高中生物 水和无机盐的平衡和调节

水和无机盐的平衡和调节

【知识体系】

【教材全解】

一、重难点诠释

1．维持水平衡的方式及意义

正常人每日水的出入量相等，维持动态平衡。

（1）水的来源有三个途径：

①食物：各种食物含水量不同，成人一般每日从食物摄入的水约900毫升。

②饮水：饮水量随气候、劳动和生活习惯而不同，成人每日饮水约1300毫升。

③代谢水：糖、脂肪和蛋白质等营养物质在体内氧化产生的水，数量较恒定，每日约300毫升。将水的三个来源合起来共计约2500毫升，其中，饮水和食物中所含水是主要来源。

（2）体内水的排出途径有四条：

①呼吸蒸发；成人每日在呼吸时以水蒸汽的形式丢失约400毫升，正常情况下所占比例较小。

②皮肤蒸发：指没有明显出汗的情况下，由皮肤表层蒸发的水分，约为500毫升，其中无机盐很少。（补充：若高温环境下作业或剧烈劳动时会由汗腺大量分泌汗液，其中约含0.2％和极少量的K+（常忽略），因失水多于失钠，会导致水与无机盐平衡失调，则在给大量出汗或高温环境作业工人供应饮料时，必须适当补充钠盐。）

③粪便排出：成人每日由粪便排出的水分约100毫升，其中包括饮食中的水以及消化液被吸收后余下的水。

④肾脏排尿：成人每日排尿量一般约1500毫升，是人体排出水的最主要途径。为维持血浆成分的恒定及保证每日35～40克代谢废物溶解后排出，每日尿量至少500毫升。若尿量少400毫升，就会因代谢废物的积累而可能导致尿毒症。

水的四条途径排出水的量共计约2500毫升，与水的摄入量相等，机体能够通过调节排尿量，使水的排出量相当，以保持机体的水平衡。

2．无机盐的作用及平衡的意义（以钠钾为例）

多数无机盐在体内以离子状态存在，如细胞内液的K+、Mg2+等、细胞外液的Na+等。（补充：细胞内液以K+为主，细胞外液以Na+为主的显著差异，是由于细胞膜能够逆浓度差以主动运输的方式将细胞内的Na+移出膜外，同时将膜外的K+移入细胞内，称为“钠—钾泵”，简称“钠泵”。）因细胞外液的阳离子总数

中Na+占绝大部分，所以Na+是决定细胞外液渗透压的主要因素；而决定细胞内液渗透压的主要是K+。综上所述，是“钠泵”控制着细胞内外溶液中的Na+、K+浓度，而Na+、K+的浓度能凋节细胞内、外的渗透压。

Na+的作用：维持细胞外液渗透压与水的平衡，提高心肌的兴奋性。血液中Na+减少会降低细胞外液渗透压，可能出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状，严重的甚至昏迷。

K+的作用：维持细胞内液渗透压起决定性作用，还具有维持心肌舒张，保持心肌正常兴奋性。血液中K+减少会降低细胞内液渗透压，并出现心肌自动节律异常；若血钾过高，则会出现心肌过度舒张，即心动过缓。

3水和无机盐平衡的调节

（1）水平衡的调节

①神经调节的过程：

神经调节的基本方式是反射，完成反射活动的结构基础是反射弧，包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个部分，缺一不可。

即：

参与水平衡调节的感受器是位于下丘脑的渗透压感受器；调节中枢位于下丘脑；效应器为下丘脑神经分泌细胞和垂体后叶；引起感受器兴奋的刺激是细胞外液渗透压的改变；效应器对刺激作出的反应是释放抗利尿激素（ADH）。（补充：抗利尿激素是含有9个氨基酸的肽类激素，能够作用于肾小管和集合管，促进水的重吸收，使尿液浓缩，尿量减少）。

图示正常情况下，机体调节维持水平衡的原因

（2）Na+、K+平衡的调节

①：调节方式：激素调节

②：调节激素：醛固酮（固醇类激素，有保Na+排K+作用）

③：调节过程

二、旁栏思考题

1．肾脏排尿主要是排出体内多余的水分吗？

[精析] 体内多余的水分、钠盐以及代谢废物的主要排出途径都是经肾脏随尿排出，所以不能说肾脏排尿主要是排出体内多余的水分。

2．大量出汗后为什么要喝盐水？

[精析] 大量出汗后，人体丢失大量的水和无机盐，所以喝盐水补充丢失的水和无机盐，以维持体内水和无机盐的平衡。

3．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？

[精析] 这种说法不对。因为一个人不可能没有大小便尤其是小便。即使不排便，体内的水和无机盐也会从其它途径（如皮肤蒸发和呼吸）排出，使体内水和无机盐平衡遭到破坏。

据统计，一个人如果不能摄入水，每日仍会不断地由呼吸、皮肤蒸发和肾脏（按每日最低尿量500毫升计）排出的水分约1350毫升（约占人体重2％），所以每日必须保证供给大于这种水的最低需要量。临床上，对于禁食、昏迷等病人，每日应补液1500～2000毫升，若有额外的水分丢失，补液量应酌情增加。

4．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，对他的健康会有什么影响？

[精析] 长期不吃盐或吃盐极少，由于钠的摄入量过少，而造成血液中Na+含量过低，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。

三、易误辨析

1．分析比较Na+、K+的来源与去路

①来源：均来自食物

其中肾脏排尿是Na+和K+的主要排出途径。

例1 以下选项属于Na+特有的排出途径的是（）

A．大肠排便B．皮肤排汗C．肾脏排尿D．呼吸蒸发

[精析] 本考点属于识记层次，应注意比较正确区分。明显地A、C选项为Na+、K+所共有的排出途径，而D选项中呼吸蒸发是水的排出途径，不符合题意。只有B项皮肤排汗是Na+所特有的排出途径。

［答案］ B

2．分析比较Na+与K+的代谢特点：

例2 不能进食的病人能否只靠注射葡萄糖和生理盐水就可以维持代谢平衡（）

A．能，有能源供应

B．能，能维持细胞外液渗透压的稳定

C．不能，还应补充钾盐

D．不能，还应补充钙盐

[精析] 比较Na+与K+代谢的异同点可看出缺钠时钠几乎全部被肾小管吸收，排出的尿中可以无钠；但缺钾的情况下，尿中仍有相当数量的钾排出。所以，不能进食的病人，只靠注射葡萄糖和生理盐水，不能维持代谢平衡，还应补充钾。

[答案] C

【思维拓展】

例1 患有骨骼肌肌无力的病人和患有骨质软化病的病人，其原因是（）

A．血液中缺少Ca2+B．前者血Ca2+过高，后者血Ca2+过低

C．血液中Ca2+含量过高D．前者血Ca2+过低，后者血Ca2+过高