第1章 人体的内环境与稳态

第一节 细胞生活的环境 本章学习目标 1.描述内环境及其作用。 2.说明内环境稳态及其生理意义。 3.关注维持内环境稳态与健康的关系。 4.进行实验，了解生物体维持pH稳定的机制。 5.尝试建构人体细胞与外界环境的物质交换模型。 第一节　细胞生活的环境 　本节聚焦： 1、什么是内环境？ 2、内环境具有哪些理化特性？ 3、人体细胞如何与外界环境进行物质交换？

血细胞 讨论 　　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？

？ 单细胞与多细胞生物体内细胞的比较 项目 生存环境 获取营养的方式 单细胞生物 血细胞 直接从水中获得所需要的养料和氧气，并把代谢的废物直接排到水中 水环境中 ？ 血浆中

血液的静置分层现象

温故知新 血浆：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、抗体和各种细胞代谢产物等。 血液 红细胞：数量最多，具有运输氧的功能，还能运输一部分的二氧化碳 白细胞：数量较少，具有防御和保护作用 血小板：数量最少，体积小，形状不规则，具有止血和加速凝血的作用 血细胞

生命系统都存在于一定的环境中,与环境之间进行着物质和能量的交换。 生活在水中的单细胞生物（如草履虫），可以直接从水中获取所必需的养料和氧，并把废物直接排入水中。这些单细胞生物只能在水环境中生活，如果水体干涸，它们就会休眠或者死亡。

单细胞生物－草履虫 back

组成我们躯体的绝大多数细胞没有直接与外界环境接触，不能直接与外界环境进行物质交换。这些细胞直接生活的环境是什么呢？

一、体内细胞生活在细胞外液（内环境）中 细胞内液 血浆 体液 细胞外液 组织液 淋巴等 生物体内以水为基础的液体统称为体液 （存在于细胞内，约占2/3） （存在于细胞外，约占1/3） 血浆 组织液 淋巴等 　　生物体内以水为基础的液体统称为体液

内环境中含有的物质： 水 90~92% 气体，其中以氧和二氧化碳最重要 有机化合物（蛋白质 氨基酸 葡萄糖等） 代谢废物如氨、尿素等 　　内环境中含有的物质： 水 90~92% 气体，其中以氧和二氧化碳最重要 有机化合物（蛋白质 氨基酸 葡萄糖等） 代谢废物如氨、尿素等 各种激素

观察血液的组成 红细胞 白细胞 血浆 白细胞 血小板 血小板 血细胞 红细胞 血浆—血细胞直接生活的环境

赞美诗 平稳而富饶 我生活在你温暖的怀抱 是你，为我平添物质和能量 是你，吸纳我无尽的烦恼 是你，默默地搭起流通之桥 没有你—— 我—— 生命会怎样飘摇。。。。。。 内环境 一个小小的细胞

请思考： 1.组织细胞、红细胞、淋巴管壁细胞、血管壁细胞直接生活的环境分别是什么？ 2.体内细胞直接生活的环境是什么？

各类细胞生存的具体环境 细胞名称 生活的环境 组织液 组织细胞 血细胞 血浆 毛细血管壁细胞 淋巴 毛细淋巴管壁细胞

都属于细胞外液，共同构成人体内环境，基本的化学成 分相同。 细胞外液的三种主要液体的比较 细胞 外液 不　同　点 相同点 存在部位 和组织 类型 与细胞的关系 化学成分 血浆 血管中 血液 红细胞 白细胞 血小板 细胞外液是细胞直接生活的环境 含量有所差异 详见 课本P4页 都属于细胞外液，共同构成人体内环境，基本的化学成 分相同。 组织液 一般组织 组织细胞 淋巴 淋巴管 淋巴细胞 吞噬细胞

拓展 + + 1、体液中除含有大量的水外，还含有许多离子 化合物。细胞内液存在于细胞内，细胞外液存 在于细胞外 1、体液中除含有大量的水外，还含有许多离子　 　化合物。细胞内液存在于细胞内，细胞外液存　 　在于细胞外 2、细胞内液包括：细胞质基质、线粒体基质、 　核液等 3、体液之间的含量关系：细胞内液>组织液>血 　浆>淋巴 4、不是体液的液体：消化液、泪液、汗液、尿 　液等 + +

P3思考与讨论提示： 　　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： ①它们都属于细胞外液； ②共同构成人体内环境； ③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，而组织液和淋巴中蛋白质很少。

　　3、当血浆流经毛细血管时，水和一切能够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。它们之间的关系如下图所示。由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。

血浆﹑组织液和淋巴之间的关系 细胞 血浆 组织液 淋巴 单向渗透 淋巴循环 动脉端毛细血管壁 O2和营养物质 静脉端毛细血管壁 CO2和代谢废物 毛细淋巴管壁 单向渗透 淋巴循环 淋巴 直接回流

观察教科书中的P3图1－1和P5图1－3，理解三者间的关系。 组织液 血浆 淋巴 毛细血管壁 毛细淋巴管壁 淋巴循环 　　观察教科书中的P3图1－1和P5图1－3，理解三者间的关系。

人体内的体液各部分之间的关系： 消化道 A液体 D液体 B液体 C液体 （1）C和D 液体分别为 。 细胞内液、淋巴 （2）A和B 液体的交换通过组织中的 结 　　构完成。 （3）B和C之间的水分交换方式是 。 （4）A液体中的水分排放到外界去主通要 　　过 和消化道四种结构完成。 细胞内液、淋巴 毛细血管 渗透（自由扩散） 肾、皮肤、肺

内环境的概念 细胞 血浆 组织液 淋巴 由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。 （internal environment） 包括：血浆、组织液、淋巴 双向渗透 O2和营养物质 细胞 血浆 组织液 CO2和代谢废物 单向渗透 淋巴循环 淋巴

小结 ➀血浆、组织液和细胞内液之间的水分、无机盐、小分子有机物经常不断地交换，维持一种动态平衡。 ②淋巴来源于组织液，组织液来源于血浆；组织液和血浆之间可以相互渗透，组织液可以渗透到毛细淋巴管形成淋巴，淋巴可以通过淋巴循环进入血液循环，形成血浆。 　　归纳与整理 ①内环境属于多细胞动物的一个概念，单细胞生物无所谓内环境。 ②正常内环境中必定有活细胞存在。 ③人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺等有孔道与外界相通的结构中的液体应视为外部环境。

④体内的一些液体如尿液、泪液、消化液等不是细胞外液。 ⑤内环境与细胞外液是同一概念。内环境是相对于外界环境提出，细胞外液是相对于动物和人的细胞内液提出的。 ⑥主要包括组织液、血浆和淋巴，但不是说就只有这三种。例如，脑脊液也属于内环境组成成分。 例：下列各组化合物中全是内环境成分的是（ ） A O2、CO2、血红蛋白、H＋ B H2O2 酶、抗体、激素、H2O C 纤维蛋白原、Ca2＋、载体 D Na＋、HPO42－、葡萄糖、氨基酸 D

（2）归纳与整理 ①内环境属于人和多细胞动物的一个概念，单细胞生物无内环境。细胞内液存在于细胞内(主要指细胞质基质)，细胞外液存在于细胞外。 ②正常内环境中必定有活细胞存在。 ③人的呼吸道、肺泡腔、消化道、泪腺等有孔道与外界相通的，结构中的液体应视为外部环境。体内的一些液体如尿液、泪液、消化液等不是细胞外液。 ④内环境与细胞外液是同一概念。内环境是相对于外界环境提出，细胞外液是相对于动物和人的细胞内液提出的。主要包括组织液、血浆和淋巴，但不是说就只有这三种。例如，脑脊液也属于内环境组成成分。

二、细胞外液的成分 资料分析 P4

资料分析讨论提示 1、表中的化学物质可分为无机物和有机物。无机物包括水和无机盐离子（如Na＋、K＋、 Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Cl－、HPO42－、SO42－、HCO3－）等，有机物包括糖类（如葡萄糖）、蛋白质（如血清白蛋白、血清球蛋白、纤维蛋白原等）、脂质（如各种脂肪酸、脂肪、卵磷脂、胆固醇）、氨基酸氮、尿素氮、其他非蛋白氮和乳酸等。 　　2、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、Na＋、Cl－含量较多。它们的作用主要是维持血浆渗透压。 　　4、维持血浆的酸碱平衡。 　　5、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。

二、细胞外液的成分 小组分析课本P.4“资料分析”之“血浆的化学组成”，讨论有关问题： （1）血浆的主要成分： ①血浆中含有哪些有机物？哪些无机物？ ②除了表中列举的成分之外，血浆中是否含有其他的成分？ ③血浆中哪些无机盐离子的含量较多？ （1）血浆的主要成分：

(1)血浆的化学组成 营养物质： 代谢废物： 血浆 气 体： 调节物质： （水、无机盐、蛋白质、葡萄糖、核苷酸等） 代谢废物： （尿酸、尿素等） 血浆 气　　体： （Ｏ２、ＣＯ２等） 调节物质： （胰岛素等） 注意：内环境各组分之间的成分并非完全相同，血浆中的蛋白质含量很多，而淋巴和组织液中蛋白质的含量较少。 思考：白细胞、呼吸酶、血红蛋白、消化酶、载体、转氨酶是否属于细胞外液的成分？

(2)细胞外液的化学组成及本质 组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近，但又不完全相同，最主要的差别在于血中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。概括地说，细胞外液是一种盐溶液，类似于海水。这在一定和度上反映生命起源于海洋。

三、细胞外液的渗透压和酸碱度（P5 ） 阅读理解 1、细胞外液的理化特性包含几个主要方面？ 2、浓度与细胞生存的关系。 3、渗透压的概念以及与浓度的关系。 在37度时，人的血浆渗透压和细胞内液的 渗透压相当有什么意义？ 4、细胞外液的酸碱度和温度与细胞的生命 　活动有什么关系？举例说明。

三、细胞外液的理化性质 1.渗透压： 2.酸碱度： 3.温度： 分析下列3幅图中细胞内液浓度与细胞外液浓度之间的大小关系： （1）渗透压的概念： 溶液中溶质微粒对水的吸引力 （2）渗透压的大小： ①单位体积溶液中溶质微粒越多 溶液浓度越高 对水的吸引力越大 溶液渗透压越高 ②细胞外液渗透压90%以上来源于Na+和Cl- 2.酸碱度： （1）pH为7.35~7.45 （2）平衡的维持：缓冲物质H2CO3/NaHCO3; NaH2PO4/ Na2HPO4 3.温度： 37OC

4、血浆pH的调节: 由肾脏排出 缓冲物质： 弱酸/相应强碱盐 剧烈运动时： 由肺将CO2排出 碳酸钠进入血液： H2CO3/NaHCO3 解决酸性物质 解决碱性物质 缓冲物质： H2CO3/NaHCO3 NaH2PO4/Na2HPO4 弱酸/相应强碱盐 剧烈运动时： 乳酸+NaHCO3 乳酸钠+H2CO3 由肺将CO2排出 H2O+CO2 碳酸钠进入血液： 由肾脏排出 Na2CO3 + H2CO3 NaHCO3

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。 内环境的理化性质一般能维持在相对稳定的状态。 稳态的维持是在神经系统和体液共同调节下， 各器官系统协调活动的结果。

四、内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介

四、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介 思考讨论： 葡萄糖和氧气经过哪些途径进入内环境并最终被组织细胞吸收利用的？ 肺泡壁细胞 小肠粘膜上皮细胞 毛细血管壁细胞 组织细胞 红细胞 氧气 葡萄糖 线粒体 总结： 草履虫可以直接从水里获得养料和氧气，并把代谢废物直接排入水中。人等多细胞动物的细胞与外界环境进行物质交换时必须借助于内环境这一的媒介，同时需要消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统及相关器官的参与。

体 体 外 外 消 化 系 统 循 环 系 统 淋巴 细 胞 组织 液 血浆 呼 吸 系 统 泌尿系统 皮 肤 食物 营养 物质 O2 O2 营养物质 细 胞 组织 液 血浆 代谢终产物CO2 代谢终产物 呼 吸 系 统 O2 O2 空气 气体 CO2 CO2 泌尿系统 尿液 代谢终产物 皮 肤 汗液 外 外

A、B、C、D、E各代表什么？

与体内细胞进行物质交换直接有关的系统： 消化、呼吸 循环、泌尿

P5思考与讨论提示： 　　1．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。

　　根据有关化学平衡的知识，太快、太深的过度呼吸运动使肺泡内CO2浓度大大降低，从而加快了肺部血液中CO2过多扩散入肺泡，排出体外，使上述平衡向左移动，血液中的H＋浓度减小，PH增大，从而导致呼吸碱中毒。反之，将导致呼吸酸中毒。 　　2．细胞代谢产生的CO2与H2O结合，在碳酸酐酶作用下，发生下列反应： CO2＋H2O　　　H2CO3　　　H＋＋HCO3－。 HCO3－通过与细胞外的阴离子交换到达细胞外液，即组织液、血浆或淋巴中。 　　主要与呼吸系统有关。 若呼吸太快、太深或太慢、太浅会出现什么情况？ 　　3．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。

练一练 D C C 1、血浆中的水来自 （ ） A 组织液 B 血浆、消化道 C 淋巴、组织液 D 消化道、组织液、淋巴 1、血浆中的水来自 （ ） A 组织液 B 血浆、消化道 C 淋巴、组织液 D 消化道、组织液、淋巴 2、下列有关人体细胞外液的叙述中，不正确的是（ ） C A 人体内的细胞外液构成人体的内环境 B 人体内的细胞外液主要包括血浆、组织液、淋巴 C 人体内的所有液体统称细胞外液 D 人体内细胞通过细胞外液与环境交换物质 3、内环境中不含 （ ） A 胰岛素、氨基酸、尿素 B 酶、甘油、维生素 C 麦芽糖、淀粉、乳糖 D 无机盐、葡萄糖、性激素 C

4、下列物质中，不属于人体内环境成分的是（ ） A 钙离子 B 呼吸酶 C 葡萄糖 D 血浆蛋白 B 4、下列物质中，不属于人体内环境成分的是（ ） A 钙离子 B 呼吸酶 C 葡萄糖 D 血浆蛋白 B 5、长期营养不良，血浆蛋白降低，会引起组织 水肿，其原因（ ） A 血浆渗入组织的速度降低 B 组织液回渗速率降低 C 淋巴生成速率降低 D 淋巴循环受阻 B 6、人体发生花粉过敏，毛细血管通透性增加，血浆蛋白渗出，会造成局部（ ） A 血浆增加 B 组织液减少 C 组织液增加 D 淋巴减少 C

A、B、C、以及数字各代表什么？

内环境理化性质的三个主要方面： 相对稳定：在适宜范围内有所变动 1.酸碱度pH （ 7.35～7.45 ） 2.渗透压（约770KPa ) 3.温度( 37. 0℃左右 ) 相对稳定：在适宜范围内有所变动

剧烈运动时血浆pH的调节： 碳酸钠进入血液时血浆pH的调节： 乳酸＋NaHCO3 乳酸钠＋H2CO3 H2O＋CO2 由肺将CO2排出 NaCO3 ＋ H2CO3 NaHCO3 由肾脏排出

五、物质跨膜问题的计算 例1. 氧气从外界、葡萄糖从小肠分别进入人体骨骼肌细胞参与反应，至少穿过的生物膜层数分别为（ ） 例1. 氧气从外界、葡萄糖从小肠分别进入人体骨骼肌细胞参与反应，至少穿过的生物膜层数分别为（ ） A.4和3 B.5和4 C.9和7 D.11和7 [解析] 由下图可以看出氧气分子从外界进入骨骼肌细胞（实质上最终进入线粒体）被利用，途径为：氧气→出肺泡（2层） → 入毛细血管（2层） → 入红细胞（1层） → 出红细胞（1层） → 出毛细血管（2层） → 入组织细胞（1层） → 入线粒体（2层），共计11层膜；葡萄糖→穿过小肠绒毛上皮细胞（2层）→入毛细血管（2层）→出毛细血管（2层）→入组织细胞（1层），共计7层。答案选D

六、巩固练习 课本p6页 一、基础题 二、拓展题