高二生物选修一细胞生活环境讲解（高二生物开学第一课人体的内环境与稳态）

高一军训已经结束了，高三也已经上课了，马上就要开学了。这一学期我是带高二。

高二这学期的生物是学习必修三《稳态与环境》。

所以，今天作为一个上课前的预备。来讲一下我对必修三的看法。

必修三共有6章，从个体生命系统层次讲起，直到最后一章，最大的生命系统生物圈。在这些宏观的生命层次上，阐述生命系统的结构、功能、特征。而这些都是居于生命系统的稳态基础上来实现的。

第1章是《人体的内环境与稳态》。针对人体来讲的，原因是现代的医学实践对人体研究最多，了解最清楚。对于人类来说，研究人体的稳态也最有意义。

这一节涉及三个知识点：

一是细胞外液三大组分之间的关系

二是细胞外液的成分和性质

三是内环境的意义

对于学生来说，这1节里面的涉及四个理解难点。这四点理解了，做题也好，解释一些常见的生理现象也好，就基本没问题。

一是组织液与淋巴的形成，这个理解好了对后面很多细节知识点就清楚了，如组织水肿、不同部位的物质浓度判断等。

二是细胞外液成分有哪些，试题中经常出现某种物质是不是属于细胞外液的判断。这个知识点本质上是理解内环境的功能。

三是渗透压主要与哪些物质成分有关，引起血浆渗透压与组织渗透压的成分差异。

四是内环境对生命的意义。

01 外环境、细胞外液与内环境

每一个生命个体都是生存在一定的环境之中的，比如鱼生活在水中，蚯蚓生活在土壤中，而人是生活在陆地地面上。

我们把个体生存的环境称为外环境。

那么细胞生存的环境是什么呢？

一、对于单细胞生物，一个细胞就是一个个体。个体生活的外环境就是细胞生活的环境。

所有的单细胞生物都生活在水中，细胞直接与水环境进行物质交换。细胞从直接水中获取营养和氧气，并将代谢废物排到水中。

二、对于多细胞生物，细胞生活的环境是细胞外液。

一是多细胞生物绝大多数细胞并没有直接与外界环境接触；二是与外环境接触的细胞大多也不能直接与外环境进行物质交换。例如，人的皮肤细胞与外环境接触。但皮肤细胞既不能直接从空气中吸收氧气，也不能从周围外环境中吸收养分。

下图是血细胞的生活环境。血细胞是生活在以水为基础的液态环境中。

在必修一第二章第5节讲《细胞中的无机物》时，讲到自由水的作用，就有一点：多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水基础的液体环境中。

生物体内含量最多的物质是水。我们把生物体内的水溶液，称为体液。

体液包括细胞内液和细胞外液。细胞外液是细胞生活的液体环境，主要包括血浆、组织液、淋巴。

三、血浆

如图，我们常讲的血液包括血细胞和血浆。

血细胞包括红细胞、白细胞和血小板；血浆是指血液中的液体成分，不包括细胞。血浆就是血细胞生活的液体环境。

接下来最关键的是理解组织液和淋巴是怎么形成的？这要把课本第3页的第二、三两段读懂。

四、组织液

从图片上第一段的描述，组织液是来源于血浆的，即：血浆流到毛细血管的动脉端，血浆中的水、无机盐等许多物质透过毛细血管壁到血管外，成为组织液。血管外就是组织细胞，组织液就是组织细胞间隙的液体，是组织细胞生活的液体环境。

为什么血浆能透过毛细血管壁出去呢？这主要动力学原因。如下图。

一是因为毛细血管壁是单层细胞构成的，有的细胞之间存在有间隙；

二是血液从心脏泵出来，在动脉中流动时有较大的压力，当流到毛细血管处时，就会把血浆中的大部分物质压出毛细血管，成为组织液。

这样，血浆中的营养物质就进入组织液，为细胞提供营养。同时，细胞产生的代谢产物也透过细胞膜进入到组织液中。

大部分组织液在毛细血管静脉端又重新进入血管内，成为静脉血的一部分，回流到心脏。之所以到静脉端才回流到血浆，是因为毛细血管动脉端血浆压力大于组织液，组织液不能回流进去。到毛细血管静脉端时，血浆压力小于组织液。组织液又被压进了毛细血管，成为血浆。

所以，血浆和组织液之间是可以双向流动的，只不过流进与流出的部位不同。

五、淋巴

组织液大部分在毛细血管静脉端重新流回血管成为血浆，但有少部分流进毛细淋巴管，成为淋巴（也叫淋巴液）。淋巴是淋巴细胞的生活环境。

淋巴不能再回流到组织液，只能汇集到淋巴管，经淋巴循环注入下腔静脉，成为血浆。

为什么淋巴不能回流到组织液呢？这与毛细淋巴管的结构有关。如下图：

毛细淋巴管一端是封闭的，称为盲端，这是做图像题时判断毛细淋巴管与毛细血管的依据。

毛细淋巴管壁也是单层上皮细胞排列而成，只不过细胞是呈覆瓦状排列的。外层细胞上有蛋白质粘丝连接到结缔组织上。组织液可以把内层细胞压开一个间隙，注入淋巴管内成为淋巴（见红色箭头）。但向外流时就会把内层细胞顶压到紧贴着外层细胞，从而流不出去。同时，组织液不断流进淋巴管形成淋巴向前流动的推动力，推动淋巴循环。淋巴最终流入人体左右锁骨下的下腔静脉成为血浆，回流到心脏。

所以，组织液只有单向流入淋巴，淋巴只能单向流入血浆。血浆、组织液、淋巴三者关系如下：

六、内环境

由于细胞外液构成的细胞生活的液体环境，称为内环境。

内环境与细胞外液有什么区别？

两者在范围大小上是一样的。

主要是用法上的区别：一是内环境强调整体系统性；二是内环境往往着重于强调功能；细胞外液着重于强调成分和性质。

02 细胞外液的成分

如下图是血浆成分表。

血浆成分中常考的几种要记得：血浆蛋白、脂肪；无机盐中钠离子和氯离子最多。

下图是血浆、组织液以及细胞内液的成分表。

从这个表中可以看出，血浆与组织液的区别是：血浆中有蛋白质，而组织液中几乎没有。

原因在于，毛细血管壁细胞间隙很小，蛋白质几乎不能透过毛细血管壁进入组织液。

常考的细胞外液与细胞内液的主要区别是：Na 和Cl^-主要存在于细胞外液，而K 主要存在于细胞内液。

（表中HCO₃^2-和HPO₄^2-/H₂PO₄^-之间的区别是因为细胞内、外PH缓冲对的区别。这个高中不考。）

03 细胞外液渗透压

一、渗透压是指溶液中溶质分子对水的吸引力。溶质分子数目越多，渗透压越大。

把课本第5页这一段文字仔细读。其中两点要特别注意：①血浆渗透压与无机盐和蛋白质的含量有关；②而细胞外液渗透压90%以上来自于Na 和Cl^-。

理解：①血浆中既有无机盐又有蛋白质，所以渗透压与这两者的含量有关。

②细胞外液包括血浆、组织液、淋巴。蛋白质主要存在于血浆中，且蛋白质分子数目远少于无机盐离子数目。因此细胞外液渗透压主要由无机盐含量决定。而无机盐中又以钠离子和氯离子为主（见前面表中数据）。所以，细胞外液渗透压90%来自于钠离子和氯离子。

正常情况下，血浆、组织液、淋巴以及细胞内液的渗透压基本相等，是平衡的。

二、组织水肿

弄懂了前面的血浆渗透压和细胞外液渗透压的关系，再来理解组织水肿就简单了。

分析思路：组织水肿就是组织液中水分都加了，导致水肿。这说明是组织液的成分增多，渗透压增加，对水的吸引力增强。

由于无机盐离子是小分子，可以自由通过毛细血管壁和淋巴管壁，不会潴留在组织液中。导致组织液渗透压升高的，只可能是大分子蛋白质含量增加。从前面图表中成分含量也可以看出来，血浆与组织液的区别是血浆中有蛋白质，而组织液中几乎没有。

组织液中蛋白质含量增加有哪几种可能？

一是来源增加，即血浆蛋白从血浆大量进入组织液，这种情况往往是局部水肿。如毛细血管壁破裂；过敏反应等。

二去路受阻。正常情况下，血浆中也会有少量蛋白质透过毛细血管进入到组织液中。进入到组织液中的蛋白质几乎不能直接再透过毛细血管壁回到血浆中，而是进入淋巴，随淋巴循环再回流到血浆。如果淋巴管堵塞，蛋白质不能回流，也会导致组织液蛋白增加。

三是血浆蛋白含量减少，组织液中蛋白质含量相对增加，这种情况往往是全身水肿。如长期患病不能进食，导致血浆蛋白少；再如肾炎患者，血浆蛋白随尿液排出导致血浆蛋白减少等。

04 细胞外液PH和温度

这个知识点没有什么理解。记住几点：

一、细胞外液PH在7.35~7.45之间。

二、维持PH稳定靠缓冲物质对，主要有HCO₃^-/H₂CO₃，HPO₄^2-/H₂PO₄^-。此外，还有蛋白质缓冲对。

三、维持PH稳定的反应式：如下图。

四、温度：37℃。

05 内环境的意义

内环境是细胞与外环境进行物质交换的媒介。即在细胞与外环境之间起了缓冲作用，主要是保护细胞，避免直接受到外环境的伤害。从这个角度看，多细胞生物也比单细胞生物高等。

这个不多讲了，看图。

这里主要讲一下哪些物质属于内环境的思路。之所以放到这里讲，是因为讲到这里才有宏观性和系统性。

看下面物质交换示意图，是否可以清晰地看出来？

一、从外界吸收的营养物质。包括：水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、核苷酸、脂肪（以及甘油和脂肪酸）、固醇、维生素、O₂等。

二、从细胞排出的物质。包括两个方面：一是代谢废物，如尿素、乳酸、氨、CO₂等；二是一些需要经体液运输到一定部位发挥作用的物质，如激素、抗体、血浆蛋白等。

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