）渗透压的大小：溶液中溶质微粒对水的吸引力溶液中溶质微粒对水的吸引力单位体积溶液中溶质微粒越多单位体积溶液中溶质微粒越多溶液浓度越溶液浓度越高高 对水的吸引力越对水的吸引力越大大溶液渗透压越溶液渗透压越高高细胞外液渗透压细胞外液渗透压90%以上来源于以上来源于Na+和和Cl-分析下列分析下列3幅图中细胞内液浓度与细胞外液浓度之间的大小关系：幅图中细胞内液浓度与细胞外液浓度之间的大小关系：乳酸乳酸乳酸乳酸+NaHCO+NaHCO+NaHCO+NaHCO3 3 3 3 乳酸钠乳酸钠乳酸钠乳酸钠+H+H+H+H2 2 2 2COCOCOCO3 3 3 34 4、血浆、血浆pHpH的调节的调节:缓冲物质：缓冲物质：HH2 2COCO3 3/NaHCO/NaHCO3 3NaH2PO4/Na2HPO4剧烈运动时：剧烈运动时：HH2 2O+COO+CO2 2由肺将由肺将COCO2 2排出排出Na2CONa2CONa2CONa2CO3 3 3 3+H+H+H+H2 2 2 2COCOCOCO3 3 3 3 NaHCONaHCONaHCONaHCO3 3 3 3碳酸钠进入血液：碳酸钠进入血液：由肾脏排出由肾脏排出解决碱性物质解决碱性物质解决酸性物质解决酸性物质弱酸弱酸/相应强碱盐相应强碱盐渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化性质的三个主要方面。性质的三个主要方面。稳态的维持是在神经系统和体液共同调节下，稳态的维持是在神经系统和体液共同调节下，各器官系统协调活动的结果。各器官系统协调活动的结果。内环境的理化性质一般能维持在相对稳定的状态。内环境的理化性质一般能维持在相对稳定的状态。四、内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介四、内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介思考讨论：思考讨论：葡萄糖和氧气经过哪些途径进入内环境并最终被组织细胞吸收利用的？葡萄糖和氧气经过哪些途径进入内环境并最终被组织细胞吸收利用的？肺泡壁细胞肺泡壁细胞小肠粘膜上皮细胞小肠粘膜上皮细胞毛细血管壁细胞毛细血管壁细胞组织细胞组织细胞红细胞红细胞氧气氧气葡萄糖葡萄糖线粒体线粒体 总结：总结：草履虫可以直接从水里获得养料和氧气，并把代谢废物直接排入水中。人等草履虫可以直接从水里获得养料和氧气，并把代谢废物直接排入水中。人等多细胞动物的细胞与外界环境进行物质交换时必须借助于内环境这一的媒介，同时需要多细胞动物的细胞与外界环境进行物质交换时必须借助于内环境这一的媒介，同时需要消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统及及相关器官相关器官的参与。的参与。代代谢谢终终产产物物代谢终产物代谢终产物COCO2 2体体体体外外外外食物食物营养营养物质物质尿液尿液消消化化系系统统呼呼吸吸系系统统泌尿系统泌尿系统循循环环系系统统淋巴淋巴组织组织液液血浆血浆空气空气气体气体营养营养物质物质O O2 2COCO2 2O O2 2细细胞胞O O2 2营养物质营养物质皮皮 肤肤汗液汗液COCO2 2代谢终产物代谢终产物A、B、C、D、E各代表什么？各代表什么？与体内细胞进行物质交换直接有关的系统：与体内细胞进行物质交换直接有关的系统：消化、呼吸循环、泌尿P5思考与讨论提示：1Na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：CO2H2OH2CO3HHCO3。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。若呼吸太快、太深或太慢、太浅会出现什么情况？根据有关化学平衡的知识，太快、太深的过度呼吸运动使肺泡内CO2浓度大大降低，从而加快了肺部血液中CO2过多扩散入肺泡，排出体外，使上述平衡向左移动，血液中的H浓度减小，PH增大，从而导致呼吸碱中毒。反之，将导致呼吸酸中毒。4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。1、血浆中的水来自、血浆中的水来自 （）A 组织液组织液 B 血浆、消化道血浆、消化道 C 淋巴、组织液淋巴、组织液 D 消化道、组织液、淋巴消化道、组织液、淋巴D2 2、下列有关人体细胞外液的叙述中，不正确的是（、下列有关人体细胞外液的叙述中，不正确的是（）A A 人体内的细胞外液构成人体的内环境人体内的细胞外液构成人体的内环境B B 人体内的细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴人体内的细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴C C 人体内的所有液体统称细胞外液人体内的所有液体统称细胞外液D D 人体内细胞通过细胞外液与环境交换物质人体内细胞通过细胞外液与环境交换物质C3 3、内环境中不含、内环境中不含 （）A A 胰岛素、氨基酸、尿素胰岛素、氨基酸、尿素 B B 酶、甘油、维生素酶、甘油、维生素C C 麦芽糖、淀粉、乳糖麦芽糖、淀粉、乳糖 D D 无机盐、葡萄糖、性激素无机盐、葡萄糖、性激素C 练一练4 4、下列物质中，不属于人体内环境成分的是（、下列物质中，不属于人体内环境成分的是（）A A 钙离子钙离子 B B 呼吸酶呼吸酶 C C 葡萄糖葡萄糖 D D 血浆蛋白血浆蛋白B5 5、长期营养不良，血浆蛋白降低，会引起组织、长期营养不良，血浆蛋白降低，会引起组织水肿，其原因（水肿，其原因（）A A 血浆渗入组织的速度降低血浆渗入组织的速度降低 B B 组织液回渗速率降低组织液回渗速率降低C C 淋巴生成速率降低淋巴生成速率降低 D D 淋巴循环受阻淋巴循环受阻 B6 6、人体发生花粉过敏，毛细血管通透性增加，血浆、人体发生花粉过敏，毛细血管通透性增加，血浆蛋白渗出，会造成局部（蛋白渗出，会造成局部（）A A 血浆增加血浆增加 B B 组织液减少组织液减少 C C 组织液增加组织液增加 D D 淋巴减少淋巴减少 CA、B、C、以及数字各代表什么？以及数字各代表什么？内环境理化性质的三个主要方面：内环境理化性质的三个主要方面：1.酸碱度酸碱度pH （7.357.357.457.45）2.渗透压（约渗透压（约770770KPa)3.3.温度温度(37.037.0左右左右 )相对稳定：在适宜范围内有所变动剧烈运动时剧烈运动时血浆血浆pH的调节的调节：乳酸乳酸NaHCO3 乳酸钠乳酸钠H2CO3H2OCO2碳酸钠进入血液碳酸钠进入血液时血浆时血浆pH的调节的调节：NaCO3 H2CO3 NaHCO3由肺将由肺将CO2排出排出由肾脏排出由肾脏排出五、物质跨膜问题的计算五、物质跨膜问题的计算例例1.氧气从外界、葡萄糖从小肠分别进入人体骨骼肌细胞参与反应，至少穿过的生物膜层数分别为（）A.4和3 B.5和4 C.9和7 D.11和7解析解析 由下图可以看出氧气分子从外界进入骨骼肌细胞（实质上最终进入线粒体）被利用，途径为：氧气氧气出肺泡（出肺泡（2层）层）入毛细血管（入毛细血管（2层）层）入红细胞（入红细胞（1层）层）出红细胞（出红细胞（1层）层）出毛细血管（出毛细血管（2层）层）入组织细胞（入组织细胞（1层）层）入线粒体（入线粒体（2层），层），共计11层膜；葡萄糖葡萄糖穿过小肠绒毛上皮细胞（穿过小肠绒毛上皮细胞（2层）层）入毛细血管（入毛细血管（2层）层）出毛细血出毛细血管（管（2层）层）入组织细胞（入组织细胞（1层），层），共计7层。答案选D六、巩固练习课本p6页一、基础题二、拓展题