试卷为双语(马来文/英文);课程以英语授课。

中四 · 人类与动物生理学

体内平衡与人体泌尿系统

体内平衡是指尽管周围环境变化,身体内部仍维持稳定环境。本章先介绍作为体内平衡基础的负反馈这一通用原理,再把它详细应用到泌尿系统:肾脏过滤血液,并通过肾单位中的超滤与选择性重吸收产生尿液。

你还需要了解同样的反馈原理如何控制体温与血糖水平,因为这些常与肾单位在同一章一起被考查。能把控制机制描述成一个循环,侦测到变化、触发反应、状况被纠正回正常,对这三个例子都有帮助。

泌尿系统的内容会从结构上详细考查:肾脏、输尿管、膀胱与尿道作为器官,以及肾小球、鲍曼囊与肾小管作为单个肾单位的工作部件。你应能追踪某物质从血液进入肾脏到尿液离开身体的整个历程,并解释为何某些物质先被滤出、随后又被重吸收。

最后一项内容标准涵盖与泌尿系统相关的健康问题,包括肾结石、泌尿道感染、肾小球肾炎,以及需要透析或移植的肾衰竭。好的作答会把每种病症与系统中某个具体部位的功能失常联系起来,而不是把它笼统描述为一种疾病。

关键概念

体内平衡
体内平衡是指尽管身体外部环境变化,仍维持稳定的内部环境,温度、血糖、水分含量与 pH。它使条件足够稳定,让酶与细胞能正常运作,并通过涉及神经系统与内分泌系统的负反馈来控制。
泌尿系统
泌尿系统把尿素以及多余的水与盐从血液中排出。肾脏持续过滤血液;输尿管把肾脏产生的尿液送到储存尿液的膀胱;排尿时尿道再把尿液排出体外。
肾单位
肾单位是肾脏个别的过滤与处理单元,由肾小球、鲍曼囊与肾小管系统组成。每个肾脏含有数量极多、并行运作的肾单位,这也是为何即使部分肾单位受损,肾功能仍可能维持足够水平。这种安排也解释了为何一个人即使只有一个肾脏在运作,仍可保持健康。
超滤
肾小球内的高血压把水、葡萄糖、盐与尿素从血液中挤出,进入鲍曼囊,形成肾小球滤液。大分子血浆蛋白与血细胞太大,无法通过滤过膜,因此留在血液中。
选择性重吸收
滤液沿肾小管流动时,有用的物质会被重吸收回血液:全部葡萄糖、大部分水分,以及视身体需要而定的部分盐分。剩下的部分就成为尿液。
渗透调节与肾脏健康
抗利尿激素(ADH)调节肾小管重吸收水分的量,使尿液变浓或变稀,以维持血液水分含量稳定。当肾脏衰竭时,废物与多余水分会在血液中积聚,须以透析或肾脏移植治疗。
负反馈
负反馈是体内平衡背后的通用控制模式:受体侦测到偏离正常水平的变化,控制中心触发反应,效应器纠正这一变化,使状况回到设定点。体温调节、渗透调节与血糖控制都遵循同一模式。
体温调节
皮肤与脑中的下丘脑共同作用以维持体温恒定。当身体过热时,皮肤血管扩张,汗腺活动增强以散失热量;当身体过冷时,皮肤血管收缩,肌肉可能通过颤抖产生热量。
血糖调节
胰腺利用两种作用相反的激素,把血糖维持在狭窄的范围内:胰岛素通过促进细胞摄取葡萄糖并以糖原形式储存来降低血糖,而胰高血糖素则通过分解糖原来升高血糖。
肾结石与泌尿道感染
肾结石是浓缩尿液中的物质积聚形成的坚硬结晶沉积物,在通过泌尿道时会引起疼痛。泌尿道感染是细菌在膀胱或尿道内繁殖所致,可能引起疼痛与频尿感。

本章如何考查

SPM 生物通过三张试卷评估。试卷一有40道客观题(40分),时长1小时15分钟;试卷二为100分,分 A、B、C 部分,时长2小时30分钟;试卷三是考查科学过程技能的实作卷。本章内容可能出现在其中任何一张,因此课程为试卷一训练记忆、为试卷二训练结构化作答。

常见考法

  • 按正确顺序描述肾单位中的超滤与重吸收。
  • 解释渗透调节,包括 ADH 在调节水分重吸收中的作用。
  • 比较血液、肾小球滤液与尿液的成分。
  • 以皮肤血管的扩张与收缩解释体温调节。
  • 描述胰岛素与胰高血糖素如何把血糖维持在狭窄范围内。
  • 把泌尿系统的健康问题(如肾结石或感染)与其影响的系统部位联系起来。

常见错误

学生常写: 说尿液中通常含葡萄糖。

能得分的写法: 葡萄糖被滤出但被完全重吸收,因此健康尿液不含葡萄糖;其出现提示糖尿病。这也是为何尿糖检测有时被用作简单的筛查方法,但仍需血液检测才能确诊。

学生常写: 写蛋白质被滤入肾单位。

能得分的写法: 大的血浆蛋白与血细胞太大无法被滤过,留在血液中。它们若出现在尿液中(称为蛋白尿),可能表示过滤膜受损,因此医生常将其作为肾脏问题的早期迹象来检查。

学生常写: 混淆超滤与重吸收。

能得分的写法: 超滤把物质从血液挤出;重吸收把有用物质带回。这两个过程发生在肾单位的不同部位,且物质移动的方向相反。超滤发生在肾小球与鲍曼囊,而重吸收则沿肾小管发生。

学生常写: 说膀胱产生尿液。

能得分的写法: 肾脏产生尿液;膀胱只是储存。尿液的成分在离开肾脏时已经确定;膀胱不会再改变它。

学生常写: 认为出汗仅靠排出皮肤水分来降温。

能得分的写法: 出汗降温主要是因为汗液蒸发会从皮肤吸收热能,而不仅仅是液体离开皮肤表面。

学生常写: 混淆胰岛素与胰高血糖素的作用。

能得分的写法: 胰岛素通过促进摄取与糖原储存来降低血糖;胰高血糖素通过分解糖原来升高血糖。两者都来自胰腺,但作用方向相反。一个简单的记忆方法是:胰岛素负责储存,胰高血糖素负责释放。

学生常写: 把肾结石视为与肾衰竭相同的问题。

能得分的写法: 肾结石是局部、通常可治疗的阻塞或刺激;肾衰竭则是肾脏整体过滤功能更严重、更广泛的丧失。

学生常写: 把负反馈描述为使变化加剧。

能得分的写法: 负反馈会抵消变化,把状况推回其正常设定点,而不是使其进一步偏离。

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常见问题

什么是体内平衡?
体内平衡是尽管外界变化,身体仍维持稳定的内部环境,如稳定的体温、血糖水平、水分含量与 pH。它使酶与细胞在理想条件下工作,并由肾脏、肝脏、皮肤以及神经与内分泌系统等器官控制。
尿液在肾单位中如何形成?
首先是超滤:肾小球中的高压把水、葡萄糖、盐与尿素从血液挤入鲍曼囊,而大分子蛋白与血细胞被留下。然后是选择性重吸收:滤液沿肾小管流动时,全部葡萄糖、部分盐与大量水等有用物质被重吸收回血液。剩下的,主要是尿素、多余的盐与水,成为尿液。这些尿液随后流经输尿管进入膀胱,在排出体外之前先储存在那里。
尿液中为何通常没有葡萄糖?
葡萄糖足够小,可在超滤时被滤出,但它是有用的营养,因此在选择性重吸收时被完全吸收回血液。所以健康尿液不含葡萄糖。若尿中出现葡萄糖,往往意味着血糖过高,如糖尿病。
身体如何调节体温?
脑中的下丘脑监测血液温度,并通过皮肤协调反应。当身体过热时,靠近皮肤表面的血管扩张,让更多热量以辐射方式散失,汗腺也会分泌更多汗液,汗液蒸发时使皮肤降温。当身体过冷时,这些血管收缩以减少热量流失,肌肉可能快速收缩,即颤抖,以产生额外热量。整个机制作为一个单一的负反馈回路,全天持续运作。
胰岛素与胰高血糖素如何控制血糖?
进食后血糖上升,胰腺因此释放胰岛素,使细胞(尤其是肝脏与肌肉中的细胞)摄取葡萄糖并以糖原形式储存,从而使血糖降回正常水平。两餐之间血糖下降,胰腺则释放胰高血糖素,使储存的糖原分解为葡萄糖并释放入血。这两种激素共同把血糖维持在狭窄而稳定的范围内。

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