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展开1 强基础·增分策略
一、体液调节与神经调节的比较1.体液调节(1)概念: 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)体液因子:参与体液调节的化学物质有激素、组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(CO2)等,主要是 激素 。 (3)传递方式:主要由细胞外液进行运输,然后作用于靶器官、靶细胞。
激素调节是其主要方式
血浆、组织液、淋巴液等
(4)实例:CO2调节呼吸运动,如图所示。细胞代谢加快,产生较多的CO2⇒血液中的CO2含量升高刺激⇒感受器⇒呼吸中枢⇒呼吸运动加强⇒排出较多CO2⇒维持体内CO2含量的稳定(5)范围①一些低等动物只有 体液调节 。 ②在人和高等动物体内, 体液调节和神经调节 都是机体调节生命活动的重要方式。
2.体液调节和神经调节的区别、联系和协调意义
旁栏边角(选择性必修1 P57“相关信息”)临床上给患者输入O2时,为什么往往采用含有5%左右的CO2的混合气体?提示:含有5%左右的CO2的混合气体可有效刺激呼吸中枢,呼吸中枢活动加强,呼吸加深加快,肺的通气量增大,从而加快对CO2的清除,此过程由体液和神经共同调节。
易错辨析(1)在紧张恐惧时,人体肾上腺素会在短时间内分泌增加,这一过程属于神经调节。(选择性必修1 P57“问题探讨”)( √ )(2)当恐惧因素消除后,心率一般不会立马恢复至安静水平,原因是体液调节反应较为缓慢。(选择性必修1 P57“问题探讨”)( × )(3)体液调节作用范围较广泛、作用时间较短。(选择性必修1 P57正文)( × )(4)某些低等动物只有体液调节,没有神经调节。(选择性必修1 P57正文拓展)( √ )
二、体温调节和水盐调节1.体温的调节(1)机体热量的主要来源: 代谢产热 。安静状态下,人体主要通过肝、脑等器官的活动提供热量;运动时,骨骼肌成为主要的产热器官。 (2)人体最主要的散热器官是皮肤,其散热主要通过 辐射 、传导、 对流 和蒸发的方式进行。
①调节方式: 神经—体液调节 。 ②体温调节的中枢:位于 下丘脑 ;体温感觉中枢:位于 大脑皮层 。 ③感受器为 温度感受器 ,分为 冷觉感受器 和 热觉感受器 ,感受温度变化而非绝对温度,既存在于皮肤中,也存在于黏膜、内脏器官中。 ④人体受到寒冷刺激时,会起鸡皮疙瘩(或打寒战)时反射类型为 非条件反射 ,该反射的反射弧: 皮肤冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→立毛肌(骨骼肌)收缩 。
(4)特点:人体调节体温的能力是有限的。(5)意义①维持体温的相对稳定是人体生命活动正常进行的必要条件。当体温过低或过高时,酶的活性降低,甚至失活,使物质代谢速率变慢,生命活动受到影响。②一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,身体的抵抗力增强,免疫反应增强。
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(以Na+为例)①Na+的来源:Na+的主要来源是食盐,几乎全部由小肠吸收。②Na+的去路:主要经肾随尿排出。③特点:排出量几乎等于摄入量。
(3)水盐平衡调节过程①水盐平衡调节示意图
(4)水盐平衡的意义水和无机盐的平衡,对于维持人体的稳态起着非常重要的作用,是人体各种生命活动正常进行的 必要条件 。
旁栏边角(选择性必修1 P62“概念检测”2拓展)某同学在剧烈运动后,立即冲冷水澡。这种做法是否合适,从体温调节的角度分析,理由是什么?提示:否,在剧烈运动后,立即冲冷水澡,此时皮肤冷觉感受器兴奋,机体通过神经—体液调节,使汗腺分泌减少,皮肤毛细血管收缩,剧烈运动产生的热量无法散出,对机体内环境稳态不利。
易错辨析(1)骨骼肌和肝等器官是人体的主要产热器官。(选择性必修1 P58正文)( √ )(2)下丘脑具有渗透压感受器的功能,同时能够间接调节血糖的含量。(选择性必修1 P61图3-11)( √ )(3)经测量某人体温在24 h内都处于39 ℃,由此可判断此人的产热量大于散热量。(选择性必修1 P59正文)( × )(4)摄入过多过咸食物后,会引起细胞内液的量增加。(选择性必修1 P60正文)( × )(5)饮用大量清水后垂体合成和分泌的抗利尿激素减少。(选择性必修1 P61图3-11)( × )
(6)血钠升高时,肾上腺髓质分泌降低,血液中醛固酮减少。(选择性必修1 P61正文)( × )
2 提能力·精准突破
考向 神经调节与体液调节的关系分析1.(2022聊城期末)下列有关体液调节与神经调节的叙述,错误的是( )A.能进行体液调节的动物都能进行神经调节B.在人与高等动物生命活动调节过程中,神经调节起主导作用C.神经调节的信号有电信号和化学信号,激素调节仅有化学信号D.内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能答案:A解析:一些低等动物只有体液调节,没有神经调节,A项错误。
2.(2022海南模拟)人体正常生命活动离不开神经—体液调节,下列叙述正确的是( )A.神经调节和体液调节的结构基础和作用方式都不一样,所以只有体液调节存在分级调节B.在炎热环境中,机体通过体液调节增加排尿量是促进散热的重要途径C.激素的作用与神经系统的作用密切相关,神经系统的某些结构也能释放激素D.在血糖平衡调节中,胰岛素水平升高,可加速糖原合成,说明激素具有酶的催化活性答案:C
解析:神经调节和体液调节的结构基础和作用方式都不一样,但是体液调节存在分级调节,神经调节也存在分级调节,如低级中枢受到高级中枢的控制,A项错误;在炎热环境中,机体通过神经调节增加排汗量是促进散热的重要途径,B项错误;激素的作用往往受到神经系统的调控,神经系统的某些结构也能释放激素,如下丘脑的某些神经细胞,C项正确;在血糖平衡调节中,胰岛素水平升高,可加速糖原合成,说明激素具有调节细胞代谢的作用,并没有催化作用,D项错误。
考向1 体温调节过程的分析1.(2022滨州期末)人体的温度感受器包括外周温度感受器和中枢温度感受器,前者分布于皮肤和黏膜中,后者分布于中枢中,分为热敏神经元和冷敏神经元。当热敏神经元放电频率(兴奋性)高于冷敏神经元时,散热大于产热,反之,产热大于散热。二者放电频率相等时所对应的温度称为体温调定点,如图1所示。人体被肠病毒、腺病毒等病原体感染后,会出现发热、呕吐、腹泻等胃肠性感冒症状,某胃肠性感冒患者体温变化如图2所示。
(1)人体处于炎热环境中时,皮肤中的 感受器兴奋,该兴奋传至下丘脑的 后,通过传出神经使汗腺分泌增强、皮肤血管 ,故热量散失增加,体温维持稳定。 (2)胃肠性感冒患者体温处于37.5 ℃时,下丘脑中的热敏神经元放电频率 (填“高于”“低于”或“等于”)冷敏神经元,在传出神经的支配下,机体减少散热的同时,还会通过促进 激素和肾上腺素的释放、骨骼肌战栗等增加产热,最终出现发热症状。由此推测,肠病毒、腺病毒等病原体感染会导致体温调定点 (填“右移”“左移”或“不动”)。 (3)图2中BC时间段内,机体的产热量 (填“大于”“小于”或“等于”)散热量;CD时间段内,机体的产热量 (填“大于”“小于”或“等于”)散热量。
答案:(1)热觉 体温调节中枢 舒张 (2)等于 甲状腺 右移 (3)等于 小于
归纳概括体温调节中的“三、二、一”
归纳提升体温调节的六个易错点
考向2 环境变化引起体温异常相关病症分析2.(2022青岛模拟)失温症又称低体温症,是指长时间处在湿冷、大风等恶劣环境中,人体核心区(大脑、心肺等重要生命器官)温度低于35 ℃的现象。人体不同程度的失温会出现间歇性颤抖、意识模糊,甚至出现燥热而反常脱衣等症状。下列说法错误的是( )A.失温症是因机体的散热量明显大于产热量所致B.骨骼肌间歇性颤抖时,机体的产热量增加C.失温症患者机体细胞内多种酶的活性会降低D.失温症患者出现燥热而反常脱衣现象,与下丘脑的调节无关答案:D
解析:散热量明显大于产热量,会导致体温降低,因此失温症又称低体温症,A项正确;骨骼肌颤抖,代谢加快,会导致产热增加,B项正确;机体细胞内多数酶的最适温度为体内正常温度,失温症患者的体温降低,机体细胞内多种酶的活性会降低,C项正确;下丘脑中存在体温调节中枢,失温症患者出现燥热而反常脱衣现象,与下丘脑的调节有关,D项错误。
3.在夏季高温环境中,体液的大量丢失会导致严重的血液循环障碍,为了维持脑和心脏最基础的氧气供应,机体会关闭皮肤血液循环,汗液分泌随之关闭,体温失去体温调节中枢的控制,机体核心温度迅速升高,超过40 ℃,进而导致器官、系统损伤,这就是热射病。下列相关分析错误的是( )A.夏季高温时,及时补水是预防热射病的有效措施B.导致热射病患者体温升高的主要原因是散热不畅C.热射病患者的排汗量减少,下丘脑分泌抗利尿激素量减少D.热射病患者体温过高,细胞内酶活性改变,细胞代谢紊乱答案:C解析:热射病患者在夏季高温环境中,体液大量丢失,细胞外液渗透压升高,抗利尿激素分泌量增多,C项错误。
考向1 水平衡调节过程的分析1.渗透压渴觉是指细胞外液渗透压升高引起的渴觉;低血容量性渴觉是指体液流失(大量失血)引起的渴觉。等渗性脱水表现为失水的同时伴有等比例Na+的丢失,会激发产生渴觉。下列说法正确的是( )A.产生渗透压渴觉和低血容量性渴觉的部位均为大脑皮层B.产生渗透压渴觉时垂体会分泌更多的抗利尿激素以减少尿量C.等渗性脱水会影响细胞外液渗透压,会导致低血容量性渴觉D.渗透压渴觉和等渗性脱水导致的渴觉都需要补充生理盐水才能缓解答案:A
解析:感觉中枢位于大脑皮层,渴觉产生的中枢位于大脑皮层,A项正确;产生渗透压渴觉时,细胞外液渗透压升高,下丘脑渗透压感受器受到刺激分泌抗利尿激素,然后由垂体释放,肾小管、集合管对水的重吸收增加,最后使尿量减少,B项错误;等渗性脱水表现为失水的同时伴有等比例Na+的丢失,不会影响细胞外液渗透压,但会导致低血容量性渴觉,C项错误;等渗性脱水失水和失盐的程度差不多,可以采用输入生理盐水进行治疗,渗透压渴觉是细胞外液渗透压升高引起的渴觉,可以通过饮水来缓解,D项错误。
归纳总结水和无机盐平衡调节的四个结论
考向2 盐平衡调节过程的分析2.(2022济宁期末)人体钾的来源主要是食物和饮水,肾脏对钾的排出特点是“多入多排,少入少排,不入也排”。如图为人体钾代谢途径示意图。回答下列问题。
(1)K+在人体中的主要作用有 (答出两点即可)。 (2)当人体血钾含量升高或血钠含量降低时,肾上腺皮质会分泌 发挥作用以维持血钾和血钠含量的平衡,该激素作用于 ,促进对Na+的重吸收和对K+的排出。 (3)医学研究发现胰岛素可激活细胞膜上的Na+—K+泵,协助葡萄糖进入小肠上皮细胞。则正常人一次性摄入大量糖后,血钾含量会 (填“升高”或“降低”),原因是 。尿毒症患者体内血钾浓度远高于正常人,据图分析原因是 。
答案:(1)维持细胞和生物体的生命活动,维持内环境的渗透压,维持神经系统的兴奋性,维持细胞的酸碱平衡,维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋等(任答两点即可) (2)醛固酮 肾小管和集合管 (3)降低 一次性摄入大量糖后,胰岛素分泌量增加,Na+—K+泵被激活,血钾大量进入细胞内 排尿是K+排出体外的主要途径,尿毒症患者肾功能障碍,导致钾离子滞留在体内
考向3 水盐调节异常引起的病症分析3.(2022日照模拟)家族性肾性尿崩症是由于肾集合管上皮细胞膜上的抗利尿激素(ADH)Ⅱ型受体(V2R)数目减少或功能异常,使其对ADH的敏感性降低,导致对水的重吸收减弱而引起的疾病,该病发生机制如图所示,有关叙述错误的是( )
A.与正常人相比,该病患者ADH的合成量偏少B.ADH信号转变为胞内信号的过程中需要细胞供能C.该病患者血浆渗透压升高,表现为口渴、多饮、多尿等症状D.AQP2是一类水通道蛋白,患者肾集合管细胞膜上的该类蛋白质的数量少
答案:A解析:ADH促进肾小管和集合管对水分的重吸收,而患者表现为重吸收水分的能力下降,因而该病患者的细胞外液渗透压上升,刺激下丘脑的渗透压感受器,引起抗利尿激素分泌增多,即该病患者体内ADH的水平比正常人偏高,A项错误。
3 练高考·衍生训练
角度1 体温调节1.(2022山东高考改编)人体通过多种调节机制保持体温的相对稳定。下列说法错误的是( )A.寒冷环境下,参与体温调节的传出神经中既有躯体运动神经,也有内脏运动神经B.寒冷环境下,肾上腺皮质分泌的肾上腺素增加,使代谢活动增强,产热增加C.炎热环境下,皮肤血管舒张,汗腺分泌增多,从而增加散热D.炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,可导致内环境pH上升答案:B
解析:寒冷环境下,骨骼肌会收缩使产热增加,参与体温调节的传出神经中有躯体运动神经,同时甲状腺激素、肾上腺素含量会增多,故也有内脏运动神经参与,A项正确。肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的一种激素,B项错误。炎热环境下,皮肤血管舒张,汗腺分泌增多,从而增加散热,C项正确。内环境中含有缓冲物质,正常情况下能维持pH相对稳定,但炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,可呼出体内较多的CO2,导致内环境pH上升,D项正确。
角度衍生(1)[2022湖北高考]在运动初期骨骼肌细胞主要通过肌糖原分解供能,一定时间后主要通过肝糖原分解供能。( × )(2)[2022浙江选考]寒冷刺激下,皮肤血管反射性地收缩以减少散热。( √ )(3)[2021全国高考甲卷]下丘脑能感受体温的变化;下丘脑有体温调节中枢。( √ )(4)[2022湖北高考]比赛中运动员的血糖分解加快,储存的ATP增加,产热大于散热。( × )
2.(2022湖南高考)当内外环境变化使体温波动时,皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。回答下列问题。(1)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式: 。 (2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,生理状态下人体调定点为37 ℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5 ℃时,与正常状态相比,调定点 (填“上移”“下移”或“不变”),机体产热 。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论: 。 ③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论: 。
答案:(1)汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张等 (2)上移 增加 (3)①下丘脑损毁的发热家兔模型+M溶液 ②M具有解热作用 ③M具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
角度2 水盐平衡调节3.(2022湖北高考)奋战在抗击新冠疫情一线的医护人员是最美逆行者。因长时间穿防护服工作,他们汗流浃背,饮水受限,尿量减少。下列关于尿液生成及排放的调节,叙述正确的是( )A.抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对NaCl的重吸收B.医护人员紧张工作后大量饮用清水有利于快速恢复水—盐平衡C.医护人员工作时高度紧张,排尿反射受到大脑皮层的抑制,排尿减少D.医护人员工作时汗流浃背,抗利尿激素的分泌减少,水的重吸收增加答案:C
解析:抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收,A项错误;医护工作者因长时间穿防护服工作,他们汗流浃背,饮水受限,这个过程丢失了水分和无机盐,故医护人员紧张工作后应适量饮用淡盐水有利于快速恢复水—盐平衡,B项错误;排尿反射中枢位于脊髓,排尿反射中枢属于低级中枢,受控于大脑皮层的高级中枢,当医护人员工作时高度紧张,排尿反射受到大脑皮层的抑制,排尿减少,C项正确;医护人员工作时汗流浃背,细胞外液的渗透压增高,抗利尿激素的分泌增多,水的重吸收增加,排尿减少,D项错误。
角度衍生(1)[2021海南高考]神经调节和体液调节都参与体温恒定和水盐平衡的调节。( √ )(2)[2021全国高考甲卷]下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化。( √ )(3)[2021河北高考]细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关。( × )
4 研情境·素养突破
人体发热过程分析情境设计正常人感染病原体引起的发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。下图为体温上升期病人体温调节过程示意图,其中体温调定点为调节体温处于恒定状态时,下丘脑体温调节中枢预设的一个温度值,正常生理状态下为37 ℃。
命题设计(1)人体组织细胞被病毒侵染后,释放 ,使下丘脑的 中枢兴奋,使调定点升高至38.5 ℃。调定点升高后,下丘脑产生兴奋传导至 形成冷觉;同时,下丘脑促进垂体释放 激素,此激素作用于甲状腺,进而使产热增多。 (2)某人发热体温上升至38.5 ℃期间,人体产热量 散热量;持续发热时人体有时会出现脱水现象,使细胞外液渗透压升高,该刺激传至下丘脑,促进 释放抗利尿激素,使尿量减少。 答案:(1)致热性细胞因子 体温调节 大脑皮层 促甲状腺 (2)大于 垂体
突破训练体温调定点学说认为,在人体体温调节中枢内有一个调定点(正常人体为37 ℃左右),体温调节中枢将体温与调定点比较,通过对机体产热和散热的调控,维持体温的相对稳定。但因为某些因素,人体体温调定点可能上升或降低,下图是某人感染新冠病毒后的体温变化曲线。依据本学说的相关叙述,错误的是( )A.AB段人体感染病毒,体温调定点上升B.BC段机体的产热量大于散热量C.CD段该人可能会出现身体出汗等症状D.AB段冷觉感受器兴奋,CD段热觉感受器兴奋答案:B
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