2022年高二生物 水和無機(jī)鹽的平衡和調(diào)節(jié)教案

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1、2022年高二生物 水和無機(jī)鹽的平衡和調(diào)節(jié)教案教學(xué)目的：1）水和無機(jī)鹽的平衡（理解）；2）水和無機(jī)鹽平衡的調(diào)節(jié)（理解）；3）水和無機(jī)鹽平衡的意義（理解）。4)培養(yǎng)學(xué)生識(shí)別、理解圖表信息的能力；5）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用本節(jié)知識(shí)解釋和說明日常生活中一些實(shí)際問題的能力。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：水和無機(jī)鹽的平衡和調(diào)節(jié)。教學(xué)過程：上節(jié)內(nèi)容，主要學(xué)習(xí)了內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)，我們知道，體內(nèi)的細(xì)胞只有通過內(nèi)環(huán)境才能與外界進(jìn)行物質(zhì)交換，即是說，細(xì)胞要與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，必須要經(jīng)過內(nèi)環(huán)境。一旦內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)遭到破壞，代謝將會(huì)發(fā)生紊亂。比如：內(nèi)環(huán)境中的無機(jī)鹽、水分不保持一定平衡狀態(tài)，對(duì)人體就有很大的影響。通過表1-1能得出哪些結(jié)論？水的平

2、衡攝入量 /m L排出量 /mL來自飲水 1300來自食物 900來自物質(zhì)代謝 300由腎排出 1500由皮膚排出 500由肺排出 400由大腸排出 100共 計(jì) 2500共 計(jì) 2500 1.人體內(nèi)水的來源是飲水、食物中所含的水和代謝中產(chǎn)生的水。其中，飲水和食物中所含的水是人體所需水的主要來源。 2.人體內(nèi)水的排出有四條途徑。其中，皮膚的排出量是指在沒有明顯出汗的情況下，由皮膚表層蒸發(fā)的水汽。肺的排出量是指隨呼氣而出的水汽。大腸的排出量是指飲食中的水以及消化液在消化道被吸收后所余下的水。腎臟排尿是人體排出水的最主要途徑。機(jī)體能夠通過調(diào)節(jié)排尿量，使水的排出量與攝入量相適應(yīng)，以保持機(jī)體的水平衡。

3、 無機(jī)鹽的平衡人每天都要通過飲食攝取一定量的無機(jī)鹽，同時(shí)也要排出一定量的無機(jī)鹽。一般情況下，人體攝入和排出的無機(jī)鹽是保持平衡的。人體內(nèi)的無機(jī)鹽有多種，而且大多以離子狀態(tài)存在，如Na+、K+、Ca2+、Cl-、HCO-3等。下面以Na+和K+為例來說明。鈉 Na+的主要來源是食鹽。正常成年人每天要通過飲食攝入610g食鹽，而且?guī)缀跞坑尚∧c吸收。Na+的主要排出途徑是經(jīng)腎臟隨尿排出，排出量幾乎等于攝入量。另外，還有極少數(shù)的Na+隨汗液和糞便排出。排除特點(diǎn)是：多吃多排，少吃少排，不吃不排。 鉀 人每天從食物中攝取24gK+，其中絕大部分被消化道吸收，未被吸收的部分則隨糞便排出。K+的主要排出途徑是

4、經(jīng)腎臟隨尿排出，其排出特點(diǎn)是：多吃多排，少吃少排，不吃也排。所以長(zhǎng)期不能進(jìn)食的病人，只靠注射葡萄糖和生理鹽水以維持代謝，也應(yīng)注意適當(dāng)補(bǔ)充鉀鹽。在人體內(nèi)，血液與組織液中的K+，組織液與細(xì)胞內(nèi)液中的K+，都在不斷進(jìn)行交換，這種交換保持著動(dòng)態(tài)平衡，因此，血液、組織液和細(xì)胞內(nèi)液中的K+的含量能夠維持在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。在臨床上常把血鉀(指血清中的K+)含量作為診斷某些疾病的指標(biāo)。 （旁欄思考題）腎臟排尿主要是排出體內(nèi)多余的水分嗎？還有鈉鹽、代謝廢物等都是主要由腎臟排出。（旁欄思考題） 大量出汗后為什幺要喝鹽水？ 因?yàn)榇罅砍龊购髸?huì)丟失水和無機(jī)鹽。（旁欄思考題）有人說：“一個(gè)人一天內(nèi)不吃飯、不喝水，但只要沒

5、有大、小便，就可以維持體內(nèi)水和無機(jī)鹽的平衡”，這種說法對(duì)嗎？為什幺？ 即使不排便，體內(nèi)水和無機(jī)鹽可以從皮膚蒸發(fā)、呼吸等排出。Na、K離子在細(xì)胞膜內(nèi)外的分布，能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓。細(xì)胞外的陽(yáng)離子中Na+占絕大多數(shù)。因此Na+是決定細(xì)胞外滲透壓的主要因素。在細(xì)胞內(nèi)液中K+濃度比外液高，是決定細(xì)胞外液滲透壓的主要因素。在細(xì)胞內(nèi)外Na、K離子的這種分布是由于細(xì)胞膜上Na-K泵主動(dòng)轉(zhuǎn)移的結(jié)果。一般來說細(xì)胞內(nèi)的K+比外液高30倍，細(xì)胞外的Na+比內(nèi)液高出15倍。這種不均的分布，能使神經(jīng)肌肉組織具有興奮性，是在神經(jīng)傳導(dǎo)興奮中產(chǎn)生生物電的基礎(chǔ)。鈉-鉀泵是與鈉鉀離子轉(zhuǎn)移有關(guān)的載體。是一種特殊的蛋白質(zhì)。一定條件

6、下，可以被膜外的K+或膜內(nèi)的Na+所激活。逆濃度梯度將細(xì)胞內(nèi)的Na+泵出細(xì)胞外。同時(shí)將細(xì)胞外的K+泵入細(xì)胞內(nèi)。水和無機(jī)鹽平衡的調(diào)節(jié)由于人體散失的水主要是通過腎臟形成尿液排除。腎臟是形成尿液的場(chǎng)所。腎的形態(tài)和結(jié)構(gòu) 腎小球 腎小體 腎小囊腎單位 腎小管腎臟為成對(duì)的扁豆?fàn)钇鞴?。腎結(jié)構(gòu)：腎臟縱剖可以看到周圍顏色較深的部分是皮質(zhì)。里面顏色較淺的是髓質(zhì)。髓質(zhì)里漏斗狀的部分是腎盂。腎的基本組成和功能單位，稱為腎單位。每個(gè)腎臟大約是由100萬個(gè)腎單位構(gòu)成。每個(gè)腎單位由腎小體和腎小管兩部分組成。腎小體分布在皮質(zhì)內(nèi)，由腎小球和緊包在外的腎小囊組成。腎小球是一個(gè)毛細(xì)血管球，它由入球小動(dòng)脈分支成的毛細(xì)血管盤曲形成。這

7、些毛細(xì)血管的另一端匯集成出球小動(dòng)脈。入球小動(dòng)脈比出球小動(dòng)脈略粗。腎小囊分兩層，兩層之間有囊腔與腎小管的管腔相通。腎小管彎曲細(xì)長(zhǎng)，外面包圍著由出球小動(dòng)脈分支所形成的毛細(xì)血管網(wǎng)。腎小管匯成集合管。腎的功能 ：形成尿：包括濾過、重吸收和分泌兩個(gè)過程。當(dāng)血液流經(jīng)腎小球時(shí)，除血細(xì)胞和大分子蛋白質(zhì)外，血漿中的一部分水、無機(jī)鹽、葡萄糖和尿素等物質(zhì)都可以經(jīng)過腎小球?yàn)V過到腎小囊腔中形成原尿。（因此原尿和血漿的差別就是不含大分子蛋白質(zhì)）原尿流經(jīng)腎小管時(shí)，對(duì)人體有用的各類物質(zhì)又被選擇性重吸收進(jìn)入到包繞在腎小管外的毛細(xì)血管中，送回血液，其中對(duì)機(jī)體有用的物質(zhì)，如氨基酸、葡萄糖全部重吸收，水、鈉、鉀、氯等大部分重吸收；其

8、余如尿素、尿酸等對(duì)機(jī)體無用或有害的物質(zhì)由腎小管流出形成尿液。逐漸流入腎盂。再流入輸尿管進(jìn)入膀胱。暫時(shí)儲(chǔ)存。達(dá)到一定量由神經(jīng)系統(tǒng)控制排除體外。正常成年人每天濾過腎小球的水、Na+和K+等有99以上被腎小管和集合管重吸收。對(duì)水平衡的調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)方式：神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)激素：抗利尿激素?？估蚣に兀╝ntidiuretic hormone,adh）是由9個(gè)氨基酸殘基組成的多肽激素，它是下丘腦神經(jīng)元合成的一種激素。經(jīng)下丘腦-垂體束被運(yùn)輸?shù)酱贵w中儲(chǔ)存，接受到?jīng)_動(dòng)，然后釋放出來，進(jìn)入血液。它的作用主要是增加腎小管和集合管對(duì)水的重吸收，尿量減少，抗利尿。腎小管和集合管對(duì)水的重吸收，是隨著體內(nèi)水的出入情況而變

9、化的。當(dāng)人飲水不足、體內(nèi)失水過多或吃的食物過咸時(shí)，都會(huì)引起細(xì)胞外液滲透壓升高，使下丘腦中的滲透壓感受器受到刺激。這時(shí)，下丘腦中的滲透壓感受器一方面產(chǎn)生興奮并傳至大腦皮層，通過產(chǎn)生渴覺來直接調(diào)節(jié)水的攝入量；一方面使由下丘腦神經(jīng)細(xì)胞分泌、并由垂體后葉釋放的抗利尿激素增加，從而促進(jìn)了腎小管和集合管對(duì)水分的重吸收，減少了尿的排出，保留了體內(nèi)的水分，使細(xì)胞外液的滲透壓趨向于恢復(fù)正常。相反，當(dāng)人因飲水過多或是鹽丟失過多而使細(xì)胞外液的滲透壓下降時(shí)，就會(huì)減少對(duì)下丘腦中的滲透壓感受器的刺激，也就減少了抗利尿激素的分泌和釋放，腎臟排出的水分就會(huì)增加，從而使細(xì)胞外液的滲透壓恢復(fù)正常。對(duì)無機(jī)鹽平衡的調(diào)節(jié)： Na+、k

10、+：調(diào)節(jié)方式：激素調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)激素：醛固酮。當(dāng)血鉀含量升高或血鈉含量降低時(shí)，可以直接刺激腎上腺皮質(zhì)，使醛固酮(是腎上腺皮質(zhì)分泌的一種類固醇激素。) 它的作用是促進(jìn)腎小管遠(yuǎn)端和集合管的細(xì)胞重吸收Na+，同時(shí)促進(jìn)k+的排出，所以醛固酮有保Na+排k+作用。醛固酮的分泌量增加，從而促進(jìn)腎小管和集合管對(duì)Na+的主動(dòng)重吸收，使細(xì)胞內(nèi)的滲透壓暫時(shí)升高，水從細(xì)胞外同時(shí)自由擴(kuò)散進(jìn)入。相對(duì)來說，細(xì)胞外液的水由于很快進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使外液的Na+濃度相對(duì)增加。同理，K+的排除，使細(xì)胞外的滲透壓暫時(shí)升高，水從細(xì)胞內(nèi)同時(shí)自由擴(kuò)散排除。相對(duì)來說，細(xì)胞內(nèi)液的水由于很快進(jìn)入細(xì)胞外，使外液的K+濃度相對(duì)增加。這樣，維持了血鉀和血鈉

11、含量的相對(duì)平衡。相反，當(dāng)血鉀含量降低或血鈉含量升高時(shí)，則使醛固酮的分泌量減少，其結(jié)果也是維持血鉀和血鈉含量的平衡。血鈉降低 腎上腺皮質(zhì) 醛固酮 腎小管、集合管 血鈉升高血鉀升高 吸鈉排鉀 血鉀降低由此可見，人體內(nèi)水和無機(jī)鹽的平衡，是在神經(jīng)調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)共同作用下，主要通過腎臟來完成的。水和無機(jī)鹽平衡的意義當(dāng)人在高溫條件下工作、劇烈運(yùn)動(dòng)或是患某些疾病(如劇烈嘔吐、嚴(yán)重腹瀉)時(shí)，都會(huì)丟失大量的水和無機(jī)鹽(主要是鈉鹽)。這時(shí)如果不及時(shí)補(bǔ)充水和食鹽，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)體的細(xì)胞外液滲透壓下降并出現(xiàn)血壓下降、心率加快、四肢發(fā)冷等癥狀，嚴(yán)重的甚至昏迷等。這時(shí)只要及時(shí)補(bǔ)充生理鹽水，就可以緩解上述癥狀。因此，對(duì)于在高溫

12、條件下工作的人、重體力勞動(dòng)者或是某些病人來說，應(yīng)當(dāng)特別注意補(bǔ)充足夠的水和食鹽。 人在大量出汗、劇烈嘔吐或腹瀉時(shí)，除了丟失水和Na+外，還會(huì)丟失K+。K+不僅在維持細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓上起到?jīng)Q定作用，而且還具有維持心肌舒張、保持心肌正常興奮性的重要作用。當(dāng)血鉀含量過低時(shí)，會(huì)使心肌的自動(dòng)節(jié)律異常，導(dǎo)致心律失常。蔬菜和水果中含有豐富的K+，只要保持合理膳食，就能滿足機(jī)體的需要。另外，人體每晝夜有3550g的代謝廢物必須要隨尿液排出體外，而溶解這些代謝廢物的最低尿量應(yīng)在500mL以上。如果排出的尿量過少，代謝廢物不能及時(shí)隨尿液排出體外，就會(huì)引起中毒而損害健康。因此，人每天都要保證飲水，尤其是在大量出汗等情

13、況下，更應(yīng)當(dāng)多喝水。綜上所述，水和無機(jī)鹽的平衡，對(duì)于維持人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)起著非常重要的作用，是人體各種生命活動(dòng)正常進(jìn)行的必要條件。（旁欄思考題）有的人口味過于清淡，炒菜時(shí)放鹽極少。想一想，長(zhǎng)期這樣下去，對(duì)他的健康會(huì)有什幺影響？會(huì)導(dǎo)致機(jī)體的細(xì)胞外液滲透壓下降，并出現(xiàn)血壓下降，心率加快，四肢發(fā)冷，甚至昏迷等癥狀。 附：脫水(dehydration)指體液容量減少。脫即失，失水伴有失鈉、水鈉丟失比例不同、按照脫水時(shí)細(xì)胞外液滲透壓不同分為三類：高滲性、低滲性、等滲性脫水。（一）高滲性脫水(hypervolemia)1.原因：飲水不足；水源斷絕，無水可飲；口腔，咽部食道疾病妨礙飲水；昏迷、極度衰竭，精神

14、病患者不能飲水或拒絕飲水。失水過多：皮膚和肺因高熱不感性蒸發(fā)增加，每日多失水200-300ml；腎臟失水，（正常是1.5升）每日達(dá)10-15升。高滲葡萄糖引起滲透性利尿。短時(shí)間大量出汗，（高溫環(huán)境）2.病理生理變化：失水多于失鈉，細(xì)胞外液滲透壓開高，是引起高滲性脫水病理生理變化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 3.防治原則(principle of treatment)：除防治原發(fā)病，主要補(bǔ)水，適當(dāng)補(bǔ)鈉。（二）低滲性脫水因失鈉多于失水，脫水的特征是血鈉130mmol/L細(xì)胞外液滲透壓280mmol/L1.原因丟失等滲體液情況下，若治療不當(dāng)，只補(bǔ)充水，未補(bǔ)充電解質(zhì)，引起低滲性脫水。等滲體液丟失見于: 腹瀉、腸瘺、胃

15、腸反復(fù)引流丟失小腸液。大面積燒傷、血漿大量丟失。3.防治原則：防治原發(fā)病。輕癥首先補(bǔ)充等滲鹽水恢復(fù)細(xì)胞外液容量和滲透壓；重癥可補(bǔ)高滲鹽水，糾正嚴(yán)重低鈉和細(xì)胞水腫。（三）等滲性脫水1.原因任何等滲體液丟失，在短期內(nèi)均屬等滲性脫水。三型脫水：高滲性脫水，主要丟失細(xì)胞內(nèi)液；低滲性脫水，主要丟失細(xì)胞外液，細(xì)胞內(nèi)液并未丟失，甚至有增加；等滲性脫水，主要丟失細(xì)胞外液。（見圖3-10）3.防治原則除防治原發(fā)病外，補(bǔ)液應(yīng)給予葡萄糖鹽水，葡萄糖與鹽水2:1為宜。例：某人患急性腸胃炎引起腹瀉，醫(yī)生給予補(bǔ)充生理鹽水，其首要目的是（C）A、提供能量 B、供給營(yíng)養(yǎng) C、維持水分代謝 D、維持無機(jī)鹽代謝例、大面積燒傷病人由于嚴(yán)重脫水，使血鉀升高，細(xì)胞外液滲透壓升高，此時(shí)血液中（C）A、抗利尿激素濃度增加，醛固酮濃度減少 B、抗利尿激素濃度減少，醛固酮濃度增加C、抗利尿激素濃度增加，醛固酮濃度增加 D、抗利尿激素濃度減少，醛固酮濃度減少