版高中生物第2章生物个体的内环境与稳态第1节人体的代谢与稳态第2课时学案北师大版必修3.docx

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版高中生物第2章生物个体的内环境与稳态第1节人体的代谢与稳态第2课时学案北师大版必修3

第2课时　水和无机盐的平衡

[目标导读]　1.分析教材P12数据并读图2－3，阐明水的平衡及尿液的形成过程。

2.结合教材P13图2－4，探究水平衡调节的过程。

3.结合教材P14图2－5，以钠、钾离子为例，阐明无机盐平衡调节的过程。

[重难点击]　1.水平衡调节的过程。

2.钠、钾离子平衡调节的过程。

一　水的平衡及其调节

水是生命之源，对人体有着重要的作用。

结合下列材料，分析水的平衡及其调节过程。

1．水的平衡

（1）人体内水的来源主要是饮水和食物中所含的水，此外，代谢过程也产生一部分水。

由教材P12表2－1信息可知，肾脏排尿是体内水的最主要排出途径。

人通过调节饮水行为和排尿量，使水的摄入量和排出量相适应，从而保持机体的水平衡。

（2）人体为什么每天要摄入一定量的水？

答案　人体每天都要排出一定量的水分，为了维持内环境水分的平衡，所以每天都要补充一定量的水分。

（3）有人说：

“只要不排尿，就不用补充水分”，这种说法对吗？

答案　不对。

一方面，除了排尿，人体还有皮肤蒸发、呼气、消化道等其他排出水的途径；另一方面，排尿的意义还在于排出代谢废物，人体不能不排尿。

2．完善下图，请结合教材内容，总结尿液的形成过程

3．水平衡的调节

当体内缺水时，人体通过一系列的调节保证渗透压，请完成下图，然后分析：

（1）抗利尿激素增多时，重吸收能力增强，排尿减少；反之，重吸收能力减弱，排尿增多。

（2）据此推断，当饮水过多或者盐分丢失过多时，细胞外液的渗透压会降低，抗利尿激素的分泌会减少，尿量会增加。

归纳提炼

1．水平衡是神经—体液共同调节的结果。

2．抗利尿激素由下丘脑分泌，由垂体释放。

抗利尿激素的靶细胞是肾小管和集合管细胞。

3．渗透压感受器及水平衡调节中枢都位于下丘脑；渴觉中枢位于大脑皮质。

活学活用

1．如图为水盐平衡调节机理，请据图分析回答下列问题：

（1）图中A为__________激素，B为________________（结构），C为__________中枢。

（2）某人下丘脑受损，导致A激素减少，出现的症状为________________。

（3）当人吃了过咸的食物时，机体对细胞外液渗透压的调节过程有如下几步，其中正确的是（　　）

①下丘脑渗透压感受器兴奋　②大脑皮层兴奋产生渴觉③下丘脑神经细胞分泌抗利尿激素增加　④摄水量增加⑤减少尿的排出

A．①→②→③→④→⑤

B．②→①→④→③→⑤

C．①→②→④或①→③→⑤

D．②→①→④或②→①→③→⑤

答案　

（1）抗利尿　肾小管、集合管　渴觉　

（2）尿量增加　（3）C

解析　

（1）由题目所提供的信息，不难做出如下的判断：

①C能产生渴觉，则C为渴觉中枢；②B能产生尿液，并且能够使血浆渗透压下降，则B为肾小管和集合管；③A来自垂体并能促进肾小管和集合管对水的重吸收，则A是抗利尿激素。

（2）抗利尿激素分泌减少，尿量会增加，可能出现尿崩症。

（3）调节过程如图：

二　无机盐的平衡及其调节

无机盐是人体不能自身制造的营养素，人体在代谢中不断流失的一些无机盐必须从食物中得到补充。

1．结合教材，完善无机盐来源和去路的图解

与水平衡相比较，少了一个来源：

物质代谢所产生的；少了一个去路：

呼气排出。

2．以K＋、Na＋的调节为例，完成下图，然后分析

（1）醛固酮：

①分泌部位：

肾上腺皮质；②作用部位：

肾小管、集合管；③作用效果：

促进肾小管和集合管对Na＋的重吸收和K＋的排泄。

（2）血钠含量降低和血钾含量升高两种刺激中，醛固酮分泌对血钾含量升高更为敏感。

（3）该调节过程属于负反馈调节。

归纳提炼

1．水平衡与无机盐平衡的关系

（1）二者的原理都是摄入量等于排出量。

（2）水、盐都主要来源于饮食，水、盐排出的主要途径均为肾脏排尿。

（3）排盐一定伴随着排水，排水不一定伴随着排盐。

（4）水还可以由物质代谢产生，并且可以经肺以水蒸气的形式排出，而盐不能由肺排出。

2．Na＋的排出特点是多吃多排，少吃少排，不吃不排。

3．K＋的排出特点是多吃多排，少吃少排，不吃也排。

因此，长期不能进食的病人，应该注意适当补充一定量的钾盐。

活学活用

2．实践证明，双侧肾上腺皮质损伤的动物不能存活。

下列与之相关的原因可能是（　　）

A．血液中Na＋的浓度猛增，K＋浓度猛降

B．血液中Na＋和K＋浓度猛降

C．血液中Na＋和K＋浓度猛增

D．血液中Na＋浓度猛降，K＋浓度猛增

答案　D

解析　双侧肾上腺皮质损伤的动物不能分泌醛固酮，醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na＋的重吸收和K＋的排泄，所以可导致血液中Na＋的浓度猛降和K＋的浓度猛增。

当堂检测

1．一次性过量饮水会造成人体细胞肿胀，功能受损。

可用静脉滴注高浓度盐水（质量分数为1.8%的NaCl溶液）对患者进行治疗。

其原理是（　　）

A．升高细胞外液的离子浓度B．促进抗利尿激素的分泌

C．降低细胞内液的离子浓度D．减少细胞外液液体总量

答案　A

解析　一次性过量饮水会使细胞外液的离子浓度降低，导致组织水肿，从而使细胞肿胀，功能受损。

治疗时可静脉滴注高浓度的NaCl溶液，升高细胞外液的离子浓度，使离子浓度恢复正常。

2．由于自然灾害，很多人不幸被长时间困在恶劣的环境中，缺少水分和食物，下列有关叙述正确的是（　　）

A．为维持内环境的相对稳定，抗利尿激素分泌量增加

B．由于缺水，引起下丘脑产生渴觉

C．缺少水分使细胞外液渗透压降低，下丘脑感知渗透压变化后释放抗利尿激素

D．此时人体与恶劣的环境之间没有任何的物质交换

答案　A

解析　长期处于缺水的环境中，人体饮水不足，会导致细胞外液渗透压升高，为维持内环境的相对稳定，抗利尿激素分泌量增加，A正确；由于缺水，引起大脑皮质产生渴觉，B错误；长期处于缺水的环境中，人体饮水不足，会导致细胞外液渗透压升高，下丘脑感知渗透压变化后产生抗利尿激素，垂体释放抗利尿激素，C错误；此时人体与恶劣的环境之间有物质交换，如气体的交换，D错误。

3．下列关于人体内水和无机盐平衡调节的叙述中，正确的是（　　）

A．血浆渗透压降低时引起口渴

B．机体失水时，抗利尿激素分泌减少

C．抗利尿激素使细胞吸水能力增强

D．抗利尿激素使细胞吸水能力减弱

答案　C

解析　血浆渗透压降低，说明人体饮水过多或盐分丢失过多，因而不会产生渴觉。

当机体失水时，细胞外液渗透压升高，渗透压感受器兴奋，使下丘脑神经分泌细胞合成并由垂体释放的抗利尿激素增加。

抗利尿激素可促进肾小管和集合管对水的重吸收，使细胞外液渗透压降低，从而使细胞内液渗透压相对升高，这样细胞的吸水能力就增强了。

4．请观察下图，回答有关问题：

（1）当细胞外液渗透压升高时，下丘脑中的渗透压感受器受到刺激产生兴奋，使下丘脑神经分泌细胞合成并由垂体后叶释放[①]____________，促进②③____________重吸收水，调节水平衡，这样的调节方式属于______________________。

（2）图中[A]的______________，导致细胞外液渗透压降低，可能的原因是________________分泌的__________过少，此时，尿液浓度的变化是________。

答案　

（1）抗利尿激素　肾小管、集合管　神经调节和化学调节（缺一不可）　

（2）盐丢失过多　肾上腺皮质　醛固酮　下降

40分钟课时作业

[学考达标]

知识点一　水的平衡及其调节

1．饮水过多时，人体内环境的变化和调节机制是（　　）

A．细胞外液渗透压升高

B．肾小管和集合管对水分的重吸收增强

C．垂体释放抗利尿激素减少

D．下丘脑合成和分泌抗利尿激素增加

答案　C

2．饮食较咸时，人体细胞外液渗透压升高，在神经和激素的作用下，主要通过对肾脏重吸收作用的调节使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。

在这个过程中，血液中抗利尿激素的含量变化曲线是（　　）

答案　A

解析　本题考查的是抗利尿激素在水平衡调节中的作用，该激素分泌多少与细胞外液渗透压（电解质浓度）呈正相关，当细胞外液渗透压升高时，则抗利尿激素分泌增多，肾小管和集合管对水分的重吸收增强；当细胞外液渗透压下降时，对下丘脑感受器的刺激减少，抗利尿激素分泌减少。

如图：

3．下列有关人体水分调节的叙述，正确的是（　　）

A．大量饮水时，抗利尿激素分泌增加

B．渴觉中枢兴奋，抗利尿激素分泌减少

C．抗利尿激素分泌减少，尿量增加

D．细胞外液渗透压下降，尿量减少

答案　C

解析　大量饮水，细胞外液的渗透压下降，抗利尿激素分泌减少，尿量增加；渴觉中枢兴奋，抗利尿激素分泌增加。

4．下列是关于抗利尿激素调节的曲线图，相关叙述正确的是（　　）

A．甲图表示食物过咸时，抗利尿激素分泌与渗透压变化的关系

B．乙图表示饮水过多时，抗利尿激素分泌与渗透压变化的关系

C．丙图表示渗透压升高时，抗利尿激素分泌变化

D．丁图a点时注射的不可能是抗利尿激素

答案　C

解析　抗利尿激素的分泌与渗透压呈正相关，食物过咸时，细胞外液渗透压升高，抗利尿激素分泌增加；饮水过多时，细胞外液渗透压降低，抗利尿激素分泌减少；注射抗利尿激素时，尿量减少，尿液中尿素、K＋、Na＋浓度升高。

知识点二　无机盐的平衡及其调节

5.关于人体内水和无机盐平衡的调节的叙述中，能准确表达激素作用的是（　　）

A．醛固酮可使渗透压升高

B．醛固酮可使渗透压降低

C．抗利尿激素使细胞吸水能力增强

D．抗利尿激素使细胞吸水能力减弱

答案　C

解析　抗利尿激素促使肾小管和集合管对水分的重吸收。

6．将狗的两侧肾上腺切除，当其出现症状后注射某种激素，接着测定随尿液排出的Na＋、

K＋量，结果如图。

注射的激素是（　　）

A．抗利尿激素B．肾上腺素

C．醛固酮D．促肾上腺皮质激素

答案　C

解析　从图中可以看出，Na＋、K＋的量在注射某种激素后发生了明显的变化，Na＋在尿中的排出减少，K＋在尿中的排出增加。

由题干中提到的几种激素的功能可知：

与Na＋、K＋代谢有直接关系的激素是醛固酮，它能促进肾小管和集合管对Na＋的重吸收和K＋的排泄，使尿液中Na＋的含量减少，K＋的含量增加。

[高考提能]

7．下列有关水和无机盐平衡的叙述，正确的是（　　）

A．渴觉神经冲动最初来自下丘脑

B．组织液与细胞内液中的K＋浓度始终维持相等状态

C．未被吸收的钾盐随尿液排出体外

D．血钠升高能刺激肾上腺皮质分泌醛固酮

答案　A

解析　当细胞外液渗透压升高时，就会刺激下丘脑的渗透压感受器，使其产生兴奋，并传到大脑皮质产生渴觉，因此渴觉神经冲动最初来自下丘脑。

细胞内液中K＋浓度高于细胞外液中的K＋浓度，维持细胞内液的渗透压。

未被吸收的钾盐随粪便（而不是随尿液）排出体外；血钾升高或血钠降低可使肾上腺皮质分泌醛固酮增加，血钠升高或血钾降低可使肾上腺皮质分泌醛固酮减少。

8．尿崩症是指由于各种原因使抗利尿激素（九肽激素）的产生或作用异常，使肾脏对水分的重吸收产生障碍。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．该激素由垂体释放，作用于肾小管和集合管，使其对水的通透性减小

B．尿崩症患者常表现出多尿和多饮的症状，是由于其尿液渗透压较大

C．若尿崩症因肾小管对该激素的反应障碍导致，则血浆中该激素的含量可为正常值

D．若尿崩症由该激素的合成和释放量的减少导致，则可以通过口服该激素来治疗

答案　C

解析　抗利尿激素由下丘脑分泌细胞产生，由垂体后叶释放，作用于肾小管和集合管，使其对水的通透性增大；若尿崩症因肾小管对抗利尿激素的反应障碍导致，则血浆中该激素的含量可能正常只是不能发挥作用而已，C正确；抗利尿激素不能口服，只能注射。

9．大面积烧伤的病人血钾升高，细胞外液渗透压升高，则血液中抗利尿激素和醛固酮含量（　　）

A．都将增加B．都将减少

C．前增后减D．前减后增

答案　A

解析　抗利尿激素具有促进水分重吸收、减少尿的排出、保留体内水分，从而使细胞外液的渗透压恢复正常的作用；醛固酮具有吸钠排钾、维持血钾和血钠含量平衡的作用。

因此，当血钾含量和细胞外液的渗透压升高时，抗利尿激素和醛固酮的分泌量都会增加。

10．如图为正常人在快速饮用1升清水或静脉注射1升生理盐水后的尿流量和血浆浓度的曲线图（箭头处是饮水或注射时间）。

下列有关判断不正确的是（　　）

A．a代表饮清水后的尿流量变化

B．30～90min阶段，抗利尿激素分泌量增加

C．c代表饮清水后的血浆浓度变化

D．如果b代表血浆渗透压的变化，则表明该生理盐水的浓度为0.9%

答案　B

解析　饮用清水后，血浆渗透压降低，通过增加尿流量能提高渗透压，同时饮用清水后，血浆浓度开始降低，尿量增加后，血浆渗透压会逐渐恢复到原来水平，所以曲线a表示饮用清水后的尿流量变化，曲线c表示血浆浓度的变化。

静脉注射生理盐水后，血浆渗透压及尿流量变化不明显，所以曲线b若代表血浆渗透压，则表明注射的生理盐水浓度为0.9%。

饮用清水后，抗利尿激素分泌减少，注射生理盐水后，抗利尿激素分泌量无明显变化。

11．如图表示水盐平衡调节机理，请据图回答有关问题：

（1）垂体释放的A物质是____________激素。

（2）B结构的名称是______________。

（3）细胞外液渗透压下降后，刺激感受器，通过下丘脑的调节，减少________________的分泌。

（4）某人一天要喝10多千克水，不喝不行，经医生检查发现他的垂体功能有问题。

你认为此人多饮多尿的原因是什么？

_____________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）如果肾功能出问题，不能从肾脏排出多余的Na＋，会出现全身浮肿症状，此时的全身浮肿对人体有一定的好处，有利于维持______________的平衡。

答案　

（1）抗利尿　

（2）大脑皮质（3）抗利尿激素（4）下丘脑神经分泌细胞合成的抗利尿激素，垂体不能将其释放，肾小管重吸收水分减少（5）渗透压

解析　根据水盐平衡调节过程可判断：

A是由垂体释放的抗利尿激素，B结构为大脑皮质。

垂体功能障碍时，释放的抗利尿激素减少，肾小管、集合管重吸收水能力下降，尿量增加，细胞外液渗透压升高，引起渴觉中枢兴奋，需大量饮水。

综上所述，水盐平衡调节是神经调节和体液调节相互协调共同发挥作用的结果。

12．如图为人体细胞外液渗透压平衡的部分调节机制示意图，请据图回答下列问题：

（1）写出图中A、B的名称：

A________、B________。

（2）当健康人处于温度为38℃的环境时，其内环境仍能维持相对稳定的渗透压。

写出此时人体渗透压的神经—体液调节机制_________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）细胞外液渗透压下降对A的调节效应是__________A的活动，此种调节方式在人体内环境平衡的调节中广泛存在，其意义在于_____________________________________________。

答案　

（1）下丘脑　垂体　

（2）此时出汗增加，细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑，促使抗利尿激素分泌增加，经垂体释放后作用于肾小管和集合管，使水的重吸收增强，尿量减少；同时大脑皮质产生渴觉，引起口渴，主动饮水，增加机体含水量　（3）抑制　维持激素水平的相对稳定（维持内环境或系统或机体的相对稳定）

解析　

（1）抗利尿激素是由下丘脑合成，通过垂体释放的。

（2）考查人体处于高温环境中的水盐平衡调节过程。

（3）细胞外液渗透压下降，反馈性地抑制下丘脑的活动，使抗利尿激素合成分泌减少。

负反馈调节对于维持内环境相对稳定有重要意义。

[个性拓展]

13．图甲是狗尿浓缩实验的结果。

让狗大量饮水（图中箭头a所示）后，连续排出大量的尿；当将2.5%NaCl溶液10mL注射入颈动脉（箭头b）后，尿量暂时减少；当静脉注射脑垂体后叶提取物（箭头c）后，尿量也减少。

根据此实验，可以推断：

（1）2.5%NaCl溶液注入动脉，使______________升高，刺激____________，引起______________激素分泌增加，导致尿量减少。

本实验也证明__________________中含有这种激素。

（2）如果预先将狗的脑垂体后叶切除，再进行上述同样的实验，请将预期结果的排尿曲线描绘在图乙中的坐标上。

答案　

（1）血浆渗透压　下丘脑　抗利尿　脑垂体后叶

（2）如图

解析　下丘脑控制排尿是通过抗利尿激素的分泌来完成的。

哺乳动物生理盐水浓度为0.9%，这一浓度相当于血液中无机盐的浓度，当静脉注射高浓度的（2.5%）NaCl溶液后，可刺激下丘脑，促进抗利尿激素的分泌，从而使尿量减少。

静脉注射脑垂体后叶提取物后，也出现了尿量减少的结果，这说明脑垂体后叶也含有抗利尿激素。