高中生物选择性必修一学案第二章第四节体温稳定的调节

第四节体温稳定的调节必备知识·自主学习一、产热和散热的平衡1.体温:(1)体温的含义:人体体核部位的平均温度。(2)影响体温波动的因素:昼夜、性别、年龄或运动状况等。(3)表示方式:临床上常以口腔、腋窝、直肠的温度来代表体温。其中直肠温度最接近人的体核温度。(4)人体平均体温:一般稳定在37℃左右。运动时可升至39℃～40℃(5)体温相对稳定的机理:机体的产热和散热保持动态平衡的结果。2.人体的产热:(1)来源:人体内的有机物在细胞代谢时产生的热量。(2)基础代谢:在基础状态下的能量代谢,它能满足所有器官生命活动时的最低能量需求。(3)基础状态:受试者禁食12h之后,在室温20℃～25℃的环境中处于(4)基础状态下的产热器官:内脏、肌肉和脑等。人体最主要的产热器官是肝和骨骼肌。(5)骨骼肌的战栗产热:在寒冷环境中,骨骼肌发生不随意的节律性收缩,屈肌和伸肌同时收缩,但不做功,产生的能量全部转化为热量。3.人体的散热:(1)主要散热部位:皮肤。(2)散热途径:①外界温度低于体表温度时:大部分体热通过辐射、传导和对流等方式发散;②外界温度等于或高于体表温度时:汗液的蒸发是重要的散热途径;③不感蒸发:体内的水分从皮肤或黏膜(主要是呼吸道黏膜)的表面不断渗出而被气化的过程;④呼气、排尿和排便:散失一小部分热量。(3)出汗:①概念:汗腺主动分泌汗液的活动,出汗可以被人感知,称为可感蒸发。②人体皮肤上的汗腺:(4)皮肤散热量的控制:①调节方式:人体皮肤温度由皮肤的血流量决定,通过调节皮肤的血流量控制皮肤散热量。②皮肤热量的来源:皮肤的小动脉穿透隔热层(如脂肪组织),在真皮的上层形成毛细血管网,皮肤血流量增多时,从机体深部被带到表层的体热较多,皮肤温度随之升高,散热量增大。③调节过程:4.环境温度在20℃～30℃时产热和散热的平衡控制特点:人体产热量没有大幅度变化,一般不出汗,无须战栗,而是通过调节皮肤血管的血流量,控制人体散热量二、体温稳定的调节1.体温调节方式:神经—体液调节。2.温度感受器:(1)类型:①外周温度感受器:存在于皮肤、黏膜和内脏中对温度变化敏感的游离神经末梢。②中枢温度感受器:存在于中枢神经系统内对温度变化敏感的神经元。(2)功能:在一定范围内,当局部温度升高或降低,热感受器和冷感受器分别兴奋。3.调节过程:(1)4.体温相对稳定的意义:体温相对稳定是人体生命活动正常进行的必要条件。当体温过低时,酶的活性降低,代谢速率变慢,生命活动受到影响;当体温过高时,酶的活性也会降低,甚至丧失,生命活动出现异常。5.发热的意义:在一定限度内的发热是人体抵抗疾病的生理性防御反应。发热期间,体内物质氧化分解加快,身体的抵抗力增强,免疫反应增强,有利于消除致病因素,恢复身体健康。——教材二次开发在发高烧时,人体产热一定大于散热吗?提示: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,则产热仍等于散热。三、行为性体温调节和自主性体温调节1.行为性体温调节和自主性体温调节两种方式互相补充,共同维持体温的相对稳定。2.恒温动物和变温动物都具有一定的行为性体温调节能力。3.人类或其他恒温动物区别于变温动物的主要特征是具备自主性体温调节功能。4.自主性体温调节:在体温调节中枢的控制下,通过增减皮肤的血流量、发汗、战栗和改变代谢水平等生理性调节反应,维持产热和散热的动态平衡,使体温保持相对稳定的水平。关键能力·合作学习知识点一产热和散热的平衡

1.人体的产热和散热方式:2.人体处在不同外界环境中的产热与散热关系:外界环境调节方式产热量散热量体温高温神经调节,又有体液调节相对减少增加恒定寒冷神经调节,又有体液调节增加相对减少恒定特别提醒:①寒冷条件下,体温与外界环境的温差变大,人体散热量增加,为了维持人体体温恒定,机体通过减少散热量、增加产热量,从而使散热量等于产热量。寒冷环境中比炎热环境中散热更快、更多。②无论在寒冷状态还是高温条件下,只要体温恒定,产热量就等于散热量。例如:在发高烧时,如果病人的体温在继续升高,人体的产热量大于散热量;如果温度保持不变,则产热量就等于散热量。下列关于人体在寒冷环境中体温调节的叙述,错误的是 ()A.寒冷时人体可通过骨骼肌不自主地战栗来增加产热B.受寒冷刺激,皮肤毛细血管收缩,因此皮肤血管血流减慢C.寒冷环境中易散热,因此产热也随之增多,其耗氧量比常温环境多D.炎热环境出汗多,比寒冷环境易散热,因此皮肤血管血流加快【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:【解析】选D。寒冷时人体可通过骨骼肌不自主地战栗来增加产热,A正确;受寒冷刺激,皮肤毛细血管收缩,因此皮肤血管血流减慢,B正确;寒冷环境中易散热,因此产热也随之增多,其耗氧量比常温环境多,C正确;同一机体在寒冷环境中的散热量大于炎热环境中的散热量,D错误。【审答误区】解答本题常见以下错误:误认为寒冷时散热比常温时少,事实上是寒冷时散热比常温时多,产热也比常温时多,所以其耗氧量比常温时多。1.与炎热环境相比,人体在寒冷环境中的产热和散热情况是 ()A.产热更多,散热也更多B.产热更多,散热减少C.产热与散热都与炎热环境一样多D.产热和散热都减少【解析】选A。与炎热环境相比,人体在寒冷环境下,甲状腺激素和肾上腺素分泌增多,促进新陈代谢,因此有机物分解增加,产热增加;由于机体能够维持体温相对稳定,所以产热增多,散热也增多。2.如图为人体体温平衡示意图,请据图回答:(1)人体内热量主要源于代谢性产热A,其实质是能源物质的氧化分解,其中能源物质中是主要的________,蛋白质也是产热物质。

(2)人体主要是通过最大的器官______________散热,以D________、E________、F________和G________等物理性散热途径进行的。

(3)寒冷时,皮肤里的__________接受刺激,产生兴奋并将兴奋传至__________中枢,通过神经中枢的调节,皮肤血管收缩、血流量减少,进而减少散热量;此时人体反射性产热方式是B__________,行为性产热方式是__________等,以增加产热量,肾上腺等分泌的激素增多,提高了细胞的代谢水平,也引起机体增加产热量。

(4)在炎热环境(接近体温)中,________是机体散热的主要途径,此时在有关神经的调节下,皮肤血管舒张,血流量增加。

(5)综上所述,人体就是这样通过________的调节来维持不同环境中体温相对恒定的。

【解析】(1)人体内热量源于物质的氧化分解,主要的能源物质是糖类、脂肪,蛋白质也是产热物质。(2)人体散热的主要器官为皮肤,其物理性散热途径有:D辐射,E对流,F传导和G蒸发等。(3)寒冷时,皮肤里的冷感受器接受刺激,产生兴奋并将兴奋传至下丘脑体温调节中枢,通过中枢的调节,皮肤血管收缩,血流量减少,进而减少散热量;此时人体反射性产热方式是战栗,并通过运动等行为性产热方式增加产热量,肾上腺等分泌的激素增多,提高了细胞的代谢水平,引起机体增加产热量。(4)在炎热环境(接近体温)中,汗液蒸发(分泌汗液),皮肤血管舒张,血流量增加,增加散热量。(5)人体是通过神经系统和内分泌系统的调节来维持不同环境中体温相对恒定的。答案:(1)糖类、脂肪(2)皮肤辐射对流传导蒸发(3)冷感受器下丘脑体温调节战栗运动(4)汗液蒸发(分泌汗液)(5)神经系统和内分泌系统【补偿训练】1.人体在剧烈运动时,产热和散热的主要部位分别是 ()A.骨骼肌和皮肤 B.心脏和肺C.骨骼肌和肺 D.心脏和皮肤【解析】选A。人体主要的产热部位是肝脏和骨骼肌。安静时,肝脏产热量最大;运动时,骨骼肌成为主要产热器官。人体的主要散热部位是皮肤。2.人体的体温之所以维持稳定,依赖于机体产热和散热的平衡。人体在夏季高温环境中,热量散出的主要途径为 ()A.汗液的蒸发B.呼气C.排尿D.排便【解析】选A。体温的恒定对于人体正常的生命活动至关重要,人体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化放能(尤以骨骼肌和肝脏产热为多)。夏季高温环境中,热量的散出主要通过汗液的蒸发,A正确,B、C、D均错误。知识点二体温稳定的调节

1.体温稳定调节的结构基础:2.体温稳定的调节过程:特别提醒:①调节中枢:下丘脑。冷、热觉中枢在大脑皮层。调节机制:神经—体液调节。②“寒战”是指骨骼肌不自主战栗,由下丘脑体温调节中枢控制,不是躯体运动中枢。炎热环境中也存在体液调节,只是相应激素分泌减少而已。③温度感受器是感受温度变化速率的感觉神经末梢,它不只分布在皮肤,还广泛分布在黏膜及内脏器官中。④安静时,主要由内脏器官产热,其中肝产热量最大。⑤劳动或运动时,骨骼肌成为主要的产热部位。3.调节方式:(1)寒冷的冬季从温暖的室内到室外后,体内产热如何变化?尝试解释其原因。(生命观念)提示:产热增加。当环境温度低于正常体温时,甲状腺激素和肾上腺素分泌增多,肝和骨骼肌等产热增加。(2)情境探究:农业露天作业时,人受阳光直接暴晒,再加上大气受阳光的暴晒,使大气温度再度升高,使人的脑膜充血,大脑皮层缺血而引起中暑。中暑后产热和散热还平衡吗?原因是什么?(社会责任)提示:不平衡。外界温度过高致使体内产生的热量散不出去。【知识拓展】激素分泌的分级调节与反馈调节模型(1)分级调节:下丘脑控制垂体,垂体控制相关腺体,这种分层控制的方式称为分级调节。(2)反馈调节:甲状腺或性腺分泌的激素进入血液后,又可反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌,属于反馈调节。(2021•蚌埠高二检测)如图为人体内体温与水平衡调节的示意图,有关叙述错误的是 ()A.当受到寒冷刺激时,a、b、c激素的分泌均会增加B.c激素分泌增多,可促进细胞代谢活动增强,产热量增加C.甲状腺激素的分泌过程只有分级调节D.通过肾上腺产生d进行的调节,可以看作神经调节的一个环节【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:【解析】选C。当受到寒冷刺激时,促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素、甲状腺激素分泌都增加,A正确;c是甲状腺激素,甲状腺激素分泌增加,可促进细胞代谢活动增强,产热量增加,B正确;甲状腺激素的分泌过程有分级调节和反馈调节,C错误;通过肾上腺产生肾上腺素进行的调节,可以看作神经调节的一个环节,D正确。【审答误区】常见以下两种错误:(1)无法有效判断图中各种激素的名称:其中a是由下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素,b是由垂体前叶分泌的促甲状腺激素,c是由甲状腺分泌的甲状腺激素,d是由肾上腺分泌的肾上腺素,e是由垂体后叶释放的抗利尿激素。(2)甲状腺激素的分泌过程混淆,有分级调节和反馈调节。【方法规律】(1)图示为人体内体温调节的示意图,下丘脑为神经中枢,同时又可以分泌促甲状腺激素释放激素。(2)“下丘脑→垂体→相应内分泌腺”的分泌过程中既有分级调节又有反馈调节。寒冷的冬季,学生在教室里容易昏昏欲睡,到寒冷的室外后会感觉头脑比较清醒,但是在室外脸色却易发白,下列相关叙述正确的是 ()A.人体热量散出的主要途径是汗液蒸发、皮肤毛细血管散热和呼气B.学生在室外的散热量大于产热量,而在室内则散热量低于产热量C.学生到室外头脑比较清醒,与甲状腺激素分泌促进新陈代谢有关D.学生在室外脸色发白是因为皮肤毛细血管收缩,血流量减少【解析】选D。人体散热的主要途径是汗液蒸发、皮肤毛细血管舒张、血流量增加,A错误;由于机体调节,学生无论在室外还是室内,其散热量都等于产热量,B错误;学生到室外头脑比较清醒,与甲状腺激素的分泌可以提高神经系统的兴奋性有关,C错误;学生在室外脸色发白是因为室外温度低,皮肤毛细血管收缩,血流量减少,D正确。课堂检测·素养达标1.下列有关人体的体温调节的说法正确的是______。

①在寒冷环境中,人的产热量大于散热量,以防止在寒冷环境中体温降低②甲状腺激素能影响神经系统的活动③下丘脑是体温调节中枢,能产生冷觉④剧烈运动过程中,汗液的大量分泌是为了保持体温和渗透压的相对稳定⑤人的体温就是指通过直肠所测得的温度⑥人的体温来源于物质代谢过程所释放出来的热量【解析】②⑥。无论是在炎热环境中还是在寒冷环境中,只要不超出机体的调节能力,人体产热量和散热量基本保持平衡,否则体温会发生变化,①错误。甲状腺激素影响神经系统的兴奋性,对神经系统的活动有影响,②正确。人体的体温调节中枢位于下丘脑,而冷觉产生于大脑皮层,③错误。剧烈运动过程中,汗液的大量分泌是为了增加散热,从而有利于保持体温相对稳定,④错误。人的体温是指人体体核部位的平均温度,临床上常用口腔、腋窝、直肠的温度来代表体温,其中直肠温度最接近人的体核体温,⑤错误。人的体温来源于物质氧化分解所释放出的热量,⑥正确。2.建筑工人在户外工作时汗流浃背,关于人体的散热和产热的说法正确的是 ()A.产热与散热处于动态平衡B.散热大于产热C.产热与散热不受大脑神经的控制D.散热小于产热【解析】选A。虽然户外工作时汗流浃背,但人属于恒温动物,在正常情况下人体的产热与散热处于动态平衡,A正确,B、D错误;人的神经系统发达,具有调节和维持体温恒定的作用,C错误。3.下列关于人体在寒冷环境中维持体温恒定的叙述,正确的是 ()A.寒冷时,酶活性自然增强,因而代谢加快,产热增加B.寒冷时,肾上腺素分泌减少,代谢降低C.寒冷时,人体产热多、散热少,以维持人体体温恒定D.寒冷时,代谢增强、产热增加与多种激素分泌增加有关【解析】选D。寒冷时,代谢增强,产热增加,多种激素共同参与,此时产热仍等于散热,故体温恒定,酶活性不变。4.下列关于人体体温调节的叙述,正确的是 ()A.发高烧应多盖被子,增加出汗B.和冬天相比,夏天人体更易散热、散失热量更多,且产热少C.某人持续发烧39℃D.剧烈运动可使散热量增加,但产热量不变【解析】选C。发高烧应酌情少盖被子,增加散热量,A错误;和冬天相比,夏天人体与无机环境温差小,不易散热,B错误;某人持续发烧39℃5.当气温高于37℃A.汗液蒸发散热 B.呼吸系统呼出热量C.皮肤直接散热 D.通过排尿散热【解析】选A。散热器官主要是皮肤,另外还有其他排泄器官(如肾)通过排泄活动散发少部分热量。环境温度低于皮肤温度时,可通过辐射、传导、对流和不感蒸发散热;环境温度等于或高于皮肤温度时,可通过汗液蒸发散热。可见A正确。6.人体体温的相对恒定,是机体产热和散热保持动态平衡的结果。下列说法中错误的是 ()A.产热主要来源于组织器官的细胞呼吸B.人处在寒冷环境中,靠机体增加产热、减少散热维持体温恒定C.人处在炎热环境中,不能减少产热,只有依靠增加散热维持体温恒定D.产热是神经调节,散热是体液调节【解析】选D。产热来源于组织器官呼吸作用所释放出来的热量,A项正确;人处在寒冷环境中,靠机体增加产热、减少散热维持体温恒定,B项正确;因为在炎热环境中身体的各个器官依旧需要工作,所以人处在炎热环境中,不能减少产热,只有依靠增加散热维持体温恒定,C项正确;产热和散热过程都有神经调节和体液调节,D项错误。7.有关人体体温调节的描述,正确的是 ()A.当体温低于正常值时机体产热加强,散热停止B.机体是以反馈调节方式维持体温稳定的C.低温环境中激素参与体温调节,神经不参与D.高温环境中体温调节主要是体液调节【解析】选B。当体温低于正常值时,增加产热量,减少散热量,产热量与散热量处于动态平衡,A错误;人体的体温调节属于负反馈调节方式,B正确;低温环境中体温调节方式是神经—体液调节,C错误;高温环境中体温调节方式是神经激素调节,D错误。8.体温调节是温度感受器接受体内、外环境温差的刺激,通过体温调节中枢的活动,引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤、血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对稳定的水平。图甲表示寒冷环境中人的体温调节过程,据图回答相关问题:(1)图甲中的A具体是指______________________,B是______________,C是___________。

(2)甲状腺激素分泌量的变化可以调节垂体