1、成才之路成才之路 生物生物路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 必修必修3 人体的内环境与稳态人体的内环境与稳态第一章第一章 2014年11月20日至21日，中华骨髓库2014年宣传和志愿服务工作交流会在宁夏银川市召开。中国红十字会顾问苏菊香、中华骨髓库管理中心副主任刘维新等出席，会议由中华骨髓库管理中心顾问刘静湖主持，宁夏回族自治区红十字会常务副会长刘静致辞，来自中华骨髓库全国30个省级分库及地市工作站的120多名工作人员和志愿者参加大会。2005年9月4日，中国红十字会同中国男篮合作启动，姚明等中国男篮成员加入了中国骨髓库，并在现场提供血样，同时郑重承诺，
2、一旦配型成功，一定捐献骨髓。造血干细胞生活在人体内，人体内细胞生活的环境能在机体调节作用下维持相对的稳定，取出的造血干细胞保存的环境应模拟其在人体内生活的环境。本章内容包括细胞生活的液体环境和内环境的稳态，重点内容是内环境的组成及各组分间的相互关系、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介、内环境的动态变化、对稳态调节机制的认识、内环境稳态的重要意义等。体液的成分及各种细胞外液间的内在联系是学习中的难点，学习时可通过示意图以及关系图进行分析归纳。细胞外液的成分是学习细胞外液的渗透压和酸碱度等内容的基础，可通过分析血浆的化学成分进行探讨。内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介，其中内环境如何与
3、外界环境进行物质交换的内容是个难点，可以通过食物中的营养物质、空气中的氧气如何到达细胞内，细胞内产生的二氧化碳、其他代谢废物如何排出体外的讨论，进一步绘制出模式图帮助理解。内环境稳态的概念可分解为调节机制、稳态的实质等来加强理解，而稳态的意义可通过某些稳态被破坏后的危害分析加以说明。第第1节细胞生活的环境节细胞生活的环境 第一章第一章学习目标定位学习目标定位2课前自主探究课前自主探究3教材问题释疑教材问题释疑4课堂合作探究课堂合作探究5思维创新升华思维创新升华6方法技巧探究方法技巧探究7课堂知识构建课堂知识构建8课课 时时 作作 业业9本节主攻要点本节主攻要点1本节主攻要点本节主攻要点学习目标
4、定位学习目标定位 目标导航：1描述内环境的组成和理化性质。(重、难点)2说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。(重点)3尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。(重、难点)情境导入：课前自主探究课前自主探究 一、体内细胞生活在细胞外液中 1体液(1)概念：体内都含有以_为基础的液体，这些液体统称为体液。(2)体液组成预 习 导 学水水血浆血浆组织液组织液细胞外液细胞外液细胞内液细胞内液 2内环境(1)概念：由_构成的体内细胞生活的液体环境。(2)内环境组成：_、_、淋巴等。(3)各种细胞所生活的内环境细胞直接生活的内环境血细胞_体内绝大多数细胞_淋巴管内的淋巴细胞和吞噬细胞_细胞外液
5、细胞外液组织液组织液血浆血浆血浆血浆组织液组织液淋巴淋巴 二、细胞外液的成分及理化性质 1细胞外液的成分(1)血浆的组成(2)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”的差别是血浆中含有较多的_。无机盐无机盐蛋白质蛋白质气体气体蛋白质蛋白质溶质微粒对水的吸引力溶质微粒对水的吸引力的数目的数目越高越高无机盐无机盐 蛋白质蛋白质溶质微粒溶质微粒(2)酸碱度 正常人的血浆近中性，pH为_。血浆的pH之所以能够保持稳定，与它含有_等离子有关。(3)体温：人体细胞外液的温度一般维持在_左右。7.357.45 37 三、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介 1体内细胞直接与_进行物
6、质交换。2内环境与外界环境进行的物质交换，需要体内各器官系统的参与。内环境内环境 1.呼吸酶、血红蛋白存在于细胞内部，消化液、尿液等存在于与外界相通的腔或囊中，它们属于内环境的成分吗？2草履虫等单细胞生物有没有内环境？3尽管血浆中蛋白质含量(质量分数)高于无机盐，但血浆渗透压主要取决于Na、Cl，其原因是什么？4分析一下，外界环境中的O2进入组织细胞参与有机物氧化分解，至少需要穿过几层生物膜(肺泡壁和毛细血管壁均由单层细胞构成)?思 维 激 活 答案：1.提示：(1)一切存在于细胞内的成分不属于内环境成分(如呼吸酶、血红蛋白等)。(2)凡存在于与外界相通的腔或囊中的成分不属于内环境成分(如消化
7、道、呼吸道、膀胱中的成分既不属于内环境成分，也不属体液成分)。2提示：内环境属于多细胞生物的一个概念，单细胞生物无所谓内环境。3提示：原因是单位体积中Na、Cl的微粒数量远高于蛋白质。4提示：外界环境中的O2进入组织细胞参与有机物氧化分解共穿过11层生物膜。教材问题释疑教材问题释疑(一)问题探讨 1图1中是人体血液中的血细胞，包括红细胞、白细胞等；图2中是单细胞动物草履虫。2血细胞生活在血浆中；草履虫直接生活在外界水环境中。两者生活环境的相似之处是：都是液体环境；不同之处是：血细胞生活在体内的血浆中，并不直接与外界环境进行物质交换，而草履虫直接生活在外界环境中；与外界环境相比，血浆的理化性质更
8、为稳定，如温度基本恒定等。(二)思考与讨论1 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：(1)在人体内存在的部位不同：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；(2)生活于其中的细胞种类不同：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；(3)所含的化学成分有差异，如血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴
9、中蛋白质很少。3提示：当血浆流经毛细血管时，水和一切缓慢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。它们之间的关系如图所示。由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。(四)旁栏思考题 提示：哺乳动物的生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液，这样的溶液所提供的渗透压与血浆等细胞外液的渗透压相同，所以是血浆的等渗溶液。如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于0.9%，则会造成组织细胞吸水或失水。(五)思考与讨论2 1
10、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过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。课堂合作探究课堂合作探究 2各组成成分间的比较 1内环境的“内”和“外”是相对的，从整个人体角度来看，细胞外液是人体的内环境，从细胞角度来看细胞外液是细胞的外环境。因此内环境是相对于人体外界环境来说的，相对于细胞来说是外环境。细胞外液与内环境是同一概念，具有相同的内涵
11、和外延。2人的呼吸道、肺泡腔、消化道等与外界环境相通，属于人体的外界环境。汗液、尿液、消化液、泪液等在人体内暂存，但与外界能直接接触，这样的液体不属于体液，也就不属于内环境。3不同人体细胞所处内环境不同：细胞内环境组织细胞组织液毛细血管壁细胞血浆、组织液毛细淋巴管壁细胞淋巴、组织液血细胞血浆淋巴细胞和吞噬细胞淋巴、血浆 4.淋巴循环是血液循环的辅助途径，其意义是：(1)调节血浆与组织液之间的平衡。(2)可以将毛细血管渗出的少量蛋白质和由小肠绒毛吸收的大部分脂肪成分运回血液。(3)淋巴中的淋巴细胞和吞噬细胞，具有免疫保护作用。下列液体属于体液的一组是()胆汁胰液血浆淋巴原尿细胞质基质组织液核液细
12、胞液胃液 AB C D 答案A 解析体液包括细胞内液和细胞外液，胆汁、胰液、原尿和胃液既不属于细胞内液也不属于细胞外液。细胞外液本质上是一种盐溶液，类似于海水，这在一定程度上反映了生命起源于海洋。细胞外液的成分要要 点点 归归 纳纳 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、淋巴因子和各种细胞代谢产物等；组织液是血浆经毛细血管滤过而形成的，其中各种离子成分与血浆相同，也存在极少量的各种蛋白；组织液中的所有物质都能进入毛细淋巴管，成为淋巴，因此淋巴的成分与组织液类似。与血浆相比，淋巴中水分的含量明显较多，另外，由肠道吸收的
13、脂肪绝大部分是经过淋巴而进入血液的。组织液和淋巴的化学成分与血浆相近，但血浆中含有较多的蛋白质，组织液和淋巴中蛋白质含量少。解析判断某物质是否是内环境的成分，首先要看该物质是否在内环境中，尿液、胃液等虽是液体但不在内环境中；其次，活细胞、细胞的结构和细胞内的物质，如载体、线粒体、呼吸氧化酶等当然不能算是内环境的成分。答案A 下列物质中，可在血浆中找到的是()A甲状腺激素、氧、尿素、小分子蛋白质 B氨基酸、麦芽糖、二氧化碳、钠离子 C蛋白酶、钙离子、脂肪、葡萄糖 DDNA聚合酶、脂肪酸、尿酸、胆固醇 答案A 解析人体中不含有麦芽糖；正常情况下血浆中是没有蛋白酶的，因为蛋白质可以分解血浆中多种重要
14、蛋白质；DNA聚合酶属于胞内酶。细胞外液的理化特性主要包括渗透压、酸碱度和温度三个方面。1渗透压 渗透压是溶液的一个重要性质，凡是溶液都有渗透压。细胞外液的渗透压的90%以上来源于Na和Cl。溶液渗透压越大，则溶液的吸水能力越强。血浆的渗透压与0.9%NaCl溶液的渗透压大致相等，故0.9%的NaCl溶液为血浆的等渗溶液，又叫生理盐水。医院里给病人输液时经常使用的就是生理盐水。内环境的理化性质要要 点点 归归 纳纳 2酸碱度 正常人血浆的pH在7.357.45之间变动。机体在代谢过程中虽然经常有各种酸性或碱性物质进入血浆，但血浆的pH却能保持相对稳定，过酸或过碱都可引起机体的酸中毒或碱中毒。3
15、温度 细胞外液的温度一般维持在37左右。1血浆渗透压主要与无机盐和蛋白质的量(注意不是质量而是指物质的量浓度)成正相关，它反应了溶液体系“占有”水的能力。2血浆pH能在一定程度上维持稳定的原因是血浆中含有缓冲物质，血浆中所含的缓冲物质具有一定的缓冲能力，可以维持体液的酸碱平衡，对酸碱度起缓冲作用。每对缓冲物质均由一种弱酸和相应的强碱盐组成，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。血液中缓冲物质的调节作用，可以使血液的pH不会发生大的变化。解析葡萄糖、生长激素、抗体都可以存在于细胞外液中，因此属于内环境的成分；人的体温维持稳定是机体进行正常生命活动的基础；血浆中含有多种物质
16、如水分、血浆蛋白、无机盐等，其中血浆蛋白和无机盐的含量是决定血浆渗透压的主要因素；人体剧烈运动时会产生大量乳酸，但是在血浆中缓冲物质的作用下，血浆pH维持在7.357.45，不会出现显著下降。答案D 癌症患者腹部积水后，为利尿排水应静脉输入的主要成分是()A复合氨基酸 B葡萄糖和维生素 C无机盐 D血浆蛋白 答案D 解析血浆渗透压的维持主要来自无机盐和血浆蛋白，如果增大血浆渗透压就有利于从组织间隙的“积水”中“夺”走水分，进而通过内环境的调节生成更多的尿液而排出体外。氨基酸、葡萄糖和维生素等营养物质也能增加血浆渗透压，但它们很快会被细胞利用而“处理”掉；血浆中无机盐增加，会引起人减少尿液的排出
17、、产生“渴觉”而大量饮水；血浆蛋白是大分子，不会很快进入细胞被“代谢”处理，维持血浆渗透压的时效相对最好。内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介要要 点点 归归 纳纳 2体内物质的运输 淋巴管里的淋巴经淋巴循环，在左右锁骨下静脉处汇入血液。血液通过血液循环进入消化道、肺、肾脏、皮肤，在这些地方与外界环境进行物质交换。内环境与外界环境的物质交换过程，需要体内各个器官系统的参与，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，也参与内环境的形成和维持。下图为高等动物体内细胞与外界环境的物质交换示意图，下列叙述正确的是()典 例 导 析 A、都必须通过消化系统才能完成 B人体的
18、体液包括内环境和细胞外液 C细胞与内环境交换的为养料和氧气 D可表述为：体内细胞可与外界环境直接进行物质交换 解析直接与物质交换有关的系统为：呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统，图中、依次需通过消化系统、呼吸系统和泌尿系统完成。在物质交换过程中起调节作用的系统有神经系统和内分泌系统。人体的体液包括细胞外液和细胞内液，由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。细胞与内环境直接交换的为养料和氧气，为二氧化碳、水、无机盐、尿素、尿酸等废物。可表述为：体内细胞通过内环境与外界环境间接地进行物质交换。答案C 如图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。、表示能直接与内环境进行物质交换的4种器官或系统
19、，表示有关的生理过程。下列说法错误的是()A内环境与交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁 B内的葡萄糖通过进入血浆和淋巴 C表示重吸收作用 D表示的器官是皮肤 答案B 解析本题主要考查内环境与外界环境的物质交换，与体外环境进行物质交换，并能为内环境提供O2，排出CO2，说明是呼吸系统，内环境与呼吸系统交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁。将体外物质运往内环境，说明是消化系统。表示消化吸收，葡萄糖被吸收后只能进入血浆。是泌尿系统，表示重吸收作用。表示皮肤，可将代谢废物以汗液的形式排出。思维创新升华思维创新升华组织水肿的成因分析 综上所述，凡能引起组织液溶质数目升高或血浆溶质数目降低的因素，都能引起组
20、织水肿。此外，细胞水肿又叫“水中毒”，往往发生在人体大量出汗之后，钠盐等矿物质会随汗液大量流失。如果此时只是大量饮水而没有适当的盐分补充，血液被大量的水稀释后，渗透压降低，水就会通过毛细血管壁进入组织液，组织液渗透压降低，水就会通过细胞膜渗入细胞内，致使细胞水肿而发生“水中毒”。细胞与外界环境的物质交换 归纳：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。1直接有关的4个系统：循环、呼吸、消化、泌尿系统。2直接有关的器官：皮肤、肺、肾、小肠等。方法技巧探究方法技巧探究 探究点探究实验的步骤完善 生理盐水的浓度对细胞形态的影响 案例血浆
21、正常的渗透压对于维持红细胞正常的结构与功能至关重要，为患者输液治疗时必须考虑生理盐水(NaCl溶液)的浓度。请完善下列相关实验。(1)确定实验的名称。(2)实验材料：试管若干、抗凝剂(如柠檬酸钠)、不同浓度的NaCl溶液、采血针、显微镜等。(3)实验步骤；取7支洁净试管，分别编号为17号，分别加入2mL浓度为0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%的_，并各加入2滴抗凝剂(如柠檬酸钠)。将左手无名指消毒，用消毒的采血针刺破皮肤，用小滴管吸血。向17号试管中分别滴入1滴血，摇匀，放置5 min。分别取7支试管中混合液各一滴，置于7张洁净的已编号的载玻片上做成临时装片，
22、在显微镜下镜检，观察_。(4)预期结果及分析：如果红细胞在0.9%的NaCl溶液中_，则生理盐水的浓度应该大于0.9%。如果红细胞在0.9%的NaCl溶液中_，则生理盐水的浓度应该等于0.9%。如果红细胞在0.9%的NaCl溶液中_，则生理盐水的浓度应该小于0.9%。技巧突破(1)对实验类型的确定：此实验要通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成正确的观点，是在不知结果如何的情况下进行的，属于探究性实验。(2)对实验现象的观察：若要正确得出人生理盐水的浓度，需观察细胞在不同溶液中的形态变化。形态没明显变化的浓度则为人的生理盐水的浓度。(3)对实验结果的分析：本实验为探究性实验，对实验结
23、果的处理，应采取“如果A，则B”的表达形式，要根据现有的科学理论和事实对所要研究的对象设计出一种或多种答案及解释。答案(1)探究人的生理盐水的浓度(3)NaCl溶液红细胞形态的变化(4)吸水涨破形态没有明显变化失水皱缩 方法警示(与案例中问题序号对应)得分要点：(1)必须体现“探究”。(3)必须用“NaCl溶液”。必须是“红细胞形态的变化”失分案例：(1)答为“验证人的生理盐水的浓度为0.9%”。(错因：本实验为探究性实验，是通过实验确定人生理盐水的浓度)(3)答为“盐溶液”，(错因：实验材料中只提供NaCl溶液)答为“细胞的皱缩”或“细胞的涨破”。(错因：红细胞在不同的溶液中形态的变化不同)课堂知识构建课堂知识构建
