❤️ 生物圈中的人
🎨 人体生理图解
# 模块四:生物圈中的人
考纲要求
- 说出人体需要的主要营养物质
- 描述人体消化系统的组成,概述食物的消化和营养物质的吸收过程
- 描述人体血液循环系统的组成,概述血液循环
- 描述人体呼吸系统的组成,概述人体肺部和组织细胞处的气体交换过程
- 描述人体泌尿系统的组成,概述尿液的形成和排出过程
- 描述人体神经系统的组成,概述人体神经调节的基本方式
- 列举人体的激素参与生命活动调节的实例
给初学者的话
本章学习目标
学完本章,你应该能:
- 说出消化、呼吸、循环、排泄系统的基本组成和功能;
- 理解食物的消化和营养物质的吸收过程;
- 知道血液循环的两条路线和气体交换原理;
- 了解神经调节和激素调节的基本作用。
一、人体的营养
1. 食物中的营养物质
人体需要的营养物质主要有六类:糖类、脂肪、蛋白质、水、无机盐和维生素。
| 营养物质 | 主要作用 | 食物来源举例 |
|---|---|---|
| 糖类 | 主要的供能物质 | 米饭、馒头、马铃薯 |
| 脂肪 | 备用的能源物质 | 花生、肥肉、植物油 |
| 蛋白质 | 建造和修复身体的重要原料,也能供能 | 瘦肉、鱼、蛋、奶、豆类 |
| 水 | 细胞的主要成分,运输物质 | 饮水、食物 |
| 无机盐 | 构成人体组织,维持正常生理功能 | 奶、蔬菜、海产品 |
| 维生素 | 维持人体正常生理功能 | 水果、蔬菜 |
常见无机盐缺乏症:
- 缺钙:儿童患佝偻病,成人患骨质疏松症
- 缺铁:缺铁性贫血
- 缺碘:地方性甲状腺肿(大脖子病),儿童缺碘影响智力发育
- 缺锌:生长发育不良,味觉发生障碍
常见维生素缺乏症:
- 维生素A:夜盲症、皮肤干燥
- 维生素B₁:神经炎、脚气病、消化不良
- 维生素C:坏血病、抵抗力下降
- 维生素D:佝偻病、骨质疏松症
2. 消化系统的组成
消化系统由消化道和消化腺组成。
消化道:口腔 → 咽 → 食道 → 胃 → 小肠 → 大肠 → 肛门
消化腺:
- 唾液腺:分泌唾液,含唾液淀粉酶
- 胃腺:分泌胃液,含胃蛋白酶
- 肠腺:分泌肠液,含多种消化酶
- 胰腺:分泌胰液,含多种消化酶
- 肝脏:人体最大的消化腺,分泌胆汁
3. 食物的消化
消化的概念:食物在消化道内分解成可以被细胞吸收的物质的过程。
淀粉的消化:
- 口腔:唾液淀粉酶将部分淀粉分解为麦芽糖
- 小肠:胰液、肠液中的淀粉酶将淀粉彻底分解为葡萄糖
蛋白质的消化:
- 胃:胃液中的胃蛋白酶初步消化蛋白质
- 小肠:胰液、肠液中的蛋白酶将蛋白质彻底分解为氨基酸
脂肪的消化:
- 小肠:胆汁乳化脂肪后,胰液、肠液中的脂肪酶将脂肪分解为甘油和脂肪酸
4. 营养物质的吸收
吸收的概念:营养物质通过消化道壁进入循环系统的过程。
主要吸收器官——小肠:
- 小肠长约5~6米;
- 内表面有皱襞和小肠绒毛,增大了吸收面积;
- 小肠绒毛壁和毛细血管壁都很薄,只由一层上皮细胞构成,利于营养物质透过。
可吸收的物质:
- 小肠:葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、水、无机盐、维生素
- 大肠:少量水、无机盐、部分维生素
5. 合理营养与食品安全
合理营养:指全面而平衡的营养。"全面"指摄取的营养素种类齐全;"平衡"指摄取的各种营养素的量要合适。
平衡膳食宝塔(由下至上):
- 谷类、薯类(最多)
- 蔬菜水果类
- 鱼、禽、肉、蛋类
- 奶类、豆类
- 油脂类(最少)
二、人体的呼吸
1. 呼吸系统的组成
呼吸系统由呼吸道和肺组成。
呼吸道:鼻 → 咽 → 喉 → 气管 → 支气管
- 作用:气体进出肺的通道,使吸入的气体温暖、湿润、清洁。
- 痰形成的部位:气管和支气管黏膜上有纤毛,腺细胞分泌黏液,可黏附灰尘和细菌,通过纤毛摆动排出体外。
肺:呼吸系统的主要器官,气体交换的场所。
2. 肺与外界的气体交换(肺的通气)
呼吸运动:胸廓有节律地扩大和缩小,包括吸气和呼气两个过程。
| 状态 | 肋间肌 | 膈肌 | 胸廓容积 | 肺内气压 | 气体流动 |
|---|---|---|---|---|---|
| 吸气 | 收缩 | 收缩(膈顶下降) | 扩大 | 低于外界气压 | 外界气体入肺 |
| 呼气 | 舒张 | 舒张(膈顶上升) | 缩小 | 高于外界气压 | 肺内气体排出 |
3. 肺泡内的气体交换
肺泡适于气体交换的特点:
- 肺泡数量多,总面积大;
- 肺泡壁很薄,只由一层上皮细胞构成;
- 肺泡外面包绕着丰富的毛细血管。
交换原理:气体扩散作用——气体由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
吸入的气体到达肺泡时,肺泡中的氧气浓度高于血液,氧气扩散进入血液;血液中的二氧化碳浓度高于肺泡,二氧化碳扩散进入肺泡,随呼气排出。
4. 组织里的气体交换
血液流经组织细胞周围的毛细血管时:
- 血液中的氧气浓度高于组织细胞,氧气扩散进入组织细胞;
- 组织细胞中的二氧化碳浓度高于血液,二氧化碳扩散进入血液。
这样,血液由含氧丰富、颜色鲜红的动脉血变成含氧较少、颜色暗红的静脉血。
5. 呼吸全过程总结
呼吸全过程包括四个连续环节:
- 肺与外界的气体交换(肺的通气)——通过呼吸运动完成
- 肺泡内的气体交换——通过气体扩散完成
- 气体在血液中的运输——氧气与红细胞中的血红蛋白结合,二氧化碳主要由血浆运输
- 组织里的气体交换——通过气体扩散完成
三、人体内物质的运输
1. 血液的组成
血液由血浆和血细胞组成。
血浆(约占55%):
- 主要成分是水;
- 功能:运载血细胞,运输维持人体生命活动所需的物质和体内产生的废物。
血细胞:
| 血细胞 | 形态特点 | 功能 | 异常时病症 |
|---|---|---|---|
| 红细胞 | 无细胞核,呈双面凹的圆饼状 | 运输氧气 | 数量少或血红蛋白低→贫血 |
| 白细胞 | 有细胞核,体积较大 | 防御和保护 | 数量过多→可能有炎症 |
| 血小板 | 无细胞核,体积最小 | 止血和加速凝血 | 数量过少→流血不止 |
2. 血管
| 血管类型 | 管壁特点 | 管腔大小 | 血流速度 | 功能 | 出血特点 |
|---|---|---|---|---|---|
| 动脉 | 较厚、弹性大 | 较小 | 快 | 将血液从心脏输送到全身 | 血色鲜红,喷射状 |
| 静脉 | 较薄、弹性小 | 较大 | 较慢 | 将血液从全身送回心脏 | 血色暗红,缓慢流出 |
| 毛细血管 | 极薄,仅一层上皮细胞 | 极小,只允许红细胞单行通过 | 最慢 | 物质交换 | 慢慢渗出 |
3. 心脏的结构和功能
心脏四个腔:
- 左心房、左心室、右心房、右心室
- 同侧的心房和心室相通,左右两侧互不相通
与心脏相连的血管:
- 左心房 → 肺静脉
- 左心室 → 主动脉
- 右心房 → 上、下腔静脉
- 右心室 → 肺动脉
瓣膜:
- 房室瓣:位于心房和心室之间,只朝心室开,防止血液倒流回心房
- 动脉瓣:位于心室和动脉之间,只朝动脉开,防止血液倒流回心室
4. 血液循环
血液循环包括体循环和肺循环两条路线,在心脏处汇合,同时进行。
体循环:
左心室 → 主动脉 → 全身各级动脉 → 全身毛细血管网 → 全身各级静脉 → 上、下腔静脉 → 右心房
(血液由动脉血变成静脉血)
肺循环:
右心室 → 肺动脉 → 肺部毛细血管网 → 肺静脉 → 左心房
(血液由静脉血变成动脉血)
5. 输血与血型
ABO血型系统:A型、B型、AB型、O型四种。
输血原则:输同型血为原则。紧急情况下:
- O型血可少量输给其他三种血型的人,称为"万能输血者";
- AB型血的人可少量接受其他三种血型,称为"万能受血者"。
四、人体内废物的排出
1. 排泄的概念与途径
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。
排遗:食物残渣(粪便)排出体外的过程,不属于排泄。
排泄途径:
- 呼吸系统:排出二氧化碳和少量水
- 皮肤(汗腺):排出水、无机盐、尿素
- 泌尿系统:排出大部分水、无机盐、尿素(最主要途径)
2. 泌尿系统的组成
泌尿系统由肾脏、输尿管、膀胱和尿道组成。
- 肾脏:形成尿液的器官
- 输尿管:输送尿液
- 膀胱:暂时贮存尿液
- 尿道:排出尿液
肾脏结构和功能的基本单位是肾单位,每个肾脏大约有100万个肾单位。
3. 尿的形成
尿的形成包括两个连续过程:
肾小球和肾小囊内壁的过滤作用:
- 血液流经肾小球时,除血细胞和大分子蛋白质外,血浆中的一部分水、无机盐、葡萄糖和尿素等物质,经肾小球过滤到肾小囊中,形成原尿。
肾小管的重吸收作用:
- 原尿流经肾小管时,全部葡萄糖、大部分水和部分无机盐等被肾小管重新吸收,进入包绕在肾小管外面的毛细血管中,送回血液。
- 剩下的水、无机盐、尿素等形成尿液。
| 液体 | 成分特点 |
|---|---|
| 血浆 | 含水、无机盐、葡萄糖、尿素、蛋白质等 |
| 原尿 | 含水、无机盐、葡萄糖、尿素(无血细胞和大分子蛋白质) |
| 尿液 | 含水、无机盐、尿素(无葡萄糖、无蛋白质) |
4. 尿的排出
尿液形成后,经输尿管流入膀胱暂时贮存。当膀胱内的尿液达到一定量时,产生尿意,经尿道排出体外。
五、人体生命活动的调节
1. 神经系统的组成
神经系统由中枢神经系统和周围神经系统组成。
中枢神经系统:
- 脑(大脑、小脑、脑干)
- 脊髓
周围神经系统:
- 脑神经
- 脊神经
脑的结构与功能:
- 大脑:具有感觉、运动、语言等多种生命活动的功能区——神经中枢,是调节人体生理活动的最高级中枢。
- 小脑:协调运动,维持身体平衡。
- 脑干:有调节心跳、呼吸、血压等基本生命活动的中枢。
脊髓:能完成一些简单的反射活动,是脑与躯干、内脏之间的联系通路。
2. 神经调节的基本方式——反射
反射:人体通过神经系统,对外界或内部的各种刺激所发生的有规律的反应。
反射弧:完成反射的结构基础,包括五个部分:
- 感受器
- 传入神经
- 神经中枢
- 传出神经
- 效应器
反射的类型:
| 类型 | 形成 | 神经中枢位置 | 举例 |
|---|---|---|---|
| 简单反射(非条件反射) | 生来就有 | 脊髓或脑干 | 膝跳反射、缩手反射、眨眼反射 |
| 复杂反射(条件反射) | 后天形成 | 大脑皮层 | 望梅止渴、谈虎色变 |
3. 激素调节
激素:由内分泌腺分泌的对身体有特殊作用的化学物质,直接进入腺体内的毛细血管,随血液循环运往全身。
主要内分泌腺及其分泌的激素:
| 内分泌腺 | 激素 | 作用 | 分泌异常 |
|---|---|---|---|
| 垂体 | 生长激素 | 调节人体生长发育 | 幼年过少→侏儒症;幼年过多→巨人症 |
| 甲状腺 | 甲状腺激素 | 促进新陈代谢和生长发育,提高神经系统的兴奋性 | 幼年过少→呆小症;过多→甲亢;缺碘→地方性甲状腺肿 |
| 胰岛 | 胰岛素 | 调节糖在体内的吸收、利用和转化,降低血糖浓度 | 分泌不足→糖尿病 |
| 肾上腺 | 肾上腺素 | 促使心跳加快、血压升高,使皮肤血管扩张 | — |
| 性腺 | 性激素 | 促进性器官发育和第二性征出现 | — |
4. 神经调节与激素调节的关系
人体的生命活动主要受神经系统的调节,但也受激素调节的影响。
在神经系统的调节控制下,激素参与调节人体的生命活动。人体的生命活动常常同时受神经和激素的共同调节。
六、真题链接
【选择题示例】
例:血液流经下列哪一器官后,由静脉血变成动脉血?( )
A. 肺 B. 心脏 C. 小肠 D. 肾脏
解析:选A。血液流经肺部毛细血管时,肺泡中的氧气扩散进入血液,血液中的二氧化碳扩散进入肺泡,血液由静脉血变成动脉血。
【识图题示例】
例:识别人体心脏结构图,判断与左心室相连的血管是( )
A. 主动脉 B. 肺动脉 C. 肺静脉 D. 上腔静脉
解析:选A。左心室壁最厚,与主动脉相连,将血液泵向全身。
【综合题示例】
例:某同学设计了探究"馒头在口腔中的变化"实验,请分析:
(1)为什么要将试管放在37℃温水中?
(2)滴加碘液后,哪支试管不变蓝?为什么?
解析:
(1)37℃接近人体口腔温度,此温度下唾液淀粉酶的活性最高。
(2)加唾液并搅拌的试管不变蓝,因为唾液中的唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖,淀粉遇碘变蓝的特性消失。
七、本模块易错点汇总
| 易错点 | 正确理解 |
|---|---|
| 胆汁含消化酶 | 胆汁不含消化酶,只乳化脂肪 |
| 消化和吸收的主要器官是胃 | 是小肠 |
| 动脉里流动脉血 | 肺动脉里流静脉血 |
| 静脉里流静脉血 | 肺静脉里流动脉血 |
| 左心房连主动脉 | 左心室连主动脉,左心房连肺静脉 |
| 尿液中有葡萄糖就是糖尿病 | 也可能是肾小管重吸收障碍 |
| 原尿就是尿液 | 原尿经重吸收后才形成尿液 |
| 汗液不是排泄 | 汗液也是排泄途径之一 |
| 粪便排出是排泄 | 排遗,不是排泄 |
| 所有反射都需大脑参与 | 简单反射的中枢在脊髓/脑干 |
| 胰岛素可口服治疗糖尿病 | 胰岛素是蛋白质,口服会被消化,需注射 |
| 侏儒症和呆小症一样 | 侏儒症智力正常,呆小症智力低下 |
八、多角度 Review 与拓展
🚀 进阶挑战(想拔高再看)
✏️ 巩固加油站
完成课后基础题后,可尝试绘制:
- 消化系统组成图并标注消化腺;
- 心脏结构图,标出四个腔及相连血管;
- 血液循环路线图(体循环+肺循环)。
👨🏫 老师的小提醒
复习本章时,建议多用"结构与功能相适应"的观点理解知识:
- 小肠绒毛结构→有利于吸收;
- 肺泡结构→有利于气体交换;
- 毛细血管特点→有利于物质交换;
- 心脏四腔及瓣膜→保证血液单向流动。
🔗 和其他章节的联系
- 与植物的光合作用、呼吸作用联系:人体呼吸作用为生命活动提供能量;
- 与生物的遗传和变异联系:激素异常引起的疾病有些与遗传有关;
- 与健康地生活联系:合理营养、预防心血管疾病等。
课本实验精讲
实验一:馒头在口腔中的变化
提出问题:馒头变甜是否与牙齿的咀嚼、舌的搅拌以及唾液的分泌有关?
实验设计:
- 1号试管:馒头碎屑 + 唾液,搅拌,37℃水浴
- 2号试管:馒头碎屑 + 清水,搅拌,37℃水浴
- 3号试管:馒头块 + 唾液,不搅拌,37℃水浴
实验现象:1号试管滴加碘液后不变蓝,2号试管变蓝,3号试管部分变蓝。
实验结论:唾液中的唾液淀粉酶能消化淀粉;牙齿的咀嚼和舌的搅拌能促进消化。
实验二:观察小鱼尾鳍内血液的流动
实验材料:尾鳍色素少的活小鱼
观察结果:
- 动脉:血液从主干流向分支,血流速度快
- 静脉:血液从分支流向主干,血流速度慢
- 毛细血管:红细胞单行通过,血流速度最慢
实验三:观察人血永久涂片
观察结果:
- 红细胞:数量最多,呈两面凹的圆饼状,无细胞核
- 白细胞:体积最大,有细胞核,数量较少
- 血小板:体积最小,形状不规则,无细胞核
核心概念辨析表
| 概念 | 特点/功能 |
|---|---|
| 消化 | 食物在消化道内被分解成可吸收的小分子物质 |
| 吸收 | 营养物质通过消化道壁进入循环系统 |
| 动脉血 | 含氧丰富,颜色鲜红 |
| 静脉血 | 含氧较少,颜色暗红 |
| 体循环 | 左心室 → 主动脉 → 全身毛细血管 → 上下腔静脉 → 右心房 |
| 肺循环 | 右心室 → 肺动脉 → 肺部毛细血管 → 肺静脉 → 左心房 |
| 排泄 | 排出代谢废物,如排尿、排汗、呼气 |
| 排遗 | 排出食物残渣,如排便 |
🚀 高中衔接(选读)
1. 内环境稳态
人体内环境(血浆、组织液、淋巴)的理化性质(温度、pH、渗透压)保持相对稳定,这是机体进行正常生命活动的必要条件。
2. 血糖调节
血糖浓度升高时,胰岛 B 细胞分泌胰岛素,促进血糖进入细胞氧化分解、合成糖原、转化为脂肪等,使血糖降低。
血糖浓度降低时,胰岛 A 细胞分泌胰高血糖素,促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,使血糖升高。
3. 神经调节与体液调节
- 神经调节:通过反射弧完成,反应迅速、作用范围准确、作用时间短暂。
- 体液调节:通过激素等化学物质经体液运输完成,反应较缓慢、作用范围广泛、作用时间较长。
综合例题精讲
例题 1:下图是血液循环示意图,请写出体循环和肺循环的路线。
解析:
- 体循环:左心室 → 主动脉 → 全身各级动脉 → 全身毛细血管网 → 全身各级静脉 → 上、下腔静脉 → 右心房
- 肺循环:右心室 → 肺动脉 → 肺部毛细血管网 → 肺静脉 → 左心房
例题 2:为什么吃饭时不宜大声说笑?
解析:吞咽时,会厌软骨盖住喉口,防止食物进入气管。如果大声说笑,会厌软骨来不及盖住喉口,食物容易进入气管,引起剧烈咳嗽,严重时会导致窒息。
学习自评清单
- [ ] 能说出消化系统的组成和功能
- [ ] 能说出淀粉、蛋白质、脂肪的消化过程
- [ ] 能描述血液循环的两条途径
- [ ] 能区分动脉血和静脉血
- [ ] 能说出呼吸系统的组成和气体交换过程
- [ ] 能描述尿液形成的过程
- [ ] 能说出神经系统的组成和功能