试卷为双语(马来文/英文);课程以英语授课。

中四 · 体内平衡与人体泌尿系统

体内平衡

体内平衡是指身体在外界不断变化的情况下,仍能维持稳定的内部环境,主要通过负反馈实现,某变量偏离设定点时会触发一个反应,把该变量拉回设定点附近。

为何稳定的内部环境很重要

细胞及其内部的酶只有在温度、pH值与水、葡萄糖等物质浓度处于狭窄范围内时,才能高效运作。若体内状况变化过大,酶的活性与细胞功能可能受到严重扰乱。

体内平衡是指身体即使在外界环境变化的情况下,仍能使这些内部状况保持相对恒定的过程。

负反馈:控制机制

  1. 感受器侦测到某变量(如体温或血糖浓度)偏离正常设定点的变化。
  2. 这一信息通常经由神经或激素信号传给控制中枢,控制中枢将其与正常设定点进行比较。
  3. 控制中枢促使效应器产生一个与原始变化相反的反应,把该变量推回设定点附近。
  4. 随着变量恢复正常,感受器侦测到这一变化,反应便随之减弱或停止。
  5. 这种自我修正的循环,反应总是抵消原始变化,称为负反馈。

体内平衡的两个例子

负反馈如何调节体温与血糖
变量过高时过低时
体温出汗与皮肤血管舒张增加散热颤抖与皮肤血管收缩减少散热
血糖浓度胰腺释放胰岛素,使细胞摄取葡萄糖、肝脏把葡萄糖转化为糖原胰腺释放胰高血糖素,使肝脏把储存的糖原转化回葡萄糖

如何考查

此学习标准的考题常描述某种变化,例如运动后体温升高或禁食后血糖下降,要求你逐步解释负反馈反应。你也可能被要求解读显示某变量随时间在设定点上下小幅波动的图,并指出各阶段负责的效应器。

考试风格例题

题目。一个人在炎热天气下长跑后,皮肤发红并布满汗水,测得的体温略高于正常水平,随后在接下来的一小时内逐渐恢复正常。

(a) 说出最可能负责侦测这一体温变化的感受器。(b) 描述此情境中出现的两种效应器反应,并解释各自如何有助于降低体温。

(c) 解释当体温恢复到正常设定点后,出汗反应会发生什么变化。

参考答案。(a) 温度感受器(位于皮肤与脑部下丘脑)侦测到体温上升。

(b) 出汗:汗液分泌到皮肤表面,其蒸发带走身体的热能,使身体降温。血管舒张:靠近皮肤表面的血管扩张,增加流向皮肤的血流,使更多热量能以辐射方式散失到周围环境。

(c) 当体温恢复到正常设定点后,温度感受器侦测到这一变化,出汗反应便减弱或停止,因为原始的变化(偏离)已被纠正,这是负反馈的一个例子。

练习题

试一试。一个人已经数小时没有进食,其血糖浓度降到正常设定点以下。

请逐步描述能使血糖浓度恢复正常的负反馈反应。

考试提示

重点术语

第13章的这些术语有助于理解本主题:

  • 激素,一种化学信使,如胰岛素或胰高血糖素,通过血液运送并作用于靶器官。
  • 刺激,内部或外部环境中可被侦测到、能触发反应的变化。
  • 渗透压调节,体内水与盐平衡的体内平衡控制,主要由肾脏执行。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

什么是负反馈?它对体内平衡为何重要?
负反馈是一种控制机制:某变量偏离正常设定点时会触发一个与该变化相反的反应,把该变量拉回设定点附近。它对体内平衡至关重要,因为它能使体内状况(如体温与血糖浓度)保持在酶与细胞正常运作所需的狭窄范围内,即使内外环境不断变化。
进食后血糖浓度升高时,身体如何反应?
胰腺侦测到血糖升高,便释放胰岛素。胰岛素使体细胞从血液中摄取更多葡萄糖,并使肝脏把多余的葡萄糖转化为糖原储存起来。结果,血糖浓度回落至正常设定点附近,一旦水平恢复正常,胰岛素的释放也随之减少。
体内平衡是否等同于使某变量完全恒定不变?
不是。体内平衡使体温或血糖浓度等变量在正常设定点附近的狭窄范围内波动,而不是把它维持在一个精确不变的数值上。负反馈不断侦测设定点上下的微小偏差,并触发反应把变量拉回,因此变量随时间变化的图表通常会显示其在设定点附近小幅上升与下降,而不是完全平坦不变。

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