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第4章 代谢与平衡
第5节 体内物质的动态平衡
学习目标
1.知道糖类、脂肪、蛋白质在人体细胞中的利用过程。
2.能说出代谢废物的主要排泄途径，知道人体泌尿系统的组成和功能，能说出尿的形成过程。
3.理解维持人体水盐平衡的重要意义。
4.知道生物代谢的基本过程和方式的多样性。
5.能区别同化作用和异化作用、自养与异养、腐生与寄生。
知识点1 营养物质的利用
各种营养物质进入体内后，会通过各种途径而被利用。从食物中获得的营养物质除用来氧化供能外，还用来构成我们的身体。
1.糖类的吸收和利用（含教材第163页思考与讨论上）
2.脂肪的吸收和利用
糖类和脂肪氧化分解的最终产物为二氧化碳和水
3.蛋白质的吸收和利用
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 贮存的能量；
能量的获得 能量的消耗 （有机物积累增加，人的体重增加 ）；
能量的获得 能量的消耗 （有机物积累减少，人的体重减少）。
典例1 在蛋白质、糖类、脂肪三大营养物质的代谢中，分解的最终产物内均有
( )
B
A.水和尿素 B.水和二氧化碳
C.尿素 D.水、二氧化碳、尿素
[解析] 糖类和脂肪的代谢终产物是二氧化碳和水，蛋白质的代谢终产物除了二氧化碳和水以外，还有尿素等含氮废物。故在蛋白质、糖类、脂肪三大营养物质的代谢中，分解的最终产物内均有水和二氧化碳。
知识点2 泌尿系统
1.排泄
（1）概念
人体的代谢废物通过一定途径排出体外的过程，称为排泄。
（2）排泄的途径
排泄途径 排出的废物 废物排出的形式
呼吸系统 二氧化碳和少量的水（水蒸气） 气体
皮肤 一小部分水、无机盐和尿素 汗液
泌尿系统 绝大部分水、无机盐、尿素、尿酸等 尿液
排泄与排遗的区别
概念 排出器官 排出废物的形式
排泄 人体将二氧化碳、尿素,以及多余的水和无机盐等排出体外的过程 肾脏、皮肤、肺 以气体、汗液、尿液的形式排出
排遗 人体将食物消化吸收后的残渣所形成的粪便排出体外的过程 大肠、肛门 以粪便的形式排出
2.泌尿系统的组成（含教材第164页读图答案）
泌尿系统
3.肾脏的结构
（1）肾脏的结构
肾脏是人体最主要的排泄器官。肾脏位于人腰后部脊柱两侧，左右各一个。肾脏包括三个部分，自外向内依次是肾皮质（颜色较深）、肾髓质（颜色较浅）以及肾髓质里呈漏斗状的部分——肾盂（与输尿管连通）。肾脏的外面连着三根管道:肾动脉、肾静脉和输尿管（如图所示）。
（2）肾单位
形态
肾单位 肾小体 肾小球 由入球小动脉分出的毛细血管弯曲盘绕而成，这些毛细血管最后汇成出球小动脉
肾小囊 肾小管盲端膨大部分凹陷而成，具有双层壁的结构，套在肾小球的外面，下接肾小管
肾小管 肾小管细长曲折，分布在肾皮质和肾髓质中,周围缠绕着大量的毛细血管
说明 （1）肾小球两端连的血管都是动脉，一端是入球小动脉，一端是出球小动脉。
（2）出球小动脉比入球小动脉细，一方面由于入球小动脉中的血液部分转化成原尿，血液量减少;另一方面可以增大肾小球内的压力，有利于肾小球的滤过作用。
（3）出球小动脉两端连的都是毛细血管网，一端是肾小球毛细血管网，另一端是肾小管周围的毛细血管网。
4.尿液的形成
（1）肾小球的滤过作用形成原尿
肾小球是由毛细血管网组成的毛细血管球，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周围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。
注意 滤过时，不仅仅滤出血液中的废物，营养物质也会与废物一起滤出；重吸收时，只吸收有用的营养物质而不吸收废物，最终导致废物被浓缩，形成尿液排出体外。
（3）尿液的形成过程如图所示：
尿液形成过程中发生在毛细血管中的物质变化
（1）血液流经肾小球后，血液由含尿素多的动脉血变为含尿素少的动脉血。
（2）血液流经肾脏中的毛细血管后,血液由含尿素多、含氧多的动脉血变为含尿素少、含氧少的静脉血。
5.尿液的排出
排出途径：肾脏 输尿管 膀胱 尿道 体外。
肾脏内的两条通路
1.血液在肾脏中的运输途径:肾动脉 肾内小动脉 入球小动脉 肾小球毛细血管网 出球小动脉 肾小管外毛细血管网 肾内小静脉 肾静脉；血液由肾动脉进入肾脏,经肾静脉离开肾脏。
2.尿液的形成及排出途径:肾动脉 入球小动脉 肾小球 肾小囊 肾小管 输尿管 膀胱 尿道 体外。
6.血浆、原尿和尿液成分的区别
成分 血浆 原尿 尿液
大分子蛋白质 有 没有 没有
葡萄糖 有 有 没有
氨基酸 有 有 没有
无机盐 有 有 有
尿素 有 有 有
7.排尿的意义
（1）排出废物;
（2）调节体内水和无机盐的平衡;
（3）维持组织细胞的正常生理功能。
尿液中有葡萄糖的原因
尿液中含有葡萄糖的原因可能有三个方面:一是肾小管发生病变;二是胰岛素分泌不足;三是正常人一次摄取的糖类物质过多。
典例2 如图为人体内尿液形成过程示意图，图中①、②、③表示的结构（或生理作用）分别是( )
A
A.动脉、滤过、重吸收 B.静脉、滤过、重吸收
C.静脉、重吸收、滤过 D.动脉、重吸收、滤过
[解析] 血液流经肾小球时，除了血细胞和大分子的蛋白质外，血浆中的一部分水、无机盐、葡萄糖和尿素等物质，都可以经过②肾小球滤过到肾小囊内，形成原尿；在肾小球里，血液只进行了滤过作用，并没有发生气体交换，所以氧气和二氧化碳的含量几乎没有变化，也就是血液仍然是动脉血，①为出球小动脉。当原尿流经肾小管时，其中对人体有用的物质，包括大部分水、全部葡萄糖和部分无机盐，被③肾小管重新吸收回血液里。故图中①为出球小动脉，②为肾小球的滤过作用，③为肾小管的重吸收作用。
知识点3 水盐平衡
1.水的平衡
当体内水分过多时，肾脏会产生很多的尿液，将多余的水分排出；当体内水分不足时，肾脏就只产生少量的尿液，减少水分的排出。肾脏就是这样来调节体内水分平衡的。
2.盐的平衡
人体细胞周围的体液——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。
注意 肾脏对水盐平衡的调节能力是有一定限度的。当盐浓度过高，超出了肾脏的调节能力时，人体就会因为积累过多的盐而死亡，这就是人不能饮用海水的原因。
知识点4 代谢的多样性
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。
2.代谢的两个方面
（1）同化作用
①概念：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。
②同化作用的方式
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。
营养方式 概念
自养 各种植物能通过光合作用,将无机物直接制造成有机物并贮存能量,这种营养方式叫自养，光合细菌也可以进行自养生活
异养 人和动物等需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
自养和异养的比较
营养方式 不同点 相同点
能量来源 物质来源 举例 自养 太阳能 无机物 绿色植物、光合细菌 都从外界摄取物质，转化成自身的组成物质，并且贮存能量
异养 有机物 有机物 人类、动物和绝大部分微生物 ③异养型生物获取营养的方式
（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。例如，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比较
项目 同化作用 异化作用
区别 与环境的关系 从外界吸收营养物质 向外界排出代谢废物
物质代谢 合成自身新物质 分解自身物质
能量代谢 贮存能量 释放能量
举例 绿色植物的光合作用、人体对食物的消化和吸收 呼吸作用
项目 同化作用 异化作用
联系 两者是在活细胞内同时进行的，物质代谢过程中伴随着能量代谢，同化作用为异化作用提供了物质基础，异化作用为同化作用提供了能量 （4）同化作用和异化作用之间的相对强度变化
①同化作用强度 异化作用强度：身体生长,体重增加;
②异化作用强度 同化作用强度：身体变瘦。
典例3 下列关于新陈代谢过程中同化作用和异化作用关系的叙述，正确的是( )
A
A.同化作用和异化作用相互联系，同时发生
B.同化作用和异化作用是交替进行的
C.同化作用在前，异化作用在后
D.异化作用在前，同化作用在后
[解析] 同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并贮存能量的过程;异化作用是指生物体能够把自身的一部分组成物质加以氧化分解，释放能量，并且把分解的终产物排出体外的过程。异化作用和同化作用是同时进行的。
题型 1 营养物质的利用 ★★
典例4 下列有关营养物质的利用的说法，不正确的是( )
C
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
[解析] 一般情况下，食物中大多数的糖类经过消化、吸收和血液的运输到达组织细胞后，被氧化分解为二氧化碳和水，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糖元或脂肪贮存起来。糖类和脂肪均不含构成蛋白质的氮元素，因此蛋白质不能完全由糖类和脂肪转化而来。脂肪和糖类彻底氧化分解的产物都是二氧化碳和水。
题型 2 泌尿系统
角度1 泌尿系统的组成与功能 ★★
典例5 如图为人体的泌尿系统示意图,下列叙述错误的是( )
B
A.①是肾脏,能形成尿液 B.②是肾小管,能输送尿液
C.③是膀胱,能暂时贮存尿液 D.④是尿道,能将尿液排出体外
[解析] ②是输尿管,能把尿液输送到膀胱。
角度2 肾单位的组成、功能和尿液的形成 ★★★★
典例6 （2023·宁波北仑区期末）观察尿液形成过程示意图，回答下列问题。
（1）形成尿液的器官是______。
肾脏
（2）肾单位包括图中的［____ ］________，［____ ］________，［____ ］___________。
①
肾小球
③
肾小囊
④
肾小管
[解析] 肾单位包括肾小体和肾小管。肾小体包括肾小球和肾小囊。因此，图中结构①肾小球、③肾小囊和④肾小管构成一个肾单位。
（3）③内液体与血液成分相比没有血细胞和______________,健康人的尿液与③内液体相比没有________。
大分子蛋白质
葡萄糖
[解析] ③内的液体为原尿，当血液流经①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、葡萄糖等会滤过到③肾小囊腔形成原尿。④肾小管把原尿中的葡萄糖全部重吸收回血液，因此，原尿与血液相比没有血细胞和大分子蛋白质，而尿液与原尿相比没有葡萄糖。
（4）人体每天形成原尿约180升，而尿液仅有1.5升，是因为④的________作用。
重吸收
（5）尿液中出现红细胞是因为图中［____ ］________发生了病变。
①
肾小球
[解析] 当肾小球发生病变时，会导致肾小球的通透性增大，原来不能被滤过的血细胞和大分子蛋白质会进入原尿中，但肾小管对血细胞和大分子蛋白质没有重吸收能力，因此这些血细胞和大分子蛋白质就会随尿液排出而形成血尿或蛋白尿。所以若尿液中出现了红细胞，是因为图中①肾小球发生病变。
题型 3 水盐平衡 ★★★
典例7 水是生命之源。以下有关水的叙述错误的是( )
B
A.人体内的水分通过排尿、排汗、排粪、呼吸4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来降温
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
[解析] 天气炎热时或剧烈运动后人体会大量出汗，汗液的主要成分是水，还含有少量的无机盐、尿素等物质，因此人在大量出汗后要及时补充淡盐水来调节水盐平衡。
题型 4 代谢的多样性 ★★★
典例8 下列有关人体新陈代谢的说法不正确的是( )
C
A.糖类物质在体内代谢的最终产物是水和二氧化碳
B.生物进行呼吸作用时，通过缓慢氧化的方式释放能量
C.人体在任何时候同化作用都大于异化作用，这样才能维持生命的延续
D.新陈代谢包括同化作用和异化作用，它们是同时进行的
[解析] 人在不同时期，同化作用和异化作用的相对强度是会发生变化的，人在老年时或患病期间，往往异化作用占优势，C错误。

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