高中生物人教版 (2019)选择性必修1第1节 细胞生活的环境导学案

第1节 细胞生活的环境

自主学习·必备知识

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①     水     为基础的液体，这些液体统称为体液。

（2）组成及比例

2.内环境及其各组分

（1）内环境的概念：由②     细胞外液     构成的液体环境叫作内环境，包括血浆、组织液和淋巴液等。

a.血浆：③     血细胞     直接生活的环境。

b.组织液：存在于④     组织细胞     间隙的液体，又叫组织间隙液。

c.淋巴液：存在于⑤     淋巴管     中，是淋巴细胞直接生活的环境。

（2）内环境的作用：机体内细胞生活的⑥     直接环境     。

名师点拨

（1）血液≠体液，血浆≠内环境

体液包括细胞外液（内环境）和细胞内液，细胞外液主要包括血浆、组织液和淋巴液，而血液包括血浆和血细胞。所以血液并不全是体液，血浆只是内环境的一部分。

（2）体内液体≠内环境

一切与外界相通的管腔、囊腔（如呼吸道、消化道、膀胱、子宫等）及与外界相通的液体（如尿液、泪液、汗液、消化液等）不属于内环境。

（3）内环境是针对多细胞动物的一个概念，单细胞动物以及植物没有所谓的内环境。

二、细胞外液的成分和内环境的理化性质

1.细胞外液的组成成分

（1）血浆的主要成分

⑦     蛋白质     ⑧     无机盐   

（2）组织液、淋巴液、血浆成分的异同点：成分和各成分含量相近，但又不完全相同，最主要的差别在于血浆中含有较多的⑨     蛋白质     。

2.细胞外液的理化性质主要有渗透压、酸碱度、温度三个方面

（1）渗透压：指溶液中⑩     溶质微粒     对水的吸引力，其大小取决于⑪     单位体积溶液中溶质微粒的数目     。血浆渗透压的大小主要与⑫     无机盐、蛋白质     的含量有关，而细胞外液渗透压的90%以上来源于⑬ 和 。

（2）酸碱度：正常人的血浆pH为⑭ ，血浆的pH之所以能够保持稳定，与其中含有的 等物质有关。

（3）温度：人体细胞外液的温度一般维持在⑮ 左右。

名师点拨

（1）血浆渗透压与质量分数为0.9%的NaCl溶液渗透压大致相等，故0.9%的NaCl溶液为血浆的等渗溶液，又叫作生理盐水。

（2） 主要维持细胞外液的渗透压， 主要维持细胞内液的渗透压。

三、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换

1.体内细胞与外界环境之间的物质交换

细胞作为一个开放系统，可以直接与⑯     内环境     进行物质交换：不断获取进行生命活动所需要的物质，同时又不断排出代谢产生的废物，从而维持细胞正常的生命活动。

2.内环境与外界环境的物质交换过程，需要体内⑰     各个系统     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，也参与了内环境的形成和维持。

互动探究·关键能力

主题学习一 体液及各部分之间的关系

情境探究

观察下列图示，探究相关问题：

（1）图A草履虫和图B中的血细胞生活环境有何不同点？

（2）图B中的血细胞和血管壁细胞的具体内环境分别是什么？

（3）根据图C及所学知识，归纳出血浆、组织液、淋巴液及细胞内液之间的关系？

（4）尿液、汗液和泪液属于体液吗？

（5）下列物质哪些不是内环境的成分？并说明原因。

①纤维蛋白原  ②尿素  ③呼吸酶  ④消化液  ⑤血红蛋白  ⑥胰岛素

答案：提示：（1）个体的血细胞生活在血浆（内环境）中，草履虫直接生活在外界水环境中。

（2）血管中的白细胞、红细胞等血细胞的具体内环境是血浆；血管壁细胞所处的内环境是血浆和组织液。

（3）

（4）不属于，体液包括细胞内液和细胞外液，尿液、泪液和汗液既不是细胞内液也不是细胞外液。

（5）③④⑤不是内环境成分，③⑤存在于细胞内，④存在于外界环境。

归纳总结

1.细胞外液（内环境）各成分的比较

2.用单、双向箭头判断内环境成分相互转化关系示意图

3.内环境成分判定

经典例题

例1（2021黑龙江哈尔滨六中高二期末）如图表示人体不同体液之间的物质交换，以下说法正确的是(     )

A.血红蛋白位于图中的c

B.c中的水可来自组织液、淋巴液和消化道等

C.图中a处的 浓度最高

D.组织细胞的代谢废物大部分经b进入c

答案：B

解析：血红蛋白位于红细胞中，不属于内环境的成分，A错误；c血浆中的水可来自组织液、淋巴液和消化道等，B正确； 在组织细胞中产生，所以图中d处的 浓度最高，C错误；组织细胞的代谢废物大部分经a组织液进入c血浆，D错误。

素养解读

通过“内环境的成分、组成和相互转化”等内容的分析，能运用模型构建法理清关系，明晰概念，渗透对生命观念、科学思维等核心素养的考查。

素养落实

1.（2021辽宁协作校高二联考）下列有关人体血浆、组织液和淋巴液的叙述，错误的是(     )

A.血浆、组织液和淋巴液都属于细胞外液

B.血浆和组织液都有运输激素的作用

C.淋巴液渗回血浆和组织液的量相等

D.淋巴液含有的蛋白质的量比血浆含有的少

答案：C

解析：人体内环境即细胞外液，血浆、组织液和淋巴液都属于细胞外液，A正确；血浆和组织液都是体液的一部分，都有运输激素的作用，B正确；淋巴液汇入血浆，不能渗回组织液，C错误；淋巴液和组织液中含有的蛋白质的量比血浆含有的少，血浆中蛋白质含量较多，D正确。

主题学习二 内环境的理化性质

情境探究

阅读教材P5内容，思考并回答以下问题：

（1）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的渗透压相当，称为血浆的等渗溶液。为什么静脉注射时要用0.9%的生理盐水？如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于0.9%，将会对细胞造成怎样的影响？

（2）人体剧烈运动后，会有大量乳酸进入血液，血浆中的pH会发生怎样的变化？为什么？请在图中画出运动前后血浆pH变化曲线。

（3）组织水肿是指组织间隙液体过多而引起的全身或身体的一部分肿胀的症状。请结合渗透压的概念及下图所示模型，思考为什么营养不良会导致组织水肿。

（4）轻微创伤使小腿某处皮下青紫并且局部水肿，请分析水肿的原因是什么？

答案：提示：（1）质量分数为0.9%的生理盐水与血浆的渗透压相同，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，进而影响细胞的形态和功能。

（2）人体剧烈运动时，肌肉产生的大量乳酸进入血液， 可以和产生的乳酸反应，从而不会引起血浆pH的剧烈变化，将pH维持在 这个正常范围内。

（3）营养不良会造成血浆蛋白减少，导致血浆渗透压降低，对水的吸引力减小，水分过多地流向组织液，从而造成组织水肿。

（4）毛细血管破裂，部分血液外流，使局部组织液渗透压升高，组织液吸水增多形成组织水肿。

归纳总结

1.细胞外液的渗透压

（1）决定因素：血浆渗透压主要由无机盐和蛋白质的含量决定，其中细胞外液渗透压90%以上是由 和 决定的。

（2）大小： 时，人的血浆渗透压约为 ，相当于细胞内液的渗透压。

（3）影响细胞外液渗透压的因素比较（以血浆为例）

①组织液、淋巴液中蛋白质含量很少，所以营养不良对血浆渗透压的影响较大。

②糖尿病患者，由于血糖浓度比较高，对血浆渗透压的影响比较大，使得血浆渗透压升高，因此糖尿病患者常常感觉口渴。

2.组织水肿的实质及原因分析

（1）实质：组织液总量增加。

（2）原因分析：渗透压的失衡，即组织液渗透压升高或血浆渗透压降低是组织水肿的主要原因。包括以下几个方面：

①过敏反应：毛细血管壁通透性增大，部分血浆蛋白进入组织液，使组织液渗透压升高，组织液吸水造成水肿。

②营养不良：摄入蛋白质不足，导致血浆蛋白含量降低，血浆渗透压降低，从而导致血浆中的水分大量进入组织液造成水肿。

③毛细淋巴管阻塞：组织液中蛋白质等不能渗入毛细淋巴管而使组织液渗透压升高，吸水造成水肿。

④局部组织细胞代谢旺盛：细胞代谢产物增加，引起组织液渗透压升高，吸水造成水肿。

⑤肾小球肾炎：使血浆蛋白随尿液排出体外，血浆渗透压降低，水分大量进入组织液，造成水肿。

经典例题

例2（2021辽宁瓦房店高级中学高二月考）下列关于渗透压的叙述，不正确的一项是(     )

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，反之亦然

C.人的红细胞置于高渗溶液中会失水皱缩

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

答案：D

解析：渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力，A正确；渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，单位体积溶液中溶质微粒越多则对水的吸引力越大，反之亦然，B正确；人的红细胞置于高渗溶液中会失水皱缩，C正确；细胞外液渗透压的大小主要取决于其中溶质微粒的数目，溶质微粒多则溶液渗透压高，D错误。

素养解读

细胞内液和细胞外液的“渗透压”对机体正常生命活动具有重要意义，主要结合内环境的成分、各组分之间的相互转化等知识，进行综合考查，主要考查学生对基本概念、基本原理的掌握情况，渗透着对生命观念、科学思维等核心素养的考查。

素养落实

2.（2020黑龙江大庆中学高二期中）人在静脉注射时所用的生理盐水的浓度必须与血浆浓度基本相同，其原因是(     )

A.维持内环境渗透压的稳定

B.增加体内水分

C.增加体内无机盐

D.使体内营养物质保持稳定

答案：A

解析：生理盐水的浓度必须与血浆浓度基本相同，使血液保持正常的渗透压，维持了细胞的生活环境稳定，A正确；注射生理盐水可以增加体内水分，但不是与血浆浓度基本相同的原因，B错误；注射生理盐水可以增加体内无机盐，但不是与血浆浓度基本相同的原因，C错误；生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液，注射生理盐水不能使体内营养物质保持稳定，D错误。

主题学习三 细胞通过内环境与外界环境进行物质交换

情境探究

内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介，结合初中学过的人体消化、呼吸、循环、排泄等知识，回答以下问题：

（1） 、葡萄糖、氨基酸和 等分别是经过什么途径进入内环境的？

（2）参与维持pH的 是怎样形成的？

（3）体内细胞产生的代谢废物（如尿素、 ）是通过哪些系统排到体外的？

（4）分析外界环境中的 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）。

答案：提示：（1） 等离子来自食物，不需要经过消化可直接被吸收。葡萄糖、氨基酸主要来自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；小肠内的 、葡萄糖、氨基酸等物质进入小肠绒毛内的毛细血管中，经过血液循环运输到全身各处毛细血管中，再经过物质交换进入组织液和淋巴液中。 从外界空气中获得，通过呼吸系统进入血液循环系统，经血液循环系统运输到全身各处的毛细血管，再通过气体交换过程进入组织液和淋巴液。

（2）细胞代谢产生的 与 结合，形成 ，然后在碳酸酐酶的催化下发生反应： 。

（3）体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液、泌尿系统排出尿液以及呼吸系统的呼气这三条途径排出，其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主。

（4）11层，进肺泡细胞（1层）+出肺泡细胞（1层）+进出毛细血管壁细胞到达血浆（2层）+进红细胞（1层）+出红细胞（1层）+进出毛细血管壁细胞到达组织液（2层）+进组织细胞（1层）+进线粒体（2层）。

归纳总结

体内细胞与外界环境进行物质交换的过程

（1）营养物质进入组织细胞

（2） 进入细胞内被利用

氧气浓度最高的部位是肺泡。

（3） 排出体外与 进入细胞内所经历的途径正好相反。二氧化碳浓度最高的部位是组织细胞的线粒体。

（4）尿素等代谢废物排出体外

参与内环境与外界环境物质交换的系统有循环系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统。

经典例题

例3如图为高等动物的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.④⑤都必须通过细胞外液才能完成

D.⑥可表述为体内细胞可与外界环境直接地进行物质交换

答案：C

解析：①通过消化系统完成，③可通过排泄系统完成，A错误；体液包括内环境和细胞内液，B错误；④⑤为细胞和内环境进行物质交换的过程，都必须通过细胞外液才能完成，C正确；⑥表示体内细胞通过内环境间接地与外界环境进行物质交换，D错误。

素养解读

本题从营养物质和 的吸收，代谢废物和 的排出为载体，主要考查学生对基本原理的掌握情况，渗透着对生命观念、科学思维等核心素养的考查。

素养落实

3.如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。下列说法错误的是(     )

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

答案：B

解析：Ⅰ是内环境与体外进行物质交换的系统，并能为内环境提供 和排出内环境的 ，这说明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，A正确。Ⅱ内的葡萄糖通过①只进入血浆，B错误。Ⅲ是泌尿系统，②表示重吸收作用，C正确。Ⅳ表示的器官是皮肤，皮肤中的汗腺通过分泌汗液来排出一些代谢废物，D正确。

评价检测·课堂达标

课堂小结

课堂检测

1.下列叙述，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）内环境主要由血液、组织液和淋巴液组成。(   ×   )

（2）人体细胞外液中的阳离子主要是 。(   √   )

（3）毛细血管的通透性增加，会引起血浆渗透压上升。(   ×   )

（4）血浆蛋白和血红蛋白都是内环境的成分。(   ×   )

（5）剧烈运动会导致血浆中的pH明显下降。(   ×   )

（6）内环境是细胞代谢的主要场所。(   ×   )

（7）组织液不断生成与回流，生成与回流的组织液中 的含量相等。(   ×   )

2.关于内环境的叙述，下列说法正确的是(     )

A.毛细血管壁细胞直接生活的环境是血浆

B.在人体的体液中，细胞内液约占 ，细胞外液约占

C.组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境

D.淋巴液和组织液中含有较多的蛋白质，而血浆中的蛋白质含量较少

答案：C

解析：毛细血管壁细胞直接生活的环境是血浆和组织液，A错误；人体的体液中，细胞内液约占 ，细胞外液约占 ，B错误；组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境，C正确；淋巴液和组织液中含有较少的蛋白质，而血浆中的蛋白质含量较多，D错误。

3.（2020黑龙江双鸭山一中月考）在人体的内环境中，可以发生的生理过程是(     )

A.血浆蛋白的合成

B.丙酮酸的氧化分解

C.乳酸被缓冲物质中和

D.食物中的淀粉经消化，最终形成葡萄糖

答案：C

解析：蛋白质的合成发生在细胞内，A错误；丙酮酸的氧化分解发生的场所是细胞内，B错误；乳酸由细胞产生后，进入血液中，被血浆中的缓冲物质中和，C正确；食物中的淀粉的消化发生在消化道中，D错误。

4.分析下列有关内环境理化性质的叙述，其中不正确的是(     )

A.渗透压、酸碱度和温度是内环境理化性质的三个方面

B.血浆渗透压的大小主要取决于 和 浓度

C.正常人的血浆近中性

D.人体细胞外液的温度一般维持在 左右

答案：B

解析：渗透压、酸碱度和温度是内环境理化性质的三个方面，A正确；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 和 ，B错误；正常人的血浆近中性，pH为 ，C正确；人体细胞外液的温度一般维持在 左右，D正确。

5.（2021山东滕州一中高二定时训练）高等动物心肌细胞从外界获得葡萄糖的途径是(     )

A.外界食物→消化系统→循环系统→细胞→内环境

B.外界食物→消化系统→循环系统→内环境→细胞

C.外界食物→消化系统→内环境→循环系统→细胞

D.外界食物→循环系统→内环境→消化系统→细胞

答案：B

解析：高等动物体内心肌细胞从外界获得葡萄糖的途径是：外界食物中的淀粉、蔗糖等糖类经消化系统消化分解成葡萄糖被吸收后，葡萄糖经循环系统运输到内环境，由内环境直接与心肌细胞进行物质交换。

6.（2021辽宁锦州二中高二月考）如图是人体内组织细胞和内环境之间进行物质交换示意图，请回答相关问题：

（1）人们把由  构成的液体环境叫作内环境，内环境包括图中的标号  部分，毛细血管壁细胞的直接生活环境是  （用图中的字母表示）。

（2）图中 浓度最高的是  （用图中的字母表示），组织细胞中的二氧化碳是以  方式从组织细胞到达血液的。

（3）组织细胞所需的营养物质通过  、  等系统才能到达各种组织细胞。

（4）人的手掌磨起的“水泡”中的淡黄色液体是  （用图中的字母表示）。

（5）A与D相比，成分中明显少的物质是  。

答案：（1）细胞外液; ABD; AD（2）E; 自由扩散

（3）消化系统; 循环系统 （4）A （5）蛋白质

解析：（1）细胞外液构成的液体环境叫作内环境，包括A组织液、B淋巴液、D血浆。毛细血管壁细胞的直接生活环境是A组织液和D血浆。（2）组织细胞中的 在E细胞内液中产生后，通过自由扩散进入A组织液，再通过毛细血管壁进入D血浆，所以 浓度最高的是E细胞内液。（3）组织细胞所需要的营养物质需要通过消化系统的吸收进入循环系统并运输到细胞间隙，才能到达各种组织细胞。（4）人的手掌磨起的“水泡”中的淡黄色液体是A组织液。（5）A组织液与D血浆相比，成分中明显少的物质是蛋白质。