高中生物必修三第1章

1、第1章 人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)第1節(jié) 細胞生活的環(huán)境一、體細胞生在細胞外液體液不論男性還是女性，體內(nèi)都含大量以水為基礎(chǔ)的液體，這些液體統(tǒng)稱為體液。問題探討1.圖1中是血液中的血細胞，包括紅細胞、白細胞等；圖2中是單細胞動物草履蟲。2.血細胞生活在血漿中。草履蟲直接生活在外界水環(huán)境中。兩者生活環(huán)境的相似之處是：都是液體環(huán)境；不同之處是：血細胞生活在體內(nèi)的血漿中，并不直接與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換，而草履蟲直接生活在外界環(huán)境中；與外界環(huán)境相比，血漿的理化性質(zhì)更為穩(wěn)定，如溫度基本恒定等。思考與討論11.為什么說細胞外液是細胞直接生活的環(huán)境？細胞外液是指存在于細胞外的體液，包括血漿、組織液和淋巴等。血細胞直接

2、生活在血漿中，體內(nèi)絕大多數(shù)細胞直接生活在組織液中，大量淋巴細胞直接生活在淋巴液中。由此可見，細胞外液是體內(nèi)細胞直接生活的環(huán)境。2.組織液、血漿和淋巴有什么異同？相同點：它們都屬于細胞外液，共同構(gòu)成人體內(nèi)環(huán)境，基本化學組成相同。不同點：（1）在人體內(nèi)存在的部位不同：血漿位于血管內(nèi)，組織液分布于組織細胞之間，淋巴分布于淋巴管中；（2）生活于其中的細胞種類不同：存在于組織液中的是體內(nèi)各組織細胞，存在于血漿中的是各種血細胞，存在于淋巴中的是淋巴細胞等；（3）所含的化學成分有差異，如血漿中含有較多的蛋白質(zhì)，而組織液和淋巴中蛋白質(zhì)很少。3.組織液、血漿和淋巴之間有什么內(nèi)在聯(lián)系？能不能說全身的細胞外液是一個

3、有機的整體？提示：當血漿流經(jīng)毛細血管時，水和一切能夠透過毛細血管壁的物質(zhì)可以在毛細血管動脈端滲出，進入組織細胞間隙而成為組織液，絕大多數(shù)的組織液在毛細血管靜脈端又可以重新滲入血漿中。少量的組織液還可以滲入毛細淋巴管，形成淋巴，淋巴經(jīng)淋巴循環(huán)由左右鎖骨下靜脈匯入血漿中。它們之間的關(guān)系如圖1-2所示。由此可見，全身的細胞外液是一個有機的整體。圖1-2 組織液、血漿、淋巴之間的關(guān)系二、內(nèi)環(huán)境有細胞外液構(gòu)成的液體環(huán)境叫做內(nèi)環(huán)境。三、細胞外液的成分（三）資料分析1.提示：表中的化學物質(zhì)可分為無機物和有機物。無機物包括水和無機鹽離子（如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、HPO42-、SO

4、42-、HCO3-）等，有機物包括糖類（如葡萄糖）、蛋白質(zhì)（如血清白蛋白、血清球蛋白、纖維蛋白原等）、脂質(zhì)（如各種脂肪酸、脂肪、卵磷脂、膽固醇）、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。2.還含有氣體分子（主要是氧氣和二氧化碳）、調(diào)節(jié)生命活動的各種激素、其他有機物（如維生素）等。3.Na+、Cl-含量較多。它們的作用主要是維持血漿滲透壓。4.維持血漿的酸堿平衡。5.提示：如血漿中的葡萄糖主要來源于食物中的糖類。食物中的淀粉經(jīng)消化系統(tǒng)消化后，分解為葡萄糖，經(jīng)小腸絨毛吸收后進入血液，通過血液循環(huán)運輸?shù)饺砀魈?。進入組織細胞后，葡萄糖主要用于氧化分解放能，最終生成二氧化碳和水，并排入內(nèi)環(huán)境中。二氧化

5、碳通過血液循環(huán)被運輸?shù)椒?，通過呼吸系統(tǒng)排出體外，而多余的水主要在腎臟通過形成尿液排出體外。（其他合理答案也可）。四、細胞外液的滲透壓和酸堿度（四）旁欄思考題生理鹽水的濃度是多少？為什么醫(yī)院里給病人輸液時必須使用生理鹽水？提示：哺乳動物的生理鹽水是質(zhì)量分數(shù)為0.9%的NaCl溶液，這樣的溶液所提供的滲透壓與血漿等細胞外液的滲透壓相同，所以是血漿的等滲溶液。如果輸液時使用的NaCl溶液的質(zhì)量分數(shù)低于或高于0.9%，則會造成組織細胞吸水或失水。五、內(nèi)環(huán)境是細胞與外環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介（五）思考與討論21提示：Na+和Cl-等直接來自于食物，不需要經(jīng)過消化可以直接被吸收。葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)主要來自

6、于食物中的糖類和蛋白質(zhì)。糖類和蛋白質(zhì)是兩類大分子物質(zhì)，必須經(jīng)過消化系統(tǒng)的消化，分解為葡萄糖和氨基酸才能被吸收。上述物質(zhì)在小腸內(nèi)經(jīng)主動運輸進入小腸絨毛內(nèi)的毛細血管中，經(jīng)血液循環(huán)運輸?shù)饺砀魈幍拿氀苤校偻ㄟ^物質(zhì)交換過程進入組織液和淋巴。2提示：細胞代謝產(chǎn)生的CO2與H2O結(jié)合，在碳酸酐酶作用下，發(fā)生下列反應(yīng)：CO2+H2OH2CO3H+ + HCO3-。HCO3-通過與細胞外的陰離子交換到達細胞外液，即組織液、血漿或淋巴中。主要與呼吸系統(tǒng)有關(guān)。3提示：人體具有體溫調(diào)節(jié)機制以保持細胞外液溫度的恒定。詳細內(nèi)容可參考教材第2章關(guān)于人體體溫調(diào)節(jié)的內(nèi)容。參與體溫調(diào)節(jié)的器官和系統(tǒng)有皮膚、肝臟、骨骼肌、神

7、經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等。4提示：體內(nèi)細胞產(chǎn)生的代謝廢物主要通過皮膚分泌汗液，泌尿系統(tǒng)形成、排出尿液和呼吸系統(tǒng)的呼氣這三條途徑來排出，其中以泌尿系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的排泄途徑為主。例如，血漿中的尿素主要通過腎臟形成的尿液排出體外。血漿中的CO2通過肺動脈進入肺泡周圍的毛細血管，由于血液中的CO2分壓大于肺泡中CO2的分壓，CO2就從血液中向肺泡擴散，再通過呼氣運動將其排出體外。（六）練習1C。 2B。 3B。4毛細血管壁細胞的直接生活環(huán)境是血漿和組織液，毛細淋巴管壁細胞的直接生活環(huán)境是淋巴和組織液。拓展題：（1）肺泡壁、毛細血管壁。（2）食物的消化和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。（3）腎小管的重吸收。（4）

8、皮膚。第2節(jié) 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性（一）問題探討1.為什么血漿的生化指標能反映機體的健康狀況？提示：血漿生化指標指的是血漿中各種化學成分的含量，其中包括機體多種代謝產(chǎn)物的含量。健康機體的生化指標一般都處于正常范圍內(nèi)。當機體某項生理功能出現(xiàn)障礙時，勢必影響其代謝產(chǎn)物的含量，因此血漿的生化指標可以反映機體的健康狀況，并可以作為診斷疾病的依據(jù)。例如，正常情況下，轉(zhuǎn)氨酶主要分布在各種組織的細胞內(nèi)，以心臟和肝臟的活性最高，在血漿中的活性很低。當某種原因使細胞膜通透性增高時，或因組織壞死細胞破裂后，可有大量轉(zhuǎn)氨酶進入血漿，引起血漿中轉(zhuǎn)氨酶活性升高。2.每種成分的參考值（即正常值）都有一個變化范圍，這說明什么

9、？提示：這說明（1）內(nèi)環(huán)境中各種化學成分的含量不是恒定不變的，而是在一定范圍內(nèi)波動，內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定是一種動態(tài)的相對穩(wěn)定；（2）不同個體存在一定差異。3.從化驗單上可以看出哪幾種成分超出正常范圍？這可能對人體造成什么不利影響？提示（1）肌酐含量超標，肌酐是有毒的代謝廢物，積累過多會影響健康。這表明腎臟的排泄功能有障礙。（2）葡萄糖含量超標，血糖含量過高可并發(fā)酮癥酸中毒、糖尿病的心血管合并癥等。（3）甘油三脂超標，可引起高脂血癥，易并發(fā)冠心病、動脈粥樣硬化等。一、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化正常機體通過調(diào)節(jié)作用，使各個器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動，共同維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定狀態(tài)叫做穩(wěn)態(tài)。二、對穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識神經(jīng)體液免疫

10、調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機制（二）思考與討論1.提示：絕大多數(shù)人都有過發(fā)高燒的經(jīng)歷，可以讓同學先談?wù)勛约喊l(fā)高燒時的感受。正常的體溫是體內(nèi)細胞進行各種生化反應(yīng)最適宜的溫度。在發(fā)高燒的狀態(tài)下，由于內(nèi)環(huán)境發(fā)生一系列變化，導致體內(nèi)的各種反應(yīng)出現(xiàn)紊亂，于是機體功能發(fā)生異常。發(fā)熱時的主要癥狀大部分集中在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，病人感覺不適、頭疼、頭暈、嗜睡等，同時常有食欲不振、厭食、惡心的表現(xiàn)。發(fā)熱時機體處于一種明顯的分解代謝過旺的狀態(tài)，持續(xù)高熱必定引起器官的功能負荷加重，有可能誘發(fā)器官功能不全或引起組織損傷。孕婦發(fā)熱可能導致胎兒發(fā)育障礙，是一個重要的致畸因子。對于6個月至4歲的幼兒來說，持續(xù)高熱容易發(fā)生驚

11、厥，相當數(shù)量的患兒由此造成腦損傷，如智力落后，甚至癲癇，因此應(yīng)注意及時采用物理方法或服用藥物來退燒降溫。2.提示：內(nèi)環(huán)境滲透壓會變小。當內(nèi)環(huán)境滲透壓變小時，內(nèi)環(huán)境中的水將較多地通過滲透作用進入細胞內(nèi)，造成細胞吸水腫脹，進一步導致細胞代謝和功能紊亂。嚴重時會出現(xiàn)疲倦、周身不適、表情淡漠、惡心、食欲減退、皮下組織腫脹等癥狀。3.提示：因為高原空氣稀薄，大氣壓和氧分壓低，易造成體內(nèi)缺氧。這說明外界環(huán)境的變化勢必影響內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。若外界環(huán)境變化不甚劇烈，并且機體代償機制良好，內(nèi)環(huán)境的波動較小，仍能維持穩(wěn)態(tài)；若外界環(huán)境變化劇烈，機體代償機制不好，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)將受到破壞，就會影響身體健康。三、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重

12、要意義內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生活的必要條件。（三）實驗1.生物材料加入HCl或NaOH后pH的變化更像緩沖液。2.提示：緩沖液加入少量酸堿后，pH變化不明顯。原因是磷酸緩沖液中含有NaH2PO4/Na2HPO4，其中NaH2PO4溶液呈酸性，當加入少量NaOH時，可以中和OH-；Na2HPO4溶液呈堿性，當加入少量HCl時，可以中和H+。水溶液則不同，因而加入酸堿后，pH變化明顯。3.提示：生物材料中含有緩沖對NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它們能夠?qū)λ釅A度的變化起緩沖作用。此外，機體還可以通過對生理活動進行調(diào)節(jié)來維持pH穩(wěn)定。例如，當機體劇烈運動時，肌肉中會產(chǎn)生

13、大量的乳酸和碳酸。乳酸進入血液后，可與血液中的碳酸氫鈉發(fā)生作用，生成乳酸鈉和碳酸。碳酸是一種弱酸，可以分解成C02和水。血液中的C02增多會刺激呼吸中樞，使呼吸運動增強，增加通氣量，從而將C02排出體外，所以對血液的pH影響不大。當乳酸鈉進入血液后，與血液中的碳酸發(fā)生作用，形成碳酸氫鹽，過多的碳酸氫鹽可以由腎臟排出。這樣由于血液中緩沖物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用，以及機體的調(diào)節(jié)作用，可以使血液的酸堿度維持相對穩(wěn)定?！娟P(guān)于人體血液pH值緩沖作用原理】人體血液不會因為進入少量酸性和堿性的物質(zhì)而使其pH值超出735745之間，原因是血液中含有緩沖物質(zhì)，如H2C03NaHCO3、NaH2PO4Na2HPO4等。在此

14、結(jié)合有關(guān)生化知識對H2C03NaHCO3在維持血液 pH值穩(wěn)態(tài)中所起的作用加以說明。 它們的電離如下：H2C03一H+ + HC03- (1) (雙向，可逆)；NaHC03一Na+ HC03- (2)；由于(2)式完全電離，有大量的HC03- 存在，對(1)式電離產(chǎn)生同離子效應(yīng)，使HC03-和H+ 結(jié)合成H2C03 ，也就是說(2)式的結(jié)果抑制了(1)式H2C03的電離，因此血液中存在大量的H2C03和HC03- ，而H+濃度很小。 當血液中進入少量酸(例如乳酸、磷酸等)時，由于血液中存在大量HC03-，能和進入的酸中的H+結(jié)合成電離度很小的H2C03，使血液中氫離子濃度幾乎沒有升高，因此血液

15、pH值并不明顯降低。當血液中進入少量堿時，此時血液中的H+與進入堿中的OH- 結(jié)合成難電離的H20，當血液中的H+稍有降低時，血液中存在的H2C03，就立即電離出H+來補充血液中減少的H+，使血液pH值并不明顯升高。正是因為H2C03和HC03- 的大量存在才會使血液的pH值不會因為少量堿、酸的進入而造成明顯升降。（四）練習1D。 2C。 3D。4提示：因為人體各種生命活動是以細胞代謝為基礎(chǔ)的，細胞代謝本質(zhì)上是細胞內(nèi)各種生化反應(yīng)的總和。內(nèi)環(huán)境為這些生化反應(yīng)的進行提供了必要的物質(zhì)和條件。當內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)保持正常時，細胞的代謝活動能正常進行；當內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)時，細胞代謝活動就會受影響。因此內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是

16、人體進行正常生命活動的必要條件。拓展題：提示：當動物進食高濃度的糖溶液后，大量的葡萄糖被吸收進入血液，導致血糖濃度暫時升高。血糖濃度的升高會刺激機體加速分泌胰島素，同時抑制胰高血糖素的分泌。在胰島素和胰高血糖素的共同調(diào)節(jié)下，血糖濃度逐漸恢復到正常水平，具體調(diào)節(jié)機制可參考第2章有關(guān)血糖平衡調(diào)節(jié)的內(nèi)容。自我檢測的答案和提示1.判斷（1）；（2）；（3）；（4）。2.選擇（1）D；（2）D；（3）D。3.畫概念圖二、知識遷移（1）水是良好的溶劑，為各種生化反應(yīng)提供溶液環(huán)境；水是體內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)妮d體；水在體溫調(diào)節(jié)方面有作用；水是某些生化反應(yīng)的反應(yīng)物；水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分等。（2）說明健康的人體具有維持體內(nèi)水平衡的能力。三、技能應(yīng)用（1）否。（2）血