2019-2020年高二生物 内环境与稳态教案.doc

2019-2020年高二生物 内环境与稳态教案教学目标:1)内环境概念2）血浆、组织液、淋巴三者的关系；稳态的概念，稳态的实现；教学重点、难点：1、内环境概念，体液间的交换，2、稳态的实现； 教学过程：内环境人生活在自然环境中，可是人体只有很少一部分的细胞直接与外界环境直接接触。大多数都生活在液体环境中，而且细胞内部也有大量的水。因为新陈代谢的多种反应是而且只能在水中进行。所以，水是人体含量最多的成分。约占体重的60%，水及溶于其中的多种物质构成了人体的液体部分体液。按照体液分布的位置可分为：细胞内液和细胞外液。正常成年男性的体液含量约占体重的60%。细胞内液：存在于细胞内的液体，约40%。20%分布在细胞外，称为细胞外液。 分析人体细胞外液有几种：（一）血浆：血细胞赖以生活的液体环境，血管中细胞外液。一种重要的溶液，成分十分复杂。溶质中最多的是各种血浆蛋白（总称其中，肝脏是合成血浆蛋白的主要器官）。还有无机盐、糖类、氨基酸等。功能主要是运输功能 。补充：1、红细胞：正常成人每微升血液中红细胞数的平均值，男性约400万500万个，女性约350万450万个。是血液中最多的一种血细胞。主要功能：运输O2和CO2。是依靠细胞内血红蛋白完成的。红细胞的数目及血红蛋白的含量可有生理性改变，如婴儿高于成人，运动时多于安静状态，高原地区居民大都高于平原地区居民，红细胞的形态和数目的改变、以及血红蛋白的质和量的改变超出正常范围，则表现为病理现象。一般说，红细胞数少于300万1，血红蛋白低于10g/100ml,则为贫血。贫血病人运输O2能力不足，可能引起各种缺氧症状。如果把红细胞放在清水中，水分子由于渗透作用向细胞内渗透。红细胞涨大，直至破裂。所以，当血浆渗透压降低时，过量水分进入细胞，大量红细胞破裂，血红蛋白逸出，称为溶血（hemolysis）；反之，若血浆的渗透压升高，可使红细胞内的水分析出过多，致使红细胞皱缩。成熟的红细胞无细胞核、线粒体，无法进行有氧呼吸，不消耗氧，进行无氧呼吸。2、白细胞白细胞（leukocyte,white blood cell）为无色有核的球形细胞，不含血红蛋白，故不能携带氧。体积比红细胞大，能作变形运动，具有防御和免疫功能。成人白细胞的正常值为400010000个1。男女无明显差别。婴幼儿稍高于成人。光镜下，根据白细胞胞质有无特殊颗粒，可将其分为有粒白细胞和无粒白细胞两类。有粒白细胞又根据颗粒的嗜色性，分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞用嗜碱性粒细胞。无粒白细胞有单核细胞和淋巴细胞两种（图52）。（1）中性粒细胞 中性粒细胞（neutrophilic granulocyte,neutrophil）占白细胞总数的5070，是白细胞中数量最多的一种。细胞呈球形，直径1012m，核染色质呈团块状。核的形态多样，有的呈腊肠状，称杆状核；有的呈分叶状，叶间有细丝相连，称分叶核。细胞核一般为25叶，正常人以23叶者居多。在某些疾病情况下，核12叶的细胞百分率增多，称为核左移；核45叶的细胞增多，称为核右移。中性粒细胞具有活跃的变形运动和吞噬功能。当机体某一部位受到细菌侵犯时，中性粒细胞对细菌产物及受感染组织释放的某些化学物质具有趋化性，能以变形运动穿出毛细血管，聚集到细菌侵犯部位，大量吞噬细菌，形成吞噬小体。吞噬小体先后与特殊颗粒及溶酶体融合，细菌即被各种水解酶、氧化酶、溶菌酶及其它具有杀菌作用的蛋白质、多肽等成分杀死并分解消化。由此可见，中性粒细胞在体内起着重要的防御作用。中性粒细胞吞噬细胞后，自身也常坏死，成为脓细胞。中性粒细胞在血液中停留约67小时，在组织中存活约13天。（2）嗜酸性粒细胞 嗜酸性粒细胞（eosinophilic granulocyte,eosinophil）占白细胞总数的0.53。细胞呈球形，直径1015m，核常为2叶，胞质内充满粗大（直径0.51.0m）、均匀、略带折旋光性的嗜酸性颗粒，染成桔红色（图52）。电镜下，颗粒多呈椭圆形，有膜包被，内含颗粒状基质和方形或长方形晶体（图54，55）。颗粒含有酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、过氧化物酶和组胺酶等，因此它也是一种溶酶体。嗜酸性粒细胞也能作变形运动，并具有趋化性。它能吞噬抗原抗体复合物，释放组胺酶灭活组胺，从而减弱过敏反应。嗜酸性粒细胞还能借助抗体与某些寄生虫表面结合，释放颗粒内物质，杀灭寄生虫。故而嗜酸性粒细胞具有抗过敏和抗寄生虫作用。在过敏性疾病或寄生虫病时，血液中嗜酸性粒细胞增多。它在血液中一般仅停留数小时，在组织中可存活812天。（3）嗜碱性粒细胞 嗜碱性粒细胞（basoophilic granulocyte,basophil）数量最少，占白细胞总数的015。细胞呈球形，直径1012m。胞核分叶或呈S形或不规则形，着色较浅。胞质内含有嗜碱性颗粒，大小不等，分布不均，染成蓝紫色，可覆盖在核上（图52）。颗粒具有异染性，甲苯胺蓝染色呈紫红色。电镜下，嗜碱性颗粒内充满细小微粒，呈均匀状或螺纹状分布（图54，55）。嗜碱性粒细胞与肥大细胞，在分布、胞核的形态，以及颗粒的大小与结构上，均有所不同。但两种细胞都含有肝素、组胺和白三烯等成分，故嗜碱性粒细胞的功能与肥大细胞相似，但两者的关系尚待研究。图54 三种粒细胞超微结构模式图图5-5 人三种粒电镜像 17800 左图:中性粒细胞(白求恩医科大学尹昕、朱秀雄教授供图)中图：嗜酸性粒细胞右图：嗜碱性粒细胞特殊颗粒，（）嗜天青颗粒（4）单核细胞 单核细胞（monocyte）占白细胞总数的38。它是白细胞中体积最大的细胞。直径1420m，呈圆形或椭圆形。胞核形态多样，呈卵圆形、肾形、马蹄形或不规则形等。核常偏位，染色质颗粒细而松散，故着色较浅。胞质较多，呈弱嗜碱性，含有许多细小的嗜天青颗粒，使胞质染成深浅不匀的灰蓝色（图52）。颗粒内含有过氧化物酶、酸性磷酸酶、非特异性酯酶和溶菌酶，这些酶不仅与单核细胞的功能有关，而且可作为与淋巴细胞的鉴别点。电镜下，细胞表面有皱褶和微绒毛，胞质内有许多吞噬泡、线粒体和粗面内质网，颗粒具溶酶体样结构（图56）。图5-6 淋巴细胞与单核细胞超微结构模式图单核细胞具有活跃的变形运动、明显的趋化性和一定的吞噬功能。单核细胞是巨噬细胞的前身，它在血流中停留15天后，穿出血管进入组织和体腔，分化为巨噬细胞。单核细胞和巨噬细胞都能消灭侵入机体的细菌，吞噬异物颗粒，消除体内衰老损伤的细胞，并参与免疫，但其功能不及巨噬细胞强。（5）淋巴细胞 淋巴细胞（lymphocyte）占白细胞总数的2030，圆形或椭圆形，大小不等。直径68m的为小淋巴细胞，912m的为中淋巴细胞，1320m的为大淋巴细胞。小淋巴细胞数量最多，细胞核圆形，一侧常有小凹陷，染色质致密呈块状，着色深，核占细胞的大部，胞质很少，在核周成一窄缘，嗜碱性，染成蔚蓝色，含少量嗜天青颗粒。中淋巴细胞和大淋巴细胞的核椭圆形，染色质较疏松，故着色较浅，胞质较多，胞质内也可见少量嗜天青颗粒（图52）。少数大、中淋巴细胞的核呈肾形，胞质内含有较多的大嗜天青颗粒，称为大颗粒淋巴细胞、电镜下，淋巴细胞的胞质内主要是大量的游离核糖体，其它细胞器均不发达（图56）。3、血小板血小板（blood platelet）或称血栓细胞（thrombocyte）, 正常数值为10万40万1。它是骨髓中巨核细胞胞质脱落下来的小块，故无细胞核，表面有完整的细胞膜。血小板体积甚小，直径24m，呈双凸扁盘状；当受到机械或化学刺激时，则伸出突起，呈不规则形。在血涂片中，血小板常呈多角形，聚集成群。血小板中央部分有着蓝紫色的颗粒，称颗粒区（granulomere）；周边部呈均质浅蓝色，称透明区（hyalomere）（图52）。电镜下，血小板的膜表面有糖衣，细胞内无核，但有小管系、线粒体、微丝和微管等细胞器，以及血小板颗粒和糖原颗粒等（图57）。图57 血小板超微结构模式图血小板在止血和凝血过程中起重要作用。血小板的表面糖衣能吸附血浆蛋白和凝血因子，血小板颗粒内含有与凝血有关的物质。当血管受损害或破裂时，血小板受刺激，由静止相变为机能相，迅即发生变形，表面粘度增大，凝聚成团；同时在表面第因子的作用下，使血浆内的凝血酶原变为凝血酶，后者又催化纤维蛋白原变成丝状的纤维蛋白，与血细胞共同形成凝血块止血。血小板颗粒物质的释放，则进一步促进止血和凝血。血小板还有保护血管内皮、参与内皮修复、防止动脉粥样硬化的作用。血小板寿命约714天。血液中的血小板数低于10万1为血小板减少，低于5万1则有出血危险。血细胞都来自造血干细胞的分化。造血干细胞位于骨髓内。（二）、组织液：组织细胞间的液体。 （三）、淋巴：淋巴（lymph）是在淋巴管内流动的液体。即是淋巴细胞的细胞外液。总之，细胞外液，主要包括血浆、组织液、淋巴，它们构成了体内细胞赖以生存的液体环境。所以叫人体的内环境。那三种细胞外液之间是否就是独立存在的呢？体液间的物质交换：单向渗入组织液 血浆 淋巴 首先能明确：细胞内液和细胞外液之间相互渗透。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。而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。这就是说：淋巴来源于组织液，组织液来源于血浆。（一）、血浆与组织液间的交换血浆与组织液的交换主要在，毛细血管部位进行。因为毛细血管壁薄，由单层上皮细胞构成，具有较大的通透性，血浆、组织液中的水分、无机盐、小分子有机物可以通过，相互交换，维持动态平衡。但是血浆和组织液中的蛋白质不能自由透过。而且组织液中的蛋白质成分13%，血浆中血浆蛋白7%，由于二者蛋白质浓度不同，所以二者溶液浓度有差别。在正常情况下，保证了血浆的营养物质与细胞内的代谢产物的交换顺利进行，也保证了渗透压的恒定。当心功能不全，血液流回心脏量少时，毛细血管血压增高。组织液回流障碍，而发生组织间隙液体不能渗透入血浆，在组织细胞间过多而引起的全身或身体的一部分肿胀的症状称为水肿。（二）、淋巴的形成与淋巴循环。（1） 形成：组织液渗进毛细淋巴管形成的。淋巴循环：血液流经毛细血管时，其中部分透过毛细血管进入组织间隙，形成组织液，组织液小部分进入毛细淋巴管成为淋巴。淋巴液流经淋巴结时，因淋巴结中有大量淋巴细胞。能将毒素、癌细胞、异物等被清除、形成干净的淋巴液注入静脉，此过程即为淋巴回流的过程。（淋巴结是位于淋巴管向心行程中的淋巴器官，全身淋巴结数目很多，常常聚集成群，多沿血管周围分布，位于液窝、腹股沟等处。脾为重要的淋巴器官之一，其主要功能是参与免疫）因此，淋巴回流对于人体的自身净化起着重要作用，能帮助血浆回收组织液，并将少量由毛细血管渗出的大分子物质的蛋白质运回血浆。组织液与淋巴液之间的压力差是促进组织液进入淋巴管的动力，凡是增加组织液生成量从而增加组织压的因素，均能促进淋巴液的生成，按摩过程既是增加血行加速过程，也是增加组织液量的过程，同时按摩还能加速淋巴回流，增加淋巴管负压，因此按摩可加速淋巴循环和增加淋巴量，从而使人体净化更快更充分，有益于人体健康。淋巴管内有瓣膜防止淋巴逆流。所以淋巴循环是单向的。当淋巴管阻塞，淋巴回流受阻时，就可使含蛋白质的淋巴液在组织间隙中积聚而引起水肿，称为淋巴水肿。因此，水肿发生的部位虽然各有差别，但其发生机理是基本相同的。正常情况下，组织间隙液体的量是相对恒定的。这种恒定的维持，是有赖于血管的内外液体和体内外液体交换的平衡。当组织液生成超过回流时，就会造成水肿。总之：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）组织液是血浆经过毛细血管滤过而形成的，其中各种离子成分与血浆相同，也存在各种血浆蛋白，但其浓度明显低于血浆；组织液中的物质进入毛细淋巴管，就成为淋巴，因此淋巴的成分与组织液类似。3.内环境是指人体内（高等的多细胞动物体内）的细胞外液体，是人体细胞赖以生存的液体环境。内环境就是细胞外液，主要包括淋巴、血浆和组织液，它们之间的关系是：血浆和组织液之间可以通过毛细血管壁互相渗透，组织液可以渗入毛细淋巴管成为淋巴，淋巴只有通过淋巴循环再回到血浆。内环境的内和外是相对的。从整个人体角度分析，人体的外环境是我们所生活的外界环境，人体的内环境是指血浆、组织液、淋巴；从细胞角度分析，细胞的外环境是细胞外液，即血浆、组织液、淋巴，也是人体的内环境，细胞的内环境是指细胞内液。细胞外液和内环境是同一概念。那思考人体的外环境，具体来说有哪些？呼吸道、消化道，肺泡腔在体内却是人体外界环境。例：1、（xx上海）口腔上皮细胞所处的细胞外液是指（B）A、淋巴 B、组织液 C、血浆 D、唾液2、（xx广东）毛细淋巴管堵塞，会引起（A、C）A、组织发生水肿 B、组织发生脱水 C、组织液中高分子物质数量增加 D、组织液中高分子物质数量增加3、（xx江苏）正常情况下，当人体局部组织活动增加时，代谢产物增加时此时该组织中（B）A、组织液减少，淋巴增加 B、组织液增加，淋巴增加C、组织液增加，淋巴减少 D、组织液减少，淋巴减少稳态的概念内环境是体内细胞生存的直接环境。由于细胞与内环境之间、内环境与外界环境之间不断地进行着物质交换，因此细胞的代谢活动和外界环境的不断变化，必然会影响内环境的理化性质，如 pH值、渗透压、温度等，但内环境通过机体的自动调节活动能够维持相对的稳定。很多事实可以说明机体对内环境稳态的自我调节能力。人的体温应始终维持在370C左右，冬泳之后，体温不下降：热浴之后，体温不上升。剧烈运动后产生的CO2多了，O2不足，呼吸自然加强，大量吸入O2，呼出CO2，使体内的O2、CO2之比恢复正常。使血液中的PH值保持为7.4。饭后血糖含量增多，胰岛素分泌增多，血糖很快恢复正常浓度。总之，生物体能够随着外界条件的改变而发生相应的调整活动，以保持内部环境的稳定。 以内环境的PH为例来说明：人体在新陈代谢过程中，会产生许多酸性物质，如乳酸、碳酸；人的食物（如蔬菜、水果）中往往含有一些碱性物质(如碳酸钠)。这些酸性和碱性的物质进入血液，就会使血液的pH值发生变化。但是正常人血液的PH值通常在7.357.45之间，变化范围很小。就是因为：血液中含有许多对酸碱度起缓冲作用的物质缓冲物质，每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成，如H2CO3NaHCO3；NaH2PO4/Na2HPO4等。它们的电离如下：H2CO3 H+ +HCO3-，NaHCO3 Na+HCO3-。由于（2）式完全电离，有大量的HCO3-。对（1）式有影响，使HCO3-和H+结合生成H2CO3，H+很小。当机体剧烈运动时，肌肉中产生大量的乳酸、碳酸等酸性物质，进入血液：乳酸进入血液后，就与血液中的NaHCO3发生作用，生成乳酸钠和H2CO3，H2CO3是一种弱酸，而且不稳定，易分解成CO2和H2O，所以对血液的pH值影响不大。血液中增加的CO2会刺激呼吸活动的神经中枢，增强呼吸运动，增加通气量，从而将CO2排出体外。当Na2CO3碱性物质进入血液后，OH-就与血液中的H+结合生成H2O，还会生成碳酸氢盐，而过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。这样由于血液中缓冲物质的调节作用，可以使血液的pH值不会发生大的变化，通常稳定在735745之间。内环境的其它理化性质，如温度、渗透压、各种化学物质的含量等，在神经系统和体液的调节之下，通过各个器官、系统的协调活动，也都能维持在一个相对稳定的状态。 生理学家把正常机体在神经系统和体液的调节之下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态，称为内环境的稳态。补充：人体的循环系统由体循环和肺循环两部分组成。 体循环开始于左心室。血液从左心室搏出后，流经主动脉及其派生的若干动脉分支，将血液送入相应的器官。动脉再经多次分支到小动脉，管径逐渐变细，血管数目逐渐增多，最终到达毛细血管，在此处通过细胞间液同组织细胞进行物质交换。血液中的氧和营养物质被组织吸收，而组织中的二氧化碳和其它代谢产物进入血液中，变动脉血为静脉血，在汇入静脉。此间静脉管径逐渐变粗，数目逐渐减少，直到最后所有静脉均汇集到上腔静脉和下腔静脉，血液即由此回到左心房，从而完成了体循环过程。肺循环自右心室开始。静脉血被右心室搏出，经肺动脉到达肺泡周围的毛细血管网，在此排出二氧化碳，吸收新鲜氧气，变静脉血为动脉血，然后再经肺静脉流回左心房。左心房的血再入左心室，又经大循环遍布全身。这样血液通过体循环和肺循环不断地运转，完成了血液循环的重要任务。内环境稳态的生理意义 机体的新陈代谢是由细胞内很多复杂的酶促反应组成的，而酶促反应的进行需要温和的外界条件，例如温度、pH等都必须保持在适宜的范围内，酶促反应才能正常进行。可见，内环境的稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。当内环境的稳态遭到破坏时，就会引起细胞新陈代谢紊乱，并导致疾病。例如，当血液中钙、磷的含量降低时，会影响骨组织的钙化，这在成年人表现为骨软化病，在儿童则表现为骨质生长障碍、骨化不全的佝偻病。血钙过高则会引起肌无力等疾病。例、1、有关内环境稳定的描述中，阐明的实质是（C）A、在神经和体液的共同调节下实现 B、各个器官系统协调活动的结果C、温度、PH等理化特性呈现动态变化 D、是体内细胞生活不可缺少的条件。2、如图：表示运动前后乳酸浓度的变化曲线，请对曲线仔细分析后回答：你认为对曲线BC段的变化解释正确的是（A）A、乳酸与NaHCO3反应产生CO2 B、乳酸与Na2CO3反应产生CO2C、乳酸与NaH2PO4反应产生H2PO4 D、乳酸与NaHPO4反应产生NaH2PO43、高等动物和人的内环境必须保持相对稳定。下列各项生理活动中，与内环境的稳态没有直接关系的是（B）A、通过尿和汗排泄废物 B、将事物残渣形成粪便排除体外 C、血液运输氧和废物 D、血液中的CO2增加，会使呼吸加快 组织液生成与回流示意图