【高中生物】2023-2024学年 人教版 选择性必修一 体液调节与神经调节的关系课件

第3章

体液调节第3节体液调节与神经调节的关系课标内容要求1．举例说出体液调节与神经调节相互协调共同维持机体的稳态，如体温调节和水盐平衡的调节等。2．举例说明其他体液成分参与稳态的调节，如二氧化碳对呼吸运动的调节等。核心素养对接1．通过分析总结神经调节与体液调节的关系、下丘脑在生命活动调节中的作用等，形成生命的稳态与平衡观及生命的系统观。2．通过建立体温调节及水盐调节的模型，培养模型与建模的科学思维习惯。3．通过了解高温环境下的体温和水盐调节，树立学以致用、关注人类健康的态度。必备知识·自主预习储备01一、体液调节与神经调节的比较1．体液调节(1)概念：_____等化学物质，通过_________的方式对生命活动进行调节。(2)体液因子：参与体液调节的化学物质有激素、_____、某些气体分子(NO、CO等)以及一些_________(CO2)，主要是激素。(3)传递方式：主要由_________(血浆、组织液、淋巴液等)进行运输，然后作用于_______________。激素体液传送组胺代谢产物细胞外液靶器官、靶细胞(4)实例：CO2调节呼吸运动，如图所示。微思考临床上给患者输入O2时，往往采用含有5%左右的CO2的混合气体，其目的是什么？提示：CO2是体液因子，可以刺激呼吸中枢，维持呼吸运动。2．体液调节与神经调节的关系(1)区别比较项目体液调节神经调节作用途径体液运输_______反应速度较缓慢_____作用范围_______准确、比较局限作用时间_______短暂反射弧迅速较广泛比较长(2)联系①不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节。②内分泌腺所分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能。二、体液调节和神经调节的协调1．体温的调节(1)热量的主要来源：_________。①在安静状态下，人体主要通过_______等器官的活动提供热量。②运动时，_______成为主要的产热器官。(2)人体最主要的散热器官：_____，其散热主要通过_____、传导、_____以及_____的方式进行。代谢产热肝、脑骨骼肌皮肤辐射对流蒸发(3)体温相对恒定的原因：机体产热和散热过程保持_________。①外界温度低时，机体产热多，散热也多；外界温度高时，机体产热少，_________。②产热多于散热，则体温升高；产热少于散热，则_________。③发高烧时，人体的产热不一定大于散热，除非病人的体温在持续升高，如果体温保持不变，则产热_____散热。④只有恒温动物才有体温调节机制，变温动物体温随环境变化而变化。动态平衡散热也少体温降低等于(4)体温调节过程①寒冷条件下：②炎热条件下：由此可见，体温调节是由神经调节和体液调节共同实现的。(5)人体调节体温的能力是_____的。有限

2．水和无机盐平衡的调节(1)人体内水的来源和去路(2)人体内的无机盐①存在形式：大多以_____形式存在。②Na＋的来源和去路Na＋的主要来源是_____，几乎全部由_____吸收，主要经___随___排出，排出量几乎等于摄入量。离子食盐小肠肾尿(3)水和无机盐平衡的调节过程若人饮水不足或吃的食物过咸时：①神经调节途径：下丘脑渗透压感受器兴奋→_________产生渴觉，使人主动饮水补充水分。②神经—体液调节途径：下丘脑渗透压感受器兴奋→下丘脑分泌、垂体释放的___________增加，从而促进_______和_______对水分的重吸收，减少了尿量的排出，保留了体内的水分，使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。大脑皮层抗利尿激素肾小管集合管③当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时，肾上腺皮质增加分泌_______，促进_______________对Na＋的重吸收，维持血钠含量的平衡。总之，水和无机盐的平衡，是在___________________的共同作用下，通过调节_______________实现的。醛固酮肾小管和集合管神经调节和激素调节

尿量和尿的成分

判一判(正确的打“√”，错误的打“×”)1．体液调节就是激素调节。 (

)2．人体的体温调节中枢和水盐平衡调节中枢均在下丘脑的某一区域。

(

)3．炎热环境中散热过程大于产热过程，寒冷环境中产热过程大于散热过程。

(

)4．人体内水的排出途径主要是泌尿系统，皮肤、肺和大肠也能排出部分水。

(

)5．人体细胞外液渗透压升高，抗利尿激素分泌量增加，尿量增加。 (

)6．体温受神经和体液的双重调节。 (

)提示：1.×除激素外，其他化学物质如CO2等，通过体液传送的方式对生命活动进行调节，也属于体液调节。2．√3．×人体保持体温稳定的原因是产热和散热保持相对平衡，即炎热环境和寒冷环境下产热均等于散热。4．√5．×当人体细胞外液渗透压升高时，会引起抗利尿激素分泌量增加，促进肾小管和集合管对水分的重吸收，使尿量减少。6．√关键能力·重难探究达成02核心点一体温的调节核心点二水和无机盐平衡的调节无论是在冰天雪地的边防线上巡逻的战士，还是在炼钢炉前挥汗如雨的工人，体温都是37℃左右，这是为什么？核心点一体温的调节[合作探究]1．炼钢炉前的工人为什么出现“面红耳赤”、挥汗如雨等现象？提示：工人们的体力工作使机体产热增多，同时散热也应该增多，然而环境温度与体表温差小，因此机体会出现毛细血管舒张，血流速度加快，汗腺分泌汗液增多，所以人会出现“面红耳赤”、挥汗如雨等现象。2．为什么血管舒张可以促进散热、血管收缩可以减少散热？提示：血管舒张，血流量较大，从内脏器官带来的热量较多，故通过皮肤散失的热量较多，从而可以促进散热；血管收缩，血流量减少，从内脏器官带来的热量较少，故通过皮肤散失的热量较少，从而可以减少散热。3．由于室内外温差很大，人体维持稳态的调节能力有限，同学们的身体会受到一定的影响。即使是在夏季，医生也建议，在剧烈运动导致大汗淋漓之后最好不要立即到温度很低的空调间“乘凉”，其主要理由是什么？提示：低温环境的刺激，使机体产热作用增强、毛细血管收缩、出汗减少，最终导致机体体内热量不能及时散出。1．体温调节过程图解[深化归纳]2．关于体温调节的四点提醒(1)温度感受器接受的适宜刺激为“温度的变化”而不是“冷”与“热”本身。(2)体温的相对恒定是机体产热与散热动态平衡的结果。当外界环境温度低时，产生的热量多，散失的热量也多；当外界环境温度高时，产生的热量少，散失的热量也少。(3)在发高烧时，人体的产热不一定大于散热，除非病人的体温在继续升高，如果体温保持不变，则产热仍然等于散热。(4)在寒冷环境中，机体“减少散热”和“增加产热”都是相对于调节前而言。教材开发(教材第59页“图3-9”变式训练)填写图示中A、B的名称和(1)(2)的主要变化。1．A．______________。B．______________。提示：下丘脑神经—体液2．(1)__________________________________________________。(2)_____________________________________________________。提示：(1)皮肤血管收缩，血流量减少，汗腺分泌减少，散热减少；肌肉和肝等产热增多(2)皮肤血管舒张、血流量增多，汗腺分泌增多，散热增加[对点练习]1．(2022·浙江6月选考)大雪纷飞的冬天，室外人员的体温仍能保持相对稳定其体温调节过程如图所示。下列叙述错误的是(

)A．寒冷刺激下，骨骼肌不由自主地舒张以增加产热B．寒冷刺激下，皮肤血管反射性地收缩以减少散热C．寒冷环境中，甲状腺激素分泌增加以促进物质分解产热D．寒冷环境中，体温受神经与体液的共同调节A

[寒冷刺激下，骨骼肌不自主地收缩以增加产热，A错误；寒冷刺激下，皮肤血管收缩，血流量减少，以减少散热，B正确；寒冷环境中，机体通过分级调节使甲状腺激素分泌增加，以促进新陈代谢增加产热，C正确；据图可知，寒冷环境中既有下丘脑参与的神经调节，也有甲状腺激素参与的体液调节，故体温受神经和体液的共同调节，D正确。故选A。]2．(2022·辽宁选择性考试)小熊猫是我国二级重点保护野生动物，其主要分布区年气温一般在0～25℃之间。测定小熊猫在不同环境温度下静止时的体温、皮肤温度(图1)，以及代谢率(即产热速率，图2)。回答下列问题：(1)由图1可见，在环境温度0～30℃范围内，小熊猫的体温_____，皮肤温度随环境温度降低而降低，这是在__________调节方式下，平衡产热与散热的结果。皮肤散热的主要方式包括______________(答出两点即可)。(2)图2中，在环境温度由20℃降至10℃的过程中，小熊猫代谢率下降，其中散热的神经调节路径是皮肤中的__________受到环境低温刺激产生兴奋，兴奋沿传入神经传递到位于________的体温调节中枢，通过中枢的分析、综合，使支配血管的________(填“交感神经”或“副交感神经”)兴奋，引起外周血管收缩，皮肤和四肢血流量减少，以减少散热。(3)图2中，当环境温度下降到0℃以下时，从激素调节角度分析小熊猫产热剧增的原因是_____________________________________________________________________________________________。(4)通常通过检测尿液中类固醇类激素皮质醇的含量，评估动物园圈养小熊猫的福利情况。皮质醇的分泌是由__________轴调节的。使用尿液而不用血液检测皮质醇，是因为血液中的皮质醇可以通过______________进入尿液，而且也能避免取血对小熊猫的伤害。[解析]

(1)由图1可见，在环境温度0～30℃范围内，小熊猫的体温处于32～33℃之间，保持恒定，皮肤温度随环境温度降低而降低，这是在神经—体液调节方式下，平衡产热与散热的结果。皮肤散热的主要方式包括辐射、传导、对流、蒸发等。(2)在环境温度由20℃降至10℃的过程中，小熊猫代谢率下降，其中散热的神经调节路径是感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器，即寒冷环境中，皮肤中的冷觉感受器受到环境低温刺激产生兴奋，兴奋沿传入神经传递到位于下丘脑的体温调节中枢，通过中枢的分析、综合，使支配血管的交感神经兴奋，引起外周血管收缩，皮肤和四肢血流量减少，以减少散热。(3)分析题意可知，从激素调节角度分析当环境温度下降到0℃以下时，小熊猫产热剧增的原因，所以考虑甲状腺激素和肾上腺素的作用，即寒冷环境中，小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素增多，提高细胞代谢速率，使机体产生更多的热量。(4)皮质醇是由肾上腺皮质分泌的，受下丘脑和垂体的分级调节，即是由下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调节的。因为血液中的皮质醇可以通过肾小球的滤过作用进入尿液，故使用尿液而不用血液检测皮质醇，而且也能避免取血对小熊猫的伤害。[答案]

(1)保持恒定神经—体液辐射、传导、对流、蒸发(2)冷觉感受器下丘脑交感神经(3)寒冷环境中，小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素增多，提高细胞代谢速率，使机体产生更多的热量(4)下丘脑—垂体—肾上腺皮质肾小球的滤过作用材料1：如图表示正常人分别快速饮用1L清水、1L生理盐水后排尿量和血浆渗透压的变化情况。核心点二水和无机盐平衡的调节[合作探究]材料2：已知5%葡萄糖溶液的渗透压与动物血浆渗透压基本相同。现给正常小鼠静脉输入一定量的该葡萄糖溶液，葡萄糖溶液的输入对小鼠会有一定影响。1．根据材料1，饮用1L清水和饮用1L生理盐水后血浆渗透压的变化曲线分别是哪条？表示饮用1L生理盐水后排尿量的变化曲线是哪条？提示：c和b；d。2．根据材料2，血浆中的葡萄糖不断进入细胞被利用，细胞外液渗透压降低，如何恢复到原来的水平？提示：细胞外液渗透压降低，尿量增加，从而使渗透压恢复到原来的水平。3．当细胞外液渗透压发生变化时，细胞内液的渗透压会不会发生变化？请说出判断的依据。提示：会；当细胞外液渗透压发生变化时，会使细胞吸水或失水，导致细胞内液的渗透压也发生改变。1．水和无机盐的来源和排出(1)水的来源和排出[深化归纳](2)无机盐(以Na＋为例)的来源和排出知识拓展尿的形成(1)过程图示(2)成分变化2．水盐平衡的调节(1)抗利尿激素参与的调节水盐平衡调节过程中既有神经调节又有体液调节，它们的过程分别如下：①神经调节a．细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器兴奋→神经→下丘脑渗透压调节中枢→神经→大脑皮层渴觉中枢产生渴觉→神经→直接调节水的摄入(增加饮水)。b．引起抗利尿激素释放的反射过程：感受器(下丘脑渗透压感受器)→传入神经→神经中枢(下丘脑)→传出神经→效应器(垂体释放的抗利尿激素增加或减少)。②激素调节抗利尿激素增多(或减少)→作用于肾小管、集合管→对水的重吸收增多(或减少)→尿量减少(或增多)→细胞外液渗透压降低(或升高)。名师提醒(1)抗利尿激素由下丘脑神经分泌细胞合成、分泌，储存于垂体中，最终由垂体释放。(2)渗透压感受器和水盐平衡调节中枢都在下丘脑，渴觉中枢在大脑皮层。(3)在水盐平衡调节中，下丘脑既是感受器，又是效应器(分泌激素)。(4)水盐平衡调节的方式为神经—体液调节，该过程中存在反馈调节机制。(2)醛固酮参与的调节当血钠含量升高时，则醛固酮的分泌量减少，其结果也是维持血钠含量的平衡。特别提醒Na＋、K＋浓度与渗透压(1)Na＋的浓度对于细胞外液渗透压的维持具有重要作用，机体对水和无机盐的调节，是基于保持细胞外液Na＋浓度，即保持细胞外液渗透压不变。水平衡和盐平衡的调节过程密切相关，通常称为渗透压调节，主要是通过肾完成的。(2)K＋在维持细胞内液的渗透压上起决定性作用，而且还具有维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋等重要作用。教材开发1．(教材第60页“图3-10”)人体泌尿系统结构模式图。(1)在图中横线上填上对应的名称。提示：①肾③膀胱④肾小球⑥肾小管⑦集合管(2)用图中数字和箭头(→)表示血浆形成尿液的过程：__________。提示：④→⑤→⑥→⑦(3)抗利尿激素作用于图中的部位是[

]________，[

]________。提示：⑥肾小管⑦集合管(4)尿液形成后暂时贮存在[

]________中，促使其收缩的自主神经是________。提示：③膀胱副交感神经2．(教材第60页“旁栏思考”改编)一般情况下，冬天人的尿多，夏天人的尿少。(1)从人体内水的排出途径看，夏天比冬天排出量明显增加的是哪一条？提示：由皮肤排出汗液的量明显增加。(2)从人体内水的来源途径看，冬天比夏天来源量明显增加的是哪一条？请说明原因。提示：冬天体内来自代谢的水明显增多。因为寒冷刺激会使体内甲状腺激素、肾上腺素等激素增加，促进细胞代谢，水的生成量增加。[对点练习]3．(2022·河北邢台高二期中)下图为抗利尿激素(ADH)调节肾小管和集合管管壁细胞对原尿中水分重吸收的机理。下列叙述错误的是(

)A．当人饮水不足或吃的食物过咸时，细胞外液渗透压会升高，下丘脑中的渗透压感受器会受到刺激B．ADH可通过M蛋白促进囊泡向细胞膜移动并发生融合，增加膜上水通道蛋白的数量C．ADH受体不敏感或受损时，可引起人体尿量增加D．血浆渗透压下降时，垂体合成释放的ADH量减少D

[当人饮水不足或吃的食物过咸时，细胞外液渗透压会升高，下丘脑中的渗透压感受器会受到刺激产生兴奋并将兴奋传到下丘脑的水盐平衡中枢，进而合成并分泌抗利尿激素通过垂体释放出去，A正确；结合图示可以看出，ADH与相应的受体结合后可通过M蛋白促进囊泡向细胞膜移动并发生融合，增加膜上水通道蛋白的数量，促进对水的重吸收，B正确；ADH受体不敏感或受损时，无法实现对肾小管和集合管对水分重吸收的调控，进而引起人体尿量增加，C正确；血浆渗透压下降时，下丘脑的渗透压感受器无法接受到相应的刺激，进而使得下丘脑合成、分泌，经垂体释放的ADH量减少，D错误。故选D。]4．(2022·江苏徐州铜山中学高二期中)醛固酮是一种脂溶性肾上腺皮质激素，它进入肾小管上皮细胞后与细胞内受体结合，再进入细胞核，经过一系列反应，促进肾小管上皮细胞对肾小管腔中Na＋的重吸收。下列叙述正确的是(

)A．醛固酮可与受体结合影响细胞核内相关基因的表达B．醛固酮是由下丘脑合成分泌垂体释放的激素C．醛固酮的分泌过程存在反馈调节但不存在分级调节D．醛固酮在肾上腺皮质细胞中的核糖体上合成A

[由题意可知，醛固酮进入肾小管上皮细胞后与细胞内受体结合，再进入细胞核，启动相关核基因的表达，A正确。醛固酮是肾上腺皮质细胞分泌的激素，B错误。根据题意可知，下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素刺激垂体分泌促肾上腺皮质激素，作用于肾上腺，促进肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素，因此下丘脑通过垂体管理肾上腺，体现了分级调节；而肾上腺皮质激素分泌过多，反过来也能影响垂体和下丘脑，减弱它们的分泌活动，体现了反馈调节机制，C错误。醛固酮是脂溶性物质，属于脂质，其合成场所是在肾上腺皮质细胞中的内质网上，D错误。故选A。]应用创新·问题情境探究03关注科学探究情境实验过程：将室温(25℃)饲养的某种体温为37℃的哺乳动物(动物甲)随机分为两组，一组放入41℃环境中1h(实验组)，另一组仍置于室温环境中(对照组)。其间连续观察并记录这两组动物的相关行为。结果：实验初期，实验组动物的静卧行为明显减少，焦虑不安行为明显增加。通过对两组动物相关行为的分析和问题的探究，认同稳态与平衡观的同时提升科学思维和探究能力。(1)实验中，实验组动物散热的主要途径是什么？(生命观念)提示：皮肤的毛细血管会舒张，汗腺分泌会增加，使得散热增加，从而起到调节体温的作用。(2)实验组动物焦虑不安与肾上腺髓质激素分泌量有什么关系？(科学探究)提示：当实验组动物出现焦虑不安行为时，其肾上腺髓质分泌的激素(肾上腺素)会增加。(3)本实验中设置对照组的目的是什么？(科学思维)提示：排除41℃以外因素对实验结果的影响，以保证本实验的结果是由41℃引起的。1．体液调节：激素等化学物质，通过体液传送的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。2．神经—体液调节：通过神经影响激素的分泌，再由激素对机体功能实施调节的方式，称为神经—体液调节。3．与体液调节相比，神经调节反应速度快，作用范围局限，作用时间短。4．人体热量的来源主要是代谢产热，热量的散出主要是皮肤通过辐射、传导、对流以及蒸发的方式进行。5．抗利尿激素是由下丘脑合成并分泌、由垂体释放的，其作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收。6．不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节。内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。学习效果·随堂评估自测041．下图为人的体温调节示意图，根据图示过程判断，下列叙述错误的是(

)A．当机体受到炎热刺激时，机体主要依靠D、E和F散热B．当机体受到寒冷刺激时，机体可通过B→C→G完成调节C．D途径主要是依靠骨骼肌的细胞呼吸完成的D．人的体温调节的过程属于神经—体液调节A

[当机体受到炎热刺激时，机体主要依靠E(皮肤血管舒张)和F(汗液分泌量增加)散热，A错误；当机体受到寒冷刺激时，肾上腺素分泌增多，促进细胞代谢，增加产热，此过程是通过B→C→G途径完成调节的，B正确；D途径通过骨骼肌战栗产热，主要是依靠骨骼肌的细胞呼吸完成的，C正确；人的体温调节的过程属于神经—体液调节，D正确。]2．(2022·天津第二南开学校高二期中)2022年霜降节气时间是公历2022年10月23日18点35分31秒，天气渐寒始于霜降。尤其是早晚比较冷。当冷空气袭来，某人情不自禁地打了个哆嗦，此时将发生(

)A．冷觉感受器兴奋后，甲状腺细胞接收到下丘脑分泌的神经递质，释放甲状腺激素B．体内胰岛B细胞内生物膜系统活动减弱C．应对寒冷时身体发生了神经调节、体液调节、反馈调节D．该人身边的宠物小青蛙的耗氧量明显上升C

[冷觉感受器兴奋后，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体，垂体分泌促甲状腺激素作用于甲状腺，甲状腺释放甲状腺激素，促使产热增加，A错误；甲状腺分泌增加，新陈代谢旺盛，体内胰岛B细胞分泌胰岛素增加，促进组织细胞摄取利用葡萄糖，胰岛素属于分泌蛋白，此时胰岛B细胞内生物膜系统活动增强，B错误；应对寒冷时身体发生了神经调节(兴奋传到大脑皮层，形成冷觉，主动添加衣服，毛细血管收缩，骨骼肌不自主战栗等)、体液调节(分泌甲状腺激素增加)、反馈调节(甲状腺激素的分泌属于反馈调节)，C正确；青蛙是变温动物，温度降低，其耗氧量减少，D错误。故选C。]3．下列有关抗利尿激素和醛固酮的叙述，正确的是(

)A．抗利尿激素的分泌和醛固酮的分泌的调节都受下丘脑的直接控制B．大量出汗使体液流失，能进一步引起醛固酮和抗利尿激素的分泌增多C．抗利尿激素与醛固酮的分泌部位和作用部位都不同D．摄入食物过咸时，抗利尿激素的分泌量减少，醛固酮的分泌量增加B

[抗利尿激素是由下丘脑分泌经垂体释放的，受下丘脑的直接控制；醛固酮是由肾上腺皮质分泌的，间接受下丘脑的控制，A错误。大量出汗使体液流失水分和钠离子，进而使体内醛固酮和抗利尿激素的分泌增多，B正确。抗利尿激素与醛固酮分泌部位不同(抗利尿激素是由下丘脑分泌的，醛固酮是由肾上腺皮质分泌的)，二者作用部位相同，均为肾小管和集合管，C错误。摄入食物过咸时，细胞外液的渗透压升高，血钠含量升高，这会导致抗利尿激素分泌量增多，醛固酮分泌量减少，D错误。]4．(2022·山东师范大学附中高二期中)