2019人教版高中生物選擇性必修1word版教材1.1細胞生活的的環(huán)境

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)境問題探討在初中的生物學(xué)課上,你曾觀察過多種動物細胞的裝片。右側(cè)的兩幅圖片你一定還有印象。討論圖1和圖2所示的各是什么細胞?它們分別生活在什么樣的環(huán)境中?嘗試說出它們生活環(huán)境的異同。若將圖1所示的細胞置于圖2所示細胞的生活環(huán)境中,會發(fā)生什么變化?本節(jié)聚焦什么是內(nèi)環(huán)境？內(nèi)環(huán)境具有哪些理化性質(zhì)？人體細胞如何與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換?相關(guān)信息成年人體內(nèi)的水量大約是體重的60%;出生一天的嬰兒,體內(nèi)水量大約是體重的79%。細胞是生命活動的基本單位。無論是單細胞生物還是多細胞生物的細胞,都有其特定的生活環(huán)境,并與環(huán)境之間不斷進行著物質(zhì)和能量的交換。生活在水中的單細

2、胞生物，如草履蟲,可以直接從水里獲取生存所必需的養(yǎng)料和O2,并把廢物直接排入水中。這些單細胞生物只能在水環(huán)境中生活,如果水體干涸,它們就會休眠或者死亡。組成我們身體的絕大多數(shù)細胞沒有直接與外界環(huán)境接觸,不能直接與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換。這些細胞直接生活的環(huán)境是什么呢?體內(nèi)細胞生活在細胞外液中紅樓夢中有句話:“女人是水做的?！逼鋵?不論男性還是女性,體內(nèi)都含有大量以水為基礎(chǔ)的液體,這些液體統(tǒng)稱為體液(圖1-1)。體液中除含有大量的水以外,還含有許多離子和化合物。細跑內(nèi)液體液外液組S?液血集淋巴液等存卷于細胞內(nèi).約占13圖1-1體液的組成示意圖存在于細胞外.約占13說到體液,你首先想到的可能是血液,

3、它在由全身血管和心臟組成的系統(tǒng)中循環(huán)運動。其實，血液并不全是體液，這是因為血液中除了液體部分一血漿(plasma)，還有大量的血細胞。血漿是血細胞直接生活的環(huán)境。組織液(tissuefluid)是存在于組織細胞間隙的液體又叫組織間隙液。它主要由血漿通過毛細血管壁滲出到細胞間而形成,大部分物質(zhì)能夠被重新吸收回血漿。組織液為細胞提供營養(yǎng)物質(zhì),細胞的代謝產(chǎn)物也透過細胞膜進入組織液。絕大多數(shù)細胞都浸浴在組織液中,因此,組織液是體內(nèi)絕大多數(shù)細胞直接生活的環(huán)境。淋巴液(lymphfluid)存在于淋巴管中，它是由一部分組織液經(jīng)毛細淋巴管壁進入毛細淋巴管而形成的。淋巴液在淋巴管中流動,經(jīng)過淋巴結(jié)等淋巴器官,

4、并最終匯入血漿。淋巴液中有大量的淋巴細胞等,可以協(xié)助機體抵御疾病,對這些細胞來說,淋巴液就是它們直接生活的環(huán)境。相關(guān)信息手和腳有時會磨出“水泡”。“水泡”中的液體主要是組織液。知識鏈接關(guān)于淋巴結(jié)、淋巴細胞等內(nèi)容，參見本書第4章。思考討論血漿、組織液和淋巴液之間的關(guān)系觀察下圖,回答下列問題。為什么說細胞外液是細胞直接生活的環(huán)境?血漿、組織液和淋巴液之間有什么內(nèi)在聯(lián)系?請依據(jù)下圖繪制出能反映三者聯(lián)系的模式圖(用文字和箭頭表示)。為什么說全身的細胞外液是一個有機的整體?血漿、組織液、淋巴液之間的關(guān)系示意圖血漿、組織液和淋巴液通過動態(tài)的有機聯(lián)系,共同構(gòu)成機體內(nèi)細胞生活的直接環(huán)境。為了區(qū)別于個體生活的外

5、界環(huán)境,人們把這個由細胞外液構(gòu)成的液體環(huán)境叫作內(nèi)環(huán)境(internalenvironment)。細胞外液的成分假如將你身體的一個細胞或一塊組織拿到體外,如果不提供特殊的環(huán)境條件,它很快就會死亡。而在內(nèi)環(huán)境中,體內(nèi)細胞卻能正常地生活。內(nèi)環(huán)境里含有哪些成分呢?下面以血漿的化學(xué)成分為例進行探討。思考討論血漿的化學(xué)組成血漿的成分復(fù)雜,主要為水?？茖W(xué)家用化學(xué)分析的方法,測得人體血漿中部分成分的含量如下表。成分含量成分含話0“60W：赴膽固醉3.丨宀5.2mmol/L65-曲丼鈉137147mmol/L恵膽紅素521nmoLL3,55,3mmiftl/L嚴(yán)性碰蟄酶45-125U/L鈣2i2f2.65mmo

6、l/L尿素2.8*7.2mmol/L0,81-1.45mmol/L肌爵57-IllgmoUL0,73f1.06nuool/L尿酸208.3-428.4屮問幾血清獲113Dpmal/J.葡曹雋3.976.mmol/L刖-HOintmLL乳誠脫復(fù)曲140271V/L碳駿整鹽22、28nmol/L甘油三酹0、L7mmolL總021-3L3mmol/L-注=r蠢示場的忑力出fin討論血漿中這么多物質(zhì),你能將它們歸歸類嗎?除表中所列成分外,血漿中還可能含有哪些物質(zhì)?回憶所學(xué)知識,你能說出其中哪些物質(zhì)在人體中的作用?從葡萄糖、甘油三酯、尿素、鈉中,任選一種你熟悉的成分,分析它的來源和去路,并說明這與人體的

7、哪些系統(tǒng)有關(guān)。研究表明,血漿中約90%為水;其余10%分別是：蛋白質(zhì)（7%9%）,無機鹽（約1%）,以及血液運輸?shù)钠渌镔|(zhì),包括各種營養(yǎng)物質(zhì)（如葡萄糖）、激素、各種代謝廢物等（圖1-2）。組織液、淋巴液的成分和各成分的含量與血漿的相近,但又不完全相同,最主要的差別在于血漿中含有較多的蛋白質(zhì),而組織液和淋巴液中蛋白質(zhì)含量很少。從某種意義上說,細胞外液是一種類似于海水的鹽溶液。這在一定程度上反映了生命起源于海洋。圖1-2血漿的主要成分內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)將血液中的紅細胞放在清水或濃度很低的溶液中,細胞會由于吸水過多而破裂;將紅細胞放在濃度較高的溶液中,紅細胞會由于過多失水而死亡。此外,在過酸、過堿或溫

8、度過高、過低等條件下,細胞也不能正常生活。在細胞外液中細胞會出現(xiàn)這樣的情況嗎?這就要分析細胞外液的理化性質(zhì)。滲透壓、酸堿度和溫度是細胞外液理化性質(zhì)的三個主要方面。所謂滲透壓,簡單地說,是指溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力。滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目,溶質(zhì)微粒越多,即溶液濃度越高,溶液滲透壓越高。血漿滲透壓的大小主要與無機鹽、蛋白質(zhì)的含量有關(guān)。在組成細胞外液的各種無機鹽離子中,含量上占有明顯優(yōu)勢的是Na和Cl,細胞外液滲透壓的90%以上來源于Na和Cl。在37C時,人的血漿滲透壓約為770kPa，相當(dāng)于細胞內(nèi)液的滲透壓。正常人的血漿近中性,pH為7.357.45。血漿的pH之所以能

9、夠保持穩(wěn)定，與其中含有的HCO3、H2CO3等物質(zhì)有關(guān)。人體細胞外液的溫度一般維持在37CC左右。學(xué)科交叉與化學(xué)的聯(lián)系酸堿度(pH)是指溶液自由氫離子濃度的負對數(shù)即pH=-lgH細胞通過內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換細胞作為一個開放系統(tǒng),可以直接與內(nèi)環(huán)境進行物質(zhì)交換:不斷獲取進行生命活動所需要的物質(zhì),同時又不斷排出代謝產(chǎn)生的廢物,從而維持細胞正常的生命活動(圖1-3)內(nèi)環(huán)境又是如何與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的呢?圖1-3細胞直接與內(nèi)環(huán)境進行物質(zhì)交換(箭頭代表物質(zhì)運輸方向)思考討論內(nèi)環(huán)境如何完成與外界環(huán)境的物質(zhì)交換結(jié)合初中學(xué)過的人體消化、呼吸、循環(huán)、排泄等知識,與同學(xué)討論以下問題。Na+、葡萄糖、氨基

10、酸和02等分別是經(jīng)過什么途徑進入內(nèi)環(huán)境的？2.參與維持pH的HCO3/H2CO3是怎樣形成的？體內(nèi)細胞產(chǎn)生的代謝廢物(如尿素和C02)，是通過哪些器官從內(nèi)環(huán)境中排到體外的？請你用簡單的圖示表示內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境的物質(zhì)交換的關(guān)系。通過以上討論,是否增進了你對本章章首頁題詩的理解？通過討論可以看出,內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境的物質(zhì)交換過程,需要體內(nèi)各個系統(tǒng)的參與。例如,消化系統(tǒng)將營養(yǎng)物質(zhì)攝入體內(nèi),呼吸系統(tǒng)吸入02、排出C02，泌尿系統(tǒng)把代謝廢物、水和無機鹽排岀體外,循環(huán)系統(tǒng)把各種物質(zhì)運輸?shù)綑C體的相應(yīng)部位。機體的各個部分正常運行和協(xié)調(diào)一致,共同保證內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境之間物質(zhì)交換的順利進行。細胞和內(nèi)環(huán)境之間也是相互影響、相互作用的。細胞不僅依賴于內(nèi)環(huán)境,也參與了內(nèi)環(huán)境的形成和維持。練習(xí)與應(yīng)用一、概念辨析1.判斷下列表述是否正確。單細胞生物可以直接與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換。內(nèi)環(huán)境中既有細胞所需要的物質(zhì),又有細胞代謝的廢物。長期營養(yǎng)不良的人,血漿中蛋白質(zhì)含量降低,會導(dǎo)致組織水腫。處于人體中的下列物質(zhì),正常情況下不會出現(xiàn)在內(nèi)環(huán)境中的是Na+B.胰島素C.氨基酸D.血紅蛋白下列屬于人體內(nèi)環(huán)境的是膀胱內(nèi)的尿液肺泡腔內(nèi)的氣體小腸腔內(nèi)的消化液大腦細胞間隙的液體4右上圖表示人體內(nèi)細胞與外界環(huán)境之間進行物質(zhì)交換的過程。A、B、C表示直接與內(nèi)