2022年高中生物 (人教大綱版)第三冊第三冊 學(xué)生實(shí)驗(yàn)1溫度對(duì)酶活性的影響(二、備課資料)
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1、2022年高中生物 (人教大綱版)第三冊 第三冊 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
2、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)??傊琄+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
3、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。 抗利尿激素的主要生理作用是增加腎小管和集合管對(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、腎臟在維持水和無機(jī)鹽平衡中的作用 正常成年
4、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
5、葡萄糖和生理鹽水以維持代謝時(shí),應(yīng)該注意補(bǔ)充鉀。 總之,通過腎臟的調(diào)節(jié)作用,能使人體內(nèi)的水和無機(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
6、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
7、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(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
8、]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)無法利用硝酸鹽。這說明無機(jī)鹽 A.對(duì)維持
9、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)例來總結(jié)無機(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
10、,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
11、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
12、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 ①劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí) ②天氣轉(zhuǎn)冷時(shí) ③患糖尿病時(shí) ④注射一定量20%甘露醇溶液時(shí) ⑤攝取過多過咸的食物時(shí) A.①④⑤ B.②③④ C.①②③ D.③④⑤ 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
13、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??视X的產(chǎn)生是體內(nèi)水丟失的比例較無機(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
14、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??梢韵胂竦贸?,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.
15、飲水 c.代謝產(chǎn)生的水 1000 1200 300 a1.呼吸與皮膚蒸發(fā) b1.腎排泄 c1.糞便排出 850 1500 150 合計(jì) 2500 合計(jì) 2500 A.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
16、,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
17、圖,請據(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
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