必修三 第八单元 第22讲人体的代谢与稳态.docx

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必修三第八单元第22讲人体的代谢与稳态

第22讲　人体的代谢与稳态

考纲、考情——知考向

核心素养——提考能

最新考纲

1.稳态的生理意义（Ⅱ）

2.体温调节、水盐调节（Ⅱ）

生命观念

稳态与平衡观——内环境的组成成分间通过物质交换实现稳态。

体温、水盐经调节实现稳态

全国卷考情

2018·全国卷Ⅰ（31）、2017·全国卷Ⅰ（31）、

2017·全国卷Ⅲ（4）、

2017·全国卷Ⅱ（3）、

2016·全国卷Ⅲ（3）、

2015·全国卷Ⅰ（3）、

2014·全国卷Ⅰ（31）

科学思维

分析与综合——结合内环境的成分与理化性质稳定的实例得出结论；归纳演绎水盐平衡及体温稳态调节关系

社会责任

关注稳态维持，养成良好生活习惯

考点一　内环境及其稳态

1.内环境的组成与功能

（1）体液与内环境

（2）内环境的功能：

是细胞生活的直接环境。

（3）内环境三种成分的转化关系

2.内环境的成分和理化性质

（1）填写血浆主要成分示意图：

（2）细胞外液本质上是一种盐溶液，类似于海水。

这在一定程度上反映了生命起源于海洋。

（3）组织液、淋巴、血浆最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质含量很少。

（4）内环境的理化性质

3.内环境稳态的意义及其调节

（1）

（2）稳态失衡：

人体维持稳态的能力是有一定限度的。

　原因

4.稳态的意义——机体进行正常生命活动的必要条件：

下图甲、乙表示人体中部分体液的关系图，图丙为稳态调节网络，据图分析：

（1）图甲中A～D依次代表什么？

图中a、b、c分别为B与C、A与B及B与D间间隔的“屏障”，则a、b、c依次是何种结构？

（2）图乙中A～D依次是什么？

判断图甲、图乙的切点在于“单双箭头”，请你作具体分析。

（3）图丙是内环境稳态调节机制图，内环境稳态的调节机制是什么？

请依次指出图中A、B、C相应的调节类别并列举B类调节的信息分子。

提示　

（1）A—血浆　B—组织液　C—细胞内液　D—淋巴　a—细胞膜　b—毛细血管壁　c—毛细淋巴管壁

（2）A—组织液　B—血浆　C—淋巴　D—细胞内液

单双箭头分析如下：

（3）神经—体液—免疫调节网络；A—免疫调节，B—体液调节，C—神经调节，B类调节的信息分子如激素、CO2等。

　巧借内环境组成及功能考查结构与功能观

1.（2018·海南卷，9）下列属于内环境的是（　　）

A.淋巴管内的液体B.输尿管内的液体

C.汗腺导管内的液体D.消化管内的液体

解析　细胞外液是人体细胞直接生存的环境，又叫内环境，内环境主要由组织液、血浆、淋巴组成，是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。

消化道、呼吸道、生殖道等都是直接与外界相通的，不属于内环境。

淋巴管内的液体为淋巴，属于内环境，A正确；输尿管内的液体、汗腺导管内的液体、消化管内的液体等，与外界相通，不属于内环境，B、C、D错误。

答案　A

2.（2019·河北衡水调研）根据体内细胞与外界环境进行物质交换模型来判断下列相关说法中正确的是（　　）

A.在图中①～⑤处应当用双箭头表示的有①④⑤

B.血浆蛋白、葡萄糖和呼吸酶均属于内环境成分

C.神经系统与内分泌系统不参与图中所示的物质交换过程

D.组织液、淋巴和血浆在含量及成分上完全相同

解析　呼吸酶位于细胞内，不属于内环境成分，B错误；神经—体液调节可参与图中所示的物质交换过程，C错误；与组织液和淋巴相比，血浆中含有较多的蛋白质，D错误。

答案　A

内环境及其组成中的3个“认清”

（1）认清3类非内环境物质

（2）认清4类内环境物质

（3）认清发生于内环境中的4类反应

①酸碱缓冲对参与的对碱或酸的缓冲反应。

②神经递质与突触后膜结合的反应。

③抗原—抗体特异性结合反应。

④激素与靶细胞膜外侧特异性受体的结合。

　结合内环境稳态及其意义考查稳态与平衡观

3.（2014·全国卷Ⅰ，3）内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件，下列叙述错误的是（　　）

A.内环境保持相对稳定有利于机体适应外界环境的变化

B.内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行

C.维持内环境中Na＋、K＋浓度的相对稳定有利于维持神经细胞的正常兴奋性

D.内环境中发生的丙酮酸氧化分解给细胞提供能量，有利于生命活动的进行

解析　丙酮酸的氧化分解发生在细胞内的线粒体中，而不是内环境中，D错误。

答案　D

4.（2018·河南漯河高中三模）白蛋白是健康人血浆中含量最多的蛋白质，白蛋白在肝细胞内合成后，分泌进入血液循环从而分布到全身各处。

下列有关白蛋白的叙述中，正确的是（　　）

A.白蛋白越多，血浆渗透压越低

B.白蛋白增多，会引起组织水肿

C.白蛋白的含量会影响血浆的稳态

D.白蛋白减少，会使尿液减少

解析　白蛋白增多，血浆的渗透压升高，不会引起组织水肿，A、B错误；血浆渗透压大小主要与无机盐和蛋白质含量有关，白蛋白的含量会影响血浆的稳态，C正确；白蛋白减少，血浆渗透压下降，抗利尿激素分泌减少，尿液增多，D错误。

答案　C

内环境稳态失调分析

（1）理化性质失调

①pH失调——酸中毒、碱中毒；②渗透压失调——细胞形态、功能异常，发生呕吐等现象；③体温失调——发热、中暑等。

（2）内环境化学成分失调

①血浆中蛋白质含量降低，可导致组织水肿；②血浆中含氮废物过多，可导致尿毒症；③血浆中Ca2＋过低，可出现抽搐现象；④血糖失调，可导致低血糖、糖尿病等。

（3）组织水肿成因分析

组织间隙中积聚的组织液过多将导致组织水肿，其引发原因：

考点二　体温调节和水盐调节

1.体温调节的结构与机制

（1）人体的产热和散热

①人体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化放能，产热的主要器官是肝脏和骨骼肌。

②人体的散热主要是通过汗液的蒸发、皮肤内毛细血管的散热，其次还有呼气、排尿和排便等，散热的主要器官是皮肤。

（2）体温调节的结构基础

（3）体温调节的机制：

神经—体液调节

①寒冷时

②炎热时

2.水盐平衡调节机制

（1）调节机制：

神经—体液调节机制。

（2）调节过程

（3）调节图解

（2018·海南卷，8）当人突然遇到寒冷环境时，下列哪种现象不会发生？

为什么？

①体温仍然能够保持相对恒定

②蜷缩身体，减少体表与外界接触面积

③下丘脑感受到温度下降

④肾上腺素分泌减少，心率减慢

提示　④　突然遇到寒冷刺激时肾上腺素分泌增多，心率加快。

　围绕水盐平衡、体温稳态及调节考查生命观念

1.（2016·全国卷Ⅲ，3）下列有关动物水盐平衡调节的叙述，错误的是（　　）

A.细胞外液渗透压的改变可影响垂体释放抗利尿激素的量

B.肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节

C.摄盐过多后饮水量的增加有利于维持细胞外液渗透压相对恒定

D.饮水增加导致尿生成增加有利于维持细胞外液渗透压相对恒定

解析　肾小管通过自由扩散（或渗透作用）吸收水分。

答案　B

2.（2018·经典高考）正常人体感染病毒会引起发热，发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。

如图为体温上升期机体体温调节过程示意图，其中体温调定点是为调节体温于恒定状态，下丘脑体温调节中枢预设的一个温度值，正常生理状态下为37℃。

请回答下列问题：

（1）图中激素甲的名称是________，激素乙通过________的途径作用于甲状腺。

（2）体温上升期，人体骨骼肌不随意的节律性收缩，即出现“寒战”，有助于体温____________________________________________________________________。

综合图解分析，体温上升期人体进行体温调节的方式有_____________________。

（3）高温持续期，人体产热量________（在“大于”、“小于”或“等于”中选择）散热量。

此阶段人体有时会出现脱水现象，垂体释放抗利尿激素增加，肾小管和集合管________，从而减少尿量。

（4）体温下降期，机体增加散热的途径有________。

（5）体温上升期，人体会出现心率加快、血压轻度升高等症状，易引发慢性心血管疾病急性发作。

请解释血压升高的可能原因：

_____________________________。

解析　

（1）由题图可知，激素甲由下丘脑产生后作用于垂体，促进垂体产生激素乙，激素乙作用于甲状腺，促进甲状腺产生甲状腺激素，所以激素甲为促甲状腺激素释放激素，激素乙为促甲状腺激素。

激素乙通过体液运输作用于甲状腺。

（2）人体骨骼肌不随意的节律性收缩可增加产热，有助于体温上升到已上调的38.5℃体温调定点。

综合图解分析可知，体温上升期人体的体温调节既可以通过靶腺分泌相应激素进行激素调节，也可以通过神经控制某些骨骼肌收缩，有体液调节和神经调节两种途径。

（3）高温持续期体温恒定，人体产热量等于散热量。

此阶段人体出现脱水现象时，垂体释放抗利尿激素增加，促进肾小管和集合管对水分的重吸收，从而减少尿量。

（4）体温下降期，皮肤毛细血管舒张，汗腺分泌增加，以增加散热，使体温下降。

（5）体温上升期，人体会出现心率加快、血压轻度升高等症状，可能是因为心脏血液输出量增加，外周血管收缩，最终血压轻度升高。

答案　

（1）促甲状腺激素释放激素　体液运输

（2）上升到已上调的体温调定点（上升到38.5℃）　神经调节，体液调节

（3）等于　重吸收水的能力增强（重吸收水量增加）

（4）汗腺分泌增加，皮肤血管舒张

（5）心脏血液输出量增加，外周血管收缩

　围绕水平衡及体温调节考查科学思维与科学探究能力

3.（2018·全国卷Ⅰ，31）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0.5mL，记录尿量。

c.待尿量恢复后，耳缘静脉注射20%葡萄糖溶液15mL，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________。

取尿液加入斐林试剂做尿糖定性实验出现砖红色，说明尿液中含有________。

（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血浆渗透压升高，刺激了存在于________的渗透压感受器，从而引起尿量减少。

解析　

（1）垂体可以释放抗利尿激素，抗利尿激素作用于肾小管和集合管，促进二者重吸收水，从而使尿量减少。

（2）用20%葡萄糖溶液处理后，实验兔的肾小管腔内液体的渗透压会升高，肾小管对水的重吸收减少，实验兔的尿量会增加。

斐林试剂可以用来检测葡萄糖的存在，若尿液中加入斐林试剂出现砖红色沉淀，说明尿液中含有葡萄糖。

（3）血浆渗透压升高，会刺激存在于下丘脑的渗透压感受器，经过一系列的调节活动，最终使尿量减少。

答案　

（1）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）增加　葡萄糖　（3）下丘脑

4.（2017·全国卷Ⅱ，30）将室温（25℃）饲养的某种体温为37℃的哺乳动物（动物甲）随机分为两组，一组放入41℃环境中1h（实验组），另一组仍置于室温环境中（对照组）期间连续观察并记录这两组动物的相关行为，如果：

实验初期，实验组动物的静卧行为明显减少，焦虑不安行为明显增加，回答下列问题：

（1）实验中，实验组动物皮肤的毛细血管会________，汗液分泌会________，从而起到调节体温的作用。

（2）实验组动物出现焦虑不安行为时，其肾上腺髓质分泌的激素会____________。

（3）本实验中设置对照组的目的是________________________________________。

（4）若将室温饲养的动物甲置于0℃的环境中，该动物会冷得发抖，耗氧量会________，分解代谢会________。

答案　

（1）舒张　增多

（2）增多

（3）排除41℃以外因素对实验结果的影响，以保证本实验的结果是由41℃引起的

（4）增加　增强

（1）快速判定细胞外液渗透压变化与抗利尿激素及尿量的变化关系

解题时，可采用如下方法简洁记忆5项指标的变化（记两头联中间，即两头一致中间相反）

（2）强化体温调节中的“三、二、一”

考点三　血糖平衡的调节及模拟尿糖的检测

1.血糖平衡及调节

（1）血糖平衡

（2）血糖调节过程

（3）参与血糖调节的三种激素及内在关系

（4）影响胰岛素和胰高血糖素分泌的三大因素

2.糖尿病发育机理及治疗

3.模拟尿糖的检测

（1）实验原理

（2）实验流程

①将样本瓶分别标记为A和B，A瓶中加入水，B瓶中加入葡萄糖溶液。

②分别用滴管从样本瓶中吸取溶液，滴在葡萄糖试纸上，观察试纸的颜色变化，并将结果记录在表格中。

深化拓展　反馈调节两种方式

（1）负反馈调节

①图解

②实例：

大多数激素的调节、体温调节等。

（2）正反馈调节

①图解

②实例：

排尿反射、血液凝固、分娩过程等。

教材

高考

1.真题重组　判断正误

（1）进食后，胰岛素水平升高，其既可加速糖原合成，也可作为细胞结构组成（2018·全国卷Ⅱ，3C）（　　）

（2）将含有胰岛素的提取液注射到小鼠体内，导致小鼠血糖浓度降低，很快发生呼吸困难等症状（2017·全国卷Ⅰ，4A）（　　）

（3）人体皮下注射胰岛素可起到降低血糖的作用（2017·全国卷Ⅱ，5A）（　　）

（4）血液中胰岛素增加可促进胰岛B细胞分泌胰高血糖素（2016·全国卷Ⅱ，3D）（　　）

提示　

（1）×　进食后，胰岛素分泌量增多，加速糖原的合成，从而使血糖浓度下降，但胰岛素不属于细胞的结构成分。

（2）×　血糖浓度降低，会出现昏厥、休克等症状，不会呼吸困难。

（3）√

（4）×　胰岛素增加抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素。

2.教材·拓展

下图是相关激素在调节血糖代谢中的相互关系图。

请分析作答：

（1）图中激素①、②分别是什么？

其靶细胞分别是什么？

除此之外还有哪种激素参与血糖调节？

（2）研究发现，胰岛素必须与细胞膜上的胰岛素受体结合，才能调节血糖平衡。

如果人体组织细胞膜缺乏该受体，则可能出现什么结果？

胰岛A细胞上是否有胰岛素受体？

提示　

（1）①为胰高血糖素，其主要的靶细胞为肝脏细胞；②为胰岛素，其靶细胞为几乎所有细胞（尤其是肝脏、骨骼肌细胞），除此之外，调节血糖的激素还有肾上腺素。

（2）若胰岛素受体缺乏，则胰岛素不能与之结合而发挥作用，此时血糖浓度将升高；胰岛素可作用于胰岛A细胞，与其受体结合从而抑制胰高血糖素分泌。

　结合血糖平衡的调节，考查分析推理能力

（2019·广东模拟）糖尿病属于中医“消渴病”的范畴，在《素问·奇病论》中就有论述：

“此人必数食甘美而多肥也，肥者令人内热，甘者令人中满，故其气上溢，转为消渴。

”请回答下列相关问题：

（1）从古籍论述中可看出，________的饮食习惯是导致糖尿病的重要因素之一。

人们发现这类糖尿病患者体内胰岛素的含量比正常人偏高，但肝脏细胞对血糖的利用率不高。

从肝细胞结构角度分析造成这一现象的原因是_____________________

__________________________________________________________________。

（2）现有甲、乙两人，甲的胰岛B细胞被自身免疫反应破坏，乙的胰岛B细胞功能正常，但体内含有抗胰岛素受体的抗体。

这两人中，血糖浓度超出正常范围的是________，胰岛素含量较高的是________。

（3）通过注射胰岛素治疗

（1）题所述类型的糖尿病，从发病机理看，治疗效果________（填“好”或“不好”），理由是_________________________________。

（4）科研人员给生长状状等其他条件相同的两组小鼠分别饲喂等量的正常饮食和高脂饮食，六周后的测量结果如下表：

组别

6周后体重/g

空腹血糖/（mmol·L－1）

胰岛素/（mv·L－1）

正常饲养组

271

4.8

18.7

高脂饲养组

348

5.3

36

①该实验体现出实验设计的基本原则是___________________________________

____________________________________________________________________。

②实验结果表明，高脂饮食会使小鼠的空腹血糖浓度________（填“升高”或“降低”）。

高脂饲养组小鼠体重偏大的原因是________________________________

____________________________________________________________________。

高脂饲养组的小鼠空腹时胰岛素含量明显升高，而血糖也处于较高水平，可能的原因是______________________________________________________________

___________________________________________________________________。

解析　

（1）糖尿病的病因之一是高糖高脂饮食；糖尿病患者体内胰岛素的含量比正常人偏高，而血糖浓度不能降下来，说明胰岛素不能发挥作用，进而说明肝细胞膜上胰岛素受体减少（或部分胰岛素受体被破坏、或部分胰岛素受体结构异常）。

（2）根据题意分析，甲的胰岛B细胞被自身免疫反应所破坏，这会导致胰岛素分泌不足，进而导致血糖浓度升高；乙体内含有抗胰岛素受体的抗体，胰岛素的含量较高，但是不能与其受体正常结合，进而导致血糖浓度升高。

（3）根据以上分析可知，

（1）题所述类型的糖尿病患者的胰岛素含量比正常人偏高，并不是胰岛素分泌不足引起的，因此通过注射胰岛素不能达到预期的治疗的效果。

（4）该实验中设置了“正常饲养组”与“高脂饲养组”进行对照，且单一变量为“正常”与“高脂”，分析相关实验结果可得出相应结论。

答案　

（1）高糖高脂　肝细胞膜上的胰岛素受体减少（或部分胰岛素受体被破坏、或部分胰岛素受体结构异常）　

（2）甲和乙　乙　（3）不好　注射胰岛素对胰岛素缺乏引起的糖尿病有疗效，而题中所述类型的糖尿病不是由胰岛素缺乏引起的

（4）①对照、单一变量②升高　过剩的脂肪在体内储存　高脂饮食影响了胰岛素与受体的识别、结合，使细胞对胰岛素的敏感性降低

澄清易错易混·强化科学思维

[易错易混]

易错点1　混淆血液、血浆及血红蛋白、血浆蛋白

点拨　血液＝血细胞（非内环境成分）＋血浆（内环境成分）

易错点2　输入“等渗溶液”尿量不变还是增加？

点拨　在临床上通常采用质量分数为5%的葡萄糖溶液或质量分数为0.9%的NaCl溶液（均为等渗溶液）为患者进行输液，而输液后患者均有尿量增加的现象，其原因如下：

（1）若注射的是质量分数为5%的葡萄糖溶液，葡萄糖会被细胞利用，细胞外液渗透压会降低，而多余的水分则可通过泌尿系统排出体外，即“尿量增加”。

（2）若注射的是质量分数为0.9%的NaCl溶液（生理盐水），由于生理盐水为血浆的等渗溶液，因此，输入生理盐水后血浆的渗透压不变，但输入生理盐水会使人体血浆的总量增加，此时，可通过泌尿系统排出多余的水和钠盐。

易错点3　内环境稳态应澄清的两个误区

点拨　

（1）内环境达到稳态时，人未必不得病（如遗传病患者、植物人等）。

（2）内环境稳态遭破坏时，代谢“紊乱”但此时代谢速率未必下降（如有可能导致代谢速率上升）。

易错点4　误认为冬季“产热>散热”或体温持续维持较高水平时“产热>散热”，并认为炎热环境中体温只有“神经调节”

点拨　只要体温稳定，无论冬季还是夏季，无论体温37℃，还是甲亢病人的偏高体温（如一直维持在39℃）均应维持产热与散热的动态平衡；若产热＞散热则体温升高，反之则体温降低。

人在冬季散热增多，产热也增多，在炎热环境中散热减少，产热也减少，故无论冬季还是夏季，产热与散热都维持动态平衡。

此外无论寒冷还是炎热环境，体温调节均既存在神经调节也存在体液调节。

易错点5　尿中含糖是否就是糖尿病？

糖尿病病人是否均缺乏胰岛素或注射胰岛素治疗？

点拨　

（1）尿糖≠糖尿病

持续性尿糖不一定是糖尿病，如肾小管重吸收障碍患者也会出现持续性尿糖，但患者血糖水平正常。

（2）糖尿病未必缺乏胰岛素

Ⅰ型糖尿病：

胰岛B细胞受到破坏或免疫损伤导致的胰岛素绝对缺乏——此可通过注射胰岛素治疗；Ⅱ型糖尿病：

机体组织细胞对胰岛素敏感性降低——此类病人并不缺乏胰岛素，不可通过注射胰岛素治疗，其病因可包括以下两类：

a.靶细胞膜上的胰岛素受体缺乏。

b.自身免疫病：

此类病人产生了针对葡萄糖载体或胰岛素受体的抗体。

[深度纠错]

1.下列不属于血浆蛋白功能的是（　　）

A.参与氧气运输B.参与免疫

C.参与生命活动调节D.维持渗透压

解析　血浆蛋白位于内环境中，维持着渗透压，血浆中还有抗体参与了免疫，还有一些蛋白质类的激素参与生命活动的调节，而参与氧气运输的为红细胞中的血红蛋白而不是血浆蛋白。

答案　A

2.如图表示正常人分别快速饮用1L清水、1L生理盐水后排尿量和血浆渗透压的变化情况。

下列相关叙述正确的是（　　）

A.曲线c表示饮用1L生理盐水后排尿量的变化

B.饮用大量生理盐水后循环血量出现暂时性增加

C.曲线d表示饮用1L生理盐水后血浆渗透压的变化

D.饮用大量清水后垂体合成和分泌的抗利尿激素减少

解析　正常人快速饮用1L清水后排尿量先增加再减少，血浆渗透压先降低再恢复正常，分别对应曲线a和c；正常人快速饮用1L生理盐水后，血浆渗透压基本不变，排尿量稍微增加，分别对应曲线b和d，A、C错误；由于生理盐水和血浆的渗透压近似相等，饮用大量生理盐水后循环血量出现暂时性增加，B正确；抗利尿激素由下丘脑合成分泌、垂体释放，D错误。

答案　B

3.人是恒温动物，在一定范围内能够随外界温度变化来调整自身的产热和散热，从而维持体温的相对稳定。

假如正常个体处于0℃环境中时，产热为a1，散热为b1；处于30℃的环境中时，产热为a2，散热为b2。

下列关于体温调节的叙述错误的是（　　）

A.同30℃环境相比，人处于0℃环境中时要通过增加产热，减少散热以维持体温稳定，因此a1>a2，b1

B.体温调节中枢在下丘脑，但冷的感觉是在大脑皮层形成的

C.从30℃的环境中进入0℃的环境中，人体甲状腺激素和肾上腺素的分泌会增多

D.从30℃的环境中进入0℃的环境中，皮肤会起鸡皮疙瘩，这属于非条件反射

解析　人处于0℃环境中时要通过增加产热，减少散热以维持体温稳定，但总体上产热量≈散热量，因此a1>a2，b1>b2，A错误。

答案　A

探索高考命题的奥秘（四）

[教材原型1]　必修3P14“知识迁移”

为什么医院中给病人输用的是生理盐水（0.9%的氯化钠溶液）而不是蒸馏水？

提示　人的生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液，这样的溶液所提供的渗透压与血浆等细胞外液的渗透压相同，所以是血浆的等渗溶液。

如果输液时使用的NaCl溶液的质量分数低于或高于质量分数为0.9%，则会造成组织细胞吸水或失水