【課件】細胞生活的環(huán)境課件2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修1

1、細胞生活的環(huán)境第一章人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)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：1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？說出它們生活環(huán)境的異同。2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？圖1：血細胞，包括紅細胞和白細胞，生活在血漿中。圖2：草履蟲，生活在水中。相似：都處于液體環(huán)境中；不同：血細胞不能與外界環(huán)境直接接觸，草履蟲與外界環(huán)境直接接觸。血細胞可能會吸水漲破。單細胞生物多細胞生物直接從外界獲取生存必需的養(yǎng)料和O2；多細胞生物的細胞不直接與外界接觸。這些多細胞生物體內(nèi)的細胞生

2、活在什么環(huán)境中呢？人和草履蟲有何不同？人是多細胞生物，草履蟲是單細胞生物。人體內(nèi)的絕大多數(shù)細胞都沒有與外界環(huán)境直接接觸，但是草履蟲這個單細胞生物直接與外界接觸。一、細胞生活的環(huán)境體液：體內(nèi)含有的大量以水為基礎(chǔ)的液體體液中除了大量水以外還存在著很多離子和化合物體液包括細胞內(nèi)液存在于細胞內(nèi)，約占2/3細胞外液存在于細胞外，約占1/3體內(nèi)細胞生活在細胞外液中細胞外液又包括血漿、淋巴液、組織液。血漿：血漿和血液是相同的概念嗎？請說出你的理解。和血液概念不同。血漿是血液的液體成分，除此之外，血液中還含有大量的血細胞。血細胞包括紅細胞、白細胞、血小板。血細胞生存的直接環(huán)境是血漿。除此之外，血漿和血清也不是

3、同一概念，血漿中含有血清里沒有的某種蛋白質(zhì)。血管可以劃分為靜脈、動脈、毛細血管。體循環(huán)中的動脈將血液由心臟運送到身體各處，里面富含氧氣，而二氧化碳含量較少。毛細血管連接動脈和靜脈，是血液中氣體和物質(zhì)進行交換的部位。體循環(huán)中的靜脈將血液運送到心臟，氧氣被組織細胞利用，故含量減少，接收了組織細胞代謝產(chǎn)生的二氧化碳，所以二氧化碳含量相對較多。毛細血管的管道壁是單層細胞。其實除了常見的心血管的動脈和靜脈外，還有肺動脈和肺靜脈。其作用剛好和上述作用相反，即肺動脈把富含二氧化碳的血漿輸送到肺中，這樣血漿就可以通過呼吸把二氧化碳排出，把氧氣輸送到血液中。肺靜脈又把富含氧氣的血漿送給心臟，完成氣體交換的循環(huán)過

4、程。組織液：組織液：存在于組織細胞間隙中的液體。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：淋巴液：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，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。淋巴液：淋巴管的結(jié)構(gòu)示意圖與血管相比有何差異？兩者又有何聯(lián)系？與血管相比，可以發(fā)現(xiàn)，血管是

5、互相聯(lián)通起來的，但是淋巴管有一段是封閉的（盲端）。血管和淋巴管之間有連接。淋巴管盲端結(jié)構(gòu)根據(jù)淋巴管的結(jié)構(gòu)示意圖，你有何發(fā)現(xiàn)？淋巴管的細胞是單層的，并且可以發(fā)現(xiàn)細胞像魚鱗一樣互相覆蓋，形成只向管內(nèi)開放的單向活動瓣膜，組織液進入淋巴細胞后不會回流。通過學(xué)習(xí)，你認為細胞直接生活的環(huán)境是什么？為什么？細胞直接生活的環(huán)境是細胞外液。細胞外液指的是存在于細胞外的體液，包括血漿、組織液、淋巴液。血細胞直接生活在血漿中；大多數(shù)組織細胞生活在組織液中；大量淋巴細胞生活在淋巴液中。所以說，細胞直接生活的環(huán)境是細胞外液。你認為消化液、汗液、淚液、尿液、唾液屬于細胞外液嗎？請說出你的理解。這些液體都不屬于細胞外液，細

6、胞外液是體液的一部分，是身體內(nèi)部的液體。但是這些液體所存在的場所，比如說消化道、皮膚、淚腺、膀胱、嘴巴等都是直接與外界相連的，屬于外界環(huán)境。所以這些液體不是細胞外液。血漿、組織液、淋巴液之間的聯(lián)系血漿可由組織液滲透產(chǎn)生、可由淋巴液在左右鎖骨下靜脈匯入。組織液可由血漿滲透產(chǎn)生，也可與組織細胞進行交換。淋巴液由組織液滲透產(chǎn)生的。大約90%的組織液被重新吸收進入了血液，其余10%進入毛細淋巴管，生成了淋巴液。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。請你畫出一個示意圖表示血漿、組織液、淋巴液之

7、間的關(guān)系。如果在上述三種液體的基礎(chǔ)上添加細胞內(nèi)液，又該如何表示他們之間的關(guān)系？請再嘗試著畫出他們之間的示意圖。毛細血管壁細胞生活的環(huán)境是？毛細淋巴管細胞生活的環(huán)境是？淋巴細胞生活的環(huán)境是？組織液和血漿淋巴液和組織液淋巴液細胞外液的成分：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。那它們之間的成分有何關(guān)系呢？請先看下表，分析血漿中的成分。細胞外液的成分：把血漿里面的物質(zhì)進行歸類其中有營養(yǎng)物質(zhì)，如葡萄糖、甘油三酯、蛋白質(zhì)等。代謝廢物有尿素、尿酸、二氧化碳等。除了表中所呈現(xiàn)的成分外，還會有激素、維生素和氧氣等。細胞外液的成分：血漿中90%是水，其他的10%是蛋白質(zhì)和無機

8、鹽以及其他血漿中運輸?shù)奈镔|(zhì)，如葡萄糖和激素等。因為血漿、淋巴液和組織液之間是有機聯(lián)系的整體，所以其成分上有一定的相似性，但又不是完全相同的。組織液和淋巴液與血漿之間最大的差別在于，血漿中含有較多的蛋白質(zhì)，但是組織液和淋巴液中蛋白質(zhì)含量較少。因為三種液體的成分都含有無機鹽，所以在一定程度上反應(yīng)了生命起源于海洋的觀點。細胞外液的成分：葡萄糖來源于食物中的糖類，經(jīng)過消化道的分解變成葡萄糖，葡萄糖進入血漿中。組織細胞中葡萄糖含量較低時，葡萄糖就會進入組織液，再進入組織細胞中。葡萄糖在組織細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)中被分解為丙酮酸。氧氣來源于呼吸道，可以直接由肺泡細胞直接輸送到血漿中。氧氣是由血漿中的紅細胞攜帶的

9、，所以氧氣要穿過一層膜進入紅細胞，后面再由紅細胞釋放到血漿中，進入組織液，進入組織細胞。但是氧氣是在有氧呼吸第三階段被利用的，所以若要被組織細胞利用，還應(yīng)進入線粒體內(nèi)。此時有新的問題出現(xiàn)：若血漿中的葡萄糖被組織細胞利用，最少要穿過幾層膜？三層若消化道中的葡萄糖被組織細胞利用，最少要穿過幾層膜？七層若紅細胞中的氧氣被利用，最少要穿過幾層膜？六層【例】食物中的淀粉通過系列水解變?yōu)槠咸烟?，由小腸上皮細胞吸收進入體內(nèi)。腸腔中的葡萄糖進入組織細胞被利用至少跨過幾層生物膜？小腸絨毛上皮細胞細胞毛細血管壁細胞組織細胞毛細血管葡萄糖2221小腸腔【例】O2通過肺部的氣體交換從外界進入血漿，經(jīng)血液運輸后擴散至組

10、織細胞并被利用至少須穿過多少層生物膜？肺泡壁細胞毛細血管壁細胞組織細胞紅細胞血流方向O22211212內(nèi)環(huán)境中存在的成分：在血漿、組織液、淋巴液中本就存在的成分。如水、無機鹽、氨基酸、核苷酸、糖類、脂肪酸、維生素、激素、抗體、神經(jīng)遞質(zhì)、淋巴因子、氧氣、二氧化碳、尿素等。內(nèi)環(huán)境中不存在的成分：在細胞內(nèi)或者細胞膜上的物質(zhì)：如受體、糖蛋白、血紅蛋白、呼吸酶、解旋酶等在外界環(huán)境中的物質(zhì)：汗液、淚液、尿液等沒有被消化吸收的物質(zhì)：纖維素、淀粉內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)1.內(nèi)環(huán)境有哪些理化性質(zhì)？2.什么是滲透壓？3.正常人的血漿pH維持在哪個范圍？4.人的血漿pH能穩(wěn)定在這一范圍依靠的是什么？5.人體細胞外液的溫度維

11、持在多少？滲透壓、酸堿度、溫度是指溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力近中性，7.357.45酸堿緩沖對37內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)：滲透壓滲透壓：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-。0.9%的NaCl溶液是血漿的等滲溶液。人的血漿滲透壓約為770KPa。血漿滲透壓的大小與細胞內(nèi)液、組織液、淋巴液的滲透壓相等。鈉離子主要維持細胞外液的滲透壓，鉀

12、離子主要維持細胞內(nèi)液的滲透壓。組織水腫：組織水腫是組織液增多引起的，但是組織液增多又是因為什么引起的呢？這就要分析組織液增多的原因，要從其來源和去路上分析。組織液來源于血漿，若血漿滲透壓降低，會引起組織水腫。營養(yǎng)不良導(dǎo)致血漿中蛋白含量減少，腎小球腎炎會導(dǎo)致蛋白質(zhì)從尿液中排出去，形成蛋白尿，也造成了血漿中蛋白質(zhì)含量減少。過敏反應(yīng)使血管壁通透性增強，所以組織蛋白增多。組織細胞代謝旺盛，代謝產(chǎn)物增多，組織液滲透壓增高。淋巴循環(huán)受阻導(dǎo)致組織蛋白增多，組織滲透壓增高。內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)：酸堿度酸堿緩沖對：HCO3- /H2CO3，其次還有HPO42 - /H2PO 4-酸堿緩沖對的作用原理：劇烈運動會使肌

13、肉產(chǎn)生大量乳酸等酸性物質(zhì)，這會影響血漿的 pH 嗎？在這種情況下，機體是如何維持細胞外液的酸堿度的？乳酸到達血漿后，可與碳酸氫鈉發(fā)生作用，生成乳酸鈉和碳酸。碳酸是弱酸，可以分解成水和二氧化碳。血漿中二氧化碳會增多，進而刺激呼吸中樞，使呼吸作用增強，二氧化碳排除。乳酸鈉進入血液后與碳酸作用，形成碳酸氫鹽，可由腎臟排出。溫度：37左右（動態(tài)平衡）1代謝越旺盛，釋放的能量越多，溫度也相對越高。 幼年 成年 老年 女性 男性 同一個人1日內(nèi)不超過 發(fā)燒：體內(nèi)的細胞要攻擊抵抗病原體，代謝相應(yīng)的旺盛起來，所以溫度高。細胞如何與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換呢？細胞可以通過內(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

14、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。1.Na+、葡萄糖、氨基酸和 O2 等分別是經(jīng)過什么途徑進入內(nèi)環(huán)境的？鈉離子來自食物，不需要消化就能直接吸收；葡萄糖、氨基酸來自食物中的糖類和蛋白質(zhì)。糖類和蛋白質(zhì)這些大分子物質(zhì)需要通過消化系統(tǒng)的消化進行分解，成為葡萄糖和氨基酸小分子物質(zhì)后才能被吸收。吸收后就可進入小腸絨毛內(nèi)的毛細血管中。氧氣從外界獲得，在呼吸系統(tǒng)中進行氣體交換。1.Na+、葡萄糖、氨基酸和 O2 等分別是經(jīng)過什么途徑進入內(nèi)環(huán)境的？鈉離子來自食物，不需要消化就能直接吸收；葡萄糖、氨基酸來自食物中的糖類和

15、蛋白質(zhì)。糖類和蛋白質(zhì)這些大分子物質(zhì)需要通過消化系統(tǒng)的消化進行分解，成為葡萄糖和氨基酸小分子物質(zhì)后才能被吸收。吸收后就可進入小腸絨毛內(nèi)的毛細血管中。氧氣從外界獲得，在呼吸系統(tǒng)中進行氣體交換。2參與維持 pH 的 HCO3-/H2CO3 是怎樣形成的？3體內(nèi)細胞產(chǎn)生的代謝廢物（如尿素和 CO2），是通過哪些器官排到體外的？2細胞代謝產(chǎn)二氧化碳，可與水結(jié)合形成碳酸，在碳酸酐酶的作用下，分解生成氫離子和碳酸氫根。3皮膚分泌汗液、泌尿系統(tǒng)排出尿液、呼吸系統(tǒng)呼氣排出去。人體內(nèi)的系統(tǒng)：運動系統(tǒng)消化系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)免疫系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)分泌系統(tǒng)泌尿系統(tǒng)生殖系統(tǒng)如何用示意圖表示內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境物質(zhì)交換的關(guān)系？消化系統(tǒng)將營養(yǎng)物質(zhì)攝入體