3.3.2水和无机盐平衡的调节导学案-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修1

3.3.2　水和无机盐平衡的调节 学案 学习目标 1.概述水盐平衡的调节过程。 2．掌握神经调节和体液调节之间的关系。 .　 新知探究 任务驱动　水和无机盐平衡的调节 教材梳理 1．水的来源和去路 2．Na＋的来源和去路：Na＋的主要来源是食盐，几乎全部由小肠吸收，主要经肾随尿排出，排出量几乎等于摄入量。 3．渗透压调节：水平衡和盐平衡的调节过程密切相关，通常称为渗透压调节。 4．水和无机盐平衡的调节过程 (1)水盐平衡的调节过程 (2)血钠平衡的调节过程 (3)水盐平衡的意义：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。 5．神经调节和体液调节的联系和意义 (1)关系： (2)意义：神经调节和体液调节相互协调，共同维持内环境稳态，保证各项生命活动正常进行，机体才能适应环境的不断变化。 【概念辨析】 (1)当人剧烈运动或高温条件下工作时应及时补充水和钠盐。(√) (2)水平衡和盐平衡主要是通过肾完成的。(√) (3)当人体长时间不饮水时，抗利尿激素分泌减少，尿量减少。(×) (4)抗利尿激素的分泌细胞是垂体细胞，靶细胞是肾小管、集合管细胞。(×) (5)血钠升高时，肾上腺髓质分泌降低，血液中醛固酮减少。(×) 要点探究 1．如图是水盐平衡调节机理，据图思考讨论： (1)图中A、B、C依次表示的物质或结构是什么？ 提示：抗利尿激素；肾小管、集合管；渴觉中枢(大脑皮层)。 (2)抗利尿激素的作用是什么？ 提示：促进肾小管和集合管对水分的重吸收。 (3)当人因某种原因使细胞外液的渗透压下降时，机体怎样调节使细胞外液渗透压恢复正常？ 提示：细胞外液的渗透压下降时，就会减少对下丘脑中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，排尿量会增加，从而使细胞外液渗透压恢复正常。 (4)某人一天要喝10多千克水，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？ 提示：垂体不能正常释放抗利尿激素，肾小管、集合管对水分重吸收减少。 2．为探究不同因素对尿量的影响，某同学用麻醉后的实验兔进行不同的实验，实验内容如下： a．记录实验兔的尿量(单位：滴/分钟)。 b．耳缘静脉注射垂体提取液0.5 mL，记录尿量。 c．待尿量恢复后，耳缘静脉注射20%葡萄糖溶液15 mL，记录尿量，取尿液做尿糖定性实验。 回答下列问题： (1)该同学发现，与a相比，b处理后实验兔尿量减少，其主要原因是_________________________。 提示：垂体提取液中含有抗利尿激素，促进了肾小管和集合管重吸收水 (2)c处理后，肾小管腔内液体的渗透压会升高，实验兔的尿量会________，原因是___________________________。 提示：增加　静脉注射20%葡萄糖溶液15 mL，会使血浆的葡萄糖浓度高于正常血糖水平，过多的葡萄糖会随尿液排出体外，导致肾小管腔内液体的渗透压升高， 同时会带走大量的水分，使得尿量增加。 (3)若某实验兔出现腹泻、尿量减少现象，导致尿量减少的主要原因是______________________。 提示：实验兔出现腹泻会导致大量的水和无机盐丢失，使得血浆渗透压升高，刺激下丘脑的渗透压感受器，使抗利尿激素合成和分泌增加，促进肾小管和集合管对水的重吸收，引起尿量减少。 归纳总结 1．理清水盐平衡调节过程中的激素调节和神经调节 (1)激素调节：抗利尿激素增多(或减少)→作用于肾小管、集合管→对水的重吸收增多(或减少)→尿量减少(或增多)→细胞外液渗透压降低(或升高)。 (2)神经调节 ①细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器兴奋→相关神经→大脑皮层渴觉中枢产生渴觉→相关神经→直接调节水的摄入(增加饮水)。 ②感受器(下丘脑渗透压感受器)→传入神经→神经中枢(下丘脑)→传出神经→效应器(垂体后叶释放抗利尿激素增加或减少)。 2．水和无机盐平衡调节的六个重要结论 (1)渗透压感受器和渗透压调节中枢在下丘脑，渴觉中枢在大脑皮层。水盐平衡的调节方式为神经调节和体液调节。 (2)抗利尿激素的产生、分泌部位是下丘脑，而释放部位是垂体。 (3)在水盐平衡调节中，下丘脑内既有感受器，又有效应器(分泌激素)。 (4)当细胞外液的量减少或血钠含量下降时，醛固酮的分泌量会增加，反之则减少。 (5)醛固酮由肾上腺皮质分泌，存在激素的分级调节；肾上腺素是由肾上腺髓质分泌，不存在激素的分级调节。 (6)水和无机盐的平衡是在神经调节和激素调节共同作用下，主要通过肾来完成的。 3．构建血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系模型 血浆渗透压升高，抗利尿激素分泌增多，二者呈正相关；抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收，使尿量减少，二者呈负相关，三者关系如图所示。 对应训练 1．(2024·四川雅安高二校联考期中)当人体饮水过多时，可能出现水的摄入量超过水的排出量的情况，此时机体内水总量过多，导致细胞外液量增多、血钠浓度降低等。下列说法错误的是(　　) A．饮水过多会使人体分泌的抗利尿激素增多 B．饮水过多会使人体细胞外液渗透压降低 C．饮水过多会使肾小管和集合管对水的重吸收减少 D．饮水过多时恢复机体水盐平衡离不开神经调节和体液调节 解析：A　抗利尿激素促进肾小管、集合管重吸收水，所以饮水过多会使人体分泌的抗利尿激素减少，A错误；饮水过多，细胞外液量增多会使人体细胞外液渗透压降低，B正确；饮水过多，垂体释放的抗利尿激素减少，使肾小管和集合管对水的重吸收减少，C正确；饮水过多时恢复机体水盐平衡离不开神经调节和体液调节的共同作用，D正确。 2．(2024·北京高二次校考)血压上升、肾小球过滤液浓度过高均会导致小鼠尿量明显增多。为研究小鼠尿量调节因素，将实验小鼠随机均分为5组，分别进行不同处理，并测定其正常饲养状态下的尿量，结果如下表。下列叙述错误的是(　　) 组别 处理方式 实验结果 对照组 ？ ？ 1 静脉注射20 mL生理盐水 增多 2 静脉注射5 mL 20%葡萄糖溶液 增多 3 静脉注射一定量的抗利尿激素 ？ 4 微电流刺激某条神经外周端 减少 A．对照组不做任何处理，排除实验过程中无关变量干扰 B．导致组1小鼠与组2小鼠尿量明显增多的原因不同 C．与对照组相比，组3小鼠的尿量将明显减少 D．组4小鼠尿量调节过程中不涉及化学信号传递 解析：D　对照组不做处理，排除实验过程中其他因素对尿量的影响，而实验过程中其他因素属于无关变量，故对照组不做任何处理，排除实验过程中无关变量干扰，A正确。过多钠元素可导致水钠滞留，增加血压，根据题干信息可知，组1尿量增多主要是由于血压上升引起；组2尿量增多主要是由于肾小球过滤液浓度高，故导致组1小鼠与组2小鼠尿量明显增多的原因不同，B正确。抗利尿激素参与内环境水盐平衡的调节。抗利尿激素的作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收，使尿量减少，起到保水作用；组3注射了抗利尿激素，所以尿量将明显减少，C正确。组4属于神经调节，神经调节过程涉及到神经递质，神经递质属于化学信息分子，故组4小鼠尿量调节过程中涉及化学信号传递，D错误。 3．(2024·江西高二校联考)醛固酮是一种脂溶性肾上腺皮质激素，其受体位于细胞内，该激素和受体结合后启动相关基因的表达，进而促进肾小管和集合管对Na＋的重吸收。下列叙述错误的是(　　) A．醛固酮作为信使传递信息，催化细胞内发生一系列代谢 B．机体血钠含量降低时，肾上腺皮质会增加醛固酮的分泌 C．肾小管和集合管细胞均含有醛固酮的受体 D．若醛固酮分泌不足，则细胞外液渗透压可能下降 解析：A　醛固酮是肾上腺皮质分泌的激素，醛固酮作为信使传递信息，调节细胞内发生的一系列代谢，A错误；机体血钠含量降低时，肾上腺皮质会增加醛固酮的分泌，以促进肾小管和集合管对钠离子的重吸收，B正确；醛固酮促进肾小管和集合管对钠离子的重吸收，因此肾小管和集合管细胞均含有醛固酮的受体，C正确；若醛固酮分泌不足，钠离子经尿液排出，则细胞外液渗透压可能下降，D正确。 课堂小结 课堂练习 ．(2024·河南驻马店高二校考期中)三个健康人甲、乙、丙分别快速饮用1 L的冷开水、生理盐水、高浓度盐水，下列关于他们体内会发生的变化的叙述，错误的是(　　) A．甲体内的抗利尿激素含量会减少，排尿量会增加 B．乙的血浆渗透压基本不变，对内环境没有任何影响 C．丙下丘脑中的渗透压感受器兴奋，抗利尿激素的分泌增多 D．丙的血浆渗透压会升高，大脑皮层产生渴感使丙主动饮水 解析：B　甲快速饮用冷开水后会导致细胞外液渗透压降低，抗利尿激素分泌减少，排尿量增加，A正确；生理盐水中含有Na＋和Cl－，成分较为单一且pH约为7，而内环境的组成成分较为复杂，pH约为7.35～7.45，所以乙快速饮用生理盐水后虽然血浆渗透压基本不变，但对内环境也有一定的影响，B错误；丙快速饮用高浓度盐水，会导致内环境渗透压增大，位于下丘脑的渗透压感受器兴奋，下丘脑分泌的抗利尿激素增多，促进肾小管、集合管对水分的重吸收，C正确；丙快速饮用高浓度盐水，会导致血浆渗透压增大，下丘脑中的渗透压感受器会受到刺激，传至大脑皮层，通过产生渴觉使丙主动饮水，直接调节水的摄入量，D正确。 2．(2024·高二新疆石河子一中校考)下列关于神经和体液调节的叙述，正确的是(　　) A．体液调节以激素调节为主，能进行体液调节的动物都能进行神经调节 B．血浆内CO2浓度变化会刺激相关感受器，从而通过神经系统对呼吸运动进行调节 C．体液调节可以看作是神经调节的一个环节，但激素无法影响神经系统的功能 D．激素发挥作用后即失活，所以体液调节作用时间一般比神经调节短 解析：B　一些低等动物只有体液调节，没有神经调节，A错误；CO2是调节呼吸运动的重要体液因子，体液中CO2浓度变化会刺激相关感受器，从而通过神经系统对呼吸运动进行调节，B正确；不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节，在这种情况下，体液调节可以看作是神经调节的一个环节，内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能，C错误；激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了，但与神经调节相比，体液调节作用时间一般比较长，D错误。 3．(教材P62概念检测2改编)运动会上，运动员大量出汗，体内失水过多，但细胞外液渗透压总是维持在一个相对稳定的水平上，具体调节过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．图中A是由下丘脑产生、垂体释放的抗利尿激素，B是大脑皮层 B．大量失水使细胞外液量减少及血钠含量降低时，醛固酮的分泌会增加 C．水盐平衡的调节过程既有神经调节又有体液调节 D．抗利尿激素和醛固酮均作用于肾小管和集合管，说明受体不具有特异性 解析：D　图中A由垂体释放，可促进肾小管、集合管的重吸收，是抗利尿激素，抗利尿激素由下丘脑产生，B能产生口渴感是大脑皮层，A正确。醛固酮具有保钠排钾的作用，机体大量出汗使得血钠含量降低时，肾上腺皮质分泌的醛固酮增加，B正确。题图表示水盐平衡调节过程：当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多，该过程具有完整的反射弧属于神经调节；抗利尿激素释放通过体液运输作用于肾小管、集合管对水分的重吸收增加，使尿量减少，该过程存在体液运输，属于体液调节，故水盐平衡的调节过程既有神经调节又有体液调节，C正确。肾小管和集合管上分别具有抗利尿激素和醛固酮相应的受体，故抗利尿激素和醛固酮均作用于肾小管和集合管，受体具有特异性，D错误。 4．(2024·山东济南高二统考期中)肾小管、集合管细胞主要通过水通道蛋白从管腔中吸收水分。抗利尿激素(ADH)可促进该过程。人体水盐平衡调节的部分过程如图所示，回答下列问题： (1)人体内水的主要来源有________________________(至少答出两点)，水的排出主要依靠________________。 (2)当人饮水不足或吃的食物过咸时，就会引起细胞外液渗透压升高，使________________受到刺激，产生兴奋。下丘脑神经内分泌细胞分泌的__________，由________释放后促进了肾小管、集合管对水的重吸收作用。 (3)某糖尿病患者出现多尿病症，结合图分析原因是___________________。 (4)如图表示ADH发挥作用的部分过程，可推测ADH促进肾小管重吸收水的机制，并作出简要说明___________________________。 解析：(1)人体内水的主要来源有饮水、食物中含有的水和代谢中产生的水，水的排出有四条途径：由肾排出、由皮肤排出、由肺排出、由大肠排出，其中肾排尿是主要途径。(2)当人饮水不足或吃的食物过咸时，就会引起细胞外液渗透压升高，使渗透压感受器受到刺激，产生兴奋。下丘脑神经内分泌细胞合成和分泌的抗利尿激素，由垂体释放后通过血液运输到肾小管和集合管，促进了肾小管、集合管对水的重吸收作用，使细胞外液渗透压降低。(3)糖尿病患者血糖高，很多葡萄糖经滤过进入管腔，管腔液体渗透压增大，使水的重吸收减少，更多的水分随尿液排出，造成多尿。(4)据题图可知：ADH与特异性受体结合后经信号转导，一方面促进水通道蛋白的合成，另一方面促进包裹有水通道蛋白的囊泡移动到细胞膜，增加了肾小管上皮细胞表面水通道蛋白的数量，从而促进了水分的重吸收。 答案：(1) 饮水、食物中含有的水、代谢中产生的水　肾排尿　(2)下丘脑渗透压感受器　抗利尿激素　垂体　(3)糖尿病患者血糖高，很多葡萄糖经滤过进入管腔，管腔液体渗透压增大，水的重吸收减少，随尿液排出，造成多尿　(4)ADH与特异性受体结合后经信号转导，一方面促进水通道蛋白的合成，另一方面促进包裹有水通道蛋白的囊泡移动到细胞膜。增加了肾小管上皮细胞表面水通道蛋白的数量 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.3.2　水和无机盐平衡的调节 学案 学习目标 1.概述水盐平衡的调节过程。 2．掌握神经调节和体液调节之间的关系。 .　 新知探究 任务驱动　水和无机盐平衡的调节 教材梳理 1．水的来源和去路 2．Na＋的来源和去路：Na＋的主要来源是食盐，几乎全部由小肠吸收，主要经肾随尿排出，排出量几乎等于摄入量。 3．渗透压调节：水平衡和盐平衡的调节过程密切相关，通常称为渗透压调节。 4．水和无机盐平衡的调节过程 (1)水盐平衡的调节过程 (2)血钠平衡的调节过程 (3)水盐平衡的意义：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。 5．神经调节和体液调节的联系和意义 (1)关系： (2)意义：神经调节和体液调节相互协调，共同维持内环境稳态，保证各项生命活动正常进行，机体才能适应环境的不断变化。 【概念辨析】 (1)当人剧烈运动或高温条件下工作时应及时补充水和钠盐。( ) (2)水平衡和盐平衡主要是通过肾完成的。( ) (3)当人体长时间不饮水时，抗利尿激素分泌减少，尿量减少。( ) (4)抗利尿激素的分泌细胞是垂体细胞，靶细胞是肾小管、集合管细胞。( ) (5)血钠升高时，肾上腺髓质分泌降低，血液中醛固酮减少。( ) 要点探究 1．如图是水盐平衡调节机理，据图思考讨论： (1)图中A、B、C依次表示的物质或结构是什么？ (2)抗利尿激素的作用是什么？ (3)当人因某种原因使细胞外液的渗透压下降时，机体怎样调节使细胞外液渗透压恢复正常？ (4)某人一天要喝10多千克水，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？ 2．为探究不同因素对尿量的影响，某同学用麻醉后的实验兔进行不同的实验，实验内容如下： a．记录实验兔的尿量(单位：滴/分钟)。 b．耳缘静脉注射垂体提取液0.5 mL，记录尿量。 c．待尿量恢复后，耳缘静脉注射20%葡萄糖溶液15 mL，记录尿量，取尿液做尿糖定性实验。 回答下列问题： (1)该同学发现，与a相比，b处理后实验兔尿量减少，其主要原因是_________________________。 (2)c处理后，肾小管腔内液体的渗透压会升高，实验兔的尿量会________，原因是___________________________。 (3)若某实验兔出现腹泻、尿量减少现象，导致尿量减少的主要原因是______________________。 归纳总结 1．理清水盐平衡调节过程中的激素调节和神经调节 (1)激素调节：抗利尿激素增多(或减少)→作用于肾小管、集合管→对水的重吸收增多(或减少)→尿量减少(或增多)→细胞外液渗透压降低(或升高)。 (2)神经调节 ①细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器兴奋→相关神经→大脑皮层渴觉中枢产生渴觉→相关神经→直接调节水的摄入(增加饮水)。 ②感受器(下丘脑渗透压感受器)→传入神经→神经中枢(下丘脑)→传出神经→效应器(垂体后叶释放抗利尿激素增加或减少)。 2．水和无机盐平衡调节的六个重要结论 (1)渗透压感受器和渗透压调节中枢在下丘脑，渴觉中枢在大脑皮层。水盐平衡的调节方式为神经调节和体液调节。 (2)抗利尿激素的产生、分泌部位是下丘脑，而释放部位是垂体。 (3)在水盐平衡调节中，下丘脑内既有感受器，又有效应器(分泌激素)。 (4)当细胞外液的量减少或血钠含量下降时，醛固酮的分泌量会增加，反之则减少。 (5)醛固酮由肾上腺皮质分泌，存在激素的分级调节；肾上腺素是由肾上腺髓质分泌，不存在激素的分级调节。 (6)水和无机盐的平衡是在神经调节和激素调节共同作用下，主要通过肾来完成的。 3．构建血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系模型 血浆渗透压升高，抗利尿激素分泌增多，二者呈正相关；抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收，使尿量减少，二者呈负相关，三者关系如图所示。 对应训练 1．(2024·四川雅安高二校联考期中)当人体饮水过多时，可能出现水的摄入量超过水的排出量的情况，此时机体内水总量过多，导致细胞外液量增多、血钠浓度降低等。下列说法错误的是(　　) A．饮水过多会使人体分泌的抗利尿激素增多 B．饮水过多会使人体细胞外液渗透压降低 C．饮水过多会使肾小管和集合管对水的重吸收减少 D．饮水过多时恢复机体水盐平衡离不开神经调节和体液调节 2．(2024·北京高二次校考)血压上升、肾小球过滤液浓度过高均会导致小鼠尿量明显增多。为研究小鼠尿量调节因素，将实验小鼠随机均分为5组，分别进行不同处理，并测定其正常饲养状态下的尿量，结果如下表。下列叙述错误的是(　　) 组别 处理方式 实验结果 对照组 ？ ？ 1 静脉注射20 mL生理盐水 增多 2 静脉注射5 mL 20%葡萄糖溶液 增多 3 静脉注射一定量的抗利尿激素 ？ 4 微电流刺激某条神经外周端 减少 A．对照组不做任何处理，排除实验过程中无关变量干扰 B．导致组1小鼠与组2小鼠尿量明显增多的原因不同 C．与对照组相比，组3小鼠的尿量将明显减少 D．组4小鼠尿量调节过程中不涉及化学信号传递 3．(2024·江西高二校联考)醛固酮是一种脂溶性肾上腺皮质激素，其受体位于细胞内，该激素和受体结合后启动相关基因的表达，进而促进肾小管和集合管对Na＋的重吸收。下列叙述错误的是(　　) A．醛固酮作为信使传递信息，催化细胞内发生一系列代谢 B．机体血钠含量降低时，肾上腺皮质会增加醛固酮的分泌 C．肾小管和集合管细胞均含有醛固酮的受体 D．若醛固酮分泌不足，则细胞外液渗透压可能下降 课堂小结 课堂练习 ．(2024·河南驻马店高二校考期中)三个健康人甲、乙、丙分别快速饮用1 L的冷开水、生理盐水、高浓度盐水，下列关于他们体内会发生的变化的叙述，错误的是(　　) A．甲体内的抗利尿激素含量会减少，排尿量会增加 B．乙的血浆渗透压基本不变，对内环境没有任何影响 C．丙下丘脑中的渗透压感受器兴奋，抗利尿激素的分泌增多 D．丙的血浆渗透压会升高，大脑皮层产生渴感使丙主动饮水 2．(2024·高二新疆石河子一中校考)下列关于神经和体液调节的叙述，正确的是(　　) A．体液调节以激素调节为主，能进行体液调节的动物都能进行神经调节 B．血浆内CO2浓度变化会刺激相关感受器，从而通过神经系统对呼吸运动进行调节 C．体液调节可以看作是神经调节的一个环节，但激素无法影响神经系统的功能 D．激素发挥作用后即失活，所以体液调节作用时间一般比神经调节短 3．(教材P62概念检测2改编)运动会上，运动员大量出汗，体内失水过多，但细胞外液渗透压总是维持在一个相对稳定的水平上，具体调节过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．图中A是由下丘脑产生、垂体释放的抗利尿激素，B是大脑皮层 B．大量失水使细胞外液量减少及血钠含量降低时，醛固酮的分泌会增加 C．水盐平衡的调节过程既有神经调节又有体液调节 D．抗利尿激素和醛固酮均作用于肾小管和集合管，说明受体不具有特异性 4．(2024·山东济南高二统考期中)肾小管、集合管细胞主要通过水通道蛋白从管腔中吸收水分。抗利尿激素(ADH)可促进该过程。人体水盐平衡调节的部分过程如图所示，回答下列问题： (1)人体内水的主要来源有________________________(至少答出两点)，水的排出主要依靠________________。 (2)当人饮水不足或吃的食物过咸时，就会引起细胞外液渗透压升高，使________________受到刺激，产生兴奋。下丘脑神经内分泌细胞分泌的__________，由________释放后促进了肾小管、集合管对水的重吸收作用。 (3)某糖尿病患者出现多尿病症，结合图分析原因是___________________。 (4)如图表示ADH发挥作用的部分过程，可推测ADH促进肾小管重吸收水的机制，并作出简要说明___________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$