2020版高中生物 第二章 动物稳态维持及其意义 第三节 水盐调节学案 中图版必修3

2020版高中生物 第二章 动物稳态维持及其意义 第三节 水盐调节学案 中图版必修3

第三节　水盐调节 情景导入 课标导航 课程标准 ‎1.理解水盐平衡。‎ ‎2.掌握水盐平衡的调节。‎ ‎3.知道水盐平衡的意义及Na＋和K＋失衡的症状。‎ 关键术语 水平衡　抗利尿激素　盐平衡　醛固酮 下丘脑—垂体　水盐平衡的调节中枢　渴觉中枢 细胞外液渗透压　肾脏(肾小管、集合管)‎ 水盐进出量的平衡 基础梳理 ‎1．水的平衡 ‎(1)水的来源 ‎①食物中的水；②饮水；③物质代谢产生的水。‎ ‎(2)水的排出 ‎①尿液中的水；②汗液中的水；③呼吸排出的水；④排便排出的水。‎ ‎2．盐的平衡 ‎(1)盐的来源：无机盐主要从食物中摄取。‎ ‎(2)盐的排出：内环境中过多的无机盐主要经过肾脏和汗腺排出。‎ ‎(3)肾脏排盐的原则 ‎[思维激活1]人体只要不排尿和出汗就不用喝水行吗？‎ 13‎ 提示　不行。人体虽然不出汗和排尿，但还会通过皮肤蒸发、呼气等排出大量的水，所以这种情况下必须喝水才能维持体内水分的平衡。‎ ‎[思维激活2]正常情况下，人体容易缺乏钠盐还是钾盐？‎ 提示　正常人容易缺乏的是钠盐，所以人体在长期进化过程中才形成了肾脏的保钠机制。对于钾盐来说，正常人不仅不会缺，反而容易多，但长期不能进食的病人应补充钾盐。‎ 合作探究 ‎1．水的平衡 正常成年人每天(24h)水的摄入量和排出量：‎ ‎2．无机盐平衡 来源 去路 排出特点 Na＋‎ 主要是食盐 尿液(主要)、汗液、粪便 多进多排 少进少排 不进不排 K＋‎ 主要是食物 尿液(主要)、粪便 多进多排 少进少排 不进也排 特点：摄入量≈排出量 ‎3．水和无机盐平衡的关系 ‎(1)来源 ‎(2)去路 特别提醒①由皮肤排出的水是指在不出汗的情况下由皮肤以水蒸气的方式散失掉的，一年四季都要散失。‎ ‎②排尿主要是排出体内的代谢废物，而并非排出多余的水分。‎ ‎③不能进食的病人，只靠注射葡萄糖和生理盐水以维持代谢时，应该注意补充钾盐。‎ ‎[巩固1]下列关于水分代谢的叙述错误的是(　　)。‎ A．人体内的水来自饮水、食物和物质代谢 B．人体每日排出的水与摄入的水保持相对平衡 C．人体排出水分的主要途径是皮肤 D．调节水分代谢的激素是抗利尿激素 13‎ 解析　人体内水的来源是饮水、食物及物质代谢形成；人体每天排出水与摄入水保持相对平衡；人体排出水的主要途径应为肾脏排尿。‎ 答案　C 水盐平衡的调节 基础梳理 ‎1．水平衡的调节 ‎(1)调节中枢：下丘脑。‎ ‎(2)调节激素：抗利尿激素(ADH)。‎ ‎(3)参与调节的最重要器官：肾脏。‎ ‎(4)调节过程 ‎①在神经和体液的调节下，通过相关器官的作用，使摄入量等于排出量。‎ ‎②细胞外液渗透压升高，则抗利尿激素分泌增加。‎ ‎③抗利尿激素由下丘脑合成和分泌，经神经垂体释放，其作用是促进肾小管、集合管对水的重吸收。‎ ‎2．无机盐的调节 ‎(1)调节方式：激素调节。‎ ‎(2)调节激素：醛固酮。‎ ‎(3)调节过程：血钾升高或血钠降低―→刺激肾上腺醛固酮增多―→促进肾小管和集合管对Na＋和水的重吸收并促进K＋的分泌―→血钾或血钠稳定。‎ ‎[思维激活3]水盐平衡的调节中枢和渴觉中枢是一回事吗？‎ 提示　不是。水盐平衡的调节中枢在下丘脑，渴觉中枢在大脑皮层。‎ 合作探究 正常成年人每天滤过肾小球的水、Na＋和K＋等有99%以上被肾小管和集合管重吸收。‎ ‎1．水平衡的调节 13‎ ‎(说明：“＋”表示促进，“－”表示抑制)‎ ‎2．无机盐平衡的调节 ‎3．水平衡调节和盐平衡调节的关系 钠盐影响细胞外液的渗透压，从而影响水平衡的调节，盐的排出要依赖于水的排出；盐的重吸收影响水的重吸收。‎ 特别提醒对于水盐平衡的调节应把握好以下几点：‎ ‎①都是在神经和激素调节下通过肾脏来实现的(最终作用于肾小管和集合管，由重吸收作用实现)。‎ ‎②水平衡调节既有行为调节(饮水)，又有生理调节，无机盐平衡调节主要是生理调节。‎ ‎③调节水盐平衡的激素是抗利尿激素和醛固酮，醛固酮促进Na＋的重吸收，也促进水的重吸收。‎ 拓展延伸反馈调节 ‎(1)反馈调节概念 在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫作反馈调节。反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义。例如，血糖的反馈调节过程可概括为下图：‎ ‎(2)反馈调节类型：反馈分为正反馈和负反馈。‎ ‎①正反馈的实例：排尿反射、血液的凝固过程、分娩过程、月经周期中黄体生成素的释放等。‎ ‎②负反馈的实例：绝大多数激素的分泌、体温调节等。‎ 13‎ 提示　人和动物体内激素的分泌持续不断地进行着反馈调节。当一种激素分泌后，作用于靶器官、靶细胞而引起特异的生理效应，与此同时，血液内该激素的含量又反馈控制这种激素的分泌。如果这种反馈控制是促进原来激素的分泌，就叫作正反馈；如果这种反馈控制是抑制原来激素的分泌，就叫作负反馈。其中以负反馈较为常见。‎ ‎[巩固2]大面积烧伤病人由于严重脱水，使血钾升高，细胞外液渗透压升高，此时血液中(　　)。‎ A．抗利尿激素浓度增加，醛固酮浓度减少 B．抗利尿激素浓度减少，醛固酮浓度增加 C．抗利尿激素浓度增加，醛固酮浓度增加 D．抗利尿激素浓度减少，醛固酮浓度减少 解析　机体严重脱水导致细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑产生抗利尿激素，并由神经垂体释放，促进了对水的重吸收，减少了尿量，使细胞外液渗透压趋于正常；血钾升高直接刺激肾上腺，使醛固酮的分泌量增加，促进对Na＋和水的重吸收和K＋的分泌，以维持Na＋、K＋的平衡。‎ 答案　C 水盐平衡的意义 基础梳理 ‎1．水和无机盐的平衡，维持了内环境中渗透压等理化性质的相对稳定。‎ ‎2．Na＋和K＋失衡的症状 ‎(1)当人体大量丢失Na＋时，会使细胞外液渗透压下降，导致血压下降、心率加快、四肢发冷等症状，甚至会出现昏迷。‎ ‎(2)当人体大量丢失K＋时，心肌自动节律会出现异常，导致心律失常。‎ ‎[思维激活4]某人由于患胃肠炎出现呕吐、腹泻，但他并未感到口渴，原因是什么？‎ 提示　失水和失盐相等，细胞外液的渗透压并未变化。但并非体内水分充足，应及时补充生理盐水。‎ 合作探究 水盐平衡的意义 类型 作用 流失原因 症状 钠盐 维持细胞外液渗透压 严重呕吐、腹泻 影响血压、心率稳定，严重时甚至昏迷等 钾盐 维持细胞内液渗透压，维持心肌舒张，保持心肌兴奋性 长期禁饮食 心肌自动节律异常，出现心律失常等 水 溶解代谢废物、排出废物等 大量出汗、发高烧等 口渴、尿少 13‎ 总之，水和无机盐的平衡，对于维持人体的稳态起着非常重要的作用，是人体各种生命活动正常进行的必要条件。‎ 特别提醒对于钾盐和钠盐来讲，正常人容易缺乏的是钠盐。长期不能进食的病人应补充钾盐。‎ ‎[巩固3]下列关于人体内水和无机盐平衡的叙述，不正确的是(　　)。‎ A．K＋对维持细胞外液渗透压起着决定性作用 B．长期不能进食的病人应当补充钾盐 C．Na＋几乎全部由小肠主动吸收 D．肾脏排尿的主要意义是维持内环境稳态 解析　肾脏对K＋的排出特点是多进多排，少进少排，不进也排，所以长期不能进食的病人应适当补充钾盐；K＋对维持细胞内液渗透压起着决定性作用。故选A。‎ 答案　A 水和无机盐的平衡 ‎【例1】下表为正常情况下成人每日水的进出量(mL)，依据数据分析，下列哪种情况最可能造成水分进出的失衡(　　)。‎ 摄入量/mL 排出量/mL a.食物　　　　1000‎ b.饮水1200‎ c.代谢产生水300‎ a1呼吸与皮肤蒸发　850‎ b1肾排泄1500‎ c1粪便排出150‎ 合计　　　　　2500‎ 合计　　　　　　　2500‎ A.剧烈运动，当b＋c>b1时 B.急性肠炎，当b＋c>b1时 C.发高烧，当b＋c＝b1时 D.正常状态，当b＋c＝b1时 思维导图 13‎ 答案　C 水和无机盐平衡的调节 ‎【例2】人体内环境的稳态受神经和体液因素调节。请据图回答：‎ ‎(1)某人一次性饮1000mL清水，1h内尿量显著增加，这是由于__________________降低，对相关感受器刺激减弱，导致下丘脑神经内分泌细胞产生的____________________，降低了肾小管和集合管对水的________，使水重吸收减少。饮水1h后，通过图中a所示的________调节机制，尿量逐渐恢复正常。‎ ‎(2)某人由于某段时间内食盐的摄入量过少而影响________的稳定，此时肾上腺皮质会增加________的分泌，增强______________对钠的重吸收，减少从尿中排出。‎ ‎(3)在剧烈运动状态下，体内会启动一系列调节机制，其中支配肾上腺髓质的内脏神经兴奋增强，导致________分泌增多，从而促进________分解，抑制________分泌，引起血糖浓度升高，以满足运动时能量需要。‎ 思维导图 解析　(1)大量饮水后，人体的细胞外液渗透压降低，对细胞外液渗透压感受器的刺激减弱，下丘脑分泌的抗利尿激素减少，降低了肾小管和集合管对水分的重吸收，尿量增加。1h后，随着机体排出了大量的水，细胞外液渗透压又逐渐升高，下丘脑分泌的抗利尿激素增加，促进肾小管和集合管对水的重吸收，这种调节方式是一种负反馈调节。(2)人体中钠盐不足时会影响血压、心率的稳定，此时肾上腺会增加醛固酮的分泌，增强肾小管和集合管对钠的重吸收。(3)在剧烈运动状态下，机体需要大量能量，此时通过调节，使肾上腺素分泌增多，促进肝糖元分解，同时，抑制胰岛素的分泌，使血糖浓度升高以满足运动时能量的需要。‎ 答案　(1)细胞外液渗透压　抗利尿激素减少　通透性　负反馈　(2)血压、心率　醛固酮　肾小管和集合管　(3)肾上腺素　肝糖元　胰岛素 13‎ ‎1．下列关于水分平衡调节的叙述中，正确的是(　　)。‎ A．水排出的途径中，只有肾脏调节水的平衡 B．通过线粒体的代谢过程不能提供水的来源 C．人体每天摄入的水和排出的水的量是绝对相等的 D．水排出的四条途径都能以水的摄入量调节水的排出量 答案　A ‎2．如图为水平衡调节机理，请据图判断A、B、C依次为(　　)。‎ A．抗利尿激素、渴觉中枢、肾小管和集合管 B．渴觉中枢、抗利尿激素、肾小管和集合管 C．抗利尿激素、肾小管和集合管、渴觉中枢 D．渴觉中枢、肾小管和集合管、抗利尿激素 解析　下丘脑神经中枢发出的神经冲动传到大脑皮层的渴觉中枢，引起渴觉。另外神经冲动传到垂体，引起垂体释放抗利尿激素，抗利尿激素作用于肾小管和集合管增强对水的重吸收。‎ 答案　C ‎3．一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(1.8%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 解析　一次性过量饮水导致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生理盐水溶液升高细胞外液的离子浓度，使离子浓度恢复正常。‎ 答案　A ‎4．如图为肾单位结构模式图。据图回答问题：‎ ‎(1)当人饮水不足、体内失水过多或吃的食物过咸时，通过下丘脑神经分泌细胞分泌的______促进[　]______和[　]______对____________的重吸收，减少了尿的排出，保持体内的水分，使细胞外液渗透压趋向于恢复正常。‎ 13‎ ‎(2)当血钾升高或血钠降低时，可直接刺激________，使____________的分泌量增加，从而促进[　]__________和[　]________对________的重吸收和对________的分泌，维持内环境的稳定。‎ ‎(3)通过显微镜检查发现构成肾小管的细胞中线粒体较多，其生理意义是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)抗利尿激素　1　肾小管　2　集合管　水 ‎(2)肾上腺(皮质)　醛固酮　1　肾小管　2　集合管　Na＋和水　K＋‎ ‎(3)提供能量，有利于Na＋和水的重吸收及K＋的分泌 课堂小结 考查知识点及角度 难度及题号 基础 中档 稍难 水盐平衡 ‎1、2‎ 水盐平衡调节 ‎3、4、5、6‎ ‎8‎ ‎9‎ 水盐平衡的意义 ‎7‎ 一、选择题(共7小题，每小题4分，共28分)‎ ‎1．人体内的水的主要来源及主要排出途径是(　　)。‎ A．来自饮水、食物，由肾排出 B．来自饮水、食物，由皮肤排出 C．来自饮水、物质代谢，由肺排出 13‎ D．来自食物、物质代谢，由大肠排出 解析　人体内水的主要来源是饮水和食物中的水，物质代谢产生的水比较少。肾脏、肺、皮肤、大肠都是能排水的结构。其中肺是呼吸系统的主要器官，呼出的气体中含有少量的水蒸气；皮肤是通过排汗排出水，但正常情况下排汗不多；大肠是通过排便而带出水，而且次数有限；肾脏是泌尿系统的主要器官，人体的水分主要是通过排尿而排出。‎ 答案　A ‎2．图中曲线表示某健康成年人分别饮‎1升清水及饮‎1升生理盐水后的尿生成速率。下列叙述错误的是(　　)。‎ A．饮清水后约1h，尿生成速率达到峰值 B．饮清水后0.5h，血液中的抗利尿激素浓度降低 C．在3h内，饮清水较饮生理盐水产生的尿量多 D．3h后两条曲线将不再交叉或重叠 解析　饮清水后，血浆渗透压降低，抗利尿激素分泌减少，尿液产生量增多，排出大量尿液从而使血浆渗透压升高；饮生理盐水后，血浆渗透压基本不变，尿液生成量不会迅速增加；3h以后，通过尿量的调节，血浆渗透压及血浆总量最终恢复到初始值，尿量的曲线将重叠。‎ 答案　D ‎3．血浆中的抗利尿激素由下丘脑分泌，会引起抗利尿激素分泌减少的是(　　)。‎ A．大量饮水 B．血容量减少 C．食用过咸的菜肴 D．血浆电解质浓度增加 解析　细胞外液渗透压降低时，就会引起抗利尿激素分泌减少，而引起细胞外液渗透压降低的原因有如饮水过多，食物中的离子摄入过少，大量饮水，导致细胞外液渗透压下降，抗利尿激素分泌减少，故A正确；血容量减少、食物过咸、血浆电解质浓度增加都会导致细胞外液渗透压增加，抗利尿激素分泌增加。B、C、D错。‎ 答案　A ‎4．下列有关人体水分调节的叙述中，正确的是(　　)。‎ A．大量饮水，则抗利尿激素分泌增加 B．渴觉中枢兴奋，则抗利尿激素的分泌减少 C．抗利尿激素分泌减少，则尿量增加 D．细胞外液中电解质浓度降低，则尿量减少 13‎ 解析　人体内的抗利尿激素的作用是能选择性地作用于肾小管尤其是集合管，提高其对水的通透性，从而增加肾小管和集合管对水的重吸收量，使尿液浓缩，尿量减少。当人大量饮水后，抗利尿激素分泌减少，尿量增加；口渴时，抗利尿激素分泌增加，尿量减少；细胞外液中电解质浓度降低时，抗利尿激素分泌减少，尿量应增加。‎ 答案　C ‎5．正常人在饮水不足、体内失水过多或饮食过咸时，都会引起细胞外液渗透压的升高，下丘脑感受这种刺激后(　　)。‎ A．在下丘脑产生渴觉，下丘脑调节对水的摄入 B．调节垂体对抗利尿激素的合成和释放 C．下丘脑合成并由垂体释放的抗利尿激素增加 D．下丘脑合成和释放的肾上腺素增加 解析　下丘脑感受刺激后，合成并分泌抗利尿激素，并由神经垂体释放，来调节细胞外液渗透压正常。‎ 答案　C ‎6．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．抗利尿激素使肾小管和集合管细胞吸水能力增强 D．抗利尿激素使肾小管和集合管细胞吸水能力减弱 解析　血浆渗透压升高时，引起口渴；机体失水时，抗利尿激素的分泌应增多，从而使肾小管和集合管细胞对水的重吸收能力增强。‎ 答案　C ‎7．运动时汗腺分泌大量汗液，汗液初始的渗透压与血浆相等，在流经汗腺导管排出体外过程中大部分Na＋、Cl－被重吸收，而水很少被重吸收，下列叙述正确的是(　　)。‎ A．出汗可使血浆渗透压降低 B．出汗不利于体温维持稳定 C．汗腺导管重吸收Na＋需要消耗ATP D．下丘脑渗透压感受器兴奋减弱 解析　A项，汗液在流经汗腺导管排出体外的过程中，大部分Na＋、Cl－被重吸收，而水很少被重吸收，这说明失水的量相对较多，导致血浆浓度升高，故血浆渗透压升高。B项，运动时机体产热增加，而汗液蒸发会带走部分热量，从而维持机体产热和散热的平衡。C项，排汗的过程中，汗液中大部分Na＋、Cl－被重吸收，说明汗液中的Na＋和Cl－‎ 13‎ 在浓度小于血浆中的情况下仍可以由汗液向血浆运输，可以由低浓度侧向高浓度侧运输的跨膜运输方式是主动运输，需要能量(ATP供能)和载体蛋白。D项，当机体血浆渗透压升高时，下丘脑渗透压感受器兴奋将增强。‎ 答案　C 二、非选择题(共22分)‎ ‎8．(12分)如图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10千克多的水，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。‎ ‎(6)从图示中可看出，水盐平衡调节过程受________和________调节，二者是________发挥作用，内环境的稳态才得以维持。‎ 解析　根据水盐平衡调节过程可判断：A是由神经垂体释放的抗利尿激素，B结构为大脑皮层。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。‎ 答案　(1)抗利尿　(2)大脑皮层 ‎(3)抗利尿激素　(4)下丘脑神经分泌细胞分泌的抗利尿激素，神经垂体不能将其释放，肾小管重吸收水分减少 ‎(5)渗透压　(6)神经　体液　相互协调 ‎9．(10分)已知5%葡萄糖溶液的渗透压与动物血浆渗透压基本相同。现给正常小鼠静脉输入一定量的该葡萄糖溶液，葡萄糖溶液的输入对小鼠会有一定影响。回答下列问题：‎ ‎(1)输入的葡萄糖进入细胞，经过氧化分解，其终产物中的气体可进入细胞外液，并通过循环系统运输到______系统被排出体外。若该气体的排出出现障碍，则会引起细胞外液的pH________。‎ ‎(2)血浆中的葡萄糖不断进入细胞被利用，细胞外液渗透压________，尿量________，从而使渗透压恢复到原来的水平。‎ 13‎ ‎(3)当细胞外液渗透压发生变化时，细胞内液的渗透压________(填“会”或“不会”)发生变化。‎ 解析　(1)葡萄糖进入组织细胞参与氧化分解，彻底氧化分解产生的终产物为水和二氧化碳，二氧化碳通过单纯扩散进入内环境，通过循环系统运输到呼吸系统排出到体外，如果该过程受阻，则细胞外液中二氧化碳积累过多，会造成pH下降。(2)血浆葡萄糖大量进入组织细胞，则血浆中溶质微粒减少，血浆渗透压下降，刺激下丘脑渗透压感受器，使得神经垂体释放的抗利尿激素减少，肾小管、集合管对水的重吸收减弱，尿量增多。(3)细胞内液与细胞外液处于渗透平衡状态，当细胞外液渗透压发生变化时，会使细胞吸水或失水，导致细胞内液的渗透压也发生改变。‎ 答案　(1)呼吸　下降　(2)降低　增加　(3)会 13‎