高中生物人教版 (2019)选择性必修1第3节 体液调节与神经调节的关系学案

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修1第3节 体液调节与神经调节的关系学案，共14页。学案主要包含了体液调节与神经调节的比较，体液调节和神经调节的协调等内容，欢迎下载使用。
1．4.3 举例说出神经调节和体液调节相互协调共同维持机体的稳态，如体温调节和水盐调节等
1．4.4 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
核心素养
1．基于对体温调节和水盐调节的分析和讨论，建构体温平衡和水盐平衡的调节模型(科学思维)
2．基于生物学事实和证据，归纳概括体液调节与神经调节的协调关系(科学思维)
3．运用稳态与平衡观，分析人体体温调节和水盐调节中神经调节和体液调节的协调关系(生命观念)
一、体液调节与神经调节的比较
1．体液调节的概念：
(1)调节物质：_激素__等化学物质。
(2)传送方式：通过_体液__传送。
(3)主要内容：_激素调节__。
(4)_CO2__是调节呼吸运动的重要体液因子。
2．体液调节与神经调节特点的比较：
二、体液调节和神经调节的协调
1．体温的调节
(1)人的体温保持相对恒定是人体产热和散热过程保持_动态平衡__的结果。
(2)产热和散热机制
①_代谢产热__是机体热量的主要来源。
产热器官eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(安静状态下 肝、脑 等,运动时 骨骼肌 ))
②_皮肤__是人体最主要的散热器官，皮肤散热主要通过_辐射__、_传导__、对流以及蒸发的方式进行。
(3)调节过程
①寒冷→冷觉感受器→传入神经→神经中枢(_下丘脑__)→传出神经→效应器eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1( 散热 减少, 产热 增多))→体温正常。
②炎热→热觉感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器→_散热__增加→体温正常。
(4)调节方式：_神经—体液调节__。
(5)特点：人体调节体温的能力是_有限__的。
2．水和无机盐平衡的调节
(1)水盐的来源及排出：从_饮食__中获得水和各种无机盐，通过多种途径排出一定的水和无机盐。
(2)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__(器官)完成的。
(3)水盐平衡的调节：
(4)调节方式及主要激素：_体液(激素)调节__和神经调节的协调，参与水盐平衡调节的主要激素为_抗利尿激素__，血钠含量的平衡与_醛固酮__的作用密切相关。
三、神经调节与体液调节的相互关系及意义
1．关系：
2．意义：神经调节和体液调节相互_配合__，_内环境的稳态__才得以维持，各项生命活动才能正常进行，机体才能适应环境的不断变化。
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1．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。体液调节不等于激素调节。
2．体温相对恒定的原因：机体产热过程和散热过程保持动态平衡。
3．体温调节的过程
4．水盐平衡调节的过程
5．神经调节和体液调节之间的关系：
(1)内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节，在这种情况下，体液调节可以看作神经调节的一个环节。
(2)内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能(如幼年时甲状腺激素缺乏会影响脑的发育；成年时，甲状腺激素分泌不足会使神经系统的兴奋性降低)。
┃┃活学巧练__■
判断对错，正确打“√”，错误打“×”。
1．与神经调节相比，体液调节迅速而准确。 (×)
2．除激素外，CO2也是体液调节因子之一。(√)
3．某人某天体温一直在38.5 ℃，此人产热量大于散热量。(×)
4．体温调节中枢在下丘脑，体温感觉中枢在大脑皮层。 (√)
5．抗利尿激素由下丘脑合成和分泌，由垂体释放。(√)
6．水盐调节中，下丘脑既是感受器，又是效应器。(√)
思考：
1．人在剧烈运动后出现“面红耳赤”现象的原因是什么？
提示：剧烈运动使机体产热增多，为维持体温恒定，机体散热也会增多，此时，皮肤毛细血管舒张，血流速度加快，所以人会出现“面红耳赤”的现象。
2．若正常人在25 ℃时的产热量、散热量分别为a1和b1，在0 ℃时的产热量、散热量分别为a2和b2，则它们的关系是什么？
提示：a1＝b1，a2＝b2；a2>a1，b2>b1。
知识点 1 体液调节与神经调节的比较
1．体液调节
(1)传递方式：主要由细胞外液(血浆、组织液、淋巴液等)进行运输，然后作用于靶器官、靶细胞。
(2)调节机制：调节因子与靶细胞上的特异性受体发生特异性结合，改变细胞代谢。
知识贴士
(1)体液调节≠激素调节：激素调节是体液调节的主要内容。另外，CO2、NO、CO、组胺等也能作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用。
(2)一些低等动物只有体液调节，没有神经调节。
(3)人和高等动物体内，神经调节和体液调节都是机体调节生命活动的重要方式，它们相辅相成，各具优势。
2．神经调节和体液调节的区别与联系
┃┃典例剖析__■
典例1 下列关于体液调节的叙述中，不正确的是( C )
A．体液调节比神经调节作用的时间长
B．体液调节比神经调节作用的范围广
C．体液调节的化学物质就是各种激素
D．体液调节的化学物质通过体液传送
解析：参与体液调节的化学物质部分是激素，还有其他物质，如二氧化碳等，C错误。
变式训练
1．在游乐园乘坐过山车，头朝下疾驰时，不少人感到心怦怦直跳，并大声呼叫。下列说法错误的是 ( D )
A．此过程是神经调节和体液调节共同作用的结果
B．此时检测血液会发现肾上腺素的含量明显升高
C．人由于紧张会叫喊等，这些反应与神经调节有关
D．参与该过程中神经调节的高级神经中枢有大脑皮层、小脑、脊髓等
解析：虽然坐过山车是安全的，但很多人不免还是有点担心，在这种状态下，内分泌系统分泌肾上腺素等多种激素，使人的心跳和呼吸加快，血压上升，B项正确；由于神经系统的调节，人会叫喊等，C项正确；题干所述过程是神经调节和体液调节共同作用的结果，A项正确；脊髓是低级神经中枢，D项错误。
知识点 2 体温的调节
体温调节过程
(1)神经调节途径
寒冷环境下的反射弧：
炎热环境下的反射弧：
(2)体液调节的过程
c分泌的TRH→垂体分泌的TSH→甲状腺分泌的甲状腺激素→甲状腺激素作用于相应的靶器官或靶细胞。
f分泌的肾上腺素作用于相应的靶器官或靶细胞。
特别提醒：
1．炎热环境中也有激素调节，只是相应激素分泌减少而已。
2．形成冷觉和热觉的部位不在下丘脑，而在大脑皮层，下丘脑是体温调节中枢。
3．参与产热的激素主要是甲状腺激素和肾上腺素，二者在产热方面具有协同作用。
┃┃典例剖析__■
典例2 下列关于人体体温调节的叙述，错误的是( D )
A．感受冷热刺激的感受器分布在皮肤、黏膜和内脏等部位
B．形成冷觉或热觉的中枢在大脑皮层
C．处于寒冷环境中时，甲状腺激素和肾上腺素分泌量会增加
D．某人发烧体温一直都维持在39 ℃，此时产热量一定大于散热量
解析：某人发烧体温一直都维持在39 ℃，即持续处于高温状态，此时产热量等于散热量，D项错误。
变式训练
2．如图为人体体温调节示意图，根据图示过程判断下列叙述错误的是( A )
A．当受到炎热刺激时，机体主要依靠D、E和F增加散热
B．当受到寒冷刺激时，机体可通过B→C→G进行调节
C．D途径主要是依靠骨骼肌的细胞呼吸完成的
D．人体体温调节的过程属于神经—体液调节
解析：当受到炎热刺激时，机体主要依靠E(皮肤血管舒张)和F(汗腺分泌增多)来增加散热，A错误；当受到寒冷刺激时，机体可通过B→C→G进行调节，肾上腺素分泌增加，促进代谢，增加产热，B正确；D途径主要是依靠骨骼肌的细胞呼吸完成的，C正确；人体体温调节的过程属于神经—体液调节，D正确。
知识点 3 水和无机盐平衡的调节(渗透压调节)
1．水和无机盐的来源和排出
(1)水的来源和排出
(2)无机盐(以Na＋为例)的来源和排出
2．抗利尿激素参与的水盐平衡调节过程分析
水盐平衡调节过程中既有神经调节又有体液调节，它们的过程分别举例如下：
①神经调节
细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器兴奋→相关神经→下丘脑水盐平衡调节中枢→相关神经→大脑皮层渴觉中枢产生渴觉→相关神经→直接调节水的摄入(增加饮水)。
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)。
特别提醒：
(1)抗利尿激素由下丘脑神经分泌细胞合成、分泌，储存于垂体后叶中，最终由垂体后叶释放。
(2)渗透压感受器和水盐平衡调节中枢在下丘脑，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。
3．醛固酮参与的无机盐平衡调节
醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na＋的吸收、对K＋的排出。当血钠高时，醛固酮的分泌量减少，抑制肾小管和集合管对Na＋的吸收，从而使Na＋浓度保持平衡；同理，当血钠低时，醛固酮的分泌量增加，促进肾小管和集合管对Na＋的吸收，从而使Na＋浓度保持平衡。
┃┃典例剖析__■
典例3 下列有关动物水盐平衡调节的叙述，错误的是 ( B )
A．细胞外液渗透压的改变可影响垂体释放抗利尿激素的量
B．肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节
C．摄盐过多后，饮水量的增加有利于维持细胞外液渗透压相对稳定
D．饮水增加导致尿生成增加，有利于维持细胞外液渗透压相对稳定
解析：细胞外液渗透压升高使下丘脑渗透压感受器受到刺激，促使垂体释放抗利尿激素，故细胞外液渗透压的改变可影响垂体释放抗利尿激素的量，A正确；抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水分子的重吸收，但水分子进出细胞的方式为自由扩散，B错误；摄盐过多后，饮水量增加有利于降低细胞外液渗透压，从而使细胞外液渗透压维持相对稳定，C正确；饮水增加导致细胞外液渗透压降低，尿生成增加，有利于维持细胞外液渗透压相对稳定，D正确。
变式训练
3．关于水和无机盐平衡及其调节的叙述正确的是( A )
A．人体内水和无机盐的平衡是神经调节和激素调节共同作用的结果
B．K＋在维持细胞外液渗透压上起到决定性作用
C．人体Na＋的主要来源是食物，几乎全部由小肠吸收，主要排出途径是大肠
D．人在饮水不足时，通过减少排尿量就可以维持内环境稳定
解析：K＋主要存在于细胞内液，对维持细胞内液的渗透压起决定性作用，Na＋的主要排出途径是肾脏，水盐的平衡是机体通过各器官和系统协调配合完成的，因此，饮水不足不能通过减少排尿量维持内环境稳定。
下丘脑是内分泌系统的枢纽
下丘脑在机体稳态中的作用主要包括几个方面：
(1)感受刺激，产生兴奋：在水盐平衡调节中，下丘脑作为渗透压感受器，能感受渗透压的变化。
(2)神经中枢：下丘脑是体温调节中枢、水盐平衡调节中枢和血糖平衡调节中枢，还与生物节律等的控制有关。
(3)分泌功能：下丘脑的部分细胞既能传导神经冲动，又能合成和分泌激素，被称作神经分泌细胞，如合成、分泌促激素释放激素、抗利尿激素等。
(4)传导兴奋：下丘脑可以将兴奋传至更高级的中枢——大脑皮层，进而形成相应的感觉，如水盐平衡调节中，下丘脑可将兴奋传至大脑皮层，形成渴觉，进而主动饮水。
典例4 下列说法错误的是( B )
A．体温调节、水盐平衡调节的中枢位于下丘脑
B．当身体的冷觉感受器受到寒冷刺激时，相应的神经冲动传到下丘脑，下丘脑就会分泌较多的促甲状腺激素
C．下丘脑损坏后，实验动物分泌的抗利尿激素减少，致使肾小管和集合管重吸收的水分减少，体内渗透压出现异常
D．甲状腺激素和性激素分泌过多都可以抑制下丘脑的分泌活动
解析：下丘脑中有体温调节中枢、血糖调节中枢和水盐平衡调节中枢等，A项正确；当身体的冷觉感受器受到寒冷刺激时，相应的神经冲动传到下丘脑，下丘脑就会分泌较多的促甲状腺激素释放激素，B项错误；抗利尿激素是由下丘脑分泌、垂体后叶释放的，作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收，因此下丘脑损坏后，实验动物分泌的抗利尿激素减少，致使肾小管和集合管重吸收的水分减少，体内渗透压出现异常，C项正确；甲状腺激素和性激素的分泌都存在反馈调节，因此两者分泌过多都可以抑制下丘脑的分泌活动，D项正确。
解疑答惑
问题探讨⇨P57
1．提示：心脏活动受自主神经支配，是不随意的，当受到极速行驶使体位发生变化的刺激后，人体处于兴奋状态，此时，交感神经活动占优势，会使心跳加快。
2．提示：此过程中心跳和呼吸加快、肾上腺素含量明显升高等反应均属于机体的应急反应，是神经和激素共同调节的结果。当支配心脏的交感神经兴奋性加强时，心跳加快、加强，属于神经调节；与此同时，交感神经也支配肾上腺的分泌活动，使肾上腺分泌肾上腺素增加，肾上腺素通过血液运输到达心脏，也使心跳加快，这属于神经调节和激素调节。由此可见，神经调节可以直接调节心脏活动，也可以通过调节激素的分泌，再通过激素调节心脏活动。
旁栏·思考⇨P58
提示：婴幼儿在哭闹时，情绪激动、挣扎等会使血液循环加速、新陈代谢增强，从而导致机体产热增加。如果此时测量体温，体温会偏高，因此需要等他们停止哭闹几分钟后，再给他们量体温。
旁栏·思考⇨P59
提示：体温升高可分为两种情况，第一种情况是病理条件下的体温升高，叫发热；第二种情况是由于机体进行剧烈活动，在一定时间内体热产生量超过其散发量，致使体温暂时升高或超过正常最高水平。发热对机体的影响是多方面的。一定限度的发热是人体抵抗疾病的生理性防御反应。这时，白细胞增多、肝细胞功能加强、物质代谢速度加快，病人的抵抗力有所提高。在很多急性病中，发热可以代表人体有良好的反应能力，这属于体温升高有利的一面。但同时，体温过高或长时间发热，会使病人的生理功能紊乱，如引起神经系统的功能障碍，使病人出现烦躁、幻觉甚至抽搐等，这就是体温升高有害的一面了。第二种情况引起的体温升高，经过短时间休息后便可恢复至正常体温水平，不存在有害或有益的问题。
体温过低对机体极为不利，可诱发或加重疾病；但另一方面，利用低温对机体影响的某些特性，降低体温又成为一种医疗手段，尤其对重要器官的保护有重要意义。
旁栏·思考⇨P60
提示：这种说法是相对而言的。尿液的多少与水的产生和排出都有关系。冬天相比于夏天，汗液分泌量减少，同时由于环境温度低，机体因代谢生成的水增多，会导致尿液增多。
旁栏·思考⇨P61
1．提示：这句话是有道理的。从水盐平衡调节示意图可以看出，当人意识到渴了，说明细胞外液渗透压已经升高，会引起一系列问题，如血液黏稠度增高，血压升高、酸中毒等。长期如此，会对机体健康造成影响。
2．提示：这种说法是不对的。不吃饭会使机体营养摄入不足；不喝水会导致机体细胞外液渗透压失衡；大便和小便是人体排出代谢废物的重要途径，如果这些废物不能及时排出体外，会引起中毒或其他病症、损害健康。水和无机盐的平衡是机体通过各个器官、系统的协调配合完成的，不仅仅是摄入和排出的平衡，不能靠禁食禁水和减少排便来保持。
旁栏·思考⇨P62
提示：食盐的主要成分是NaCl。Na＋是维持细胞外液渗透压的重要成分之一，是人体健康不可或缺的重要物质。长期食盐摄入不足，会导致细胞外液渗透压降低，影响细胞内外渗透压的平衡。
练习与应用⇨P62
一、概念检测
1．(1)× (2)× (3)√
2．C
二、拓展应用
1．提示：均有一定道理。“春捂秋冻”有益健康的谚语，大意是春季适当缓减衣物，秋季适当缓增衣物，有利于健康。我国北方，春季通常是由冷转暖的过渡期，一天之内室内外温度变化较大，适当缓减衣物，使机体逐步适应环境温度的变化，有利于健康。秋季是从暖到冷的过渡阶段，适当缓增衣物，接受一定的防寒锻炼，提高机体的调节能力，有利于提升防寒能力。“知冷知热”不会生病，大意是说，人应该注意环境的冷暖变化，及时增减衣物，可预防生病。人体调节体温的能力是有限的，从这个角度看，注意环境冷热变化，防寒避暑，有利于预防疾病。
2．提示：人体在恐惧、剧痛、失血等内外刺激下，支配内脏的交感神经活动占据优势，交感神经一方面使心跳加快、呼吸频率提高，另一方面促进相关内分泌腺活动，使肾上腺素等相关激素水平上升，激素调节相关器官活动加强，物质代谢加快，警觉性等应激反应提高，适应能力增强。在这一系列调节中，既有神经调节，又有体液调节，两种调节相互协调配合，大大提高机体应激反应能力。
3．提示：洄游鱼类从海水环境中移动到淡水中时面临的最重要的问题就是环境中的盐浓度发生剧烈变化，这会导致鱼的内、外环境的渗透压发生变化。洄游鱼类通过各种系统的配合，调节水和盐的摄入或排出，实现水盐平衡。例如，大麻哈鱼从海水进入淡水后，它们会减少或停止饮水，减少离子的吸收和排出；通过分泌激素使肾小球滤过率增大，并减少肾小管对水的重吸收，加强吸盐能力；肾上腺素等激素的分泌也明显增加，经鳃排出的Na＋和Cl－减少，并利用离子主动转运系统，从低渗环境中吸收Na＋和Cl－，从而维持体内较高的渗透压。
1．下列关于人体在寒冷环境中体温调节的叙述中，不正确的是( D )
A．寒冷时人体可通过骨骼肌不自主战栗来增加产热
B．受寒冷刺激，皮肤血管收缩，这是一个非条件反射
C．在寒冷环境中，人体代谢增强、产热增多与多种激素分泌增多有关
D．在寒冷环境中，正常人体的产热速率大于20 ℃时的产热速率，散热速率则小于20 ℃时的散热速率
解析：在寒冷环境中，甲状腺激素和肾上腺素等激素分泌增加，人体代谢增强，骨骼肌不自主战栗会使产热量成倍地增加，皮肤毛细血管收缩减少散热量。受寒冷刺激，皮肤毛细血管收缩，这是一个非条件反射。在寒冷环境中，正常人体的产热速率大于20 ℃时的产热速率，散热速率也大于20 ℃的散热速率。
2．下面是关于抗利尿激素调节的曲线图，下列叙述正确的是( D )
A．甲图表示食物过咸时，抗利尿激素分泌量与细胞外液渗透压变化的关系
B．乙图表示饮水过多时，抗利尿激素分泌量与细胞外液渗透压变化的关系
C．丙图表示细胞外液渗透压升高时，抗利尿激素分泌量的变化
D．丁图a点时注射的可能是抗利尿激素
解析：摄入食物过咸，细胞外液渗透压升高，抗利尿激素的分泌量增加，A错误；饮水过多，细胞外液渗透压下降，抗利尿激素分泌量减少，B错误；细胞外液渗透压升高时，抗利尿激素分泌量增加，随着水分的重吸收，细胞外液渗透压将下降，C错误；注射抗利尿激素后，尿液中水分减少，所以尿液中尿素和无机盐离子的浓度应该是上升的，D正确。
3．如图表示下丘脑参与人体体温、水盐和血糖平衡的部分调节过程。请回答下列问题：
(1)受到寒冷刺激时，下丘脑可通过垂体促进甲状腺分泌_甲状腺激素__；也可以直接调节肾上腺使其分泌_肾上腺素__。这两种激素能够促进机体新陈代谢，增加_机体产热__。
(2)人体剧烈运动大量出汗后，下丘脑接收到的“信号刺激”为_细胞外液渗透压升高__，从而使下丘脑增加_抗利尿__激素的合成，并由垂体释放进入血液，促进_肾小管和集合管__对水分的重吸收。另外，当大量出汗使血钠含量降低时，肾上腺皮质增加分泌_醛固酮__，以维持血钠含量的平衡。
(3)当血糖浓度上升时，下丘脑促进_胰岛B细胞__合成和分泌胰岛素，使血糖浓度下降。
解析：(1)寒冷条件下的体温调节，发挥作用的主要激素是甲状腺激素和肾上腺素，下丘脑可通过垂体促进甲状腺分泌甲状腺激素；下丘脑也可以通过神经调节使肾上腺分泌肾上腺素。这两种激素能够促进机体新陈代谢，增加机体产热。(2)人体剧烈运动大量出汗后，细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑增加抗利尿激素的合成，并由垂体释放进入血液；抗利尿激素能够促进肾小管和集合管对原尿中水分的重吸收，减少体内水分的散失。另外，当大量出汗使血钠含量降低时，肾上腺皮质增加分泌醛固酮，以维持血钠含量的平衡。(3)胰岛素是由胰岛B细胞合成和分泌的。
比较项目
神经调节
体液调节
作用途径
_反射弧__
_体液运输__
反应速度
迅速
较缓慢
作用范围
准确、比较局限
_较广泛__
作用时间
短暂
_比较长__
调节类型
比较项目
神经调节
体液调节
结构基础
神经系统(反射弧)
内分泌系统、体液
作用方式
反射(非条件反射、条件反射)
与靶器官或靶细胞特异性结合，调节其特定的生理过程
信息传递
①以局部电流的形式在神经纤维上传导
②以神经递质的形式在神经元之间单向传递
随体液(主要是血浆)运输到全身各处
作用对象
效应器
特定的靶器官、靶细胞
反应速度
迅速
较缓慢
作用范围
准确、比较局限
较广泛
作用时间
短暂
比较长
二者联系
①不少内分泌腺本身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也可以影响神经系统的发育和功能，如幼年时甲状腺激素分泌不足会影响脑的发育，成年时甲状腺激素分泌不足会使神经系统的兴奋性降低