高中第1节 细胞生活的环境教学设计及反思

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一、体内细胞生活在细胞外液中1.体液(1)概念:人体内含有大量以水为基础的液体,这些液体统称为体液。(2)组成:图中①~⑤为人体内的液体,它们依次代表:①细胞内液,②细胞外液,③组织液,④血浆,⑤淋巴液等。特别提醒人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺、尿道等有孔道与外界环境相通,属于外界环境,故其中的液体如消化液、泪液、尿液等不是体液,不属于细胞外液。
2.内环境(1)概念:由细胞外液构成的液体环境。内环境是机体内细胞直接生活的环境。(2)组成:血浆、组织液、淋巴液等。(3)适用范畴:内环境是针对多细胞动物的一个概念,单细胞动物(或原生动物)以及植物没有所谓的内环境。
预习反馈1.判断下列细胞生活的内环境。①红细胞　②肝细胞　③毛细淋巴管壁细胞　④毛细血管壁细胞答案:红细胞——血浆;肝细胞——组织液;毛细淋巴管壁细胞——组织液和淋巴液;毛细血管壁细胞——组织液和血浆。
2.下列关于体液的叙述,错误的是(　　)A.体液包括细胞内液和细胞外液B.细胞内液的含量多于细胞外液C.细胞外液包括血液、组织液和淋巴液等D.消化道内的消化液不属于体液解析:体液包括细胞内液和细胞外液,其中细胞内液约占2/3,细胞外液约占1/3,所以细胞内液的含量多于细胞外液。细胞外液主要包括血浆、组织液和淋巴液等,血液包括血浆和血细胞,血细胞不是细胞外液的组成成分,C项错误。消化道与外界环境相通,属于外界环境,其内的消化液不属于体液。答案:C
3.在高等动物体内,体液各成分的关系表示正确的是 (　　)解析:血浆与组织液之间可以相互渗透,淋巴液只能由组织液渗入毛细淋巴管形成,淋巴液经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆,血浆不能通过血液循环进入淋巴管。答案:B
二、细胞外液的成分和理化性质1.血浆的成分2.组织液、淋巴液、血浆成分的异同点成分和各成分的含量相近,最主要的差别在于血浆中含有较多的 蛋白质。
3.内环境的理化性质(1)渗透压
(2)酸碱度(3)温度:人体细胞外液的温度一般维持在37 ℃左右。 
预习反馈1.判断(1)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。( √ )(2)血浆主要含水、无机盐、蛋白质以及血液运送的物质。( √ )(3)组织液、淋巴液的成分和含量与血浆相近,最主要的差别在于蛋白质含量较血浆中少。( √ )(4)溶液渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。( √ )(5)细胞外液的渗透压90%以上来源于Na+和Cl-。( √ )(6)溶液渗透压的大小与单位体积溶液中溶质微粒的数目呈正相关。( √ )(7)尿液、消化液等体内的液体均属于体液。( × )
2.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.小肠内的消化液C.心室内的血浆D.膀胱内的尿液解析:哺乳动物和人体的肺泡腔、消化道、膀胱与外界环境相通,属于外界环境,其内的气体、消化液、尿液不属于哺乳动物和人体“内环境”。心室不与外界相通,血浆是内环境的成分,属于哺乳动物和人体的“内环境”。答案:C
3.下列关于渗透压的叙述,不正确的是(　　)A.渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力B.溶液中溶质微粒越多则对水的吸引力越大C.血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关D.细胞外液渗透压的大小主要取决于组织液中水分的多少,水分多则渗透压大解析:渗透压的大小主要与溶质微粒的多少有关,溶质微粒越多,对水的吸引力越大,渗透压越高;反之,则渗透压越低。答案:D
三、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换细胞可以直接与内环境进行物质交换。内环境与外界环境的物质交换过程,需要各个系统的参与。细胞不仅依赖于内环境,也参与了内环境的形成和维持。预习反馈1.判断(1)只有单细胞生物可与生存的外界环境直接进行物质交换。( × )(2)通常,人体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换。( √ )(3)内环境与外界环境的物质交换需要消化、呼吸、循环、泌尿等系统参与。( √ )
2.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(　　)A.①③都必须通过消化系统才能完成B.人体的体液包括内环境和细胞外液C.细胞与内环境交换的④为养料和O2D.⑥可表述为体内细胞可与外界环境直接进行物质交换
解析:与细胞和外界环境的物质交换直接有关的系统有呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统等,图中①②分别需通过消化系统和呼吸系统来完成,③需通过泌尿系统、呼吸系统和皮肤来完成。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作内环境。细胞与内环境直接交换的④为养料和O2,⑤为细胞代谢产生的废物(CO2及H2O、无机盐、尿素等)。⑥表示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
细胞外液的成分和理化性质情境导引下图是血浆、组织液、淋巴液之间的关系示意图,图中序号代表细胞或结构名称,箭头代表物质的运输方向。请分析回答下列问题。
1.写出图中序号代表的细胞或结构名称,并结合图示建立反映体液组分关系的模型(用文字和箭头表示)。①微动脉、②微静脉、③组织细胞、④毛细淋巴管、⑤毛细血管。
2.参与维持pH的 /H2CO3是怎样形成的?
3.长期营养不良的病人会出现“虚胖”现象,这是组织水肿的表现,其原因可能是什么?答案:长期营养不良的病人,其血浆蛋白减少,血浆渗透压下降,组织液生成增多,回流减少,引起水肿。4.为什么静脉注射时要用质量分数为0.9%的NaCl溶液?答案:质量分数为0.9%的NaCl溶液是血浆的等渗溶液,又称为生理盐水。
归纳提升1.血浆、组织液、淋巴液的比较
特别提醒正确理解内环境的概念(1)内环境的“内”和“外”是相对的,从细胞的角度看就是细胞外液;从人体的角度看,相对人体的外界环境而言,细胞外液就是内环境。(2)人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺等有孔道与外界相通,其内的液体(如消化液、尿液、汗液、泪液等)都不属于内环境。(3)内环境主要包括组织液、血浆和淋巴液,但不只有这三种。例如,脑脊液也属于内环境的组成成分。
2.细胞外液的理化性质细胞外液的理化性质主要有渗透压、酸碱度和温度三个方面。(1)渗透压①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。②在37 ℃时,人的血浆渗透压约为770 kPa,相当于细胞内液的渗透压。③细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。(2)酸碱度正常人血浆的pH为7.35~7.45。(3)温度人体细胞外液的温度一般维持在37 ℃左右。
3.引起组织水肿的原因在不同条件下,组织液渗透压升高或血浆渗透压下降,引起水分移动,使血浆中的水分渗透到组织液,引起组织水肿。原因分析如下:
4.内环境的成分判定
典例剖析例1下列都属于人体内环境的组成成分的是(　　)①血浆、组织液和淋巴液　②血红蛋白、O2和葡萄糖　③葡萄糖、CO2和胰岛素　④激素、呼吸酶和氨基酸A.①③B.③④ C.①②D.②④解析:从概念内涵上看,内环境即是细胞外液,细胞内的物质不属于内环境的成分,如②中的血红蛋白和④中的呼吸酶。从概念外延上看,内环境主要包括血浆、组织液和淋巴液等。从组成成分的来源来看,内环境的成分一是来自消化道消化吸收的营养物质,如水、无机盐、氨基酸、葡萄糖、脂肪酸和维生素等;二是来自经肺部气体交换得到的O2;三是来自细胞代谢产生的代谢产物,如CO2、尿素、无机盐等;四是来自内分泌腺分泌的激素等。答案:A
易错提醒 (1)血浆蛋白不等于血红蛋白:血浆蛋白是血浆中的蛋白质,属于内环境;而血红蛋白是红细胞内的蛋白质,不属于内环境。(2)血液不等于血浆:血液由血浆和血细胞组成,血浆是血液的一部分。
例2下列关于内环境的叙述,错误的是(　　)A.血浆渗透压的大小主要取决于血浆中无机盐和蛋白质的含量B.H2CO3/NaHCO3是维持血浆pH稳定的缓冲物质C.正常情况下,内环境的各项理化性质都处于动态平衡中D.内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所解析:内环境是细胞在体内的生活环境,不是细胞代谢的场所,细胞代谢是在细胞内进行的,D项错误。答案:D
反思总结 渗透压与吸水力的比较维持细胞外液渗透压的阳离子主要是Na+,而K+主要维持细胞内液渗透压。
活学活练1.下列有关人体内环境的叙述,错误的是(　　)A.②中的CO2含量低于组织细胞B.图中②是血浆,内含葡萄糖、血浆蛋白和激素等成分C.图中③与①最主要的区别是③中的蛋白质含量较少D.图中④是细胞生存的液体环境,又称细胞外液解析:本题首先应根据题图判断,①为血浆,②为组织液,③为淋巴液。②是组织液,且组织液中不含血浆蛋白,B项错误。答案:B
2.如图为“细胞直接与内环境进行物质交换”的图解,其中②④⑤为细胞外液。下列相关叙述正确的是(　　)A.图中①和③细胞所处的内环境分别是血液、组织液和组织液B.若人长期营养不良,⑤中蛋白质含量降低,会使图中②液体增加,引起组织水肿C.⑤中蛋白质含量比②和④中多,所以⑤的渗透压高于②和④D.高原地区缺氧,人体内产生的CO2增多,所以⑤的pH会明显下降
解析:图中①表示血管壁细胞,其所处的内环境为血浆和组织液;③表示组织细胞,其所处的内环境为组织液,A项错误。若人长期营养不良,⑤血浆中蛋白质含量降低,导致血浆渗透压降低,则水分进入②组织液增多,导致组织液增多,引起组织水肿,B项正确。血浆中含有较多的蛋白质(血浆蛋白),因此其在成分上比组织液和淋巴含有的蛋白质多,但血浆的渗透压、组织液的渗透压以及淋巴液的渗透压基本相等,C项错误。高原地区缺氧,人体细胞无氧呼吸增强,产生的乳酸增多,导致血浆的pH有所下降,但是血浆中有缓冲物质的存在,因此血浆的pH不会明显降低,D项错误。答案:B
细胞通过内环境与外界环境进行物质交换情境导引下图是细胞与内环境进行物质交换的示意图,箭头代表物质运输方向,讨论解决下列问题。
1.写出图中序号对应体液的名称:②淋巴液、③细胞内液、⑤血浆。
2.用文字和箭头概述营养物质(如水、葡萄糖、氨基酸等)从消化道被吸收进入组织细胞的过程。答案:3.用文字和箭头概述尿素等代谢废物排出体外的过程。答案:
归纳提升1.内环境与体内各功能系统的联系
(1)营养物质:消化系统的消化、吸收→循环系统→组织液(或血浆和淋巴液)→组织细胞。(2)空气中的O2:呼吸系统→循环系统→组织液(或血浆和淋巴液)→组织细胞。(3)CO2:CO2的排出过程与O2的进入过程刚好相反。(4)代谢废物:2.直接参与内环境与外界环境物质交换的系统循环系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统。
典例剖析下图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的示意图,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示能直接与内环境进行物质交换的系统或器官,①②是有关的生理过程。下列叙述错误的是(　　)
A.内环境与Ⅰ交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁B.Ⅱ内的葡萄糖通过①进入血浆和淋巴液C.②表示重吸收作用D.Ⅳ表示的器官是皮肤
解析:Ⅰ能为内环境提供O2并排出CO2,因此Ⅰ是呼吸系统,内环境与Ⅰ交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁;Ⅱ内的葡萄糖通过①只能进入血浆;Ⅲ是泌尿系统,②表示重吸收作用;皮肤具有保护作用,皮肤中的汗腺通过分泌汗液来排出代谢废物,Ⅳ表示的器官是皮肤。答案:B
活学活练下图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示直接参与的几种系统或器官,①②③④⑤表示相关物质,甲、乙、丙表示三种液体,A、B表示相关过程。请据图回答下列问题。
(1)图中三种液体共同组成了人体细胞生活的　　　　　　,图中Ⅳ是指　　　　系统;若A过程受阻,会引起　　　　　　　　(症状)。 (2)③中的　　　　　(物质)对Ⅲ的活动有调节作用,最终能使乙的pH稳定在一定范围内。 (3)若图中的细胞为肝细胞,则其生活的具体内环境是　　　(填“甲”“乙”或“丙”),物质②从体外最终进入肝细胞并被利用至少需要穿过　　　层磷脂分子层。 
解析:(1)图中甲表示淋巴液,乙表示血浆,丙表示组织液,三种细胞外液共同组成了人体细胞生活的内环境;据图可知,图中的Ⅳ可以将细胞产生的代谢废物排出体外,且有B(重吸收)过程,所以Ⅳ是指泌尿系统;A表示淋巴液回流过程,若A过程受阻,会引起组织水肿。(2)③表示由呼吸系统Ⅲ排出代谢废物CO2等,其中的CO2对呼吸系统Ⅲ的活动有调节作用,最终能使乙的pH稳定在一定范围内。(3)若图中的细胞为肝细胞,则其生活的具体内环境是丙(组织液)。物质②表示O2,物质②从体外最终进入肝细胞并被利用,要依次穿过以下结构:在肺泡处进行气体交换时要穿过2层肺泡壁细胞膜、2层毛细血管壁细胞膜、1层红细胞膜,共5层细胞膜;在组织细胞处进行气体交换时,依次通过1层红细胞膜、2层毛细血管壁细胞膜、1层肝细胞膜和2层线粒体膜共6层生物膜,因此大多数物质②从体外最终进入肝细胞并被利用至少需要穿过11层生物膜,22层磷脂分子层。
答案:(1)内环境　泌尿　组织水肿(2)CO2(3)丙　22
方法技巧 图解法判断内环境中的各成分和内环境物质交换(1)内环境示意图中各成分的判断方法