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第3讲 人体的新陈代谢
考点一 物质的获得和排出
1.消化系统
(1)主要功能:消化食物、吸收营养,并把食物残渣排出体外。
(2)消化道和消化腺
人的消化系统由一条消化道和一些能分泌消化液的消化腺组成。消化道由口腔、食道、胃、肠、肛门组成,主要消化腺有唾液、胃腺、肠腺、胰腺和肝脏。唾液腺、胃腺、肠腺分泌的唾液、胃液、肠液分别流入口腔、胃、肠,胰腺和肝脏分泌的胰液、胆汁通过胰管和胆管流入十二指肠。其中小肠是消化和吸收的主要部位。
(3)消化类型
①物理性消化:
牙齿——切、撕、磨(咀嚼);舌——搅拌;胃、小肠——蠕动。
②化学性消化:各种消化液中的消化酶的作用。
(4)营养物质的消化过程
①消化与吸收的主要场所是小肠。
②淀粉→麦芽糖→葡萄糖;
③脂肪→脂肪微粒→甘油+脂肪酸;
④蛋白质→氨基酸。
⑤食物中的水、无机盐、维生素可直接被消化与吸收。
⑥食物中的粗纤维不能被消化吸收。
(5)七大营养素在消化道被吸收的情况
①胃:吸收少量的水、酒精、无机盐;
②小肠:吸收葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、大部分水、无机盐、维生素;
③大肠:吸收少量的水、无机盐、部分维生素。
(6)消化酶:
消化腺 唾液腺 胃腺 胰腺 肝脏 肠腺
流入的部位 口腔 胃 十二指肠 胆囊 小肠
消化液 唾液 胃液 胰液 胆汁 肠液
所含消化酶 淀粉酶 胃蛋白酶 多种消化酶 无消化酶 多种消化酶
2.呼吸系统
(1)呼吸系统由呼吸道(包括鼻、咽、喉、气管、支气管)和肺等器官组成。肺呼吸作用的功能单位是肺泡。
(2)呼吸运动
①吸气过程:呼吸肌(主要是肋间外肌和膈肌)收缩,使肺内气压小于外界大气压,气体进入肺中,吸气过程末,肺内气压等于外界大气压。
②呼气过程:呼吸肌舒张,肺内气压大于外界大气压,气体呼出,呼气过程末,肺内气压等于外界大气压。
(3)气体交换
人体内的气体交换有肺泡内的气体交换和组织处的气体交换。
组织处的气体交换:血液流经组织时,组织处的CO2浓度高于血液中CO2浓度,血液中的O2浓度高于组织处的O2浓度,CO2顺着浓度差进入血液,O2顺着浓度差进入组织处,血液由含氧高的动脉血变成含氧低的静脉血。
(4)呼吸的全过程
3.泌尿系统
(1)营养物质(糖、蛋白质、脂肪)代谢后产生的废物有:水、二氧化碳、尿酸、尿素等。这些废物是通过 呼吸系统、泌尿系统 和皮肤排出体外,其中绝大部分是通过泌尿系统以尿的形式排出体外。
(2)肾脏是人体最主要的排泄器官。肾脏的基本结构和功能单位是肾单位。包括肾小体和肾小管。肾小体由肾小球和肾小囊组成。
(3)尿的形成和排出过程:
①肾小球的滤过作用。
动脉血通过肾小球,此时,除了血细胞和大分子蛋白质成分,血液中的所有物质都通过“滤过膜”进入“肾小囊”,形成“原尿”。
②肾小管的重吸收作用。
肾小囊中的原尿流经“肾小管”,原尿中绝大部分水分、无机盐、葡萄糖等有益成分,又会被肾小管重吸收进入血液。剩下的多余的水分、无机盐和尿素、尿酸等含氮废物,形成“终尿”。
③尿液排出。
肾盂内的终尿,经输尿管流入膀胱,在膀胱内蓄积到一定的量以后,通过神经系统给大脑发出指令产生“尿意”。最后经尿道排出体外,就是我们平常所见的小便。
(4)排尿的意义。
①排除废物;
②调节水盐平衡(通过肾脏调节),维持组织细胞的正常生理功能。
典例1 实验探究题取一块馒头放到嘴里细细咀嚼,慢慢地会感觉到甜味。关于馒头的变甜我们现在展开探究:
提示:原理:淀粉遇碘变蓝,唾液淀粉酶的最适温度是37℃。
(1)主要过程:依据如图完成实验后将3支试管放在37℃温水中5~10分钟,目的是模拟 的温度,然后滴加碘液观察试管内颜色的变化。
(2)实验现象:1号试管 ,(填变蓝或未变蓝)原因是淀粉完全被消化;2号试管 ,(填变蓝或未变蓝)原因是淀粉未被消化。
(3)实验分析:①1号试管和2号试管作对照,实验的变量是 ,这就证明了
对馒头中的淀粉有消化作用;1号试管和 号试管作对照,1号有牙齿的咀嚼和舌的搅拌,另一个则没有,这就证明牙齿的咀嚼和舌的搅拌对消化食物有促进作用。
②2号和3号可以作对照吗? 。理由是 (答案合理即可)。
(4)得出结论:馒头变甜与 、 、牙齿的咀嚼都有关。
答案 (1)口腔。(2)未变蓝;变蓝。(3)①唾液;唾液淀粉酶;3;②不可以;有两个变量。(4)唾液分泌、舌的搅拌(顺序可颠倒)。
解析 (1)唾液淀粉酶的消化作用需要适宜的温度。完成实验后将3支试管放在37℃温水中5~10分钟,目的是模拟是为了模拟口腔温度。(2)1号试管中加入的是唾液,唾液中的唾液淀粉酶将淀粉分解成麦芽糖,麦芽糖遇碘不变蓝,因此1号试管滴加碘液后未变蓝。2号试管中加入的是清水,清水对淀粉没有消化作用,因此2号试管滴加碘液后变蓝色。(3)①在实验中1号试管和2号试管作对照,唯一的变量是唾液,1号试管滴加碘液后的现象是未变蓝,原因是馒头碎屑中的淀粉被唾液淀粉酶分解了,这就证明了唾液淀粉酶对馒头中的淀粉有消化作用;1号试管与3号试管以牙齿的咀嚼和舌的搅拌为变量形成一组对照实验,目的是探究牙齿的咀嚼和舌的搅拌对淀粉消化的促进作用。
②2号和3号不能形成对照实验,原因是2号和3号除了唾液这个变量还有牙齿的咀嚼这一变量,这样就出现了两个变量,不符合对照的要求。(4)实验结果:1号试管不变蓝,1号试管不变蓝的原因是淀粉被唾液淀粉酶分解了。2号试管清水不消化淀粉,所以2号试管变蓝。通过1号试管和2号试管的比较可知,唾液对淀粉有消化作用,比较1号试管3号试管可知,牙齿的咀嚼和舌的搅拌能够促进淀粉的消化。表明馒头变甜与唾液分泌以及牙齿咀嚼和舌的搅拌都有关系。
跟踪训练1 肠道显微胶囊是一种用于诊断胃肠道疾病的可吞咽式小型设备(如图甲),它可以在短时间内捕捉到消化道内的三维图像。结合图乙判断,下列叙述不正确的是( )
A.显微胶囊可依次经过口腔→咽→食道→胃→小肠
B.显微胶囊可进入结构⑤,⑤分泌的消化液中含有消化酶
C.显微胶囊可进入结构④,④处具有暂时贮存食物的作用
D.显微胶囊可进入结构⑥,⑥是消化和吸收的主要场所
答案 B
解析 A、消化道的结构依次为:口腔、咽、食管、胃、小肠、大肠、肛门等,显微胶囊可依次经过:口腔→咽→食道→胃→小肠,A正确。
B、⑤胰腺是消化腺,位于消化道外,胰腺能分泌胰液,含有多种消化酶,胰液是流入小肠起作用,所以显微胶囊不可进入结构⑤胰腺,B错误。
C、显微胶囊可进入结构④,④胃是消化道最膨大的部分,具有暂时贮存食物和初步消化蛋白质的作用,C正确。
D、⑥是小肠,是消化食物和吸收营养物质的主要场所,显微胶囊可通过:口腔→咽→食道→胃,进入小肠,D正确。
跟踪训练2 如图中的曲线表示淀粉、脂肪、蛋白质在消化道中被消化的程度。能代表蛋白质消化程度的曲线是( )
A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.都可以
答案 B
解析 淀粉的消化开始于口腔,淀粉在口腔被唾液分解成麦芽糖,进入小肠后被肠液和胰液彻底分解成葡萄糖;蛋白质的消化开始于胃,胃内的胃液对蛋白质进行初步消化,进入小肠后被肠液和胰液彻底分解成氨基酸;脂肪的消化开始于小肠,脂肪先被胆汁乳化成脂肪微粒,最后被肠液和胰液彻底分解成甘油和脂肪酸。通过观察图中的三种营养物质的消化过程,可知:Ⅰ淀粉的消化曲线、Ⅱ蛋白质的消化曲线、Ⅲ脂肪的消化曲线。B正确。
典例2 如图是检验呼出气体的实验装置,根据所学的知识和实验经验回答下列问题。
(1)某同学设计了如图装置,比较人体呼吸过程中气体成分的变化。该同学吸气时,应捏紧 (B或D);呼气后,观察到 瓶中澄清石灰水变浑浊,这说明 .
。
(2)在实验中设置甲瓶的目的是 。
(3)人体内呼出的二氧化碳产生的部位是 。
A.血液 B.肺泡 C.细胞 D.气管
(4)在呼吸时,由于肋间肌和膈肌 ,胸廓扩大,气体就被吸入。
答案 (1)D;乙;呼出气体中含有较多的二氧化碳。(2)对照。(3)C。(4)收缩。
解析 (1)由于二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊。当呼气时,捏紧B管的橡皮管,呼出的气体进入B试管中的澄清石灰水中,由于呼出的气体中含有较多的二氧化碳,所以乙瓶中的石灰水变浑浊。(2)为了增强实验的说服力,可设置甲瓶进行对比。(3)由于组织细胞更新需要消耗氧,产生二氧化碳。所以产生二氧化碳的部位是组织细胞。(4)吸气时,肋间肌和膈肌收缩,引起胸腔前后、左右及上下径均增大,胸廓容积增大,肺随之扩张,造成肺内气压小于外界气压,外界气体进入肺,形成主动的吸气运动;当膈肌和肋间肌舒张时,肋骨与胸骨因本身重力而回位,结果胸廓容积缩小,肺也随之缩小,造成肺内气压大于外界气压,肺内气体排出肺,形成被动的呼气运动。
跟踪训练3 如图是模拟呼吸运动的模式图,下列描述错误的是( )
A.图a模拟呼气,图b模拟吸气
B.气球模拟肺,橡皮膜模拟膈
C.图a膈肌收缩,图b膈肌舒张
D.做a动作时肋间肌舒张,做b动作时肋间肌收缩
答案 C
解析 A、图中a模拟膈肌舒张,膈肌顶部升高,肺缩小,表示呼气,图中b模拟膈肌收缩,膈肌顶部下降,肺扩张,表示吸气,A正确。
B、图中气球模拟肺,橡皮膜模拟膈,B正确。
C、图中a膈肌模拟舒张,膈肌顶部升高,肺缩小,表示呼气,图中b模拟膈肌收缩,膈肌顶部下降,肺扩张,表示吸气,C错误。
D、图中a表示呼气,肋间肌舒张,b过程表示吸气,肋间肌收缩,D正确。
跟踪训练4 如图表示肺泡内的气体交换过程,下列叙述正确的是( )
A.与③处血液相比,①处氧气含量无变化
B.与③处血液相比,①处氧气含量减少
C.与③处血液相比,①处二氧化碳含量减少
D.与③处血液相比,①处二氧化碳含量增加
答案 C
解析 血液流经肺部毛细血管时,血液中的二氧化碳进入肺泡,肺泡中的氧气进入血液,这样,血液由含氧较少、含二氧化碳较多的静脉血变成了含氧丰富的动脉血,所以与③肺动脉处血液相比,①肺静脉处氧气含量增加,二氧化碳含量减少,因此ABD错误,C正确。
典例3 为什么健康人尿液中没有葡萄糖,而糖尿病患者尿液中会出现葡萄糖呢?为一探究竟,小悦参考了某健康人血浆、原尿和尿液的主要成分数据(单位:克/100毫升)及肾单位结构模式图(如图),请你和她一起分析。
主要成分 血浆 原尿 尿液
A 8 0.03 0
B 0.1 0.1 0
水 90 98 96
无机盐 0.72 0.72 1.1
C 0.03 0.03 1.8
(1)图中1的动脉血流经[ ]肾小球时,除 以外,血浆中的葡萄糖等成分过滤到[ ] 中形成原尿。
(2)表中尿素、蛋白质、葡萄糖分别对应的字母是 、 、 。临床上医生可根据经验初步判断病人的病变部位,如果病人出现“尿糖”、“尿血”的现象,请根据所学知识初步判断病变部位分别是 、 (填名称)。
(3)人体进行代谢活动时产生的尿素等代谢废物主要以 尿液的形式排出体外。请用图中的标号和箭头表示肾小球血液中的尿素在尿的形成过程中所经过的途径 。
(4)6中的液体与4中液体相比较,区别在于 。
答案 (1)3;血细胞和大分子的蛋白质;4肾小囊。(2)C;A;B;肾小球、肾小管。
(3)尿液;3→4→5→6。(4)6尿液不含葡萄糖。
解析 (1)(1)当1的动脉血流经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、葡萄糖会滤过到4肾小囊腔形成原尿;
(2)当血液流经肾小球时,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,都可以经过肾小球滤过到肾小囊内,形成原尿;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,被肾小管重新吸收回血液;由表可知,尿素、蛋白质、葡萄糖分别对应的字母是C、A、B。当肾小球发生病变时,会导致肾小球的通透性增大,本不能滤过到肾小囊腔的血细胞和蛋白质会进入肾小囊腔中,若肾小管发生病变,肾小管对血细胞和葡萄糖没有重吸收能力,因此这些血细胞和葡萄糖就会随尿液排出而形成“尿糖”、“尿血”。
(3)人体进行代谢活动时产生的尿素等代谢废物主要以尿液的形式排出体外。肾小球血液中的尿素在尿的形成过程中所经过的途径是3肾小球的滤过作用→4肾小囊形成原尿→5肾小管的重吸收作用→6收集管收集。
(4)流过6肾小管以后的液体即尿液与4中的液体原尿相比较,6尿液不含葡萄糖。
跟踪训练5 如图是人体泌尿系统示意图,下列描述不正确的是( )
A.尿液在甲处形成
B.泌尿系统由甲、乙、丙、丁组成
C.乙能输送尿液
D.当丙内充满尿液时会在丙处产生尿意
答案 D
解析 A、甲是肾脏,肾脏是泌尿系统的主要器官,肾脏是形成尿液的器官,A正确。
B、泌尿系统由肾脏、输尿管、膀胱、尿道组成,B正确。
C、乙是输尿管,能输送尿液,C正确。
D、当丙内充满尿液时会在大脑皮层形成尿意,D错误。
跟踪训练6 下列是对人体中代谢废物排泄的相关知识的描述,其中不正确的是( )
A.人体将代谢废物以及多余的水和无机盐排出体外的过程称为排泄
B.体内多余的水可经肾脏、皮肤、肺等器官排出体外
C.排泄的意义是排出代谢废物,维持细胞生活环境的稳定
D.尿液从形成到排出体外的正确途径是:肾脏→膀胱→输尿管→尿道
答案 D
解析 A.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叫排泄,A正确。B.排泄的途径有三条:皮肤排出汗液;泌尿系统排出尿液;呼吸系统排出二氧化碳和水,B正确。C.排泄的意义是排出代谢废物,维持细胞生活环境的稳定,C正确。D.尿液从形成到排出体外的正确途径是:肾脏→输尿管→膀胱→尿道,D错误。
考点二 体内物质的运输
1.血液的组成和功能
成分 功能 异常病
血液的组织 血浆 运载血细胞,运输养料和废物 -
血细胞 红细胞 运输氧和一部分二氧化碳 贫血
白细胞 吞噬异物,抗感染 太少,抵抗能力差;多,炎症
血小板 加速血液凝固 凝血功能降低
(1)血液的功能:血液具有运输氧、二氧化碳、各种营养物质及代谢产物的功能,还能起防御作用,血液对调节体温也有重要作用。
(2)血红蛋白的特点:在氧浓度高的地方,容易结合氧;在氧浓度低的地方,又容易与氧分离。
(3)红骨髓担负血细胞的再生任务。
2.心脏的结构和功能
(1)心脏的结构:心脏分左右心房和左右心室,共四个腔。
(2)心室出入口处都有瓣膜,在心室的入口处为房室瓣,出口处为动脉瓣。瓣膜的作用就是使血液只能向固定的方向流动,防止血液的倒流。(如图)
(3)心脏的功能:将血液泵入血管流向全身,心脏是血液循环的动力器官。
3.血管
种类 管壁特点 管腔特点 主要功能
动脉 厚,弹性大 小
静脉 较薄,弹性小 大,内有防止血液回流的瓣膜 把血液从心脏送到全身各处
毛细血管 仅有一层上皮细胞构成 最小,一般只允许红细胞单行通过 进行物质交换
4.血液种类
动脉血:含氧多,颜色鲜红的血
血液
静脉血:含氧少,颜色暗红的血
5.血液循环途径(体循环和肺循环同时进行)
(1)肺循环:右心室—肺动脉—肺中的毛细血管网—肺静脉—左心房。
(2)体循环:左心室—主动脉—身体各处的毛细血管网—上下腔静脉—右心房。
典例4 如图甲是某同学绘制的人体生理过程流程图,其中A、B分别表示吸气和呼气;M、N分别表示人体某器官;图乙是心脏工作过程中某阶段的示意图,图中箭头表示血液流动的方向,①②③④表示与心脏相连的血管,⑤⑥⑦⑧表示心脏的四个腔。请回答下列问题:
(1)人体血液循环包括体循环和肺循环两部分。图乙中体循环的起点是[ ] ;肺循环的终点是[ ] 。
(2)图甲中,进行A过程时,膈肌和肋骨间的肌肉所处的工作状态分别是 、 。
(3)图甲中,当血液流经人体器官N后,血液中的葡萄糖、氨基酸等物质的含量增多,则器官N可能是 ;图甲中的M器官是 ,血液流经M器官后,血液成分发生的变化是由含氧少的静脉血变成了 。
(4)图乙中,心脏所处的工作状态是: ,心房与心室之间的瓣膜 (填“打开”或“关闭”)。
(5)图乙中,①②③④血管内流静脉血的有 。
答案 (1)⑧左心室;⑥,左心房(2)收缩;收缩(3)小肠;肺;由含氧少的静脉血变成了含氧丰富的动脉血(4)左右心房舒张,左右心室收缩(5)①③
解析 (1)人体血液循环包括体循环和肺循环两部分。其中,体循环的起点和终点分别是⑧左心室、⑤右心房,肺循环的起点和终点分别是⑦右心室、⑥左心房。
(2)图甲中,进行A过程时表示吸气过程,吸气时,膈肌和肋骨间的肌肉所处的工作状态都是收缩的,胸廓是扩大的,肺内的气压是下降的,这样就完成了主动吸气。
(3)图甲中,当血液流经人体器官N小肠后,由于吸收作用,血液中的葡萄糖、氨基酸等物质的含量增多,图甲中的M与右心室相连,M表示的是肺,血液流经M器官后,由于气体的浓度差,发生了气体的扩散作用,血液中的二氧化碳扩散到肺泡,肺泡中的氧扩散到血液,血液成分发生的变化是:由含氧气少的静脉血变成了含氧丰富的动脉血。
(4)图乙中,根据血流的方向可知,心脏所处的工作状态是:左、右心房舒张,左、右心室收缩,心房与心室之间的瓣膜关闭。
(5)血液循环途径如图所示:
从血液循环途径图中看出,①、②、③、④血管内流静脉血的有①和③
跟踪训练7 如图为血液循环示意图。下列叙述正确的是( )
A.体循环的途径:④→⑦→⑧→①
B.①和③,②和④之间都有防止血液倒流的瓣膜
C.②③内流静脉血,⑤⑦内流动脉血
D.心脏心壁肌肉最厚的腔是②
答案 A
解析 A.体循环的途径是:④左心室→⑦主动脉→全身各级动脉→全身各处毛细血管→全身各级静脉→⑧上、下腔静脉→①右心房;经过体循环,血液由动脉血变成了静脉血,A正确。
B.心脏的左右心房之间及左右心室之间被肌肉壁隔开,不相联通。同侧心房和心室之间有朝向心室的房室瓣,房室瓣有防止血液倒流的作用,使血液只能由心房流向心室。所以,①和②,③和④之间都有防止血液倒流的瓣膜,B错误。
C.心脏左侧为③左心房和左心室,左心房连肺静脉,左心室连⑦主动脉,都流含氧丰富的动脉血;心脏右侧为右心房和②右心室,右心房连上下腔静脉,右心室连⑤肺动脉,都流含氧较少的静脉血,C错误。
D.体循环输送血液路线最长,需要压力最大。左心室是体循环的起点,所以在心脏的四个腔中,壁最厚、收缩能力最强的是④左心室,D错误。
跟踪训练8 下列对动脉、动脉血、静脉、静脉血的叙述中正确的是( )
A.动脉血就是含氧多、颜色鲜红的血
B.静脉血就是含氧少、弹性大的血
C.动脉就是把血液从身体各部位输送到心脏的血管
D.静脉就是把血液从心脏输送到身体各部位的血管
答案 A
解析 A、动脉血是氧气与血红蛋白结合后,含氧气较多,含二氧化碳较少,颜色鲜红的血液,A正确。
B、静脉血是氧气与血红蛋白分离,含氧气较少,颜色暗红的血液,B错误。
C、动脉是把血液从心脏输送到身体各部分的血管,其内血流速度很快,C错误。
D、静脉是把血液从身体各部分输送回心脏的血管,D错误。
考点三 人体生命活动的调节
1.神经调节
(1)意义:神经调节是动物和人与外界以及体内相互协调的主要方式。它包括接受信息、传导信息、处理信息以及作出反应的过程。
(2)组成:神经系统由中枢神经系统和遍布全身各处的周围神经系统两部分组成。
①中枢神经系统包括脑和脊髓,分别位于颅腔和椎管内,是神经组织最集中、构造最复杂的部位。
②周围神经系统包括各种神经。其中同脑相连的称为脑神经,与脊髓相连的称为脊神经,支配内脏器官的称为植物性神经。
(3)脑——是神经系统中最高级部分,包括大脑、小脑和脑干三部分。
①大脑:大脑皮层表面凹凸不平,形成沟、裂、回,增大表面积;神经细胞集中的地方,有记忆、思维、控制身体活动的高级中枢;人类特有的语言中枢主要在左半球。
②小脑:主要负责人体运动的协调性,协调肌肉的活动,如步行、奔跑等,并保持身体平衡。
③脑干:大脑下面,主要控制循环系统、呼吸系统的运动,生命中枢存在于此,此处受损会危及生命。
(4)脊髓是中枢神经系统的低级部位。
(5)神经调节的基本方式——反射
①反射:是生物对各种刺激做出的应答性反应,包括对信息的接受、传导、处理。
②反射包括:非条件反射(是低级的反射活动,神经中枢———脊髓);条件反射(是高级的反射活动,神经中枢———大脑)。
(6)反射弧:
①感受器:接受信息,产生神经冲动,存在于眼、耳、鼻、舌、皮肤、内脏等器官内。
②传入神经:传递信息,将神经冲动传向神经中枢。
③神经中枢:信息处理,接收并分析处理传来的信息,存在于脑、脊髓中。
④传出神经:传递信息,将处理后的信息传向效应器。
⑤效应器:转化信息,将神经冲动转化为相应的动作,如肌肉与腺体。
(7)冲动传导方向:感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。
2.激素对人体生命活动调节的作用
(1)激素
由内分泌系统分泌,直接进入腺体内的毛细血管中,在血液内含量极少,但对人体的生长发育、新陈代谢、生殖、对外界刺激的反应等生命活动起缓慢而持久的调节作用的微量化学物质
(2)人体主要的内分泌腺所分泌的激素及功能
内分泌腺 分泌主要激素 主要作用 缺乏或过多时的病症
脑垂体 生长激素 控制生长发育 幼年时分泌不足:侏儒症幼年时分泌过多:巨人症成年时分泌过多: 肢端肥大症
甲状腺 甲状腺激素 促进新陈代谢提高神经系统兴奋性 幼年时分泌不足:呆小症分泌过多,甲亢
胰岛 胰岛素 加速血糖分解促进血糖合成糖元 分泌过多:低血糖症分泌过少:糖尿病
性腺 性激素 促进生殖器官的发育和成熟激发并维持第二性征
肾上腺素:能加快心跳的节奏,扩张通往肌肉的血管。
(2)胰岛素
①血液中的葡萄糖叫做血糖,人体的血糖含量基本上维持在90毫克/100毫升左右(0.9毫克/毫升)。血糖是人体内的供能重要物质。
②胰岛素对血糖浓度的调节和控制:当血液中葡萄糖含量高于正常水平时,胰岛素分泌增加,以促进血糖含量下降;当血液中葡萄糖含量低于正常水平时,胰岛素分泌减少,使血糖含量上升,从而使血糖维持在正常水平。
3.体温的控制
(1)恒定的体温
①人类与鸟类、哺乳类都是恒温动物,可以在不同温度的环境中保持相对稳定的体温。
②正常人的体温并不是一个固定值,而是一个温度范围。
③保持正常的体温是动物新陈代谢正常进行的基本条件。
(2)产热和散热的平衡
①产热:主要器官是骨骼肌和内脏,安静时以内脏为主,运动时以骨骼肌为主。
②散热:90%热量通过皮肤散发出去,它的方式有直接散热和蒸发散热。
(3)体温受脑控制
人体体温通过神经系统的调节而实现,调节体温的中枢在脑干。
(4)在神经系统和体液的调节下,人体是一个统一的整体。
典例5 毛发是哺乳动物御寒的重要结构,科研人员研究了寒冷刺激对毛发的影响。
(1)突遇寒冷,人体皮肤会出现一种即时反射活动——产生“鸡皮疙瘩”。完成这一反射活动的结构基础为 。
(2)据图1所示的神经调节过程分析,寒冷环境中,分布在人体皮肤的 接受寒冷刺激并产生神经冲动,沿传入神经传导至下丘脑中的体温调节中枢,最终引起竖毛肌的 。使毛发竖立的同时皮肤局部隆起,产生“鸡皮疙瘩”,以减少散热。这一反射活动属于 反射。
(3)为研究持续寒冷刺激对毛发生长的影响,科研人员将背部去除毛发的30只小鼠,平均分成两组,分别置于不同温度下饲养两周,并测量毛发长度,结果发现5℃下饲养的小鼠毛发更长,由此说明 。
(4)观察发现,毛囊干细胞外有神经包绕,科研人员推测持续寒冷刺激下,神经处于激活状态,促使毛囊干细胞 ,产生新的毛囊细胞 ,对毛发的生长起到重要作用。
(5)为验证(4)中的推测,研究人员切断小鼠体内与毛囊干细胞相连的神经,在持续寒冷刺激下,饲养背部去除毛发的小鼠,若实验结果为 ,则表明在持续寒冷刺激下,神经参与调控毛发的生长。
答案 (1)反射弧。(2)冷觉感受器;收缩;非条件。(3)寒冷刺激对毛发生长有促进的作用。(4)分裂;分化。(5)小鼠的背部没有长出毛发。
解析 (1)完成这一反射活动的结构基础为反射弧,此反射活动的反射弧依次由皮肤冷觉感受器,传入神经,脊髓,传出神经和皮肤竖毛肌组成。
(2)当皮肤受到冷刺激时,皮肤里的冷觉感觉器就会产生兴奋并将兴奋传入下丘脑的体温调节中枢,经过下丘脑的调节作用使竖毛肌收缩,并使汗毛竖直起来,这时皮肤表面变得很紧密,形成一层保护墙,阻止体内热量的散失。起“鸡皮疙瘩”是皮肤自卫作用的一种表现,是一种非条件反射,它只有神经调节参与,参与中枢为较高级中枢下丘脑。
(3)由图可知,5℃下饲养的小鼠毛发更长,由此说明寒冷刺激对毛发生长有促进的作用。
(4)毛囊干细胞是毛囊中的原始细胞,人的头发和体毛都是从毛囊中生长出来的。不过,负责生发的毛囊干细胞通常处在休眠状态,但会在新一轮生发周期中迅速活化分裂,毛囊是毛发的基本单位,而毛发是由毛囊内的细胞生长分化而来。每根毛囊里面住着一群毛囊干细胞,提供新的细胞给生长中的毛囊。
(5)研究人员切断小鼠体内与毛囊干细胞相连的神经,在持续寒冷刺激下,饲养背部去除毛发的小鼠,若实验结果为小鼠的背部没有长出毛发,则表明在持续寒冷刺激下,神经参与调控毛发的生长。
跟踪训练9 2020年,中国珠峰高程测量登山队成功登顶珠穆朗玛峰。下列相关叙述错误的是( )
A.登山者能身体协调,维持身体平衡,努力攀登,主要是由于小脑的调节作用
B.某队员看到自己的下肢受伤,视觉产生部位是视网膜
C.登山者攀登时呼吸加深、加快,这是位于脑干内的呼吸中枢调节的结果
D.登山过程要向着目标前进,听从指令,完成该行为的神经中枢是大脑皮层
答案 B
解析 A、小脑的主要功能是使运动协调、准确,维持身体的平衡。登山者能身体协调,维持身体平衡,努力攀登,主要是由于小脑的调节作用,A正确。
B、视网膜是成像的部位,视觉在大脑皮层视觉中枢形成。所以,某队员看到自己的下肢受伤,视觉产生部位是大脑皮层视觉中枢,B错误。
C、脑干有一些调节人体基本生命活动的中枢,如心血管运动中枢、呼吸中枢等。所以,登山者攀登时呼吸加深、加快,这是位于脑干内的呼吸中枢调节的结果,C正确。
D、大脑皮层是调节人体生理活动的最高级中枢,其中比较重要的中枢有:躯体运动中枢(管理身体对侧骨骼肌的运动)、语言中枢(说话、书写、阅读和理解语言有关,为人类特有)、听觉中枢(与产生听觉有关)。所以,登山过程要向着目标前进,听从指令,完成该行为的神经中枢是大脑皮层,D正确。
典例6 所有生物都生活在不断变化的环境之中,只有不断感知环境变化,并对生命活动进行调节,才能更好的生存。请据图表分析回答下面有关人和动物生命活动调节的问题:
(1)反射完成的结构基础是反射弧,图中3代表的是 。
(2)用针刺激1处,人是先感到疼还是先缩手? 。
(3)如下表是某中学生物社团探究甲状腺激素作用的实验,与据此分析回答:
组别 实验动物 饲养环境 饲料 实验结果
甲组 正常蝌蚪 池塘水 不添加甲状腺激素的普通饲料 正常发育成正常的成蛙
乙组 正常蝌蚪 A 添加甲状腺激素的普通饲料 提前发育成很小的成蛙
①该实验的变量是 。表中A是 。
②甲、乙两组蝌蚪,除表中列出的不同处理外,还要求其他条件都必须相同且适宜,以排除其他因素的干扰,这是遵循实验的 原则。
③该实验的结论是:甲状腺激素能够 (填“促进”或“抑制”)蝌蚪的发育。
答案 (1)传入神经(2)先缩手(3)①甲状腺激素制剂;池塘水②单一变量③促进
解析 (1)反射必须通过反射弧来完成,反射弧包括1感受器、3传入神经、5神经中枢、4传出神经和2效应器五部分结构,反射弧必须完整,缺少任何一个环节反射活动都不能完成。
(2)当手不小心受到针的刺激时,手部的感觉器接受刺激产生神经冲动,沿着传入神经传到脊髓内的缩手反射中枢,神经冲动沿着传出神经传给上肢与缩手反射有关的肌肉,人体发生缩手反射。与此同时神经冲动也沿着脊髓白质中的上行神经束传到大脑皮层中的躯体感觉中枢,人体产生痛觉。神经冲动由脊髓传到大脑需要时间,所以会先发生缩手反射,后感到疼痛。
(3)①②本实验是探究甲状腺激素的作用,为了确保实验结果只是由实验变量的不同引起的,就应当使这两种环境中除实验变量不同外,其它条件都相同;因此实验中A缸和B缸的规格、加池塘水、蝌蚪的数量、大小等条件都必须保持一致的目的是保持变量的唯一,乙缸中加入甲状腺激素制剂,甲缸中没有加入甲状腺激素制剂,因此变量是甲状腺激素制剂.这是遵循单一变量的原则。
③由表中的实验结果可知:加入甲状腺激素制剂的蝌蚪发育提前,因此得出的结论是甲状腺激素能够促进蝌蚪的发育。
跟踪训练10 下列关于激素的说法不正确的是( )
A.内分泌腺分泌的激素通过导管进入血液里,随血液循环运送到身体各处
B.垂体是位于人体脑部的一种内分泌腺,能分泌生长激素
C.人体在睡眠状态时分泌的生长激素较多
D.人体在遇到危险时肾上腺素分泌增多从而促使人的心跳加快,血压升高
答案 A
解析 A.内分泌腺:没有导管的腺体,分泌的激素直接进入血液循环输送到全身各处,A错误。
B.垂体位于大脑的下部,分泌生长激素、促甲状腺激素、促性腺激素等;垂体分泌的一些促激素,可以调节其它内分泌腺的活动,B正确。
C.生长激素是促进孩子生长发育所必需的激素,睡眠状态下生长激素的分泌量是白天的5倍。因此,人体在睡眠状态时分泌的生长激素较多,C正确。
D.人体在遇到危险时,肾上腺髓质分泌的肾上腺素增加,这些激素能够促使心跳加快、血压升高,并且促使皮肤因血管扩张而显得面红耳赤,D正确。
基础保分
1. 一男子已经20岁了,智力发育正常,但身高只有1米。请问患者是由于幼年时哪种激素分泌不足引起的( )
A.甲状腺激素 B.生长激素 C.胰岛素 D.性激素
答案 B
解析 激素的生理作用及分泌异常症状如图所示
激素名称 分泌地 生理作用 分泌过多 分泌过少
甲状腺激素 甲状腺 促进新陈代谢,加速体内物质氧化分解,促进生长发育,提高神经系统的兴奋性。 甲亢 幼年时分泌不足:呆小症;食物中缺碘:地方性甲状腺肿。
生长激素 垂体 促进生长,影响糖类、脂肪和蛋白质的代谢。 幼年时分泌过多:巨人症;成年时分泌过多:肢端肥大症。 幼年分泌不足:侏儒症。
胰岛素 胰岛 调节糖代谢,促进糖原合成和血糖分解,降低血糖。 糖尿病(胰岛素依赖症)
一男子已经20岁了,智力发育正常,但身高只有1米,说明他是一名侏儒症患者。原因是幼年时生长激素分泌不足。
2. 分泌的消化液里不含消化酶的器官是( )
A.唾液腺 B.肝脏 C.胃 D.胰腺
答案 B
解析 A、唾液腺分泌唾液,唾液中含有消化淀粉的酶,故不符合题意;
B、肝脏分泌的胆汁中不含消化酶,但胆汁对脂肪有乳化作用,能把脂肪变成微小颗粒,增加了脂肪与消化酶的接触面积,从而有利于脂肪的消化,故符合题意;
C、胃腺分泌的胃液,含有消化酶,能够初步消化蛋白质,故不符合题意;
D、胰腺分泌的胰液中含有消化糖类、脂肪和蛋白质的酶,故不符合题意。
3. 下列与人体的呼吸相关的叙述,正确的是( )
A.呼吸系统主要是由鼻、咽、喉、气管、支气管组成
B.平静吸气时,肋间肌和膈肌均收缩,肺内气压大于外界气压
C.进入人体的氧气最终在肺泡内被利用
D.肺泡外包绕着丰富的毛细血管,有利于气体交换
答案 D
解析 A、呼吸系统包括呼吸道和肺两部分,呼吸道包括鼻腔、咽、喉、气管、支气管,A错误;
B、平静吸气时,肋间肌和膈肌均收缩,肺内气压低于外界气压,B错误;
C、进入人体的氧气最终在组织细胞的线粒体内被利用,C错误;
D、肺由大量的肺泡组成,外面包绕着丰富的毛细血管和弹性纤维,肺泡的壁和毛细血管壁都很薄,只有一层上皮细胞构成,这些特点都有利于气体交换,D正确。
4. 下列属于复杂反射的是( )
①画饼充饥②老马识途③鹦鹉学舌④杯弓蛇影⑤按图索骥⑥大雁南飞
A.①②③④⑤ B.①②③⑤ C.②③⑤⑥ D.①④⑤⑥
答案 A
解析 ①画饼充饥、②老马识途、③鹦鹉学舌、④杯弓蛇影、⑤按图索骥都是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下形成的反射,因此都属于条件反射(复杂反射);⑥大雁南飞是生来就有的反射,属于非条件反射(简单反射)。
5. 如图是在显微镜下观察到的人血涂片示意图。下列分析正确的是( )
A.③具有运输氧气的功能
B.②可用来做DNA亲子鉴定
C.④因富含血红蛋白而呈红色
D.①能释放与血液凝固有关的物质
答案 B
解析 A.③是血小板,具有止血和加速凝血的功能,A错误。
B.②是白细胞,有细胞核,细胞核内有DNA,可以用来做亲子鉴定,B正确。
C.①红细胞因富含血红蛋白而呈红色,C错误。
D.③血小板能释放与血液凝固有关的物质,血小板的功能是止血和加速凝血,D错误。
6. 继“三高”之后,高尿酸成为现代社会威胁人体健康的“第四高”,对人体多个组织器官都有危害作用,尿酸过多在肾小管处形成结晶,会引起上皮细胞坏死,这直接影响肾小管( )
A.过滤作用 B.重吸收作用 C.贮存尿液 D.排出尿液
答案 B
解析 A.血液流经肾小球时,除了血细胞和大分子的蛋白质外,其他的如水、无机盐、尿素、葡萄糖会滤过到肾小囊形成原尿,A不符合题意。
B.当原尿流经肾小管时,其中大部分水、部分无机盐和全部的葡萄糖被重新吸收回血液,而剩下的尿素、一部分无机盐和水形成了尿液,所以尿酸过多在肾小管处形成结晶,会引起上皮细胞坏死,这直接影响肾小管重吸收作用,B符合题意。
C.膀胱具有暂时储存尿液的作用,C不符合题意。
D.尿道是排出尿液的通道,D不符合题意。
7. 如图为缩手反射及痛觉形成过程示意图,下列相关说法正确的是( )
A.手被针刺后,接收神经冲动的部位是[1]
B.[3]是缩手反射的神经中枢,不受大脑皮层控制
C.缩手反射的神经冲动的传导途径是[5]→[4]→[3]→[2]→[1]
D.若[4]处受损,不能发生缩手反射,但是能产生痛觉
答案 D
解析 A、1感受器,手被针刺后,1感受器是把刺激转化成神经冲动的结构,而不是接收神经冲动的部位,A错误。
B、3脊髓是缩手反射的神经中枢,但受大脑皮层控制,B错误;
C、反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。图中缩手反射传导的顺序为:1感受器→2传入神经→3神经中枢→4传出神经→5效应器,C错误;
D、若4传出神经受损,反射弧不完整,不能发生缩手反射,但神经冲动能沿着上行传导束传导到大脑产生痛觉,D正确。
8. 如图是人体与新陈代谢有关的四大系统简易示意图,图中①、②、③、④分别表示( )
A.泌尿系统、消化系统,循环系统、呼吸系统
B.循环系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统
C.消化系统、循环系统、泌尿系统、呼吸系统
D.呼吸系统、循环系统、泌尿系统、消化系统
答案 C
解析 如图是人体内部分系统的代谢关系简易示意图,其中①③都是单向箭头,④是双向箭头,②在中央,把其它系统联系起来。分析可知,①的箭头指向体内,人体通过①从外界获得营养物质,应该是消化系统。营养物质进入到②循环系统,由血液循环运到人体的其它部位,供细胞利用。③的箭头指向体外,表示人体内的新陈代谢废物由②循环系统运到③泌尿系统排出。④是双向箭头,表示人体通过呼吸系统进行吸气和呼气,获得的氧气由②循环系统运到运到其它部位,供细胞利用,产生的废气排出体外。因此①、②、③、④分别表示消化系统、循环系统、泌尿系统、呼吸系统。
9. 褪黑素是大脑松果体分泌的一种激素,分泌量光暗变化影响,昼少夜多,改善人体睡眠质量。分泌过程如图所示,下列分析错误的是( )
A.①是视网膜,②是神经中枢
B.褪黑素分泌量受神经调节和激素调节
C.效应器是松果体分泌的褪黑素
D.黑夜看手机,手机光线影响褪黑素分泌
答案 C
解析 A、在眼球的结构中,视网膜是视觉感受器,能感受光的刺激,产生神经冲动,因此由图示可知,①是视网膜,②是神经中枢,A正确。
B、由图示可知,褪黑素分泌量既受神经调节,又受激素调节,B正确。
C、该反射弧的效应器是松果体,C错误。
D、由图示可知,黑夜看手机,受光线影响,会影响褪黑素的分泌,D正确。
10. 如图是人体心脏结构示意图。下列说法正确的是( )
A.①是右心房,与①相连的⑦是肺静脉
B.与②相连的⑤是主动脉,且②的心壁比④的心壁厚
C.与③相连的⑧是上、下腔静脉,③通过瓣膜与①相通
D.与④相连的⑥是肺动脉,④通过瓣膜与②相通
答案 B
解析 A、①是左心房,与①左心房相连的⑦是肺静脉,A错误。
B、②是左心室,与②相连的⑦是主动脉,心室的壁比心房的壁厚,②左心室的壁比④右心室的壁厚,这是与左心室收缩把血液输送到全身、输送血液的距离最长相适应的,B正确。
C、③右心房与⑧是上、下腔静脉相连,③通过房室瓣与④相通,与①不相通,C错误。
D、④右心房与⑥肺动脉相连,④通过瓣膜与③相通,与②不相通,D错误。
能力提升
1. 环境温度稳定在25℃,在t1时环境温度从25℃骤降到10℃并稳定一段时间,记录人体散热变化曲线如图所示。请据图分析下列说法中错误的是( )
A.当环境温度为25℃时,产热量等于散热量
B.t1到t2时,散热量增加是由于体温与环境温度相差增大造成
C.t2以后,由于体温调节,散热量减少
D.t3以后,散热量大于产热量
答案 D
解析 A.当环境温度为25°C时,由于人体温度和环境温度的温差较小,产热量等于散热量,使得体温维持相对恒定,A正确;
B.当环境温度从25°C下降到10°C时,从时间t1到时间t2,由于人体体温与环境温度的温差加大,则散热量大幅度增加,使得产热量增加,B正确;
C.时间t2以后,皮肤毛细血管处于收缩、汗腺分泌减少,则散热量减少,体温维持相对恒定,C正确;
D.时间t3以后,散热量减少,同样产热量也减少,但产热量等于散热量,体温得以维持相对恒定,D错误。
2. 对探究“馒头在口腔中的变化”的实验描述错误的是( )
A.①、②能形成对照实验,变量是唾液
B.实验现象:①变蓝,②不变蓝
C.实验结论:37℃时唾液淀粉酶的活性较强
D.该实验可以验证唾液对淀粉的消化作用
答案 C
解析 A、①和②号试管唯一不同的变量是有无唾液,因此该实验是对照实验,变量是唾液。A正确。
B、①号试管中水对淀粉没有分解作用,因此滴加碘液变蓝色;②号试管中唾液淀粉酶将馒头中的淀粉全部分解成麦芽糖,因此滴加碘液不变蓝。B正确。
C、37℃是模拟人口腔的正常体温,是唾液淀粉酶消化淀粉反应的最佳温度,该温度下唾液淀粉酶的活性较强,但是实验变量为唾液,并不是温度,此实验并不能证明:37℃时唾液淀粉酶的活性较强。C错误。
D、实验结果①号试管内变蓝,②号试管内不变蓝,可以结论是唾液淀粉酶对淀粉有消化作用,D正确。
3. 如图为血型检验示意图,图中每组中左边滴加了B型血人的血清,右边滴加了A型血人的血清,1、2、3、4是被检人的血型顺序,其中排列顺序正确的一项是( )
A.B型、A型、AB型、O型 B.A型、B型、O型、AB型
C.AB型、A型、B型、O型 D.O型、B型、A型、AB型
答案 C
解析 A型血红细胞上含A凝集原,血清中含抗B凝集素;B型血红细胞上含B凝集原,血清中含抗A凝集素;O型血红细胞上则没有A、B凝集原,血清中含抗A及抗B凝集素;AB型血红细胞上含A、B两种凝集原,血清中则不含抗A及抗B凝集素。A凝集原和抗A凝集素、B凝集原和抗B凝集素互相反应,能使红细胞发生凝集。
图中1号人的血液与A、B血清都发生凝聚反应,所以含有A、B两种凝集原,属于AB型;
图中2号人的血液与A型血清不发生凝聚反应,与B型血清发生凝聚反应,所以含有A凝聚原,属于A型血。
图中3号人的血液与B型血清不发生凝聚反应,与A型血清发生凝聚反应,所以含有B凝聚原,属于B型血;
图中4号人的血液与A、B血清都不发生凝聚反应,A、B两种凝集原都不含有,叫做O型。
4. 脑内X区域是体温调节中枢的一部分。研究者测量了不同环境条件下,自由活动的小鼠X区域被激活的神经元的比例,结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.环境温度下降时,X区域神经元活性上升
B.脑内X区域不能接收外界温度上升的信息
C.小鼠的体温调节是通过X区域独立完成的
D.体温恒定有利于小鼠的生命活动顺利进行
答案 C
解析 A、通过分析图1可知,环境温度下降时,x区域神经元活性上升,增加产热量,从而维持体温恒定,A正确;
B、分析图2可知,随外界环温度的上升,而脑内X区域内的神经元活性并不上升,从而维持人体内的体温恒定,B正确;
C、体温调节既有神经调节,也有体液调节,如寒冷条件下,甲状腺激素和肾上腺素的含量会增加,促进代谢,所以小鼠的体温调节并不只是通过X区域独立完成的,C错误;
D、体温恒定有利于小鼠的生命活动顺利进行,扩大小鼠的活动的分布范围,D正确。
5. 如图表示人体的某些生理活动的过程图解,请分析回答:
(1)食物消化的终产物中, 是人体最重要的供能物质,完成①生理过程的主要器官 。
(2)图中②过程是 ,它是通过 实现的。
(3)实验人员测定某人的肺泡气、静脉血、动脉血及组织细胞中O2和CO2含量,结果如下表:据可判断出是组织细胞是表中样本 。
样本一 样本二 样本三 样本四
O2 50 80 30 100
CO2 40 50 70 30
(4)通过③过程形成的液体与血浆相比,在成分上的区别是c液体不含有 、
。
答案 (1)葡萄糖;小肠(2)肺与外界的气体交换;呼吸运动(3)三(4)葡萄糖、蛋白质
解析 (1)淀粉的消化从口腔开始,口腔中的唾液淀粉酶能够将部分淀粉分解为麦芽糖,当淀粉和麦芽糖进入小肠后,由于小肠中的胰液和肠液中含有消化糖类的酶,因此,淀粉等糖类物质在小肠内被彻底消化为葡萄糖,它是人体主要的供能物质;营养物质通过消化道壁进入循环系统的过程叫做吸收,所以①表示的生理过程叫吸收,小肠是吸收的主要场所。
(2)②表示肺泡与外界的气体交换,是通过呼吸运动实现的。包括吸气过程和呼气过程,吸气时,肋间肌收缩时,肋骨向上向外运动,使胸廓的前后径和左右径都增大,同时膈肌收缩,膈顶部下降,使胸廓的上下径都增大这样胸廓的容积就增大,肺也随着扩张,肺内的气压低于外界大气压,外界空气通过呼吸道进入肺,完成吸气的过程。
(3)组织细胞进行呼吸作用消耗氧气产生二氧化碳,因此组织细胞中氧气含量最少,二氧化碳含量最多,即三是组织细胞。
(4)血液是由血浆和血细胞组成的,在形成原尿时,由于肾小球的过滤作用,大分子的蛋白质、血细胞没有被滤过,其他小分子物质过滤到肾小囊腔里形成原尿。原尿在经过肾小管时,经肾小管的重吸收作用,把原尿中的全部葡萄糖、大部分的水和部分无机盐等被肾小管重新吸收回血液,剩下的水和无机盐、尿素等就形成了尿液。可见正常人的尿液与血浆相比,尿液不含大分子蛋白质和葡萄糖。
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第3讲 人体的新陈代谢
考点一 物质的获得和排出
1.消化系统
(1)主要功能:消化食物、吸收营养,并把食物残渣排出体外。
(2)消化道和消化腺
人的消化系统由一条消化道和一些能分泌消化液的消化腺组成。消化道由口腔、食道、胃、肠、肛门组成,主要消化腺有唾液、胃腺、肠腺、胰腺和肝脏。唾液腺、胃腺、肠腺分泌的唾液、胃液、肠液分别流入口腔、胃、肠,胰腺和肝脏分泌的胰液、胆汁通过胰管和胆管流入十二指肠。其中小肠是消化和吸收的主要部位。
(3)消化类型
①物理性消化:
牙齿——切、撕、磨(咀嚼);舌——搅拌;胃、小肠——蠕动。
②化学性消化:各种消化液中的消化酶的作用。
(4)营养物质的消化过程
①消化与吸收的主要场所是小肠。
②淀粉→麦芽糖→葡萄糖;
③脂肪→脂肪微粒→甘油+脂肪酸;
④蛋白质→氨基酸。
⑤食物中的水、无机盐、维生素可直接被消化与吸收。
⑥食物中的粗纤维不能被消化吸收。
(5)七大营养素在消化道被吸收的情况
①胃:吸收少量的水、酒精、无机盐;
②小肠:吸收葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、大部分水、无机盐、维生素;
③大肠:吸收少量的水、无机盐、部分维生素。
(6)消化酶:
消化腺 唾液腺 胃腺 胰腺 肝脏 肠腺
流入的部位 口腔 胃 十二指肠 胆囊 小肠
消化液 唾液 胃液 胰液 胆汁 肠液
所含消化酶 淀粉酶 胃蛋白酶 多种消化酶 无消化酶 多种消化酶
2.呼吸系统
(1)呼吸系统由呼吸道(包括鼻、咽、喉、气管、支气管)和肺等器官组成。肺呼吸作用的功能单位是肺泡。
(2)呼吸运动
①吸气过程:呼吸肌(主要是肋间外肌和膈肌)收缩,使肺内气压小于外界大气压,气体进入肺中,吸气过程末,肺内气压等于外界大气压。
②呼气过程:呼吸肌舒张,肺内气压大于外界大气压,气体呼出,呼气过程末,肺内气压等于外界大气压。
(3)气体交换
人体内的气体交换有肺泡内的气体交换和组织处的气体交换。
组织处的气体交换:血液流经组织时,组织处的CO2浓度高于血液中CO2浓度,血液中的O2浓度高于组织处的O2浓度,CO2顺着浓度差进入血液,O2顺着浓度差进入组织处,血液由含氧高的动脉血变成含氧低的静脉血。
(4)呼吸的全过程
3.泌尿系统
(1)营养物质(糖、蛋白质、脂肪)代谢后产生的废物有:水、二氧化碳、尿酸、尿素等。这些废物是通过 呼吸系统、泌尿系统 和皮肤排出体外,其中绝大部分是通过泌尿系统以尿的形式排出体外。
(2)肾脏是人体最主要的排泄器官。肾脏的基本结构和功能单位是肾单位。包括肾小体和肾小管。肾小体由肾小球和肾小囊组成。
(3)尿的形成和排出过程:
①肾小球的滤过作用。
动脉血通过肾小球,此时,除了血细胞和大分子蛋白质成分,血液中的所有物质都通过“滤过膜”进入“肾小囊”,形成“原尿”。
②肾小管的重吸收作用。
肾小囊中的原尿流经“肾小管”,原尿中绝大部分水分、无机盐、葡萄糖等有益成分,又会被肾小管重吸收进入血液。剩下的多余的水分、无机盐和尿素、尿酸等含氮废物,形成“终尿”。
③尿液排出。
肾盂内的终尿,经输尿管流入膀胱,在膀胱内蓄积到一定的量以后,通过神经系统给大脑发出指令产生“尿意”。最后经尿道排出体外,就是我们平常所见的小便。
(4)排尿的意义。
①排除废物;
②调节水盐平衡(通过肾脏调节),维持组织细胞的正常生理功能。
典例1 实验探究题取一块馒头放到嘴里细细咀嚼,慢慢地会感觉到甜味。关于馒头的变甜我们现在展开探究:
提示:原理:淀粉遇碘变蓝,唾液淀粉酶的最适温度是37℃。
(1)主要过程:依据如图完成实验后将3支试管放在37℃温水中5~10分钟,目的是模拟 的温度,然后滴加碘液观察试管内颜色的变化。
(2)实验现象:1号试管 ,(填变蓝或未变蓝)原因是淀粉完全被消化;2号试管 ,(填变蓝或未变蓝)原因是淀粉未被消化。
(3)实验分析:①1号试管和2号试管作对照,实验的变量是 ,这就证明了
对馒头中的淀粉有消化作用;1号试管和 号试管作对照,1号有牙齿的咀嚼和舌的搅拌,另一个则没有,这就证明牙齿的咀嚼和舌的搅拌对消化食物有促进作用。
②2号和3号可以作对照吗? 。理由是 (答案合理即可)。
(4)得出结论:馒头变甜与 、 、牙齿的咀嚼都有关。
跟踪训练1 肠道显微胶囊是一种用于诊断胃肠道疾病的可吞咽式小型设备(如图甲),它可以在短时间内捕捉到消化道内的三维图像。结合图乙判断,下列叙述不正确的是( )
A.显微胶囊可依次经过口腔→咽→食道→胃→小肠
B.显微胶囊可进入结构⑤,⑤分泌的消化液中含有消化酶
C.显微胶囊可进入结构④,④处具有暂时贮存食物的作用
D.显微胶囊可进入结构⑥,⑥是消化和吸收的主要场所
跟踪训练2 如图中的曲线表示淀粉、脂肪、蛋白质在消化道中被消化的程度。能代表蛋白质消化程度的曲线是( )
A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.都可以
典例2 如图是检验呼出气体的实验装置,根据所学的知识和实验经验回答下列问题。
(1)某同学设计了如图装置,比较人体呼吸过程中气体成分的变化。该同学吸气时,应捏紧 (B或D);呼气后,观察到 瓶中澄清石灰水变浑浊,这说明 .
。
(2)在实验中设置甲瓶的目的是 。
(3)人体内呼出的二氧化碳产生的部位是 。
A.血液 B.肺泡 C.细胞 D.气管
(4)在呼吸时,由于肋间肌和膈肌 ,胸廓扩大,气体就被吸入。
跟踪训练3 如图是模拟呼吸运动的模式图,下列描述错误的是( )
A.图a模拟呼气,图b模拟吸气
B.气球模拟肺,橡皮膜模拟膈
C.图a膈肌收缩,图b膈肌舒张
D.做a动作时肋间肌舒张,做b动作时肋间肌收缩
跟踪训练4 如图表示肺泡内的气体交换过程,下列叙述正确的是( )
A.与③处血液相比,①处氧气含量无变化
B.与③处血液相比,①处氧气含量减少
C.与③处血液相比,①处二氧化碳含量减少
D.与③处血液相比,①处二氧化碳含量增加
典例3 为什么健康人尿液中没有葡萄糖,而糖尿病患者尿液中会出现葡萄糖呢?为一探究竟,小悦参考了某健康人血浆、原尿和尿液的主要成分数据(单位:克/100毫升)及肾单位结构模式图(如图),请你和她一起分析。
主要成分 血浆 原尿 尿液
A 8 0.03 0
B 0.1 0.1 0
水 90 98 96
无机盐 0.72 0.72 1.1
C 0.03 0.03 1.8
(1)图中1的动脉血流经[ ]肾小球时,除 以外,血浆中的葡萄糖等成分过滤到[ ] 中形成原尿。
(2)表中尿素、蛋白质、葡萄糖分别对应的字母是 、 、 。临床上医生可根据经验初步判断病人的病变部位,如果病人出现“尿糖”、“尿血”的现象,请根据所学知识初步判断病变部位分别是 、 (填名称)。
(3)人体进行代谢活动时产生的尿素等代谢废物主要以 尿液的形式排出体外。请用图中的标号和箭头表示肾小球血液中的尿素在尿的形成过程中所经过的途径 。
(4)6中的液体与4中液体相比较,区别在于 。
跟踪训练5 如图是人体泌尿系统示意图,下列描述不正确的是( )
A.尿液在甲处形成
B.泌尿系统由甲、乙、丙、丁组成
C.乙能输送尿液
D.当丙内充满尿液时会在丙处产生尿意
跟踪训练6 下列是对人体中代谢废物排泄的相关知识的描述,其中不正确的是( )
A.人体将代谢废物以及多余的水和无机盐排出体外的过程称为排泄
B.体内多余的水可经肾脏、皮肤、肺等器官排出体外
C.排泄的意义是排出代谢废物,维持细胞生活环境的稳定
D.尿液从形成到排出体外的正确途径是:肾脏→膀胱→输尿管→尿道
考点二 体内物质的运输
血液的组成和功能
成分 功能 异常病
血液的组织 血浆 运载血细胞,运输养料和废物 -
血细胞 红细胞 运输氧和一部分二氧化碳 贫血
白细胞 吞噬异物,抗感染 太少,抵抗能力差;多,炎症
血小板 加速血液凝固 凝血功能降低
(1)血液的功能:血液具有运输氧、二氧化碳、各种营养物质及代谢产物的功能,还能起防御作用,血液对调节体温也有重要作用。
(2)血红蛋白的特点:在氧浓度高的地方,容易结合氧;在氧浓度低的地方,又容易与氧分离。
(3)红骨髓担负血细胞的再生任务。
2.心脏的结构和功能
(1)心脏的结构:心脏分左右心房和左右心室,共四个腔。
(2)心室出入口处都有瓣膜,在心室的入口处为房室瓣,出口处为动脉瓣。瓣膜的作用就是使血液只能向固定的方向流动,防止血液的倒流。(如图)
(3)心脏的功能:将血液泵入血管流向全身,心脏是血液循环的动力器官。
3.血管
种类 管壁特点 管腔特点 主要功能
动脉 厚,弹性大 小
静脉 较薄,弹性小 大,内有防止血液回流的瓣膜 把血液从心脏送到全身各处
毛细血管 仅有一层上皮细胞构成 最小,一般只允许红细胞单行通过 进行物质交换
4.血液种类
动脉血:含氧多,颜色鲜红的血
血液
静脉血:含氧少,颜色暗红的血
5.血液循环途径(体循环和肺循环同时进行)
(1)肺循环:右心室—肺动脉—肺中的毛细血管网—肺静脉—左心房。
(2)体循环:左心室—主动脉—身体各处的毛细血管网—上下腔静脉—右心房。
典例4 如图甲是某同学绘制的人体生理过程流程图,其中A、B分别表示吸气和呼气;M、N分别表示人体某器官;图乙是心脏工作过程中某阶段的示意图,图中箭头表示血液流动的方向,①②③④表示与心脏相连的血管,⑤⑥⑦⑧表示心脏的四个腔。请回答下列问题:
(1)人体血液循环包括体循环和肺循环两部分。图乙中体循环的起点是[ ] ;肺循环的终点是[ ] 。
(2)图甲中,进行A过程时,膈肌和肋骨间的肌肉所处的工作状态分别是 、 。
(3)图甲中,当血液流经人体器官N后,血液中的葡萄糖、氨基酸等物质的含量增多,则器官N可能是 ;图甲中的M器官是 ,血液流经M器官后,血液成分发生的变化是由含氧少的静脉血变成了 。
(4)图乙中,心脏所处的工作状态是: ,
心房与心室之间的瓣膜 (填“打开”或“关闭”)。
(5)图乙中,①②③④血管内流静脉血的有 。
跟踪训练7 如图为血液循环示意图。下列叙述正确的是( )
A.体循环的途径:④→⑦→⑧→①
B.①和③,②和④之间都有防止血液倒流的瓣膜
C.②③内流静脉血,⑤⑦内流动脉血
D.心脏心壁肌肉最厚的腔是②
跟踪训练8 下列对动脉、动脉血、静脉、静脉血的叙述中正确的是( )
A.动脉血就是含氧多、颜色鲜红的血
B.静脉血就是含氧少、弹性大的血
C.动脉就是把血液从身体各部位输送到心脏的血管
D.静脉就是把血液从心脏输送到身体各部位的血管
考点三 人体生命活动的调节
1.神经调节
(1)意义:神经调节是动物和人与外界以及体内相互协调的主要方式。它包括接受信息、传导信息、处理信息以及作出反应的过程。
(2)组成:神经系统由中枢神经系统和遍布全身各处的周围神经系统两部分组成。
①中枢神经系统包括脑和脊髓,分别位于颅腔和椎管内,是神经组织最集中、构造最复杂的部位。
②周围神经系统包括各种神经。其中同脑相连的称为脑神经,与脊髓相连的称为脊神经,支配内脏器官的称为植物性神经。
(3)脑——是神经系统中最高级部分,包括大脑、小脑和脑干三部分。
①大脑:大脑皮层表面凹凸不平,形成沟、裂、回,增大表面积;神经细胞集中的地方,有记忆、思维、控制身体活动的高级中枢;人类特有的语言中枢主要在左半球。
②小脑:主要负责人体运动的协调性,协调肌肉的活动,如步行、奔跑等,并保持身体平衡。
③脑干:大脑下面,主要控制循环系统、呼吸系统的运动,生命中枢存在于此,此处受损会危及生命。
(4)脊髓是中枢神经系统的低级部位。
(5)神经调节的基本方式——反射
①反射:是生物对各种刺激做出的应答性反应,包括对信息的接受、传导、处理。
②反射包括:非条件反射(是低级的反射活动,神经中枢———脊髓);条件反射(是高级的反射活动,神经中枢———大脑)。
(6)反射弧:
①感受器:接受信息,产生神经冲动,存在于眼、耳、鼻、舌、皮肤、内脏等器官内。
②传入神经:传递信息,将神经冲动传向神经中枢。
③神经中枢:信息处理,接收并分析处理传来的信息,存在于脑、脊髓中。
④传出神经:传递信息,将处理后的信息传向效应器。
⑤效应器:转化信息,将神经冲动转化为相应的动作,如肌肉与腺体。
(7)冲动传导方向:感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。
2.激素对人体生命活动调节的作用
(1)激素
由内分泌系统分泌,直接进入腺体内的毛细血管中,在血液内含量极少,但对人体的生长发育、新陈代谢、生殖、对外界刺激的反应等生命活动起缓慢而持久的调节作用的微量化学物质
人体主要的内分泌腺所分泌的激素及功能
内分泌腺 分泌主要激素 主要作用 缺乏或过多时的病症
脑垂体 生长激素 控制生长发育 幼年时分泌不足:侏儒症幼年时分泌过多:巨人症成年时分泌过多: 肢端肥大症
甲状腺 甲状腺激素 促进新陈代谢提高神经系统兴奋性 幼年时分泌不足:呆小症分泌过多,甲亢
胰岛 胰岛素 加速血糖分解促进血糖合成糖元 分泌过多:低血糖症分泌过少:糖尿病
性腺 性激素 促进生殖器官的发育和成熟激发并维持第二性征
肾上腺素:能加快心跳的节奏,扩张通往肌肉的血管。
(2)胰岛素
①血液中的葡萄糖叫做血糖,人体的血糖含量基本上维持在90毫克/100毫升左右(0.9毫克/毫升)。血糖是人体内的供能重要物质。
②胰岛素对血糖浓度的调节和控制:当血液中葡萄糖含量高于正常水平时,胰岛素分泌增加,以促进血糖含量下降;当血液中葡萄糖含量低于正常水平时,胰岛素分泌减少,使血糖含量上升,从而使血糖维持在正常水平。
3.体温的控制
(1)恒定的体温
①人类与鸟类、哺乳类都是恒温动物,可以在不同温度的环境中保持相对稳定的体温。
②正常人的体温并不是一个固定值,而是一个温度范围。
③保持正常的体温是动物新陈代谢正常进行的基本条件。
(2)产热和散热的平衡
①产热:主要器官是骨骼肌和内脏,安静时以内脏为主,运动时以骨骼肌为主。
②散热:90%热量通过皮肤散发出去,它的方式有直接散热和蒸发散热。
(3)体温受脑控制
人体体温通过神经系统的调节而实现,调节体温的中枢在脑干。
(4)在神经系统和体液的调节下,人体是一个统一的整体。
典例5 毛发是哺乳动物御寒的重要结构,科研人员研究了寒冷刺激对毛发的影响。
(1)突遇寒冷,人体皮肤会出现一种即时反射活动——产生“鸡皮疙瘩”。完成这一反射活动的结构基础为 。
(2)据图1所示的神经调节过程分析,寒冷环境中,分布在人体皮肤的 接受寒冷刺激并产生神经冲动,沿传入神经传导至下丘脑中的体温调节中枢,最终引起竖毛肌的 。使毛发竖立的同时皮肤局部隆起,产生“鸡皮疙瘩”,以减少散热。这一反射活动属于 反射。
(3)为研究持续寒冷刺激对毛发生长的影响,科研人员将背部去除毛发的30只小鼠,平均分成两组,分别置于不同温度下饲养两周,并测量毛发长度,结果发现5℃下饲养的小鼠毛发更长,由此说明 。
(4)观察发现,毛囊干细胞外有神经包绕,科研人员推测持续寒冷刺激下,神经处于激活状态,促使毛囊干细胞 ,产生新的毛囊细胞 ,对毛发的生长起到重要作用。
(5)为验证(4)中的推测,研究人员切断小鼠体内与毛囊干细胞相连的神经,在持续寒冷刺激下,饲养背部去除毛发的小鼠,若实验结果为 ,则表明在持续寒冷刺激下,神经参与调控毛发的生长。
跟踪训练9 2020年,中国珠峰高程测量登山队成功登顶珠穆朗玛峰。下列相关叙述错误的是( )
A.登山者能身体协调,维持身体平衡,努力攀登,主要是由于小脑的调节作用
B.某队员看到自己的下肢受伤,视觉产生部位是视网膜
C.登山者攀登时呼吸加深、加快,这是位于脑干内的呼吸中枢调节的结果
D.登山过程要向着目标前进,听从指令,完成该行为的神经中枢是大脑皮层
典例6 所有生物都生活在不断变化的环境之中,只有不断感知环境变化,并对生命活动进行调节,才能更好的生存。请据图表分析回答下面有关人和动物生命活动调节的问题:
(1)反射完成的结构基础是反射弧,图中3代表的是 。
(2)用针刺激1处,人是先感到疼还是先缩手? 。
(3)如下表是某中学生物社团探究甲状腺激素作用的实验,与据此分析回答:
组别 实验动物 饲养环境 饲料 实验结果
甲组 正常蝌蚪 池塘水 不添加甲状腺激素的普通饲料 正常发育成正常的成蛙
乙组 正常蝌蚪 A 添加甲状腺激素的普通饲料 提前发育成很小的成蛙
①该实验的变量是 。表中A是 。
②甲、乙两组蝌蚪,除表中列出的不同处理外,还要求其他条件都必须相同且适宜,以排除其他因素的干扰,这是遵循实验的 原则。
③该实验的结论是:甲状腺激素能够 (填“促进”或“抑制”)蝌蚪的发育。
跟踪训练10 下列关于激素的说法不正确的是( )
A.内分泌腺分泌的激素通过导管进入血液里,随血液循环运送到身体各处
B.垂体是位于人体脑部的一种内分泌腺,能分泌生长激素
C.人体在睡眠状态时分泌的生长激素较多
D.人体在遇到危险时肾上腺素分泌增多从而促使人的心跳加快,血压升高
基础保分
1. 一男子已经20岁了,智力发育正常,但身高只有1米。请问患者是由于幼年时哪种激素分泌不足引起的( )
A.甲状腺激素 B.生长激素 C.胰岛素 D.性激素
2. 分泌的消化液里不含消化酶的器官是( )
A.唾液腺 B.肝脏 C.胃 D.胰腺
3. 下列与人体的呼吸相关的叙述,正确的是( )
A.呼吸系统主要是由鼻、咽、喉、气管、支气管组成
B.平静吸气时,肋间肌和膈肌均收缩,肺内气压大于外界气压
C.进入人体的氧气最终在肺泡内被利用
D.肺泡外包绕着丰富的毛细血管,有利于气体交换
4. 下列属于复杂反射的是( )
①画饼充饥②老马识途③鹦鹉学舌④杯弓蛇影⑤按图索骥⑥大雁南飞
A.①②③④⑤ B.①②③⑤ C.②③⑤⑥ D.①④⑤⑥
5. 如图是在显微镜下观察到的人血涂片示意图。下列分析正确的是( )
A.③具有运输氧气的功能
B.②可用来做DNA亲子鉴定
C.④因富含血红蛋白而呈红色
D.①能释放与血液凝固有关的物质
6. 继“三高”之后,高尿酸成为现代社会威胁人体健康的“第四高”,对人体多个组织器官都有危害作用,尿酸过多在肾小管处形成结晶,会引起上皮细胞坏死,这直接影响肾小管( )
A.过滤作用 B.重吸收作用 C.贮存尿液 D.排出尿液
7. 如图为缩手反射及痛觉形成过程示意图,下列相关说法正确的是( )
A.手被针刺后,接收神经冲动的部位是[1]
B.[3]是缩手反射的神经中枢,不受大脑皮层控制
C.缩手反射的神经冲动的传导途径是[5]→[4]→[3]→[2]→[1]
D.若[4]处受损,不能发生缩手反射,但是能产生痛觉
8. 如图是人体与新陈代谢有关的四大系统简易示意图,图中①、②、③、④分别表示( )
A.泌尿系统、消化系统,循环系统、呼吸系统
B.循环系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统
C.消化系统、循环系统、泌尿系统、呼吸系统
D.呼吸系统、循环系统、泌尿系统、消化系统
9. 褪黑素是大脑松果体分泌的一种激素,分泌量光暗变化影响,昼少夜多,改善人体睡眠质量。分泌过程如图所示,下列分析错误的是( )
A.①是视网膜,②是神经中枢
B.褪黑素分泌量受神经调节和激素调节
C.效应器是松果体分泌的褪黑素
D.黑夜看手机,手机光线影响褪黑素分泌
10. 如图是人体心脏结构示意图。下列说法正确的是( )
A.①是右心房,与①相连的⑦是肺静脉
B.与②相连的⑤是主动脉,且②的心壁比④的心壁厚
C.与③相连的⑧是上、下腔静脉,③通过瓣膜与①相通
D.与④相连的⑥是肺动脉,④通过瓣膜与②相通
能力提升
1. 环境温度稳定在25℃,在t1时环境温度从25℃骤降到10℃并稳定一段时间,记录人体散热变化曲线如图所示。请据图分析下列说法中错误的是( )
A.当环境温度为25℃时,产热量等于散热量
B.t1到t2时,散热量增加是由于体温与环境温度相差增大造成
C.t2以后,由于体温调节,散热量减少
D.t3以后,散热量大于产热量
2. 对探究“馒头在口腔中的变化”的实验描述错误的是( )
A.①、②能形成对照实验,变量是唾液
B.实验现象:①变蓝,②不变蓝
C.实验结论:37℃时唾液淀粉酶的活性较强
D.该实验可以验证唾液对淀粉的消化作用
3. 如图为血型检验示意图,图中每组中左边滴加了B型血人的血清,右边滴加了A型血人的血清,1、2、3、4是被检人的血型顺序,其中排列顺序正确的一项是( )
A.B型、A型、AB型、O型 B.A型、B型、O型、AB型
C.AB型、A型、B型、O型 D.O型、B型、A型、AB型
4. 脑内X区域是体温调节中枢的一部分。研究者测量了不同环境条件下,自由活动的小鼠X区域被激活的神经元的比例,结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.环境温度下降时,X区域神经元活性上升
B.脑内X区域不能接收外界温度上升的信息
C.小鼠的体温调节是通过X区域独立完成的
D.体温恒定有利于小鼠的生命活动顺利进行
5. 如图表示人体的某些生理活动的过程图解,请分析回答:
(1)食物消化的终产物中, 是人体最重要的供能物质,完成①生理过程的主要器官 。
(2)图中②过程是 ,它是通过 实现的。
(3)实验人员测定某人的肺泡气、静脉血、动脉血及组织细胞中O2和CO2含量,结果如下表:据可判断出是组织细胞是表中样本 。
样本一 样本二 样本三 样本四
O2 50 80 30 100
CO2 40 50 70 30
(4)通过③过程形成的液体与血浆相比,在成分上的区别是c液体不含有 、
。
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