2022年高中生物 （人教大綱版）第三冊 第三冊 學生實驗 1溫度對酶活性的影響(二、備課資料)一、為什么Na+主要存在于細胞外，而K+主要存在于細胞內(nèi)這種機制依賴于細胞的正常代謝提供的能量。很早以前，有人形象地把這一機制比喻為“泵”，能逆著濃度差將細胞內(nèi)的Na+移出膜外，同時將細胞外的K+移入細胞以內(nèi)，稱為“鈉鉀”泵，簡稱“鈉泵”。Na泵實際上是鑲嵌在細胞膜上的類脂雙分子層中的具有ATP酶活性的一種特異性蛋白質，在Mg2+存在的條件下，可被膜外的K+或膜內(nèi)的Na+所激活，因此又稱為鈉鉀依賴ATP酶。鈉泵被激活后分解ATP并釋放能量，用于轉運Na+和K+，一般認為，鈉泵酶分解一個ATP分子，即可排出3個Na+和攝入2個K+。所以，Na+主要存在于細胞外，而K+主要存在于細胞內(nèi)。二、K+的分泌與K+Na+交換在正常情況下，由尿中排出的K+大約是濾過的K+量的1/10，說明腎小管能重吸收K+。但對于人和哺乳動物來講，當給以大量的鉀鹽時，尿中K+的排出量可超過腎小球濾過的K+量，這又表明腎小管有分泌K+的能力。至于機制可能與“鈉鉀”泵有關，也可能與鈉離子的重吸收造成的電位差有關。總之，K+的分泌都是與Na+的重吸收相關聯(lián)的，故稱為“K+Na+交換”。這一過程受腎上腺皮質分泌的醛固酮調(diào)節(jié)。三、抗利尿激素的生理作用抗利尿激素(又稱升壓素)是由下丘腦的神經(jīng)內(nèi)分泌細胞合成的肽類激素。合成后，運送并貯存在垂體后葉的神經(jīng)末梢顆粒中。受到刺激時，神經(jīng)未梢就將它釋放到血液中?？估蚣に氐闹饕碜饔檬窃黾幽I小管和集合管對水的通透性，促進腎小管和集合管中水分的重吸收，從而使尿液濃縮，尿量減少。四、醛固酮激素的生理作用醛固酮激素是由腎上腺皮質分泌的一種鹽皮質類固醇。它的主要生理作用是促進腎小管和集合管對Na+的重吸收，在促進Na+重吸收的同時，腎小管對水的重吸收也隨之增加。醛固酮還能促進腎小管對K+的分泌。這種保Na+排K+作用不僅發(fā)生在腎臟，在唾液、胃液、胰液和汗液的分泌過程中也存在。五、腎臟在維持水和無機鹽平衡中的作用正常成年人每天隨飲食進入體內(nèi)的水分與排出的水分大致相等。如果進入體內(nèi)的水分過多，多余的水將由腎臟排出，尿量就會增加，反之則減少。人體內(nèi)的無機鹽種類很多，它們是構成人體各個組織器官的重要成分，并且在維持人體正常滲透壓、酸堿平衡和神經(jīng)肌肉興奮性中起著重要的作用。氯化鈉(食鹽)隨食物進入體內(nèi)的量和排出的量基本相等。食物中完全缺乏食鹽時，腎小球濾出的鈉幾乎全部被腎小管重新吸收，排出的尿中則可以無鈉。臨床上將尿中鈉的排出規(guī)律概括為：多進多排，少進少排，不進不排，鉀的排出則不同，即使在缺鉀的情況下，尿中仍有相當量的鉀排出。臨床上將尿中鉀的排出規(guī)律總結為：多進多排，少進少排，不進也排，因此，不能進食的病人，只靠注射葡萄糖和生理鹽水以維持代謝時，應該注意補充鉀?？傊?，通過腎臟的調(diào)節(jié)作用，能使人體內(nèi)的水和無機鹽的含量經(jīng)常保持相對的恒定。六、脫水 脫水是指人體大量喪失水分和Na+。引起細胞外液嚴重減少的現(xiàn)象。按其嚴重程度的不同，可分為高滲性脫水、低滲性脫水和等滲性脫水。高滲性脫水 高滲性脫水又稱缺水性脫水，即失水多于失鹽，這種情況大多是由于高溫、大量出汗或發(fā)高燒等導致大量失水，未能及時補充而造成的。由于細胞外液的滲透壓升高，抗利尿激素的分泌增加，故患者有明顯的口渴、尿少等癥狀。較輕的高滲性脫水患者，如能及早飲水，可以得到緩解。情況嚴重時，可采用向患者滴注質量分數(shù)為5的葡萄糖溶液的方法進行治療。低滲性脫水 低滲性脫水又稱缺鹽性脫水，即失鹽多于失水。這種情況大多是由于嚴重嘔吐、腹瀉、大出血或大面積燒傷等，導致水和鹽的大量丟失，又未能及時補充而造成的。由于細胞外液的滲透壓降低，抗利尿激素的分泌減少，故患者的尿量增加，也無口渴的現(xiàn)象，容易造成沒有脫水的假象。這種情況可以采用向患者輸入生理鹽水的方法進行治療。等滲性脫水 等滲性脫水又稱混合性脫水，即失水和失鹽的程度差不多。這一類脫水是臨床上最常見的，例如，嘔吐、腹瀉引起的脫水多半屬于這一類。這種情況可以采用向患者輸入生理鹽水和質量分數(shù)為5的葡萄糖溶液的方法進行治療：給脫水病人補液時，應特別注意根據(jù)以上三種不同的脫水情況，及患者的脫水程度，有無酸中毒等，給予不同的液體。七、滲透壓 溶液中不易透過半透膜的溶質顆粒吸收膜外水分子的一種力量。它的大小決定于單位體積溶液中溶質分子和顆粒數(shù)量的多少（溶液濃度），而與溶質分子或顆粒的種類和大小無關。溶液中溶質和顆粒數(shù)量越多（溶液濃度越大），它形成的滲透壓越大。例如：某人因飲水不足，或食物過咸等原因，造成細胞外液濃度增大，即其細胞外液滲透壓升高。八、水平衡和鹽平衡之間的關系鈉鹽影響細胞外液滲透壓，從而影響水平衡的調(diào)節(jié)；鹽的排出要依賴水的排出；鹽的吸收要影響水的重吸收；抗利尿激素和醛固酮在水的重吸收中有相同的作用，但卻發(fā)生在不同條件下。九、典型例題分析例1人體內(nèi)產(chǎn)生渴覺的部位是A.下丘腦B.口腔C.大腦皮層D.垂體后葉分析：該題主要考查水分平衡調(diào)節(jié)過程的有關問題，其中滲透壓感受器的位置、產(chǎn)生渴覺部位、抗利尿激素的產(chǎn)生部位、釋放部位以及水分的重吸收部位等較容易混淆，應注意區(qū)別。滲透壓感受器位于下丘腦，其產(chǎn)生的興奮傳至大腦皮層才能產(chǎn)生渴覺(任何感覺均是由大腦皮層產(chǎn)生)，由下丘腦神經(jīng)細胞分泌并通過垂體后葉釋放的抗利尿激素可促進腎小管和集合管對水的重吸收，從而調(diào)節(jié)尿量。答案：C例2已知Mn2+是多種酶的激活劑，如能激活硝酸還原酶，缺Mn2+植物就會無法利用硝酸鹽。這說明無機鹽A.對維持生物體的生命活動有重要作用B.對維持細胞形態(tài)有重要作用C.對調(diào)節(jié)細胞滲透壓有重要作用D.對維持生物體酸堿平衡有重要作用分析：幾個備選項都是無機鹽在生物體中的作用，但因此題具有一定針對性，從Mn2+的作用實例來總結無機鹽的幾方面作用，因此，解題的關鍵是植物因缺Mn2+而使生命活動受到阻礙。雖然細胞的形態(tài)和滲透壓及酸堿平衡等都直接或間接地受到無機鹽濃度的影響，但因Mn2+在細胞中含量極少，對它們的影響不大。答案：A例3通過神經(jīng)調(diào)節(jié)，使機體保持水平衡的排水途徑是A.由皮膚排出B.由腎排出C.由肺排出D.由大腸排出分析：要解決該題，首要的是熟練回憶水的平衡調(diào)節(jié)的過程。在體內(nèi)水過多時，通過下丘腦滲透壓感受器的作用，通過腎臟可排出過多的水，這是在排水途徑中惟一可調(diào)節(jié)的途徑。答案：B拓展提升：下丘腦在人的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中具有非常重要的作用。在水平衡調(diào)節(jié)和體溫調(diào)節(jié)中，下丘腦都參與了調(diào)節(jié)過程；而在血糖平衡的調(diào)節(jié)中，下丘腦起到了輔助作用。例4將狗的雙側腎上腺摘除，當其出現(xiàn)隨尿液排出的Na+、K+，結果如下圖。注射的激素是A.利尿激素B.腎上腺素 C.醛固酮D.促腎上腺皮質激素分析：要解答該題首要解決兩個方面的問題。(1)從圖中提取有用的正確的信息：注射某激素后Na+在尿中排出量減少，而K+在尿中含量增多。（2）正確回憶各種激素的生理功能：抗利尿激素與水的重吸收有關；腎上腺素可促使心跳加快、血壓升高，使血糖濃度升高，醛固酮可使腎小管、集合管加強對Na+重吸收和對K+的分泌；促腎上腺皮質激素是由垂體分泌的，可促進腎上腺皮質激素的合成和分泌。答案：C例5下列有關醛固酮功能的敘述,正確的是A.促進腎小管和集合管對鈉離子和鉀離子的重吸收B.促進腎小管和集合管對鈉離子和鉀離子的分泌C.促進腎小管和集合管對鈉離子的重吸收和鉀離子的分泌D.促進腎小管和集合管對鉀離子的重吸收和鈉離子的分泌分析：醛固酮為鹽皮質激素的主要代表，為類固醇激素。其主要生理作用為保鈉離子排鉀離子，從而維持細胞外液滲透壓的相對穩(wěn)定。答案：C例6下列哪種情況下尿液會增加劇烈運動時 天氣轉冷時 患糖尿病時 注射一定量20甘露醇溶液時 攝取過多過咸的食物時A.B.C.D.分析：尿液的量與細胞外液滲透壓大小有直接關系。細胞外液滲透壓高，人體排出尿量少，而細胞外液滲透壓低，則排出的尿量大。劇烈運動過程中，丟失鈉鹽的比例較散失的水大，故使細胞外液滲透壓降低；天氣轉冷時，通過皮膚蒸發(fā)的水減少，也使細胞外液滲透壓降低。糖尿病患者因為有較多的葡萄糖從尿液中排出，故需要排出較多水分。如果注射一定量20甘露醇，會使細胞外液滲透壓升高，從而抗利尿激素分泌量增多，尿量減少。答案：C例7關于水、鹽平衡調(diào)節(jié)的敘述中，正確的是A.腎小管在吸收水的同時吸鹽B.渴的時候體內(nèi)水絕對少C.腎小管的重吸收要消耗能量D.抗利尿激素和醛固酮有協(xié)同作用分析：在體內(nèi)腎小管吸水的過程是自由擴散的過程，而鹽（Na+、K+）的吸收是主動運輸?shù)倪^程?？视X的產(chǎn)生是體內(nèi)水丟失的比例較無機鹽丟失的比例大，造成細胞外液滲透壓上升；如果水分丟失的比例與鹽丟失的比例相等的話，盡管水分丟失較多，也不會產(chǎn)生渴覺。腎小管重吸收的物質中除水外，都要消耗能量。抗利尿激素和醛固酮盡管都可促進腎小管和集合管對水的重吸收，但是這兩種激素起作用是在不同的條件下進行的，故無協(xié)同作用。答案：C例8吃食物過咸時，就會產(chǎn)生渴覺，產(chǎn)生渴覺的感受器和神經(jīng)中樞位于A.下丘腦和大腦皮層B.下丘腦和上丘腦C.大腦皮層和下丘腦D.上丘腦和下丘腦分析：渴覺的產(chǎn)生是通過反射完成的，反射的感受器是下丘腦的滲透壓感受器，然后產(chǎn)生興奮，經(jīng)有關神經(jīng)傳導，把興奮傳遞到大腦皮層的渴覺中樞，產(chǎn)生渴覺。可以想像得出，效應器應是作出飲水運動的有關骨骼肌。答案：A例9下表為正常情況下成人海日水的進出量(mL)，依據(jù)數(shù)據(jù)分析，下列哪種情況最可能造成水分進出的失衡攝入量排出量a.食物b.飲水c.代謝產(chǎn)生的水10001200300a1.呼吸與皮膚蒸發(fā)b1.腎排泄c1.糞便排出8501500150合計 2500合計 2500A.劇烈運動：當b+c> b1時B.急性腸炎：當b+c> b1時C.發(fā)高燒：b+c= b1時D.正常狀態(tài)：b+c= b1時分析：水的失衡，關鍵是考慮排出的水是否多于進入體內(nèi)的水。在劇烈運動和急性腸炎時b+c>b1，而食物中水又與皮膚蒸發(fā)和糞便排出量相等，說明排出的水要少于進入體內(nèi)的水，故不易造成水的失衡。而在發(fā)高燒和正常狀態(tài)下，盡管都是b+c= b1，但是發(fā)高燒者經(jīng)過皮膚蒸發(fā)的水量肯定大于正常人的蒸發(fā)量，故發(fā)高燒者體內(nèi)水分散失量要大，易造成水分失衡。 答案：C例10不能進食的病人，是否只能靠注射葡萄糖和生理鹽水以維持水鹽代謝平衡?分析：本題考查了水和無機鹽的平衡的知識，還考查了運用所學知識分析解決生活中實際問題的能力。要依據(jù)水和無機鹽代謝及平衡的有關內(nèi)容進行分析。答案：鈉隨尿排出的特點是：多進多排，少進少排，不進不排；鉀隨尿排出的特點是：多進多排，少進少排，不進也排。因此，長期不能進食的病人只靠注射葡萄糖和生理鹽水時，不能維持長期代謝平衡，應補充鉀鹽。例11下圖是水平衡調(diào)節(jié)過程的部分示意圖，請據(jù)此回答；(1)引起細胞外液滲透壓升高的因素有_等。(2)細胞外液滲透壓升高后，刺激了_內(nèi)滲透壓感受器產(chǎn)生興奮，興奮傳導到神經(jīng)中樞后，再傳到效應器，效應器是_。(3)垂體后葉釋放的抗利尿激素是由_分泌的。(4)抗利尿素由垂體釋放后經(jīng)_傳送，作用于_處的細胞，使其_能力增強。分析：凡是使體內(nèi)水分丟失過多，而鹽丟失相對比例較少的生理過程，都會引起細胞外滲透壓升高。而滲透升高的刺激引起抗利尿激素分泌的過程是一個由反射弧完成的反射活動。感受器是下丘腦內(nèi)的滲透壓感受器，而效應器則是分泌和釋放抗利尿激素的部位。答案：(1)腹瀉、嘔吐、出汗 (2)下丘腦 垂體后葉 (3)下丘腦 (4)體液 腎小管、集合管 重吸收