重庆市荣昌安富中学2014届高二生物 水和无机盐的平衡和调节教案

二 水和无机盐的平衡和调节教学目的：1）水和无机盐的平衡（理解）；2）水和无机盐平衡的调节（理解）；3）水和无机盐平衡的意义（理解）。4)培养学生识别、理解图表信息的能力；5）培养学生运用本节知识解释和说明日常生活中一些实际问题的能力。教学重点难点：水和无机盐的平衡和调节。教学过程：上节内容，主要学习了内环境与稳态，我们知道，体内的细胞只有通过内环境才能与外界进行物质交换，即是说，细胞要与外界环境进行物质交换，必须要经过内环境。一旦内环境的稳态遭到破坏，代谢将会发生紊乱。比如：内环境中的无机盐、水分不保持一定平衡状态，对人体就有很大的影响。通过表1-1能得出哪些结论？水的平衡摄入量 /m L排出量 /mL来自饮水 1300来自食物 900来自物质代谢 300由肾排出 1500由皮肤排出 500由肺排出 400由大肠排出 100共 计 2500共 计 2500 1.人体内水的来源是饮水、食物中所含的水和代谢中产生的水。其中，饮水和食物中所含的水是人体所需水的主要来源。 2.人体内水的排出有四条途径。其中，皮肤的排出量是指在没有明显出汗的情况下，由皮肤表层蒸发的水汽。肺的排出量是指随呼气而出的水汽。大肠的排出量是指饮食中的水以及消化液在消化道被吸收后所余下的水。肾脏排尿是人体排出水的最主要途径。机体能够通过调节排尿量，使水的排出量与摄入量相适应，以保持机体的水平衡。 无机盐的平衡人每天都要通过饮食摄取一定量的无机盐，同时也要排出一定量的无机盐。一般情况下，人体摄入和排出的无机盐是保持平衡的。人体内的无机盐有多种，而且大多以离子状态存在，如Na+、K+、Ca2+、Cl-、HCO-3等。下面以Na+和K+为例来说明。钠 Na+的主要来源是食盐。正常成年人每天要通过饮食摄入610g食盐，而且几乎全部由小肠吸收。Na+的主要排出途径是经肾脏随尿排出，排出量几乎等于摄入量。另外，还有极少数的Na+随汗液和粪便排出。排除特点是：多吃多排，少吃少排，不吃不排。 钾 人每天从食物中摄取24gK+，其中绝大部分被消化道吸收，未被吸收的部分则随粪便排出。K+的主要排出途径是经肾脏随尿排出，其排出特点是：多吃多排，少吃少排，不吃也排。所以长期不能进食的病人，只靠注射葡萄糖和生理盐水以维持代谢，也应注意适当补充钾盐。在人体内，血液与组织液中的K+，组织液与细胞内液中的K+，都在不断进行交换，这种交换保持着动态平衡，因此，血液、组织液和细胞内液中的K+的含量能够维持在相对稳定的状态。在临床上常把血钾(指血清中的K+)含量作为诊断某些疾病的指标。 （旁栏思考题）肾脏排尿主要是排出体内多余的水分吗？还有钠盐、代谢废物等都是主要由肾脏排出。（旁栏思考题） 大量出汗后为什幺要喝盐水？ 因为大量出汗后会丢失水和无机盐。（旁栏思考题）有人说：“一个人一天内不吃饭、不喝水，但只要没有大、小便，就可以维持体内水和无机盐的平衡”，这种说法对吗？为什幺？ 即使不排便，体内水和无机盐可以从皮肤蒸发、呼吸等排出。1 / 7Na、K离子在细胞膜内外的分布，能调节细胞内外的渗透压。细胞外的阳离子中Na+占绝大多数。因此Na+是决定细胞外渗透压的主要因素。在细胞内液中K+浓度比外液高，是决定细胞外液渗透压的主要因素。在细胞内外Na、K离子的这种分布是由于细胞膜上Na-K泵主动转移的结果。一般来说细胞内的K+比外液高30倍，细胞外的Na+比内液高出15倍。这种不均的分布，能使神经肌肉组织具有兴奋性，是在神经传导兴奋中产生生物电的基础。钠-钾泵是与钠钾离子转移有关的载体。是一种特殊的蛋白质。一定条件下，可以被膜外的K+或膜内的Na+所激活。逆浓度梯度将细胞内的Na+泵出细胞外。同时将细胞外的K+泵入细胞内。水和无机盐平衡的调节由于人体散失的水主要是通过肾脏形成尿液排除。肾脏是形成尿液的场所。肾的形态和结构 肾小球 肾小体 肾小囊肾单位 肾小管肾脏为成对的扁豆状器官。肾结构：肾脏纵剖可以看到周围颜色较深的部分是皮质。里面颜色较浅的是髓质。髓质里漏斗状的部分是肾盂。肾的基本组成和功能单位，称为肾单位。每个肾脏大约是由100万个肾单位构成。每个肾单位由肾小体和肾小管两部分组成。肾小体分布在皮质内，由肾小球和紧包在外的肾小囊组成。肾小球是一个毛细血管球，它由入球小动脉分支成的毛细血管盘曲形成。这些毛细血管的另一端汇集成出球小动脉。入球小动脉比出球小动脉略粗。肾小囊分两层，两层之间有囊腔与肾小管的管腔相通。肾小管弯曲细长，外面包围着由出球小动脉分支所形成的毛细血管网。肾小管汇成集合管。肾的功能 ：形成尿：包括滤过、重吸收和分泌两个过程。当血液流经肾小球时，除血细胞和大分子蛋白质外，血浆中的一部分水、无机盐、葡萄糖和尿素等物质都可以经过肾小球滤过到肾小囊腔中形成原尿。（因此原尿和血浆的差别就是不含大分子蛋白质）原尿流经肾小管时，对人体有用的各类物质又被选择性重吸收进入到包绕在肾小管外的毛细血管中，送回血液，其中对机体有用的物质，如氨基酸、葡萄糖全部重吸收，水、钠、钾、氯等大部分重吸收；其余如尿素、尿酸等对机体无用或有害的物质由肾小管流出形成尿液。逐渐流入肾盂。再流入输尿管进入膀胱。暂时储存。达到一定量由神经系统控制排除体外。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。对水平衡的调节：调节方式：神经-体液调节。调节激素：抗利尿激素。抗利尿激素（antidiuretic hormone,adh）是由9个氨基酸残基组成的多肽激素，它是下丘脑神经元合成的一种激素。经下丘脑-垂体束被运输到垂体中储存，接受到冲动，然后释放出来，进入血液。它的作用主要是增加肾小管和集合管对水的重吸收，尿量减少，抗利尿。肾小管和集合管对水的重吸收，是随着体内水的出入情况而变化的。当人饮水不足、体内失水过多或吃的食物过咸时，都会引起细胞外液渗透压升高，使下丘脑中的渗透压感受器受到刺激。这时，下丘脑中的渗透压感受器一方面产生兴奋并传至大脑皮层，通过产生渴觉来直接调节水的摄入量；一方面使由下丘脑神经细胞分泌、并由垂体后叶释放的抗利尿激素增加，从而促进了肾小管和集合管对水分的重吸收，减少了尿的排出，保留了体内的水分，使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。相反，当人因饮水过多或是盐丢失过多而使细胞外液的渗透压下降时，就会减少对下丘脑中的渗透压感受器的刺激，也就减少了抗利尿激素的分泌和释放，肾脏排出的水分就会增加，从而使细胞外液的渗透压恢复正常。对无机盐平衡的调节： Na+、k+：调节方式：激素调节。调节激素：醛固酮。当血钾含量升高或血钠含量降低时，可以直接刺激肾上腺皮质，使醛固酮(是肾上腺皮质分泌的一种类固醇激素。) 它的作用是促进肾小管远端和集合管的细胞重吸收Na+，同时促进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，从而促进肾小管和集合管对Na+的主动重吸收，使细胞内的渗透压暂时升高，水从细胞外同时自由扩散进入。相对来说，细胞外液的水由于很快进入细胞内，使外液的Na+浓度相对增加。同理，K+的排除，使细胞外的渗透压暂时升高，水从细胞内同时自由扩散排除。相对来说，细胞内液的水由于很快进入细胞外，使外液的K+浓度相对增加。这样，维持了血钾和血钠含量的相对平衡。相反，当血钾含量降低或血钠含量升高时，则使醛固酮的分泌量减少，其结果也是维持血钾和血钠含量的平衡。血钠降低 肾上腺皮质 醛固酮 肾小管、集合管 血钠升高血钾升高 吸钠排钾 血钾降低由此可见，人体内水和无机盐的平衡，是在神经调节和激素调节共同作用下，主要通过肾脏来完成的。水和无机盐平衡的意义当人在高温条件下工作、剧烈运动或是患某些疾病(如剧烈呕吐、严重腹泻)时，都会丢失大量的水和无机盐(主要是钠盐)。这时如果不及时补充水和食盐，就会导致机体的细胞外液渗透压下降并出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状，严重的甚至昏迷等。这时只要及时补充生理盐水，就可以缓解上述症状。因此，对于在高温条件下工作的人、重体力劳动者或是某些病人来说，应当特别注意补充足够的水和食盐。 人在大量出汗、剧烈呕吐或腹泻时，除了丢失水和Na+外，还会丢失K+。K+不仅在维持细胞内液的渗透压上起到决定作用，而且还具有维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋性的重要作用。当血钾含量过低时，会使心肌的自动节律异常，导致心律失常。蔬菜和水果中含有丰富的K+，只要保持合理膳食，就能满足机体的需要。另外，人体每昼夜有3550g的代谢废物必须要随尿液排出体外，而溶解这些代谢废物的最低尿量应在500mL以上。如果排出的尿量过少，代谢废物不能及时随尿液排出体外，就会引起中毒而损害健康。因此，人每天都要保证饮水，尤其是在大量出汗等情况下，更应当多喝水。综上所述，水和无机盐的平衡，对于维持人体内环境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。（旁栏思考题）有的人口味过于清淡，炒菜时放盐极少。想一想，长期这样下去，对他的健康会有什幺影响？会导致机体的细胞外液渗透压下降，并出现血压下降，心率加快，四肢发冷，甚至昏迷等症状。 附：脱水(dehydration)指体液容量减少。脱即失，失水伴有失钠、水钠丢失比例不同、按照脱水时细胞外液渗透压不同分为三类：高渗性、低渗性、等渗性脱水。（一）高渗性脱水(hypervolemia)1.原因：饮水不足；水源断绝，无水可饮；口腔，咽部食道疾病妨碍饮水；昏迷、极度衰竭，精神病患者不能饮水或拒绝饮水。失水过多：皮肤和肺因高热不感性蒸发增加，每日多失水200-300ml；肾脏失水，（正常是1.5升）每日达10-15升。高渗葡萄糖引起渗透性利尿。短时间大量出汗，（高温环境）2.病理生理变化：失水多于失钠，细胞外液渗透压开高，是引起高渗性脱水病理生理变化的关键环节。 3.防治原则(principle of treatment)：除防治原发病，主要补水，适当补钠。（二）低渗性脱水因失钠多于失水，脱水的特征是血钠130mmol/L细胞外液渗透压280mmol/L1.原因丢失等渗体液情况下，若治疗不当，只补充水，未补充电解质，引起低渗性脱水。等渗体液丢失见于: 腹泻、肠瘘、胃肠反复引流丢失小肠液。大面积烧伤、血浆大量丢失。3.防治原则：防治原发病。轻症首先补充等渗盐水恢复细胞外液容量和渗透压；重症可补高渗盐水，纠正严重低钠和细胞水肿。（三）等渗性脱水1.原因任何等渗体液丢失，在短期内均属等渗性脱水。三型脱水：高渗性脱水，主要丢失细胞内液；低渗性脱水，主要丢失细胞外液，细胞内液并未丢失，甚至有增加；等渗性脱水，主要丢失细胞外液。（见图3-10）3.防治原则除防治原发病外，补液应给予葡萄糖盐水，葡萄糖与盐水2:1为宜。例：某人患急性肠胃炎引起腹泻，医生给予补充生理盐水，其首要目的是（C）A、提供能量 B、供给营养 C、维持水分代谢 D、维持无机盐代谢例、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（C）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 希望对大家有所帮助，多谢您的浏览！