4.5 体内物质的动态平衡（同步课件）-【上好课】2024-2025学年九年级科学上册同步精品课堂（浙教版）

4.5体内物质的动态平衡 浙教版九年级科学上册 第四章 代谢与平衡 营养物质和氧气不断地通过循环系统运输到体细胞，而体细胞通过呼吸作用等不断地产生的二氧化碳和尿素等代谢废物，需要排出体外。人体是怎样通过相应调节来实现体内各种物质的动态平衡，从而为体细胞的正常生理活动提供保障的呢? 一、营养物质的利用 从食物中获得的各种营养物质进入体内后,会通过各种途径而被利用,除用来氧化供能外,还用来构成我们的身体。 (1)糖类的吸收和利用(糖类代谢) ①吸收:摄入人体的糖类(主要是淀粉)在小肠内被消化成为葡萄糖后,被小肠吸收进入循环系统。血液中的葡萄糖称为血糖。 ②利用: a血糖一部分被组织细胞氧化分解为二氧化碳和水,并释放能量供组织细胞进行生命活动; b.一部分在肝脏与肌肉等组织细胞中以糖元的形式贮存起来; c.另外,还有一部分多余的血糖转变为脂肪贮存起来。 一、营养物质的利用 (2)脂肪的吸收和利用(脂肪代谢) ①吸收:食物中的脂肪在小肠内被消化成为甘油和脂肪酸后,被吸收进入循环系统。 ②利用: a.一部分可直接被组织细胞利用,分解成为二氧化碳和水,释放能量; b.另一部分在人体内合成为供细胞利用的脂肪,并在脂肪组织贮存起来备用。当人体中的糖类供能不足时,贮存的脂肪可以被分解释放能量,供细胞利用。 一、营养物质的利用 (3)蛋白质的吸收和利用(蛋白质代谢) ①吸收:食物中的蛋白质在小肠内被消化成为氨基酸后，被吸收进入循环系统。 ②利用: a.在各种组织细胞中,可重新合成人体所特有的蛋白质; b.也可以在组织细胞内氧化分解供能,同时产生二氧化碳、水和含氮废物,如尿素等; c.还可以合成糖类和脂肪。 一、营养物质的利用 (4)体内的能量代谢 糖类、脂肪和蛋白质在人体组织细胞中不断地进行着合成与分解,新旧物质的不断更替,伴随着能量的贮存和释放。因为能量贮存在有机物内,所以人体内物质的增减与能量的变化密切相关,可用下列式子表示: 获得的能量=消耗的能量十贮存的能量 能量的获得>能量的消耗→有机物积累(人的体重增加) 能量的获得<能量的消耗→有机物减少(人的体重减少) 例1下列有关营养物质的利用的说法,不正确的是( ) A.人体产生的二氧化碳大部分来自食物中的糖类 B.人体中的蛋白质无法完全由糖类和脂肪转化而来 C.血糖全部用于供能,是人体主要的供能物质 D.脂肪、糖类彻底氧化分解得到二氧化碳和水 【答案】C 【解析】解析:一般情况下,食物中的糖类经过消化、吸收和血液的运输到达细胞后,一个重要作用就是被氧化分解形成二氧化碳和水，同时释放出大量的能量,供细胞进行生命活动。一部分多余的糖类可以转化成脂肪贮存起来。糖类和脂肪中不含有蛋白质中的氮元素,因此蛋白质不能完全由糖类和脂肪转化而来。答案:C 二、泌尿系统 (1)排泄 ①概念:人体的代谢废物排出体外的过程,称为排泄。 ②代谢废物:代谢废物是指人体细胞在新陈代谢过程中,氧化分解有机物时产生的对人体有害或多余的物质,包括二氧化碳、尿素、尿酸和多余的水、无机盐等。 ③排泄的途径 二、泌尿系统 排泄是指将人体组织细胞产生的二氧化碳、尿素、尿酸，以及多余的水和无机盐等代谢废物，经过循环系统的运输,通过皮肤、肺、肾脏等不同的器官排出体外的过程。排遗是指没有被消化和吸收的食物残渣形成粪便被排出体外的过程,粪便是在消化道内形成并通过肛门排出体外的。 二、泌尿系统 (2)泌尿系统的组成 例2.如图所示为人体的泌尿系统示意图,其中能形成尿液的器官是( ) A.肾脏 B.输尿管 C.膀胱 D.尿道 【答案】A 【解析】解析:肾脏是形成尿液的器官,输尿管是运送尿液到膀胱的通道,膀胱可以暂时贮存尿液,尿道是尿液排出体外的通道。答案:A 二、泌尿系统 ①肾脏的结构 二、泌尿系统 ②肾单位 肾脏和肾单位的结构关系可表示如下: 二、泌尿系统 (3)尿液的形成 ①肾小球的滤过作用形成原尿由于肾小球是由毛细血管网组成的血管球,通透性较强,当血液由入球小动脉进入肾小球时,除血细胞和大分子蛋白质外,其他物质(如水、无机盐、尿素、尿酸等)都能通过滤过作用进入肾小囊,形成原尿。 ②肾小管的重吸收作用形成尿液肾小囊中的原尿流经肾小管时,其中对人体有用的物质,如大部分水、部分无机盐、全部葡萄糖和氨基酸等,经肾小管的重吸收作用进入肾小管外的毛细血管重新回到血液中,而原尿中的其余成分如水、无机盐、尿素和尿酸等最终形成尿液。 二、泌尿系统 尿液的形成过程可表示为: (4)血浆、原尿和尿液成分的区别(见下表) 二、泌尿系统 尿液的形成过程可表示为: (4)血浆、原尿和尿液成分的区别(见下表) 二、泌尿系统 (5)尿液的排出尿液先进入肾盂汇集,再经输尿管运送到膀胱暂时贮存,最后通过尿道排出体外。(6)尿液的形成、排出及血液流动过程总结 例3.图为肾单位结构模式图,图中1和2代表结构,3和4代表液体,下列说法正确的是( ) A.1的两端分别连接小动脉和小静脉 B.大分子蛋白质经1滤过到2中 C.喝进的部分水随4排出可不经过肾静脉 D.3和4都含有水、无机盐、葡萄糖 【答案】C 【解析】图中1是肾小球,2是肾小囊,3是原尿,4是尿液。肾小球的开始端是入球小动脉,末端是出球小动脉;当血液流经肾小球时，除了血细胞和大分子的蛋白质外,血浆中的其他物质都可以经过肾小球滤过到肾小囊内,形成原尿,因此肾小囊中不含大分子蛋白质;人喝的一部分水流经肾小球时被过滤到肾小囊中，之后流经肾小管时未被重吸收,而是形成尿液排出体外,可不经过肾静脉;原尿和尿液中都含有水、无机盐,但是尿液中不含葡萄糖。 三、水盐平衡 水盐平衡是人体生命活动自我调节的重要方面,对于维持人体的健康有着重要意义。 (1)水的平衡(图4-5-8) ①途径:人体通过饮水、进食、细胞的呼吸作用获得水分,通过呼吸、流汗、排尿、排粪等排出水分,从而调节人体内水的平衡。调节水平衡的主要器官是肾脏。 ②当体内水分过剩时,肾脏就会产生大量的尿液将体内多余的水分排出;当体内水分不足时,肾脏只产生少量的尿液。肾脏就是这样来调节体内水分平衡的。 三、水盐平衡 (2)盐的平衡 ①必要性人体细胞周围的液体-细胞外液,含有一定量的无机盐，而且它们的含量必须保持相对稳定,细胞才能正常生活。 ②过程如果我们喝很多水,又不增加盐分,肾脏会产生盐含量较低的尿。如果我们摄入的盐较多,又不多喝水,肾脏就会产生盐含量较高的尿,把体内多余的盐分排出。肾脏就是这样来调节体内盐的平衡,保持水和盐的相对稳定的。 ③途径除了肾脏对水盐平衡起到的重要作用外,皮肤和呼吸系统也承担了部分功能。 (3)肾脏对水盐平衡的调节能力肾脏虽然对体内的水和盐的浓度具有一定的调节能力,但这种调节能力是有一定限度的。如果超出了肾脏的调节能力,人体内水盐平衡就会失调,甚至导致人体死亡。 例4.水是生命之源,欧盟建议9~13岁的孩子,每天喝水1.68升;14~18岁的少年,每天饮水量要达到2升。下列有关叙述,错误的是( ) A.人体内的水分通过排尿、排汗两条途径排出体外 B.天气炎热时或剧烈运动后,需要及时补充淡盐水 C.人体产生的代谢废物,需要溶解在水中才能排出体外 D.水参与人体的物质运输、体温调节等重要生理活动 【答案】A 【解析】解析:人体的代谢废物如二氧化碳、尿素和多余的水排出体外的过程叫排泄。排泄的途径主要有三条:一部分水和少量的无机盐、尿素以汗液的形式由皮肤排出;二氧化碳和少量的水以气体的形式通过呼吸系统排出;绝大部分水、无机盐、尿素等废物以尿液的形式通过泌尿系统排出。据此可知,人体内的水分除通过排尿、排汗排出外,还以水蒸气的形式通过呼吸系统排出,A项错误。答案;A 四、代谢的多样性 活的生物体时时刻刻都在进行着代谢,一旦代谢停止，生命便告终结,因此代谢是生物体最基本的特征之一。在代谢的基础上,生物体才能表现出生长、发育、繁殖、遗传和变异等其他生命特征。 (1)概念代谢是生物体生命活动中全部有序的化学变化的总称。 四、代谢的多样性 (2)代谢包括的两个方面 ①同化作用同化作用是指生物体会不断地从外界吸收营养物质,合成新的自身组成物质，并贮存能量的过程。同化作用为异化作用打下了物质基础。 按同化作用的方式不同,可将生物的营养方式分为自养和异养。 a.自养:植物可以通过光合作用将无机物合成有机物并贮存能量,这种营养方式叫自养。光合细菌等也可以进行自养生活。 b.异养:人和多数动物通过摄取现成的有机物来获得营养,不能直接把无机物合成有机物,这种营养方式叫异养。 异养的方式:I.人和多数动物以捕食方式摄取营养; Ⅱ.多数真菌和细菌等都可以从已死的、腐烂的生物体中获得营养,这类生物叫腐生生物,这种生活方式叫腐生; Ⅲ.蛔虫、病毒和结核杆菌等生活于另一种生物体内或体表,并从其体内或体表获得营养,这类生物叫寄生生物,这种生活方式叫寄生。 四、代谢的多样性 ②异化作用 异化作用是指生物体不断地氧化分解自身组成物质,释放能量，并不断排出代谢废物的过程。如呼吸作用是生物异化作用的主要过程。异化作用为同化作用提供了能量,也为其他生命活动提供了能量。 ③同化作用和异化作用的区别与联系(如下表) 四、代谢的多样性 ④同化作用和异化作用之间的相对强度变化一段时间内，若同化作用大于异化作用,身体就会生长或长胖;相反，若异化作用大于同化作用,身体就会逐渐消瘦。正常情况下,青少年的同化作用大于异化作用,身体迅速生长;老年人的异化作用大于同化作用,身体逐渐消瘦。但同化作用与异化作用强度的大小是建立在一定的物质基础之上的,因此,青少年要想健康成长,必须多摄入营养物质。 例5乳酸菌的同化作用和异化作用方式分别是( ) ①自养型②异养型③有氧呼吸型④无氧呼吸型 A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 【答案】D 【解析】乳酸菌不含有叶绿体,不能自己制造有机物,需要从外界摄取有机物为自己所用,因此其同化作用方式为异养型;乳酸菌的生命活动不需要氧气,氧气的存在反而不利于其生存,故其异化作用方式为无氧呼吸型。 水盐平衡对维持人体的健康有着重要的意义，下列有关说法正确的是（　　） A．调节水分平衡需神经系统参与 B．细胞的呼吸作用会造成水分流失 C．皮肤不会影响体内的水盐平衡 D．饮用海水不会超出人体肾脏的调节能力 【答案】A 【解析】A、人体的各项生命活动都是在神经系统调节下进行的。所以调节水分平衡需神经系统参与。A正确。B、细胞的呼吸作用能够增加水分。B错误。C、一部分水、少量无机盐和尿素可以汗液的形式通过皮肤排出，可见，皮肤也承担了调节水分平衡的部分功能，C错误。 D、海水含盐量比较高，饮用海水会超出人体肾脏的调节能力，D错误。故选：A。 课堂小练习 人体产生的代谢废物主要以尿液的形式排出体外。健康人的尿液中一般不含（　　） A．尿素 B．血细胞 C．无机盐 D．尿酸 课堂小练习 【答案】B 【解析】当血液流经肾小球时，除了血细胞和大分子蛋白质外，其他的如水、无机盐、尿素和葡萄糖等物质都会滤过到肾小囊腔内形成原尿；当原尿流经肾小管时，原尿中大部分水、部分无机盐和全部葡萄糖等被重吸收回血液。因此一个健康人的尿液中不可能出现血细胞，ACD不符合题意，B符合题意。 故答案为：B。 课堂小练习 【答案】A 【解析】A、和肾小球相连的两条血管是入球小动脉和出球小动脉，都流动脉血，所以①与②内均流鲜红色的动脉血，A正确。B、肾单位是肾脏结构和功能的基本单位，包括：③肾小球、⑤肾小囊、④肾小管，B错误。C、当血液流经肾小球时，除了血细胞和大分子的蛋白质外，其他的如水、无机盐、尿素、葡萄糖会过滤到肾小囊腔形成原尿，所以正常情况下，微吸管提取的囊内液中不含血细胞和大分子蛋白质，C错误。D、⑤肾小囊内的液体是原尿，原尿中不含血细胞和大分子蛋白质，含有水、无机盐、尿素、葡萄糖等成分，D错误。故选：A。 微穿刺法是利用显微操纵仪将微细玻璃管插入肾小囊腔中，提取囊内液进行微量化学分析的一种方法，如图所示。若对健康人进行微穿刺法检查，下列分析正确的是（　　） A．①和②中流动脉血 B．肾单位由③和④组成 C．提取的囊内液中含红细胞 D．流入⑤的液体中不含葡萄糖 课堂小练习 【答案】A 【解析】血浆和原尿相比，原尿中不含有大分子的蛋白质；尿液和原尿相比不含有葡萄糖。 故A为尿液，B为原尿，C为血浆。 故选A。 下表是某成年人血浆、原尿和尿液中部分成分含量（单位：g/100mL），则A、B、C三种液体依次是（　　） A．尿液、原尿、血浆 B．尿液、血浆、原尿 C．原尿、尿液、血浆 D．血浆、原尿、尿液 课堂小练习 【答案】A 【解析】A、人体细胞活性不能产生酒精，因此人体在剧烈运动状态下，血液中酒精含量不可能增加，A符合题意；B、人体在剧烈运动状态下，血糖含量下降，可能会分解储能物质糖原，B不符合题意；C、人体剧烈运动状态下，细胞可能进行无氧呼吸 产生乳酸，导致血液中乳酸积累量增加，C不符合题意；D、人体剧烈运动状态下，血液循环加快、心跳频率加快，呼吸频率也加快，D不符合题意。故选： A。 人体在剧烈运动状态下，下列情况不可能发生的是（　　） A．血液中的酒精含量增加 B．体内贮存的糖原减少 C．肌肉中的乳酸积累增加 D．呼吸、心跳频率加快 $$