2019-2020年高中生物 （人教大綱版）第三冊(cè) 第三冊(cè) 學(xué)生實(shí)驗(yàn) 1溫度對(duì)酶活性的影響(二、備課資料)一、為什么Na+主要存在于細(xì)胞外，而K+主要存在于細(xì)胞內(nèi)這種機(jī)制依賴于細(xì)胞的正常代謝提供的能量。很早以前，有人形象地把這一機(jī)制比喻為“泵”，能逆著濃度差將細(xì)胞內(nèi)的Na+移出膜外，同時(shí)將細(xì)胞外的K+移入細(xì)胞以內(nèi)，稱為“鈉鉀”泵，簡(jiǎn)稱“鈉泵”。Na泵實(shí)際上是鑲嵌在細(xì)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(zhì)，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(zhuǎn)運(yùn)Na+和K+，一般認(rèn)為，鈉泵酶分解一個(gè)ATP分子，即可排出3個(gè)Na+和攝入2個(gè)K+。所以，Na+主要存在于細(xì)胞外，而K+主要存在于細(xì)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(duì)于人和哺乳動(dòng)物來(lái)講，當(dāng)給以大量的鉀鹽時(shí)，尿中K+的排出量可超過腎小球?yàn)V過的K+量，這又表明腎小管有分泌K+的能力。至于機(jī)制可能與“鈉鉀”泵有關(guān)，也可能與鈉離子的重吸收造成的電位差有關(guān)?？傊?，K+的分泌都是與Na+的重吸收相關(guān)聯(lián)的，故稱為“K+Na+交換”。這一過程受腎上腺皮質(zhì)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(xì)胞合成的肽類激素。合成后，運(yùn)送并貯存在垂體后葉的神經(jīng)末梢顆粒中。受到刺激時(shí)，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(duì)水的通透性，促進(jìn)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(zhì)分泌的一種鹽皮質(zhì)類固醇。它的主要生理作用是促進(jìn)腎小管和集合管對(duì)Na+的重吸收，在促進(jìn)Na+重吸收的同時(shí)，腎小管對(duì)水的重吸收也隨之增加。醛固酮還能促進(jìn)腎小管對(duì)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(wú)機(jī)鹽平衡中的作用正常成年人每天隨飲食進(jìn)入體內(nèi)的水分與排出的水分大致相等。如果進(jìn)入體內(nèi)的水分過多，多余的水將由腎臟排出，尿量就會(huì)增加，反之則減少。人體內(nèi)的無(wú)機(jī)鹽種類很多，它們是構(gòu)成人體各個(gè)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(jìn)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(shí)，腎小球?yàn)V出的鈉幾乎全部被腎小管重新吸收，排出的尿中則可以無(wú)鈉。臨床上將尿中鈉的排出規(guī)律概括為：多進(jìn)多排，少進(jìn)少排，不進(jìn)不排，鉀的排出則不同，即使在缺鉀的情況下，尿中仍有相當(dāng)量的鉀排出。臨床上將尿中鉀的排出規(guī)律總結(jié)為：多進(jìn)多排，少進(jìn)少排，不進(jìn)也排，因此，不能進(jìn)食的病人，只靠注射葡萄糖和生理鹽水以維持代謝時(shí)，應(yīng)該注意補(bǔ)充鉀?？傊?，通過腎臟的調(diào)節(jié)作用，能使人體內(nèi)的水和無(wú)機(jī)鹽的含量經(jīng)常保持相對(duì)的恒定。六、脫水 脫水是指人體大量喪失水分和Na+。引起細(xì)胞外液嚴(yán)重減少的現(xiàn)象。按其嚴(yán)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(dǎo)致大量失水，未能及時(shí)補(bǔ)充而造成的。由于細(xì)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(yán)重時(shí)，可采用向患者滴注質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5的葡萄糖溶液的方法進(jìn)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(yán)重嘔吐、腹瀉、大出血或大面積燒傷等，導(dǎo)致水和鹽的大量丟失，又未能及時(shí)補(bǔ)充而造成的。由于細(xì)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(wú)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(jìn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為5的葡萄糖溶液的方法進(jìn)行治療：給脫水病人補(bǔ)液時(shí)，應(yīng)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(wú)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(zhì)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(zhì)分子和顆粒數(shù)量的多少（溶液濃度），而與溶質(zhì)分子或顆粒的種類和大小無(wú)關(guān)。溶液中溶質(zhì)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(xì)胞外液濃度增大，即其細(xì)胞外液滲透壓升高。八、水平衡和鹽平衡之間的關(guān)系鈉鹽影響細(xì)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(guān)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(yīng)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(xì)胞分泌并通過垂體后葉釋放的抗利尿激素可促進(jìn)腎小管和集合管對(duì)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(huì)無(wú)法利用硝酸鹽。這說明無(wú)機(jī)鹽A.對(duì)維持生物體的生命活動(dòng)有重要作用B.對(duì)維持細(xì)胞形態(tài)有重要作用C.對(duì)調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓有重要作用D.對(duì)維持生物體酸堿平衡有重要作用分析：幾個(gè)備選項(xiàng)都是無(wú)機(jī)鹽在生物體中的作用，但因此題具有一定針對(duì)性，從Mn2+的作用實(shí)例來(lái)總結(jié)無(wú)機(jī)鹽的幾方面作用，因此，解題的關(guān)鍵是植物因缺Mn2+而使生命活動(dòng)受到阻礙。雖然細(xì)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(wú)機(jī)鹽濃度的影響，但因Mn2+在細(xì)胞中含量極少，對(duì)它們的影響不大。答案：A例3通過神經(jīng)調(diào)節(jié)，使機(jī)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(shí)，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(cè)腎上腺摘除，當(dāng)其出現(xiàn)隨尿液排出的Na+、K+，結(jié)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(zhì)激素分析：要解答該題首要解決兩個(gè)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(guān)；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(qiáng)對(duì)Na+重吸收和對(duì)K+的分泌；促腎上腺皮質(zhì)激素是由垂體分泌的，可促進(jìn)腎上腺皮質(zhì)激素的合成和分泌。答案：C例5下列有關(guān)醛固酮功能的敘述,正確的是A.促進(jìn)腎小管和集合管對(duì)鈉離子和鉀離子的重吸收B.促進(jìn)腎小管和集合管對(duì)鈉離子和鉀離子的分泌C.促進(jìn)腎小管和集合管對(duì)鈉離子的重吸收和鉀離子的分泌D.促進(jìn)腎小管和集合管對(duì)鉀離子的重吸收和鈉離子的分泌分析：醛固酮為鹽皮質(zhì)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(xì)胞外液滲透壓的相對(duì)穩(wěn)定。答案：C例6下列哪種情況下尿液會(huì)增加劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí) 天氣轉(zhuǎn)冷時(shí) 患糖尿病時(shí) 注射一定量20甘露醇溶液時(shí) 攝取過多過咸的食物時(shí)A.B.C.D.分析：尿液的量與細(xì)胞外液滲透壓大小有直接關(guān)系。細(xì)胞外液滲透壓高，人體排出尿量少，而細(xì)胞外液滲透壓低，則排出的尿量大。劇烈運(yùn)動(dòng)過程中，丟失鈉鹽的比例較散失的水大，故使細(xì)胞外液滲透壓降低；天氣轉(zhuǎn)冷時(shí)，通過皮膚蒸發(fā)的水減少，也使細(xì)胞外液滲透壓降低。糖尿病患者因?yàn)橛休^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(huì)使細(xì)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(guān)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(shí)吸鹽B.渴的時(shí)候體內(nèi)水絕對(duì)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(kuò)散的過程，而鹽（Na+、K+）的吸收是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^程。渴覺的產(chǎn)生是體內(nèi)水丟失的比例較無(wú)機(jī)鹽丟失的比例大，造成細(xì)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(huì)產(chǎn)生渴覺。腎小管重吸收的物質(zhì)中除水外，都要消耗能量?？估蚣に睾腿┕掏M管都可促進(jìn)腎小管和集合管對(duì)水的重吸收，但是這兩種激素起作用是在不同的條件下進(jìn)行的，故無(wú)協(xié)同作用。答案：C例8吃食物過咸時(shí)，就會(huì)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(guān)神經(jīng)傳導(dǎo)，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(yīng)器應(yīng)是作出飲水運(yùn)動(dòng)的有關(guān)骨骼肌。答案：A例9下表為正常情況下成人海日水的進(jìn)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(jìn)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(jì) 2500合計(jì) 2500A.劇烈運(yùn)動(dòng)：當(dāng)b+c> b1時(shí)B.急性腸炎：當(dāng)b+c> b1時(shí)C.發(fā)高燒：b+c= b1時(shí)D.正常狀態(tài)：b+c= b1時(shí)分析：水的失衡，關(guān)鍵是考慮排出的水是否多于進(jìn)入體內(nèi)的水。在劇烈運(yùn)動(dòng)和急性腸炎時(shí)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(jìn)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(jìn)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(wú)機(jī)鹽的平衡的知識(shí)，還考查了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決生活中實(shí)際問題的能力。要依據(jù)水和無(wú)機(jī)鹽代謝及平衡的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析。答案：鈉隨尿排出的特點(diǎn)是：多進(jìn)多排，少進(jìn)少排，不進(jìn)不排；鉀隨尿排出的特點(diǎn)是：多進(jìn)多排，少進(jìn)少排，不進(jìn)也排。因此，長(zhǎng)期不能進(jìn)食的病人只靠注射葡萄糖和生理鹽水時(shí)，不能維持長(zhǎng)期代謝平衡，應(yīng)補(bǔ)充鉀鹽。例11下圖是水平衡調(diào)節(jié)過程的部分示意圖，請(qǐng)據(jù)此回答；(1)引起細(xì)胞外液滲透壓升高的因素有_等。(2)細(xì)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(dǎo)到神經(jīng)中樞后，再傳到效應(yīng)器，效應(yīng)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(xì)胞，使其_能力增強(qiáng)。分析：凡是使體內(nèi)水分丟失過多，而鹽丟失相對(duì)比例較少的生理過程，都會(huì)引起細(xì)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(gè)由反射弧完成的反射活動(dòng)。感受器是下丘腦內(nèi)的滲透壓感受器，而效應(yīng)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