内容正文:
第一章 人体稳态维持的生理基础
(章末复习)
学习目标
1、阐明内环境的组成、理化性质及稳态的维持。
2、概述血糖平衡调节、体温调节与水盐平衡调节的机理。
3、动物生命活动调节的综合应用。
自主先学
1. 填空
(1)细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
(2)血糖的来源和去向
(3)人体水盐平衡是神经调节和体液调节共同作用的结果,水盐平衡关系到内环境(主要是渗透压)的稳态。水盐平衡的调节不是 进行的,而是具有复杂的相关性的。
(4)恒温动物和变温动物都具有一定的 性体温调节能力。人类或其他恒温动物区别于变温动物的主要特征是具备 性体温调节功能。
答案:(1)细胞外液 循环 (2)肝糖原 3.9~6.0 非糖物质
(3)孤立 (4)行为 自主
2.判断
(1)血清中尿素、尿酸水平可作为检验内环境稳态的指标。( )
(2)胰高血糖素经主动运输进入肝细胞才能发挥作用。( )
(3)细胞外液渗透压下降可促进抗利尿激素的释放。( )
(4)高原性肺水肿患者体温维持在38 ℃时,产热量大于散热量。( )
(5)小鼠体内血糖浓度对胰高血糖素的分泌存在反馈调节。( )
(6)血钠含量升高时,肾上腺髓质分泌醛固酮减少。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
小组讨论
1.哪些物质存在于内环境中,哪些物质不存在于内环境中,你能举例说明吗?
答案:激素、细胞因子、神经递质、无机盐、葡萄糖、氨基酸、甘油三酯、维生素、血浆蛋白、抗体、二氧化碳、尿素、尿酸等存在于内环境中;消化液、泪液、汗液、尿液、血红蛋白、呼吸酶等胞内酶、纤维素、麦芽糖、转运蛋白、受体等不存在于内环境中。
2.糖尿病严重威胁人类健康,其发病机理十分复杂。如下图表示两种糖尿病部分发病机理:
(1)结合教材分析图示中Ⅰ型与Ⅱ型糖尿病的发病原因各是什么?
答案:Ⅰ型糖尿病是由于胰岛素分泌不足导致的;Ⅱ型糖尿病是由靶细胞质膜上的胰岛素受体减少引起的。
(2)能否通过注射胰岛素治疗Ⅱ型糖尿病?为什么?
答案:不能。因为这种糖尿病患者体内并不缺乏胰岛素,而是由胰岛素受体受损使胰岛素不能正常发挥功能所致。
(3)从下图分析糖尿病患者“多尿”的原因是什么?
答案:血糖升高,会导致原尿中葡萄糖浓度升高,渗透压增大,肾小管和集合管对水的重新吸收减少,尿量增多,因此会出现“多尿”现象。
3.人感染流感病毒,经常会“发烧”,你知道为什么会发烧吗?发烧时加盖棉被好吗?
答案:“发烧”本身不是疾病,而是一种症状。它是体内抵抗感染的机制之一,甚至有它的作用:缩短疾病时间、增强抗生素的效果、使感染不具传染性;发烧过程中(体温持续升高),体内产热大于散热;退烧过程中(体温持续下降),体内散热大于产热。但只要体温稳定,不论是否发烧,产热都等于散热;高烧不退的病人不应加盖棉被。因为高烧不退,体温调节能力相对较差,加盖棉被会影响热量的散失。
师生交流
1.血糖平衡调节过程:
2.水盐平衡调节过程:
3.体温调节的过程:
质疑拓展
1.如图1表示人体神经系统对排尿的控制,其中尿道内、外括约肌都是一种环形肌肉,逼尿肌分布于膀胱壁。
(1)图1 中尿道内、外括约肌和膀胱逼尿肌属于反射弧中的哪一部分?
答案:反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分构成,图1中尿道内、外括约肌和膀胱逼尿肌都属于效应器部分。
(2)当膀胱充盈后,人会产生尿意,你能用箭头和图中必要的文字、字母表示产生尿意的神经传导途径吗?该过程能否称为反射?
答案:当膀胱充盈后,人会产生尿意,该过程为:膀胱充盈刺激膀胱壁感受器(兴奋)→c(传入神经)→脊髓腰骶段(初级排尿中枢)→a→大脑皮层,从而产生尿意,尿意的发生不属于反射,因为没有经过完整的反射弧。
(3)人的尿量超过3 L/d称尿崩, 引起尿崩的常见疾病称尿崩症,临床表现为多尿、烦渴、低比重尿和低渗透压尿。依据病变部位,尿崩症可分为中枢性尿崩症和肾性尿崩症,前者是由下丘脑分泌抗利尿激素的量不足导致的;肾性尿崩症的病因是肾脏相应细胞表面缺乏抗利尿激素的受体,进而使抗利尿激素不能发挥作用,检测患者体内抗利尿激素的含量与正常人比“偏高”。如图2表示的是正常人和两类尿崩症患者禁水后尿液渗透压的变化曲线,你能判断出曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各表示什么?
答案:肾性尿崩症的病因是肾脏相应细胞表面缺乏抗利尿激素的受体导致的,进而使抗利尿激素不能发挥作用,则排出的尿液含水量高,体内细胞外液渗透压相对较高,因而可检测患者体内抗利尿激素的含量与正常人比“偏高”。正常人禁水后内环境渗透压上升,通过调节,抗利尿激素分泌增加,集合管、肾小管对水的重吸收能力增强,尿液渗透压上升,为图2中的曲线Ⅰ;中枢性尿崩症患者下丘脑分泌抗利尿激素的量不足,集合管、肾小管对水的重吸收能力减弱,尿液渗透压基本不变,直到注射抗利尿激素后,尿液渗透压才上升,为曲线Ⅱ;肾性尿崩症患者由于肾脏相应细胞表面缺乏相应受体,抗利尿激素不能发挥作用,故尿液渗透压一直不变,为曲线Ⅲ。
2.下丘脑的部分细胞称为神经分泌细胞,既能传导神经冲动,又有分泌激素的功能,下丘脑集多种功能于一身,如图所示。你能据图归纳下丘脑在生命活动调节中有哪些作用吗?
答案:
调节功能
血糖调节
下丘脑中的血糖调节中枢通过神经调节直接作用于胰岛细胞和肾上腺,调节胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素的分泌(图中c过程)。
体温调节
下丘脑中的体温调节中枢可调节体温的相对恒定(图中d过程)。
水盐平衡调节
下丘脑中具有水盐平衡调节中枢,通过该中枢调节体内的水盐平衡(图中a过程)。
内分泌调节
下丘脑通过分泌多种促激素释放激素作用于垂体,通过垂体来调节多种内分泌腺的分泌活动(图中e过程)。
感受功能
下丘脑中有渗透压感受器,可以感受内环境中渗透压的改变,从而调节水盐平衡。
分泌功能
下丘脑可以分泌抗利尿激素,调节水盐平衡(图中a过程)。
传导功能
下丘脑可将渗透压感受器产生的兴奋传导至大脑皮层,使之产生渴觉(图中b过程)。
检测反馈
例题1 (25-26·江苏南通期中)如图表示人体内环境与细胞内液(丁)的部分物质的交换关系,下列分析错误的是( )
A.若丁是红细胞的细胞内液,则需补充的箭头是“甲→乙”
B.若丁是肌细胞的细胞内液,则需补充的箭头是“丙→甲”
C.若丁是肝细胞的细胞内液,则丙的渗透压与无机盐等有关
D.甲、乙、丙参与构成的内环境中有营养物质和代谢废物等物质
【答案】A
【详解】A、若丁是红细胞的细胞内液,则丙是血浆,甲是淋巴液,乙是组织液,需要补充的箭头是“乙→丙”,A错误;
B、若丁是肌肉细胞的细胞内液,则丙是组织液,乙是淋巴液,甲是血浆,则需补充的箭头是“丙→甲”,B正确;
C、若丁表示肝脏细胞的细胞内液,则丙是组织液,组织液属于细胞外液,细胞外液的渗透压90%以上来源于无机盐离子(Na+、Cl-),因此丙的渗透压与无机盐等有关,C正确;
D、甲、乙、丙是细胞外液,即细胞生存的环境,也称为内环境,所以其中含有营养物质和代谢废物等物质,D正确。
训练1 (25-26·江苏南京期中)下图是细胞与内环境之间的物质交换模式图,其中甲、乙、丙表示细胞外液,a、b、c表示相关细胞。下列叙述错误的是( )
A.若饮食过咸,则甲中渗透压会升高
B.b细胞也可能出现在甲和丙的液体中
C.丙和乙的成分中蛋白质的含量多于甲
D.甲中的某些成分可参与c细胞中ATP的生成
【答案】C
【详解】A、饮食过咸,会引起细胞外液渗透压升高,甲是血浆,属于细胞外液,所以若饮食过咸,则甲中渗透压会升高,A正确;
B、甲是血浆,乙是淋巴液,丙是组织液,乙(淋巴液)中生活的细胞b(淋巴细胞),可能出现在甲血浆和丙组织液中,B正确;
C、甲血浆中蛋白质含量多于乙淋巴液和丙组织液,C错误;
D、甲血浆中的某些成分(氧气)可参与c组织细胞中ATP的生成,D正确。
例题2 (25-26·江苏连云港期中)多囊卵巢综合征(PCOS)以双侧卵巢增大、胰岛素抵抗和雄激素产生过剩为特征,是育龄期妇女常见的内分泌疾病,发病机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.激素a能促进卵巢分泌雄激素
B.胰岛素抵抗会引起血糖浓度升高
C.胰岛素在此过程中与促性腺激素有协同作用
D.PCOS患者雄激素的分泌过程中存在负反馈调节
【答案】D
【详解】A、激素a为促性腺激素,能促进卵巢分泌雄激素,A正确;
B、胰岛素抵抗使得胰岛素无法发挥降低血糖的作用,会引起血糖浓度升高,B正确;
C、图示中胰岛素和促性腺激素均能促进卵巢分泌雄激素,说明胰岛素在此过程中与促性腺激素有协同作用,C正确;
D、图示中没有体现雄激素具有抑制下丘脑和垂体分泌相应激素的过程,不存在负反馈调节,D错误。
训练 2 (25-26·江苏南通期中)PTP1B通过去磷酸化,负向调控胰岛素信号通路,机理如图。某治疗糖尿病药物可靶向抑制PTP1B活性,相关叙述错误的是( )
A.胰岛素可加快细胞摄取、利用、储存葡萄糖
B.PTP1B活性过高可能是胰岛素抵抗的原因
C.靶向抑制PTP1B后,质膜上GLUT4数量会增加
D.该药物对Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病患者均有显著疗效
【答案】D
【详解】A、胰岛素是唯一能够 降低血糖浓度的激素;胰岛素可加快细胞摄取、利用、储存葡萄糖,A正确;
B、PTP1B蛋白可通过去磷酸化作用降低胰岛素受体的活性,从而终止胰岛素信号传导。PTP1B活性过高会降低胰岛素受体的活性,导致胰岛素抵抗,胰岛素抵抗是糖尿病的形成原因之一,B正确;
C、由图可知,抑制PTP1B后,胰岛素信号传导正常进行,可增加葡萄糖转运蛋白(GLUT4)数量以促进葡萄糖的摄取,C正确;
D、Ⅰ型糖尿病是由胰岛B细胞受损引起的;Ⅱ型糖尿病是由于胰岛素无法正常发挥生理功能引起的,患者体内胰岛素含量高于正常水平;靶向抑制PTP1B的药物对胰岛B细胞受损的糖尿病患者没有明显疗效,因为该药物无法改善胰岛B细胞的功能,D错误。
例题3 (2026·江苏镇江模拟预测)如图所示,醛固酮可通过诱导肾小管和集合管管壁上皮细胞合成多种蛋白质(如顶端膜上的钠离子和钾离子通道、基底膜上的钠钾泵等),从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.Na+由管腔进入血管的过程中不需要与转运蛋白结合
B.顶端膜上的K+外流依赖于基底膜上钠钾泵的正常活动
C.因机体大出血导致细胞外液的量减少时,醛固酮的分泌量增加
D.醛固酮促进Na+重吸收的同时也促进了K+的排出
【答案】A
【详解】A、据题图分析可知,Na+由管腔进入血管的过程包括两个步骤:首先通过顶端膜上的钠离子通道以协助扩散的方式进入上皮细胞这个过程不需要与转运蛋白结合,然后通过基底膜上的钠钾泵以主动运输的方式被泵出上皮细胞进入血管这个过程需要转运蛋白结合,A错误;
B、顶端膜上的K+外流是依赖于顺浓度梯度进行,即K+在细胞内的浓度高于在管腔中的浓度,且细胞膜对K+具有通透性。然而,这个过程的持续进行需要基底膜上钠钾泵的正常活动来维持。钠钾泵通过消耗ATP将Na+从细胞内泵出并将K+泵入细胞内,从而维持了细胞内外的Na+和K+浓度差,为顶端膜上的K+外流提供了动力,B正确;
C、醛固酮的分泌主要受血Na+浓度的调节,当血Na+浓度降低时,醛固酮的分泌会增加,以促进Na+的重吸收并恢复血Na+浓度的平衡,由于大出血而导致细胞外液的量减少时,醛固酮的分泌量增多,以使细胞外液的渗透压上升,C正确;
D、据题图分析可知,醛固酮的主要作用是促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,并增加K+的排泄。醛固酮通过诱导肾小管和集合管的管壁上皮细胞合成多种蛋白质,如顶端膜上的钠离子通道和基底膜上的钠钾泵,从而增加Na+的重吸收并促进K+的排出,D正确。
训练3 (25-26·江苏扬州月考)垂体是人体重要的内分泌腺,基于下丘脑与垂体的联系可将垂体分为腺垂体和神经垂体两部分,二者的关系如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.腺垂体能合成和分泌促甲状腺激素,作用于甲状腺
B.抗利尿激素和催产素的合成部位为神经垂体
C.图中的调节肽有可能是促肾上腺素释放激素
D.抗利尿激素的分泌以神经-体液调节为主
【答案】A
【详解】A、下丘脑-腺垂体-腺体之间为分级调节,如腺垂体能合成和分泌促甲状腺激素,作用于甲状腺,A正确;
B、抗利尿激素和催产素都是由下丘脑细胞合成,神经垂体释放的,B错误;
C、图中的调节肽有可能是下丘脑细胞合成的促性腺激素释放激素或促甲状腺激素释放激素,C错误;
D、抗利尿激素的分泌以神经调节为主,其分泌由下丘脑渗透压感受器感受渗透压变化,直接通过神经传导调控释放,D错误。
例题4 (25-26·江苏南通期中)调定点是人体温调节中枢预设的一个温度值,正常生理状态下为37℃左右。下图为某人受甲流病毒感染引起的调定点变化和体温变化示意图。相关叙述错误的是( )
A.维持体温的热量主要来源于细胞中ATP分解释放的热能
B.病毒感染导致体温调定点升高,细胞代谢增强
C.体温上升期,交感神经兴奋,皮肤毛细血管收缩
D.高温持续期,人体的产热量和散热量保持相对平衡
【答案】A
【详解】A、人体热量主要来源于细胞内有机物氧化分解的过程,氧化分解释放的能量大部分变成热能以维持体温,小部分形成ATP,A错误;
B、根据题图分析可知,在上升期,调定点上升到39℃,增加产热量,减少散热量,细胞代谢增强,B正确;
C、体温上升期,增加产热量,减少散热量,交感神经兴奋,皮肤毛细血管收缩,C正确;
D、根据题图分析可知,在高热持续期,人的体温维持在39℃,此时产热量等于散热量,说明机体维持产热和散热过程的相对平衡,D正确;
训练4 (25-26·江苏连云港期中)如图是下丘脑参与调节体温、水盐平衡部分生理过程,下列叙述正确的是( )
A.下丘脑既能参与神经调节,也能参与体液调节
B.图示水盐调节、体温调节过程属于神经调节
C.寒冷刺激时,垂体促进腺体 A 分泌促甲状腺激素
D.人体剧烈运动大量出汗后,垂体增加抗利尿激素的合成、分泌和释放
【答案】A
【详解】A、下丘脑既能接受神经信号传导(参与神经调节),例如接受寒冷等刺激,又能分泌激素(参与体液调节),如促甲状腺激素释放激素等,A正确;
B、图示的水盐调节中有抗利尿激素的参与,体温调节中有激素参与调节产热等,这些过程属于体液调节,图示水盐调节、体温调节过程属于神经-体液调节,B错误;
C、寒冷刺激时,垂体促进腺体A(甲状腺)分泌甲状腺激素增加产热,C错误。
D、抗利尿激素是由下丘脑合成,垂体释放的,D错误;
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