细胞生活的环境

第1页共7页人体的内环境与稳态细胞生活的环境教材预览导言细胞作为最基本的生命系统，与环境之间不断进行着和的交换。【思考】①生活在水中的草履虫，如何获取养料和氧，并排出废物？②组成我们躯体的绝大多数细胞没有直接与外界环境接触，它们直接生活的环境是什么？如何与外界环境进行物质交换?【提示】①草履虫等单细胞生物可以直接从水里获取生存所必需的养料和氧，并把废物直接排入水中。②组成我们躯体的绝大多数细胞不能直接与外界环境进行物质交换。一、体内细胞生活在细胞外液中1.体液的概念和组成生物体内含有的大量以水为基础的液体，称为。体液中除含有大量的水以外，还含有许多离子和化合物。它包括和。是细胞生活的直接液体环境，包括、和等。2.细胞外液各组成之间的关系：【思考讨论】组织液、淋巴、血浆有什么异同？【提示】相同点：都属于细胞外液，构成人体内环境；不同点：存在部位不同；生活于其中的细胞种类不同；化学成分有所差异。【思考讨论】能否说全身的细胞外液是一个有机的整体？【提示】能3.体内细胞生活的环境血细胞直接生活的环境是；绝大多数的组织细胞直接生活的环境是；淋巴是和等细胞直接生活的环境。毛细血管壁细胞直接生活的环境是；毛细淋巴管壁细胞直接生活的环境是。4.内环境的概念由构成的液体环境叫做内环境，以区别于个体生活的外界环境。【思考】人的呼吸道、消化道、泪腺、尿道等储存的液体是否属于内环境？为什么?【提示】它们由孔道与外界相连，所储存的液体也直接与外界接触，所以这些液体不属于内环境。二、细胞外液的成分血浆的主要成分包括（约90%）、（约7%~9%）、（约1%），以及血液运输的物质----各类营养物质、各种代谢废物、气体、激素等。组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近，但又不完全相同，主要的差别在于。【思考】如何从细胞外液的角度理解生命起源于海洋？【提示】细胞外液本质上是一种盐溶液，类似于海水。三、细胞外液的渗透压和酸碱度渗透压指溶液中。单位体积溶液中溶质微粒越多，溶液的渗透压越。血浆渗透压主要与的第2页共7页含量有关。细胞外液渗透压90%和以上来源于。正常人血浆的pH在范围内变动。血浆pH之所以稳定与它含有、等离子有关。人体细胞外液的温度一般维持在左右。四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介内环境与外界环境的物质交换过程，需要体内各个的参与，同时，细胞和内环境之间也是相互影响、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。【预览答案】物质能量一、1.体液细胞外液细胞内液细胞外液组织液淋巴血浆2.①血浆②组织液③淋巴3.血浆、组织液、淋巴细胞、吞噬细胞血浆和组织液淋巴和组织液4.细胞外液二、水蛋白质无机盐血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质含量很少三、溶质微粒对水的吸引力大无机盐和蛋白质Na+和Cl-7.35～7.45HCO3-、HPO42-37℃四、器官系统问题探讨1.图1和图2中各是什么细胞?请说出细胞的名称。【提示】图1是血细胞，包括红细胞、白细胞等；图2是草履虫细胞。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?【提示】血细胞生活在血浆中，草履虫细胞生活在外界水环境中。两者都是液体环境，但前者理化性质更为稳定。本节聚焦学习本节内容要求能够描述内环境的组成和理化性质，说明内环境是细胞与外环境进行物质交换的媒介，建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。学习过程生活在水中的草履虫可以直接从水里获取生存所必需的养料和氧，并把废物直接排入水中。组成我们躯体的绝大多数细胞没有直接与外界环境接触,其直接生活的环境如何？如何与外界环境进行物质交换？一、体内细胞生活在细胞外液中1.体液的概念和组成无论男性还是女性，体内都含有的大量以水为基础的液体，称为体液。体液中除含有大量的水以外，还含有许多离子和化合物。体液的组成为：注意：细胞外液还包括脑脊液等。2.细胞外液的组成及相互关系【观察分析】课本P.2图1-1①血浆和组织液之间的物质交换是双向的，毛细血管壁有一定的通透性，正常情况下除血细胞和大部分血浆蛋白外，其他物质都可以通过毛细血管壁；②淋巴与组织液之间的物质交换是单向的，毛细淋巴管的功能是回收组织液，组织液中的一些物质一旦进入毛细淋巴管就成为淋巴，经过淋巴循环汇入血浆；③淋巴和血浆之间的物质交换也是单向的，淋巴液在左右锁骨下静脉处流入血浆。第3页共7页【例题】对血浆、组织液和淋巴三者间的物质联系表述正确的是()。【解析】在人体内，组织液与血浆之间只隔着毛细血管壁，水分和可透过毛细血管壁的物质都可以在二者之间双向交换(排除A)；组织液还可以渗入具有盲端的毛细淋巴管，形成淋巴，但淋巴受毛细淋巴管结构和血液动力学的影响，不能回流到组织液，只能单向流动(排除D)；淋巴通过淋巴循环，流入锁骨下的静脉，也是单向流动(排除B)。【答案】C3.体内细胞生活的环境【读图分析】体液分布的示意图(或课本P.2图1-1)【思考讨论】血细胞、组织细胞、淋巴细胞和吞噬细胞、毛细血管壁细胞、毛细淋巴管壁细胞直接生活的液体环境分别是什么？【提示】体内细胞直接生活的液体环境是细胞外液，但具体到某种细胞则有所不同。【例题】红细胞、肌细胞和淋巴细胞所处的液体环境依次是（）A.血浆、体液和体液B.血液、组织液和淋巴C.血浆、组织液和淋巴D.血液、细胞外液和体液【解析】红细胞等血细胞直接生活的液体环境是血浆；肌细胞等组织细胞直接生活的液体环境组织液；淋巴细胞所处的液体环境是淋巴。注意血液与血浆的区别。【答案】C4.内环境的概念血浆、组织液和淋巴通过动态的有机联系，共同构成机体内细胞生活的直接环境。为了区别于个体生活的外界环境，人们把这个由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。【注意】内环境的概念是相对于外界环境提出来的。内环境与细胞外液是同一概念，具有相同的内涵和外延，都是专用名词。需要注意的是：①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部分。②内环境主要包括组织液、血浆和淋巴，但不是说只有这三种，如脑脊液也属于内环境的组成成分。③血浆中的血细胞、组织液中的组织细胞不属于内环境的组成部分。【例题】下列属于哺乳动物和人体“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【解析】内环境的“内”和“外”是相对的，从细胞角度就是细胞赖以生存的液体环境，即细胞外液；从人体的角度看就是内环境，因此细胞外液与内环境是同一概念。而人体的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺等有孔道中与外界相通的液体都属于人体的外部环境，不属于细胞外液。此外，人体内细胞外液包括血浆、组织液和淋巴，但某一具体细胞生活的液体环境要具体分析，不是人体内任何一个细胞的内环境都有血浆、组织液和淋巴。【答案】C第4页共7页二、细胞外液的成分【资料分析】血浆的化学组成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。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。5.任选一种成分，分析它的来源和去路，并说明这与人体的哪些系统有关。提示：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。血浆的主要成分可以图示为：组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近,但血浆中含有较多的蛋白质。【例题】在下列物质中，一般不存在于内环境中的是()A.氨基酸、甲状腺激素B.O2、尿素C.纤维蛋白原、抗体D.呼吸酶、血红蛋白【解析】血浆中约90%水；其余10%分别是：无机盐（1%），蛋白质（7%-9%），以及血液运送的物质，包括各种营养物质（如葡萄糖）、各种代谢废物、气体、激素等。组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近，最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质。氨基酸是营养物质，K+是无机盐，CO2和O2是气体，激素是由内分泌细胞直接释放到血液中，尿素是代谢废物，抗体属于免疫球蛋白，主要分布在血清和组织液中，纤维蛋白原属于凝血因子。血红蛋白只存在于红细胞中，只有当红细胞破裂时，血红蛋白才会进入血浆，但这是不正常的，这种现象在临床上称为溶血现象，此时血红蛋白已失去了运输氧气的能力，严重时会导致死亡。衰老、死亡的红细胞是在肝脏、脾脏中被巨噬细胞吞噬掉的。呼吸作用是在细胞内进行的，呼吸酶存在于细胞质基质和线粒体中。【答案】D三、细胞外液的渗透压和酸碱度【阅读课本，讨论分析】1.渗透压的概念以及与浓度的关系？提示：溶液渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。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：溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高；反过来，溶质微粒越少，即溶液浓度越低，溶液渗透压越低。血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。细胞外液渗透压的90％以上来源于Na+和Cl-。2.正常人的血浆的酸碱度及其维持？提示：正常人的血浆近中性，pH为7.35～7.45。血浆的pH之所以能够保持稳定，与它含有HCO3-、HPO42-等离子有关。第5页共7页3.细胞外液酸碱度和温度与细胞生命活动有什么关系？提示：细胞内的各种代谢需要酶的参与，而酶的活性受pH和温度等因素的影响。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，三者的相对稳定状态是生活细胞维持正常形态和功能的前提条件。四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介【思考与讨论】结合初中学过的人体消化、呼吸、循环、排泄等知识，讨论以下问题：1.维持渗透压的Na+和Cl-以及葡萄糖、氨基酸等物质是经过哪些途径进入内环境的?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。2.参与维持pH的HCO3-是怎样形成的?这与体内哪些系统的活动有关?提示：细胞代谢产生的CO2与H2O反应；主要与呼吸系统有关。3.细胞外液的温度能够保持稳定的根本原因是什么?试推测哪些器官和系统参与了体温的维持?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.体内细胞产生的代谢废物，如尿素和CO2是怎样从内环境排到体外的?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。【小结】细胞与外界环境进行物质交换的过程可以用下图表示细胞直接与内环境进行物质交换，内环境再通过消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统等与外界环境进行物质交换。【例题】根据右面高等动物体内细胞与外界的物质交换示意图回答：(1)a、b、c依次表示______系统、_____系统、______系统。(2)虚线方框内的三种液体称为______；在图上画箭头表示出这三种液体间的关系，淋巴与血浆通过______途径相联系。第6页共7页(3)由图可见高等多细