第15章水盐代谢
学习目标
1.掌握体内各部分体液中电解质的含量和分布特点；钾、钠、氯的吸收与排泄概
况；体内水与电解质平衡的调节。
2.熟悉细胞内液、血浆和细胞间液的含量与组成。
3.了解三种体液之间的交换。
4.简述引起高血钾和低血钾的原因
水和无机盐是人体的重要组成成份和必需的营养素。水与溶解在水中的无机盐、有机物一起构成机体的体液。体液广泛分布于机体细胞内外，体内大多数反应都在细胞内液中进行，而细胞外液则是机体各细胞生存的内环境。可见，保持体液容量、分布和组成的动态平衡，是维持机体正常生命活动的必要条件。疾病和内外环境的剧烈变化都可能破坏这种动态平衡，当超过机体调节控制的范围时，便可造成体内水、无机盐和酸碱的失衡，引起多种疾病，严重时甚至危及生命。因此，掌握水和无机盐代谢的基本理论，对于防治疾病有很重要的意义。
第1节正常人体的体液
一、体液分布与含量
以细胞膜为界，体液可分为细胞内液与细胞外液。分布在细胞内的体液称为细胞内液，它的容量、化学组成和理化性质直接影响着细胞代谢和生理功能；分布在细胞外的体液称为细胞外液，包括血浆和组织间液（细胞间液）两部分。淋巴液、消化液、脑脊液、胸腔液和腹腔液等可视为细胞外液的特殊部分。细胞外液是组织细胞之间和机体与外环境之间进行物质交换的媒介，是机体各细胞生存的内环境。
正常成人体液总量约占体重的60%，其中细胞内液约占体重的40%，细胞外液约占体重的20%，在细胞外液中，血浆约占体重的5%，细胞间液约占体重的15%。人体体液的分布和含量随年龄、性别和胖瘦的不同而有较大差异（见表1）。
表15-1 各年龄的体液含量与分布（占体重%）
细胞外液
年龄体液总量细胞内液
总量组织间液血浆新生儿80 35 45 40 5
婴儿70 40 30 25 5 儿童（2~14岁）65 40 25 20 5 成年人60 40 20 15 5
老年人55 30 25 18 7 随着年龄增长，人体体液总量逐渐减少，如新生儿体液量可达体重的80%，成人体液量占体重60%，而老年人体液量只占体重的55%；由于脂肪疏水，肥胖者的体液量比体重相同的瘦者为少，女性脂肪较多，体液量比男性为少。
二、体液的电解质组成和细胞内外分布特点
体液中的溶质分为电解质和非电解质两大类，其中无机盐、蛋白质和有机酸等溶质常以离子的形式存在，属于电解质，而葡萄糖、尿素等不能解离，属于非电解质。
1.体液中电解质的含量与分布
表15-2 体液中电解质的含量与分布（mmol/L）
血浆组织间液细胞内液电解质
(离子) (电荷) (离子) (电荷) (离子) (电荷)
2.体液中电解质含量与分布的特点
从表2中可以看出，各部分体液中电解质的含量与分布有下列特点：
(1) 体液中电解质浓度若以摩尔电荷浓度表示，则无论细胞内液、组织间液或血浆，其阴阳离子总量相等，呈现电中性。
(2) 细胞内液与细胞外液电解质的分布差异很大，细胞外液主要的阳离子为Na+，主要的阴离子为Cl-和HCO3-；而细胞内液主要的阳离子为K+，主要的阴离子为磷酸根和蛋白质。细胞内外K+与Na+分布的这种显著差异，是由于细胞膜上的Na+—K+泵能主动地把Na+排出细胞外，同时将K+转送进细胞内的缘故。
(3) 细胞内液中电解质的总量大于组织间液和血浆，但由于细胞内液含蛋白质和两价离子较多，而这些电解质产生的渗透压较小，因此，细胞内外液的渗透压仍然基本相等。
(4) 同属于细胞外液的血浆和组织间液在电解质组成和含量上十分接近，唯一重要的差别是蛋白质的含量不同，血浆蛋白质含量为2.25mmol/L，而细胞间液蛋白质含量仅为0.25mmol/L，这种差别对于维持血容量以及血浆与组织间液之间水的交换具有重要意义。
第二节水和无机盐的生理功用
一、水的生理功用
水是人体内含量最多的组成成份，也是人体所必需的营养素。人若无水供应只能活几天，但若不进食而喝水可以活几十天，可见水对生命的重要性。体内的水大部分以结合水的形式存在，一部分以自由水的形式存在。水在维持体内正常代谢活动和生理活动方面起着重要作用。水的主要生理功用有：
1.调节体温水对体温的调节与其理化性质密切相关。水的比热大，因而能吸收较多的热而本身的温度升高不多。水的蒸发热大，所以蒸发少量的汗就能散发大量的热。水的流动性大，能随血液循环迅速分布于全身，再通过体液交换，使物质代谢过程中产生的热在体内迅速均匀分布，并通过体表散发到环境中去。
2.促进物质代谢水是良好的溶剂，很多化合物都能溶解或分散于水中，这是体内化学反应得以顺利进行的重要条件。水还直接参与体内的水解、水化、加水脱氢等反应。
3.运输作用水不仅是良好的溶剂，而且粘度小，易流动，因而有利于体内营养物质和代谢产物的运输。
4.润滑作用水是良好的润滑剂，在有摩擦活动的器官，这种润滑作用显得十分重要。如唾液有利于吞咽及咽部湿润；泪液可防止眼角膜干燥及有利于眼球的转动；关节腔的滑液有利于减少关节活动的摩擦作用，利于关节运动。胸腔液、腹腔液和心包液等的存在，大大减少了这些内脏器官运动时的摩擦，起到良好的润滑作用。
5.维持组织的形态与功能结合水具有与流动性水完全不同的性质，它参与构成细胞原生质的特殊形态，以保证一些组织具有独特的生理功能。如心肌含水约79%，血液含水约83%，两者含水量相差不大，但心肌主要含结合水，因而心肌能进行强有力地收缩，推动血液循环，而血液中的水主要是自由水，故血液能流动自如。
二、无机盐的生理功用
1.维持体液的渗透压与水平衡体液中由无机盐构成的渗透压称为晶体渗透压，它对细胞内外水分的转移及物质交换起着十分重要的作用。Na+、Cl-是维持细胞外液渗透压的主要离子； K+、HPO42-是维持细胞内液渗透压的主要离子。当这些电解质的浓度发生改变时，细胞内外液的渗透压亦发生改变，从而影响体内水的分布。
2.维持体液的酸碱平衡人体各组织细胞只有在适宜的PH条件下才能维持各种酶促反应的正常进行。正常人的组织间液及血浆的PH值为7.35~7.45，在血液缓冲系统、肺和肾的调节下维持相对稳定。体液中的Na+、K+、HCO-3、HPO42-及蛋白质离子参与体液缓冲体系的构成，可以缓冲酸性物质和碱性物质对体液PH值的影响，从而维持体液的酸碱平衡。
3．持神经肌肉的应激性神经肌肉的应激性与多种无机离子的浓度及比例有关，其关系如下：
神经肌肉兴奋性
[Na+]+[K+]
[Ca2+]+[Mg2+]+[H+]∝
从上述关系式可以看出，Na+、 K+能增强神经肌肉的应激性，当血浆Na+、K+浓度增高时，神经肌肉的应激性增高，当血浆K+、Na+浓度过低时，神经肌肉的应激性降低，可出现肌肉软弱无力，甚至麻痹；而Ca2+、Mg2+、H+能降低神经肌肉的应激性，当血浆Ca2+、Mg2+、H+浓度增高时，神经肌肉的应激性降低，当血浆Ca2+浓度过低时，神经肌肉的应激性升高，可出现手足搐搦甚至惊厥。
K+对心肌有抑制作用，当血钾浓度升高时，心肌的应激性降低，可出现心动过缓、心率减慢、传导阻滞和收缩力减弱，严重时甚至可使心跳停止于舒张期。因此临床上给病人补钾应尽量选择口服，如通过静脉补钾，则应缓慢滴注，以防血钾过高，发生危险。当血钾浓度过低时，心肌的应激性增强，可出现心率加快，心律紊乱，严重时可使心跳停止于收缩期。由于Na+和Ca2+可拮抗K+对心肌的作用，因此，临床上可通过静脉注射含Ca2+的溶液来纠正血浆K+浓度过高对心肌的不利影响。
4．维持细胞正常的新陈代谢
（1）作为酶的辅助因子或激活剂影响酶的活性。如各种ATP酶需要一定浓度的Na+、
K+、Mg2+、Ca2+的存在才表现出活性，Cl-是淀粉酶的激活剂等。
（2）参与或影响物质代谢如糖原、蛋白质的合成需要K+参加，Na+参与小肠对葡萄糖的吸收，Mg2+参与蛋白质、核酸、脂类和糖类的合成，Ca2+是激素作用的第二信使等。这一切都说明无机盐在机体物质代谢及其调控中起着重要的作用。
第3节水和钠、钾、氯的代谢
一、水的代谢
1．水的来源正常成人在一般情况下，每天摄入的水总量约2500ml。其来源有3个方面：①饮水。成人每天饮水量约1200 ml；②食物水。成人每天从食物摄取的水约1000 ml；③代谢水。为糖、脂肪和蛋白质等营养物质在体内氧化时所产生的，成人每天体内生成的代谢水量约为300 ml。
2．水的去路正常成人每天排出的水总量约2500 ml。体内水的去路有：①肺呼出。成人每日通过呼吸排出的水量约350 ml；②皮肤蒸发。皮肤通过排汗调节体温，在此过程中要失水。皮肤排汗有两种方式：一种是非显性出汗，即体表水分的蒸发。成人每日由皮肤蒸发的水分约500 ml。另一种为显性出汗，它通过皮肤汗腺排出水分，并伴有Na+、Cl-等电解质的排出，所以，出汗过多时，在补充水分的同时，还应注意补充NaCl；③粪便排出。每天由粪便排出的水量约150 ml。消化道每天分泌的消化液约有8L，这些消化液约98%在肠道被重吸收，只有少量随粪便排出体外。在病理情况下如呕吐、腹泻等都能引起消化液大量丢失可导致脱水和电解质平衡紊乱，因此，对这些患者应补充水分和相应的电解质。④肾排出。这是体内水的主要去路，对体内水的平衡起着主要调节作用。一般成人每天排尿量约1000~2000 ml，平均为1500 ml。
总之，正常成人每天水的出入量相等，分别约为2500 ml （见表3）。
表15-3 正常成人每日水的出入量
水的入量（ml）水的出量（ml）
饮水 1200 肺呼吸 350
食物水 1000 皮肤蒸发 500
代谢水 300 粪便排出 150
肾排出 1500
合计 2500 2500 临床上对于不能进食进水的病人，每天应当通过输液补给其所需水量，以满足其生理需要。
二、钠的代谢
1．钠的含量与分布正常成人体内钠含量为45~50 mmol/kg体重（约1g/Kg体重），体重60Kg的人体内钠总量约60g，其中约45%分布于细胞外液，10%分布于细胞内液，45%存在于骨骼中。血浆钠含量为135~145mmol/L。
2．钠的吸收与排泄人体每日摄入的钠主要来自饮食中的氯化钠，正常成人每日NaCl的需要量为4.5~9g。摄入的钠在胃肠道几乎全部被吸收，一般很少因膳食而缺钠，仅在严重腹泻、呕吐或长期大量出汗时才导致钠的丢失。
钠主要由肾排出，少量由粪便及汗排出。正常情况下，每天钠的排出量与摄入量相等。肾脏对钠的排出有很强的调节能力，正常人每天由肾小球滤过的钠达20~40mol，而每日尿钠排出量仅为0.01~0.2 mol，重吸收率达99.4%。当血Na+浓度高时，肾小管对Na+的重吸收降低，过量的钠可以很快通过肾脏排出体外。当血Na+浓度低时，肾小管对钠的重吸收作用增强，在机体完全停止钠的摄取时，肾脏排钠量可以降至极低，甚至趋近于零。所以肾脏排钠的特点是“多吃多排，少吃少排，不吃不排”。
三、钾的代谢
1．钾的含量与分布正常成人体内钾含量为30~50mmol/kg体重（约2g/Kg体重），体重60Kg的人，体内钾的总量约为120g。其中98%存在于细胞内液，2%存在于细胞外液，细胞内液K+浓度为158 mmol/L，血浆钾浓度为3.5~5.4mmol/L。
钾在细胞内外分布的不均匀，细胞外液的K+需15小时左右才能与细胞内K+达到平衡。因此，临床上在给缺钾患者补钾的治疗过程中，很难在短时间内恢复其体内的钾平衡，如果短时间内静脉补钾过多过快，则有发生高血钾的危险。故一次性补钾不宜过多过快，并应注意观察血钾的情况。
物质代谢对钾在细胞内外的分布有较大影响，当糖原或蛋白质合成时，钾从细胞外进入细胞内，反之，当糖原或蛋白质分解时，钾由细胞内释放到细胞外。实验结果表明，
每合成1g糖原时有0.15mmol的钾进入细胞，每分解1g糖原时有同量的钾释放出细胞。静脉输注胰岛素和葡萄糖液时，由于糖原或蛋白质合成加强，钾由细胞外进入细胞内，可造成血钾降低，故应注意补充钾。
2．钾的吸收与排泄正常成人每日钾的需要量为2~4 g，主要来自食物，普通膳食含钾丰富，可以满足人体对钾的需要。食物中的钾约90%经消化道吸收，其余部分则从粪便排出。严重腹泻时，从粪便中丢失的钾量可达正常时的10~20倍，此时易导致体内缺钾，应注意补充。
四、氯的代谢
1．氯的含量与分布正常成人体内氯含量约为33mmol/kg体重，婴儿含量多至52mmol/kg体重。其中70%的氯存在于血浆与组织间液中，只有少量分布在细胞内液并主要存在于分泌Cl-的细胞内。血清氯含量为98~106mmol/L。
2．氯的吸收与排泄食物中的Cl-大都与Na+一起被小肠吸收。氯主要经肾随尿排泄，小部分由汗排出。肾小管上皮细胞可将肾小球滤出的Cl-随Na+一起重吸收，过量的Cl-可随Na+通过肾小管排出体外。
第4节水与无机盐代谢的调节
体内水与无机盐代谢的调节是在神经和激素的调节下，主要由肾来实现。参与调节的激素主要有抗利尿激素和醛固酮。
一、神经系统的调节
中枢神经系统通过对体液渗透压变化的感受，直接影响水的摄入，以调节体液的容量和渗透压。当机体失水在1%~2%以上或进食高盐饮食时，可致体液渗透压升高，此时即可刺激丘脑下部的渴觉中枢，进而引起大脑皮层的兴奋，产生口渴思钦的生理反应，饮水后，渗透压恢复而解渴。反之，如果体内水增多，体液呈低渗状态，则渴觉被抑制。
二、抗利尿激素的调节作用
抗利尿激素（ADH）又称加压素，是丘脑下部视上核神经细胞分泌的一种九肽激素，贮存于神经垂体，当需要时，再由神经垂体释放入血，随血液循环至肾起调节作用。
抗利尿激素的主要作用是促进肾远曲小管和集合管对水的重吸收，降低排尿量。接口：ADH的分泌和作用机制请参考《生理学》有关章节。
三、醛固酮的调节
醛固酮是肾上腺皮质球状带分泌的一种类固醇激素，能促进肾远曲小管和集合管上皮细胞分泌H+与K+，回收Na+。所以，醛固酮的主要生理功能是促进肾排K+排H+，重吸收Na+，同时也增加Cl-和水的重吸收，调节血容量和细胞外液容量。接口：醛固酮的分泌和作用机制请参考《生理学》有关章节。
总之，正常人体在抗利尿激素和醛固酮的调节下，通过影响肾远曲小管和集合管重吸收水和无机盐以维持体液容量和渗透压的相对稳定。
小结
水和无机盐是人体的重要组成成份和必需的营养素，水与无机盐、有机物一起构成人体的体液，体液分为细胞内液和细胞外液。正常成人体液总量约占体重的60%，其中细胞内液占体重的40%，细胞外液占体重的20%，在细胞外液中，血浆占体重的5%，组织间液占体重的15%。体内各部分体液之间不断地进行着物质交换。细胞内液与细胞外液在电解质分布和组成上有很大差别，细胞内液主要的阳离子是K+，主要的阴离子是磷酸根和蛋白质，而细胞外液主要的阳离子是Na+，主要的阴离子是CI-和HCO3-，这些离子分别在维持细胞内、外液渗透压和容量方面起着主要作用。
水具有调节体温，促进物质代谢，维持组织的形态与功能以及运输和润滑作用，而无机盐则在维持体液的容量和渗透压，维持神经肌肉和心肌的应激性，维持体液的酸碱平衡以及维持酶活力等方面具有十分重要的作用。
体内水、无机盐代谢受神经体液的调节，参与调节的激素主要有抗利尿激素和醛固酮。
目标检测
1．较细胞内液与细胞外液、血浆与组织间液电解质分布与含量的主要差别。
2．血浆与组织间液、组织间液与细胞内液是如何进行交换的？
3．说明人体内水的来源和去路。
4．简述水、电解质有哪些主要生理功能。
5．引起血浆钾浓度升高或者降低的因素有哪些？
6．抗利尿素、醛固醇对水、电解质平衡有何调节作用？
参考文献
黄冶森.2001.生物化学.人民卫生出版社
马如骏.1997.生物化学.人民卫生出版社
（周三牛）
水和无机盐代谢 水和无机盐(电解质)是机体的重要组成成份，也是体液的重要组成成份。体液是细胞生命活动的内环境，其恒定的容量、渗透压、酸碱度和合适的各种离子浓度，对细胞的正常代谢起着重要的保证作用。本章要求掌握体液含量、分布和组成特点；掌握钙、磷的生理功能及三种激素对钙磷代谢的调节；熟悉水、无机盐的生理功用，水平衡、钠、钾动态平衡，影响血钾的因素及抗利尿激素和醛固酮对水盐代谢的调节作用，熟悉影响铁的吸收因素；了解镁、锌、铜等的生理作用。 一．正常人体的体液 1. 体液的分布和含量： 正常成年人中体液总量占体重60％，其中细胞内液占体重40％，细胞外液占20％，胞外液中，细胞间液占15％，血浆占5％。人体体液分布和含量随年龄、性别、身体胖瘦不同而异。 2. 各部分体液中电解质组成特点：可归纳为（见教材P206表9-2） 1）用mmol（电荷）/L表示，各部分体液中，其阳离子总数和阴离子总数相等，呈电中性状态。 2）细胞内外液中电解质分布有明显差异。细胞内液的阳离子以K+最主要，其次是Mg2+和少量的Na+，阴离子以有机磷酸和蛋白质负离子为主。细胞外液的阳离子以Na+占大部分；亦有少量的K+、Ca2+、Mg2+等，阴离子以Cl—和HCO3—为主。 3）在细胞外液中，血浆和细胞间液二部分体液中的电解质种类一致；含量极为接近。唯有蛋白质含量有明显差别，血浆的蛋白质含量大大超过细胞间液。 3. 体液的交换： 1）血浆与细胞间液之间交换： 其中水分交换的动力主要是动力主要是血压和血浆蛋白质产生的胶体渗透压。血管的动脉端血压>胶体渗透压，水分从血管内流向组织间，静脉端血压降低，胶体渗透压相对大于血压，组织间水分回流入血管。 2）细胞内外之间的交换。 Na+-K+泵的概念： 水分交换的动力主要决定于细胞内外的晶体渗透压，水分从渗透压低处流向高处。 二．水和无机盐的生理功用 1. 水的功用，维持组织形态；促进物质代谢；调节体温和润滑作用。 2. 无机盐的生理功用：维持体液的渗透压与酸碱平衡；维持神经肌肉的应激性（注意K+对神经肌肉及心肌细胞的不同作用）；维持细胞正常新陈代谢，如细胞内蛋白质、糖原合成旺盛时，胞外（血中）钾进入细胞内细胞内分解代谢旺盛时，血钾增高等。 三、水、钠、钾、氯代谢 1. 水平衡： 正常成人每天水的摄入与排出相等（约2500ml）注意每天水的排出途径与数量：呼吸排出350ml 皮肤蒸发500ml（不包括出汗），粪便排出150ml,肾排出1500ml，其中前三项
水和无机盐的调节习题 一、选择题（每小题有一个或几个答案符合题意要求） 1．正常成年人每天（24h）应该饮入多少毫升水，才能满足正常的生命活动的需要？A．500ml B．1000ml C．1300ml D．2500ml 2．汗液排出的人体代谢废物是（） A．尿素和尿酸B．水和无机盐C．CO2和油脂D．油脂和乳酸 3．人体内的无机盐存在的状态，大多为（） A．分子B．离子C．络合物D．与蛋白质结合 4．下列说法中，正确的是（） A．尿是体内多余的水分B．每天排出的尿量应等于通过饮食的摄入量 C．小肠是摄取水分的唯一器官D．肺是排出水分的一个器官 5．饮食中的Na+经人体而排出的途径有（） A．皮肤B．肾脏C．大肠D．肺 6．调节水和无机盐代谢的最高中枢是（） A．垂体前叶B．大脑皮层C．下丘脑D．垂体后叶 7．水的下列哪种特性有利于体内的化学反应（） A．流动性B．分子极性强C．分子比热大D．有润滑作用 8．下列对排尿的生理意义的叙述中，不正确的是（） A．维持体内环境的相对稳定B．排出细胞代谢的终产物 C．维持血浆和组织液的平衡D．调节体内水分和无机盐的含量 9．以下关于水和无机盐平衡及其调节的叙述，正确的是（） A．人体内水和无机盐平衡是神经调节和激素调节共同作用的结果 B．人在饮水不足时，抗利尿激素分泌减少，尿的排出量减少 C．K＋在维持细胞外液渗透压上起到决定性作用 D．当血钾含量升高时，醛固酮分泌量增加，K＋的重吸收增加 10．下列的人体生理过程中，不属于排泄的是（） A．二氧化碳和水由呼吸系统排出B．汗液的排出 C．蛋白质代谢终产物的排出D．皮脂腺的分泌 11．人体血浆中蛋白质过少，会出现的症状是（） A．脱水B．抽搐C．组织水肿D．贫血 12．下列代谢产物中参与对人体生理功能的调节作用的是（） A．水B．尿素C．二氧化碳D．无机盐 13．能使血糖降低的激素来自（） A．胰岛A细胞B．胰岛B细胞 C．肾上腺D．脑垂体 14．糖尿病的主要成因是（） A．吃糖过多B．吃纤维素多的食物少 C．胰岛A细胞受损D．胰岛B细胞受损 15．糖尿病人的临床表现是（） A．吃得多，但日渐消瘦B．喝水多，但口还干渴 C．尿得多，尿有果香味D．尿得多，尿有醇香味 16．糖尿病患者在饮食上应该（） A．多吃香蕉少吃糖B．多吃粗粮少吃肥肉 C．多吃蔬菜少吃水果D．多吃甘薯少吃油腻 17．如果某人持续性出现糖尿，能肯定他是糖尿病患者；有的人口味过于清淡，炒菜时放盐极少，长期这样下去，对他的健康不会有什么影响。这两种说法依次是（）A．不正确、正确B．不正确、不正确
一、组成细胞的元素和化合物 1.组成细胞的元素分类 (1)按含量分 大量元素：等 微量元素：等(2)按作用分 最基本元素： 组成人体细胞的主要元素： （按占细胞鲜重的百分比） 2.组成细胞的化合物 1)种类 无机化合物： 有机化合物：、脂质、蛋白质、 (2)含量 ①占细胞鲜重最多的化合物是。 ②占细胞鲜重最多的有机化合物是。 ③占细胞干重最多的化合物是。 三、细胞中的无机物 1.细胞中的水 (1)存在形式：和。 (2)含量变化：生物体的含水量与和生物的 有关。 (3)功能 ①自由水 a.细胞内的 b.参与许多 c.运送和 d.为细胞生存提供
②结合水：是的重要组成成分。 (4)自由水与结合水的联系 自由水结合水 2.细胞中的无机盐 (1)含量：很少，占细胞鲜重的1%～1.5%。 (2)存在形式：绝大多数以的形式存在，少部分是细 胞内的组成成分。 (3)功能：维持细胞和生物体的，维持细胞的 平衡等。 1.种类与含量 (1)上述元素分类是针对生物整体概况的，具体到某种生物 时元素的归属可能不同，如氯元素(Cl)是组成人体的大量元素，但对植物而言却属于微量元素。 (2)大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素。生物体内所含有的元素却不一定都是必需元素。 (3)占人体细胞干重最多的元素是C，占人体细胞鲜重最多的元素是氧，无论鲜重还是干重，C、H、O、N四种元素的含量最多。 2.元素的统一性和差异性 (1)元素种类上的统一性 ①生物界与非生物界在元素种类上具有统一性，构成生物体的化学元素在无机自然界都能找到，没有一种是生物界所特有的。 ②生物界元素都是从无机环境中获取的，如下图：
水和无机盐的存在形式和生理功能 1.植物组织培养的培养基中应含有植物生长所需的全部养分。右图所示的培养基中含有NH4NO3、 KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少一种必需元素，为补充这 种元素，应添加的化合物是() A．Ca(NO3)2B．KCl C．KH2PO4D．K2SO4 2．下列关于细胞中物质组成的叙述，正确的是() A．在活细胞中氧原子数量最多 B．脱氧核糖是构成ATP和DNA的基本成分 C．在干重状态下，动物体一般比植物含氮量多，是由于动物体含蛋白质较多 D．核酸区别于脂质的元素是磷和氮 3．玉米种子发育到玉米幼苗的过程中，关于细胞内水和无机盐的叙述，正确的是() A．玉米种子在萌发过程中，主要以被动运输的方式从外界吸收水和无机盐 B．玉米幼苗从土壤中吸收的水分主要用于光合作用和呼吸作用 C．储存的玉米种子的细胞内，可用于细胞代谢的水主要是自由水 D．适宜环境中，玉米幼苗生长较快，每个细胞内无机物的积累量越来越多 4．研究发现，由于自由水含量多少不同，所以细胞质有两种不同的状态：一种是含水较多的溶胶；另一种是含水较少的凝胶。下列细胞中细胞质最可能呈凝胶状态的是() A．休眠的种子细胞B．黑藻叶肉细胞C．人体癌细胞D．人体衰老细胞5．下图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况。则对甲、乙、丙所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是() A．甲可能是叶绿素，能吸收光能进行光合作用 B．乙可能是血红蛋白，有运输氧的作用 C．丙可能是磷脂，是细胞膜的主要成分 D．甲、乙、丙必为同一类物质 6．下列对生物体内水的叙述，错误的是() A．在渗透作用的过程中，水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散 B．有些乔木在冬季时，体内淀粉水解使可溶性糖类增多，利于抗冻 C．丙酮酸彻底分解成CO2的过程中需要水的参与 D．在休眠的细菌体内，自由水与结合水的比值将下降 7．下图为对刚收获的种子所做的一系列处理，据图分析有关说法正确的是() A．④和⑤是同一种物质，但是在细胞中存在形式不同B．①和②均能够萌发形成幼苗 C．③在生物体内主要以化合物形式存在D．点燃后产生CO2中的C只来自于种子的糖类8．在正常人的一生中，细胞内自由水与结合水的比值P随年龄变化(y)的曲线是()
水和无机盐 1．下列有关叙述正确的是( ) A．组成生物体和组成无机自然界的化学元素中，碳元素的含最多 B．人、动物与植物所含的化学元素的种类差异很大 C．组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到 D．不同生物体内各种化学元素的含量比例基本相似 2．下列有关组成生物体元素的叙述错误的是( ) A．在不同的生物体内，组成它们的化学元素大体相同 B．在同一种生物体内，各种化学元素的含量相同 C．组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两类 D．在组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素 3．组成细胞的各种化学元素中，最基本元素、微量元素可以分别用下图中的哪些字母表 示( ) A．e、b B．a、e C．d、e D．a、d 4．生活在水中的鲤鱼和生活在沙漠中的仙人掌，这两种生物细胞中含量最多的有机化合物是( ) A．水 B．脂肪 C．蛋白质 D．糖类 5．C、H、N3种元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占73%左右，而这3种元素在组成岩石圈的化学成分中，质量分数还不到1%。这一事实说明( ) A．生物界和非生物界具有统一性 B．生物界和非生物界具有差异性 C.这3种元素是组成人体的主要元素D．生物界和非生物界的组成元素是完全不同的6．构成月季和孔雀的主要化学元素有( ) A.C、H、O、N、P、Fe B.C、H、O、S、N、P C.H、O、K、S、P、Mg D.N、P、K、Ca 7．关于细胞和无机自然界中元素的情况，下列叙述错误的是( ) A．细胞中有的元素，无机自然界中一定有 B．无机自然界中有的元素，细胞中一定有 C．组成细胞的化学元素，在生物体内和无机自然界中的含量相差很大 D．C、H、N三种元素在岩石圈的含量不足1% 8．生物体内构成血红蛋白、叶绿素、甲状腺激素、动物骨骼的重要元素依次是( ) A．Fe、Mg、I、Ca B．I、Mg、Ca、Fe C．Fe、Ca、I、Mg D．Mg、Fe、I、Ca 9．人体某些组织的含水量近似，但存在形式却不同，例如：心肌含水量约79%，而呈坚韧状态，血液含水量约82%，却呈川流不息的液态。从水在生物体内的存在形式来看，对这种差异的解释为( ) A．心肌内结合水较多 B．血液中结合水较多 C．心肌内全是结合水 D．血液中全是自由水 3]/[H2CO3]<15时， 3]约为[H2CO3]的20倍，如果[HCO－ 10．在健康人体的血浆中，[HCO－ 将发生酸中毒。此实例说明无机盐有着重要的生理功能，下列关于无机盐生理功能的说法
一、体液概述 （一）体液的含量和分布 「细胞内液（40% 1、体液（成人约占体重60%厂- 组织间液（15% I细胞外液（（20% I 血浆（5% 2、影响体液含量的因素：年龄、体脂含量、性别等。 3 、体液的主要作用： 细胞内液：是细胞内各种代谢正常进行及生理功能发挥的直接环境，它的容量、化学组成和 理化性质直接影响着细胞代谢和生理功能。 细胞外液：包括血浆和组织间液，另外淋巴液、脑脊液、消化液、渗出液和漏出液也算细胞 外液的特殊部分。细胞外液是沟通组织细胞之间和机体与外环境之间的介质。 （二）体液的电解质分布特点 1 、体液各部分的阳离子与阴离子平衡。即：细胞内液或细胞外液的阳离子与阴离子的电荷量相 等，呈电中性。 2、细胞内液与细胞外液离子分布差异很大。细胞外液的阳离子主要为N3,阴离子主要为CI-和HCO;细胞内液的阳离子主要为Q阴离子主要为HPO T和蛋白质。 3、细胞内外液的渗透压相等。正常人体液的渗透浓度在280?310mOsm/L之间（mOsm毫渗透摩尔）。在此范围内为等渗，高于此范围为高渗，低于此范围为低渗。临床上常用的5%葡萄糖液渗透浓度为278mOsm/L 0.9%NaCL液渗透浓度为308mOsm/L均为等渗液体。 4、细胞外液中血浆和细胞间液两部分，二者总离子浓度和电解质含量都较为接近，主要差别在 于蛋白质含量不同，血浆蛋白含量大大高于细胞间液。这种差别对于血浆与细胞间液之间水的交换具有重要作用。 （三）体液的交换 1、血浆与细胞间液之间的交换：血浆与细胞间液之间有毛细血管相隔，除蛋白质外，水和小分 子溶质均可自由通过。引起毛细血管内外水移动的因素，在血管内为毛细血管压和血浆胶体渗透压， 在血管外为组织间液的流体静压和组织间液的胶体渗透压。 在毛细血管动脉端，血管内外流体静水压差（血压-组织间液静水压）大于胶体渗透压差（血浆胶体渗透压-组织间液胶体渗透压），故水和可透过性物质自血浆流向组织间液； 在毛细血管的静脉端，由于血管内外流体静水压差小于血浆有效胶渗压，故水和可透过性物质自组织间液流回血浆。 2、细胞间液与细胞内液之间的交换：细胞间液与细胞内液之间以细胞膜相隔，水能自由透过， 葡萄糖、氨基酸、尿素、肌酐、CO、Q、CL及HCO等也能通过，蛋白质、K+、Na+、Ca2+、Mg+等则不 易通过。故细胞间液、细胞内液的化学组成、电解质含量相差很大。
水和无机盐 教学目标 1.知识目标 （1）说出水在细胞中的存在形式和作用。 （2）说出无机物在细胞中的存在形式和主要作用。 2.能力目标 （1）尝试进行自主个性化的学习。 （2）运用互联网、图书、杂志进行资料的收集和整理。 （3）尝试将你所获得的信息表达出来。 （4）提高学生的语言表达能力及思维的严密性。 3.情感态度与价值观 （1）参与小组合作与交流。 （2）认同“细胞是多种元素和化合物构成的生命系统”。 （3）探讨组成细胞的分子的重要作用。 教学重难点 教学重点 水和无机盐在细胞中的存在形式和作用。 教学难点 1.水的存在形式，结合水与自由水的区别。 2. 无机盐的作用。 课时安排 1课时 教学过程 【情境导入】 非洲的角马、大象不远千里进行迁徙、沙漠中的植物地下的根是地上部分高度的几倍，这些生物都在苦苦地寻觅什么呢？生命的诞生、沙漠植物的特殊形态、人胚胎发育的环境都离不开水，为什么水对生命如此重要呢？ 教师课件展示一些市面上的“运动饮料”图片，引起学生兴趣，接着教师课件中出现一个运动饮料化学成分表（可拍摄某牌子的饮料包装）。
“这是××饮料的化学成分表，表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加这些无机盐呢？那么无机盐在生活中起什么作用呢？” 【互动学习】 （一）细胞中的水 1.水在生物体中的含量 对绝大多数生物来说，没有水就不能存活。地球上如果没有水，也就没有生命。 一个人在极限的状态下，可以坚持20天以上不进食，但是缺水不出3天就会丧生。地球表面有3／4的部分是水，细胞含量最多的化合物是水，许多国家的科学家都在为寻找火星上的水而努力工作，既有成效又有争议。这些事实说明水对于生命的重要性。 最早的生命也是在水中诞生的。水在细胞中含量是最多的。在不同种类的生物体中，水的含量差别较大，生物体中水的含量为60％～95％。如，幼嫩植物体中水的含量约为70％，动物体中水的含量约为80％左右。 水在生物体的含量这么高，我们平时似乎并不觉得，那水是以怎样的形式存在于生物体内的呢？ 2.水在细胞中的存在形式 水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分，大约占细胞内全部水分的4.5％。细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。 自由水大家是好理解的，它是可以流动，可以蒸发，可以离析的水分子，那么结合水具体是怎么回事呢？ 结合水是在生物体内或细胞内与蛋白质、多糖等物质以氢键的形式相结合形成水胶体（亲水力蛋白质强于淀粉，淀粉强于纤维素），失去流动性，含量比较稳定，不易散失。结合水是细胞结构的重要组成成分，不能溶解其他物质，不参与代谢作用。结合水赋予各种组织、器官一定形状、硬度和弹性，因此某些组织器官的含水量虽多（如人的心肌含水79％），仍呈现坚韧的形态。 N C H O ………氢键水能够形成 氢键的分子O H H
一、复习思考题 、什么叫体液？正常成人体液地含量和分布是怎样地？ 、各部分体液中电解质地组成有何特点？ 、水分在血管内及细胞内外交换地动力各是什么？肝功能明显降低地人，为什么会产生浮肿？ 、水和无机盐各有哪些生理功用？ 、为什么说不能进食（不吃不喝）地病人在补充电解质时首先应考虑补充钾，有哪些因素影响血钾地浓度？ 、试述钙和磷在体内地生理功用？ 、调节钙磷代谢地激素有哪几种？它们对钙磷代谢各起什么作用（以血钙、血磷浓度变化来蘅量）. 、试述，（）生成地过程及其对钙磷代谢地调节作用. 、影响钙磷吸收地因素有哪些？ 、铁在体内地主要生理功用是什么？哪些因素有利于铁地吸收、哪些因素不利于铁地吸收？ 二、填空题 、正常成年人体液总量占体重地，体液包括和两部分， 其中细胞内液占体重，细胞外液占，（其中血浆占 ），人体内体液地含量随、以及等而有所不同 、细胞内液地主要阳离子为，主要阴离子为、等. 细胞外液地主要阳离子是，主要阴离子是、. 、水地生理功用有、、、等. 、水地来源每天总量约为，主要从饮、食获得外，其余均
为水.水地去路中最主要地是，每天约为，其它地排出 途径还有、和；正常成年人每天水地排出总量约为 ，其中为可调节地因素，但每天尿量不得少于，因此 成年人每天地最低需水量为，此为临床参考补液量地依据. 、水代谢地平衡主要依赖和地调节.临床上由于分泌 不足而引起尿量剧增地内分泌疾病称为. 常见地脱水类型有、和三类. 临床上常见地上吐下泻，最易引起脱水，其脱水地特点是. 、水肿是指.肾病、心衰和均可导致. 、浓度过高对心肌有抑制作用，可使，而浓度过低则常出现. 临床上小儿常因浓度降低，使神经、肌肉兴奋性，而诱发手足抽搐. 、钾离子在细胞内可参与和地合成，故细胞内、蛋白质合成旺盛时，血钾.临床上常用方法来缓解与治疗高血钾. 、成人体内钠总量为克左右，血清钠浓度为 ，其主要分布在，血钾浓度为，其主要分布在 .钠、钾地排泄均由肾通过尿而排出，但前者地排泄特点为，而后者为，这是由地调节作用所致. 、临床上对长期不能进食地患者应考虑，但须注意，以防止. 、高血钾可导致中毒，排尿，而低血钾可导致中毒，排 尿；酸中毒也可引起，排尿，而碱中毒也可引起 排尿.
《水和无机盐的平衡和调节》习题精选 一、选择题（每小题有一个或几个答案符合题意要求） 1．正常成年人每天（24h）应该饮入多少毫升水，才能满足正常的生命活动的需要？ A．500ml B．1000ml C．1300ml D．2500ml 2．汗液排出的人体代谢废物是（） A．尿素和尿酸B．水和无机盐C．CO2和油脂D．油脂和乳酸 3．人体内的无机盐存在的状态，大多为（） A．分子B．离子C．络合物D．与蛋白质结合 4．下列说法中，正确的是（） A．尿是体内多余的水分B．每天排出的尿量应等于通过饮食的摄入量 C．小肠是摄取水分的唯一器官D．肺是排出水分的一个器官 5．饮食中的Na+经人体而排出的途径有（） A．皮肤B．肾脏C．大肠D．肺 6．调节水和无机盐代谢的最高中枢是（） A．垂体前叶B．大脑皮层C．下丘脑D．垂体后叶 7．水的下列哪种特性有利于体内的化学反应（） A．流动性B．分子极性强C．分子比热大D．有润滑作用 8．下列对排尿的生理意义的叙述中，不正确的是（） A．维持体内环境的相对稳定B．排出细胞代谢的终产物 C．维持血浆和组织液的平衡D．调节体内水分和无机盐的含量9．以下关于出入肾小球的血管的叙述中，正确的是（） A．出球小动脉粗，入球小动脉细B．入球小动脉细，出球小静脉细 C．出球小动脉细，入球小动脉粗D．入球小动脉粗，出球小静脉粗10．以下关于水和无机盐平衡及其调节的叙述，正确的是（） A．人体内水和无机盐平衡是神经调节和激素调节共同作用的结果 B．人在饮水不足时，抗利尿激素分泌减少，尿的排出量减少 C．K＋在维持细胞外液渗透压上起到决定性作用 D．当血钾含量升高时，醛固酮分泌量增加，K＋的重吸收增加 11．下列的人体生理过程中，不属于排泄的是（） A．二氧化碳和水由呼吸系统排出B．汗液的排出 C．蛋白质代谢终产物的排出D．皮脂腺的分泌 12．为了防止人在高温下剧烈劳动时出现肌肉痉挛，最好给人喝一些（）A．糖水B．淡食盐水C．汽水D．纯净水 13．人体血浆中蛋白质过少，会出现的症状是（） A．脱水B．抽搐C．组织水肿D．贫血 14．下列代谢产物中参与对人体生理功能的调节作用的是（） A．水B．尿素C．二氧化碳D．无机盐 二、非选择题 1．随粪便排出的水是饮食中经肠道吸收后的剩余水。（） 2．随粪便排出的K+、Na+都不是代谢活动产生的。（） 3．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。（） 4．人体的稳态是指机体在_______系统和_______的调节下，通过各个_______、_______的协调活动，共同维持_______的相对稳定状态。
习题精选 水和无机盐的平衡和调节 一、选择题（每小题有一个或几个答案符合题意要求） 1．正常成年人每天（24h）应该饮入多少毫升水，才能满足正常的生命活动的需要？（） A．500ml B．1000ml C．1300ml D．2500ml 2．汗液排出的人体代谢废物是（） A．尿素和尿酸B．水和无机盐 C．CO2和油脂D．油脂和乳酸 3．人体内的无机盐存在的状态，大多为（） A．分子B．离子C．络合物D．与蛋白质结合 4．下列说法中，正确的是（） A．尿是体内多余的水分 B．每天排出的尿量应等于通过饮食的摄入量 C．小肠是摄取水分的唯一器官 D．肺是排出水分的一个器官 5．饮食中的Na+经人体而排出的途径有（） A．皮肤B．肾脏C．大肠D．肺 6．调节水和无机盐代谢的最高中枢是（） A．垂体前叶B．大脑皮层 C．下丘脑D．垂体后叶
7．水的下列哪种特性有利于体内的化学反应（） A．流动性B．分子极性强C．分子比热大D．有润滑作用 8．下列对排尿的生理意义的叙述中，不正确的是（） A．维持体内环境的相对稳定B．排出细胞代谢的终产物 C．维持血浆和组织液的平衡D．调节体内水分和无机盐的含量 9．以下关于出入肾小球的血管的叙述中，正确的是（） A．出球小动脉粗，入球小动脉细B．入球小动脉细，出球小静脉细C．出球小动脉细，入球小动脉粗D．入球小动脉粗，出球小静脉粗10．以下关于水和无机盐平衡及其调节的叙述，正确的是（） A．人体内水和无机盐平衡是神经调节和激素调节共同作用的结果 B．人在饮水不足时，抗利尿激素分泌减少，尿的排出量减少 C．在维持细胞外液渗透压上起到决定性作用 D．当血钾含量升高时，醛固酮分泌量增加，的重吸收增加 11．下列的人体生理过程中，不属于排泄的是（） A．二氧化碳和水由呼吸系统排出B．汗液的排出 C．蛋白质代谢终产物的排出D．皮脂腺的分泌 12．为了防止人在高温下剧烈劳动时出现肌肉痉挛，最好给人喝一些（）A．糖水B．淡食盐水C．汽水D．纯净水 13．人体血浆中蛋白质过少，会出现的症状是（） A．脱水B．抽搐C．组织水肿D．贫血
第十三章水和无机盐的代谢 ?【目的和要求】 1掌握正常人体体液分布及电解质 2组成掌握正常人体体液含量 3掌握C a，P代谢及调节 4了解各微量元素的代谢 1水，电解质代谢调节 2骨C a，P代谢的调节 学习内容 第一节正常人体的体液 第二节水和无机盐的功能 第三节水和钠，钾，氯的代谢 第四节钙磷代谢 第五节微量元素 【教学内容】 体液中的无机盐、一些有机物和蛋白质常以离子状态存在，故又称为电解质。水和无机物代谢主要表现为保持体液的容量、分布和电解质含量的动态平衡，故又称为水与电解质平衡。它是维持正常生命活动的必要条件 第一节正常人体的体液 ＆㈠体液的分布与含量 细胞内液（占体重的40％）体液 体液(占体重的60％) 血浆(占体重的5％) 细胞外液(占体重的20％) 组织间液(占体重的15％)
＆㈡体液中电解质组成 1.细胞内外液中的电解质含量（见书） ⒉细胞内外液电解质分布与含量的特点： ⑴体液各部分的阴阳离子平衡，呈电中性。 ⑵细胞内外液的离子分布差异 细胞外液的阳离子以Na+为主，阴离子以Cl-、HCO 3 -为主； 细胞内液的阳离子以K+、Mg2+为主，阴离子以HPO42-、蛋白质阴离子为主。 这一差异的存在是保证生命活动必不可少的条件。 组织间液与血浆的差异，仅仅是后者的蛋白质含量高。 ⑶细胞内外渗透压相等。 ＆㈢体液的交换 1.血浆与组织间液的交换 ⑴毛细血管具有半透膜的特性，水和小分子物质（葡萄糖、氨基酸、尿素及电解质等）可自由通过，而大分子蛋白质不能通过。 ⑵引起交流的因素： 把水压出血管的力F ⒈ =血压+ 组织间液胶体渗透压 把水吸回血管的力F ⒉ =血浆胶体渗透压+ 组织间液静水压 毛细血管近端，F ⒈﹥F ⒉ ，水流出血管；毛细血管远端，F ⒈ ﹤F ⒉ ，水返回血 管。 ⑶异常：血浆蛋白含量下降→血浆胶体渗透压下降→水潴留于组织间液→水肿 2.组织间液与细胞内液的交换 ⑴细胞膜具有高度选择性，大多数物质均不能自由通过。 ⑵引起交流的因素：主要是晶体渗透压。决定细胞外液渗透压的主要因素是Na+的浓度，而细胞内则主要由K+维持。K+、Na+的浓度差主要由膜上的钠钾泵维持。 ⑶水可自由透过细胞膜，细胞内外出现压力差主要依靠水的转运来维持。 ⑷异常：细胞外液渗透压升高，可使细胞萎缩；反之，则使细胞肿胀。 第二节水和无机盐的功用