3.3体液调节与神经调节的关系（教学课件）-2023-2024学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

第3章 体液调节 第3节 体液调节与神经调节的关系 学习目标 通过分析总结神经调节和体液调节的关系，树立稳态与平衡观。(生命观念) 01 03 通过学习体温调节及水和无机盐平衡调节的机制，养成关注人体健康的习惯，培养社会责任。(社会责任) 02 通过建立体温调节及水和无机盐平衡调节的模型，培养建立模型的思维。(生命观念、科学思维) 问题探讨 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,并狂呼乱叫。如果此时检测血液,发现能使心跳和呼吸加快的肾上腺素含量也会明显升高。 讨论： 1. 既然知道过山车是安全的，为什么心跳还会加速呢？ 心脏活动受自主神经支配，是不随意的，当受到极速行驶致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.在这个例子中，人体所作出的反应，哪些与神经调节有关？哪些与激素调节有关？你能说出两者之间的关系吗？ 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激反应，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。 问题探讨 体液调节与神经调节的比较 体液中有没有其他非激素物质也参与调节生命活动呢？ 资料：动脉血中一定水平的CO2与维持呼吸和呼吸中枢兴奋性有关。当吸入气中CO2含量增加到2％时，呼吸加深；增至4％时，呼吸频率也增快，肺通气量可增加1倍以上；超过7％时，肺通气量不能相应增加，动脉血CO2陡升，使呼吸中枢等活动受抑制而出现呼吸困难、头痛甚至昏迷。 ☞结论：血液中的CO2可以调节呼吸运动，代谢产物也可以调节生命活动。 体液调节与神经调节的比较 单细胞动物和多细胞低等动物 ——只有体液调节 人和高等动物 ——既有神经调节，也有体液调节 体液调节与神经调节的比较 一、体液调节 1.概念： 等 ，通过 的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。 激素 化学物质 体液传送 体液调节 激素调节 ：如甲状腺激素、生长激素等 非激素调节 ：代谢产物CO2、组织胺等 体液调节与神经调节的比较 比较项目 作用途径 反应速度 作用范围 作用时间 体液调节 神经调节 体液运输 较缓慢 较广泛 比较长 反射弧 迅速 准确、较局限 短暂 体液调节与神经调节协调实例——体温调节 二、体温的调节 1.人体体温保持相对恒定（37℃左右）的原因： 人体 和 过程保持 。 产热 散热 动态平衡 主要来源： 安静状态： 运动状态： 产热 代谢产热 肝、脑等 骨骼肌 散热 主要散热器官： 散热方式： 皮肤 传导 对流 辐射 蒸发 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，散热也少。 产热＞散热，体温升高； 产热＜散热，体温降低。 体液调节与神经调节协调实例——体温调节 皮肤中分布有温度感受器（冷觉感受器和温觉感受器） 汗腺产生汗液 汗液蒸发散热 皮肤中的血管舒张，促进热量散失；血管收缩，减少热量散失 皮下脂肪层隔热，减少热量散失 皮肤结构 寒冷环境中 皮肤冷觉感受器 传入 神经 下丘脑体温调节中枢 血管收缩，血流量减少 汗腺分泌量减少 传出 神经 骨骼肌战栗 甲状腺分泌甲状腺激素 肾上腺髓质分泌肾上腺素 垂体 TRH TSH 减少散热 增加产热 大脑皮层 产生冷觉 增添衣物 体液调节与神经调节协调实例——体温调节 11 炎热环境中 皮肤热觉感受器 传入 神经 下丘脑体温调节中枢 血管舒张，血流量增加 肾上腺等分泌 传出 神经 增加散热 大脑皮层 产生热觉 减少衣物 体液调节与神经调节协调实例——体温调节 汗腺分泌量增加 12 正常体温37℃ 当局部体温 高于正常体温时 下丘脑体温 调节中枢兴奋 血液循环 皮肤血管舒张、血流量增多，汗腺分泌增加，散热增加 当局部体温 低于正常体温时 体温下降 下丘脑体温 调节中枢兴奋 血液循环 体温回升 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 通过神经 —体液发送信息 通过神经 —体液发送信息 体液调节与神经调节协调实例——体温调节 体液调节与神经调节协调实例——体温调节 2.体温调节中枢： 下丘脑 3.体温感觉中枢： 大脑皮层 4.温度感受器 人和高等动物皮肤中分布有感受温度变化的温度感受器,包括 和 。 温度感受器 分布在皮肤、黏膜及内脏器官中 冷觉感受器 热觉感受器 5.体温调节过程（神经—体液调节） 体液调节与神经调节协调实例——体温调节 当长时间停留在寒冷环境中，散热量____产热量 体温降低 ＞ 当长时间停留在高温环境中，散热量____产热量 体温升高 ＜ 人体调节体温的能力是有限的 体液调节与神经调节协调实例——体温调节 体温降低或升高对人体有怎样的影响？ 体温过低或过高都会影响物质代谢的正常进行,使细胞、组织和器官发生功能紊乱,破坏内环境稳态,严重时会危及生命。 体液调节与神经调节协调实例——体温调节 失温症 炎炎夏日的高温下进行体力劳动的劳动者，应该补充以下哪种营养液更好？ A.盐汽水 B.葡萄糖溶液 C.糖盐混合水 D.矿泉水 水和无机盐都是人体必须的物质，机体如何调节水和无机盐的平衡稳定呢？ 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 问题探讨 1.人体内水的来源和去路 （主要） 中的水 产生的水 摄 入 量 ≈ 排 出 量 由 排出（尿液）(主要) 由 排出（汗液） 由 排出（呼吸） 由 排出（粪便） 饮水 食物 代谢 肾 皮肤 肺 大肠 人体内水平衡是通过调节________和________来实现。 摄入量 排出量 你能就水的来源和去路图解，分析我们为何在冬天尿液比夏天多呢？ 生活小思考 冬天比较冷，人体的排汗会少，摄入量和排出量是维持平衡的，会有更多的水分随尿液排出。在寒冷环境中细胞代谢加快，产生的水也多，所以随尿排出的水会多。 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 2.无机盐的来源和去路（以Na+为例） （主要） 食盐 几乎全部由小肠吸收 摄 入 量 ≈ 排 出 量 来源 去路 排出(主要) 肾脏 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。 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 3.尿液的形成 肾 输尿管 膀胱 肾小球 肾小囊 肾小管 集合管 人体泌尿系统结构模式图 肾单位 血液 原尿 肾小管和集合管的重吸收作用 （全部的葡萄糖、大部分水和部分无机盐会被重吸收） 尿液 （排出体外） 150 L 1.5 L 肾小球的滤过作用 （水、无机盐、部分葡萄糖、全部尿素滤出） ☞ 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 4.水平衡的调节 饮水不足，体内失水过多或吃的食物过咸 细胞外液渗透压升高 刺激 下丘脑 垂体 释放 抗利尿激素 肾小管、集合管 重吸收水 （+） 细 胞 外 液 渗 透 压 下 降 尿量减少 (-) (-) 细 胞 外 液 渗 透 压 下 降 大脑皮层 产生渴觉 主动饮水 补充水分 当你吃的食物过咸或失水过多时，机体是如何调节水平衡的呢？请大家阅读课本P60，结合图3-11，构建水平衡调节模型。 思考：在这个调节过程中，神经调节和体液调节都参与了吗？你能说出哪些是体液调节？哪些是神经调节吗？ 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 饮水不足，体内失水过多或吃的食物过咸 细胞外液渗透压升高 刺激 下丘脑 垂体 释放 抗利尿激素 肾小管、集合管重吸收水 大脑皮层 产生渴觉 主动饮水 补充水分 细 胞 外 液 渗 透 压 下 降 细 胞 外 液 渗 透 压 下 降 （+） (-) (-) 神经调节 影响 体液调节 尿量减少 水平衡调节中枢：_________ 渴觉中枢：_____________ 渗透压感受器分布：________ 相关激素：______________ 下丘脑 大脑皮层 下丘脑 抗利尿激素 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 5.抗利尿激素 产生、分泌部位：下丘脑的神经分泌细胞 释放部位：垂体后叶 靶器官：肾脏（肾小管、集合管） 作用：促进肾小管和集合管对水分的重吸收。 该激素特殊之处：由下丘脑合成分泌，由垂体释放。 下丘脑 神经分泌细胞 垂体后叶 抗利尿激素（ADH） 毛细血管 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 在生活中，我们也会遇到相反的情况，如饮水过多时，机体是如何维持水平衡的呢 细胞外液渗透压下降 尿量增加 下丘脑 刺激 垂体 抗利尿激素 肾小管、集合管重吸收水减少 （+） 细胞外液渗透压 （-） 释放减少 上升 饮水过多，盐分丢失过多时 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 人体内无机盐对维持正常生命活动有重要作用 例如：Na+可以维持血浆渗透压，维持神经系统兴奋性 机体维持水盐平衡是基于Na+浓度的，即：机体内Na+永远维持一个恒定的含量，无论渗透压上升与否，机体内Na+多就会排Na+，少就会保Na+。如果Na+含量不变，水多排水，水少保水。 主要是食盐 血钠 肾脏 皮肤 大肠 尿液（主要途径） 汗液 粪便 注* 人体摄入的食盐几乎全部由小肠吸收 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 6.血钠平衡的调节过程 血钠降低 肾上腺皮质 （+） 血钠升高 （-） 醛固酮 分泌 肾小管、集合管重吸收Na+ 作用激素： 分泌部位： 作用： 醛固酮 肾上腺皮质 促进肾小管、集合管对Na+ 的重吸收 水和无机盐的平衡是在神经调节和激素调节的共同作用下，通过调节尿量和尿的成分实现的。 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 7.水盐平衡调节的意义 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。 及时补水和无机盐 每日适量饮水，规律排尿 低盐饮食 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 有人说，不要等渴了再喝水，你觉得这句话有道理吗？ 从水盐平衡调节示意图可以看出，当人意识到渴了，说明机体细胞渗透压已经升高，机体已经在调动心脏、肾等器官以及泌尿系统、循环系统等调节渗透压； 渗透压升高会引起一系列问题，如血液粘稠度增高、血压升高、酸中毒等。长期如此，会对机体健康造成影响。因此，这句话是有道理的。 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 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。 有人说：“一个人一天内不吃饭、不喝水，但只要没有大、 小便，就可以维持体内水和无机盐的平衡。”这种说法对吗？为什么？ 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 有的人喜欢吃清淡的食物，炒菜时放盐极少，如果长期这样下去，对他的健康可能会有什么影响？ 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，进而影响细胞内外渗透压平衡，甚至还会出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状，严重还会昏迷。 体液调节与神经调节协调实例——水和无机盐平衡的调节 2 内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。如人在幼年时缺乏甲状腺激素，会影响脑的发育;成年时，甲状腺分泌不足，会使神经系统的兴奋性降低，表现为头晕、反应迟钝、记忆力减退等症状。 1 不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节，这种情况下，体液调节可以看成是神经调节的一个环节。肾上腺髓质受交感神经支配。当交感神经兴奋时，肾上腺髓质分泌肾上腺素等激素，作用于靶细胞，使靶细胞产生相应的反应。 体液调节与神经调节的关系 举例说明体液调节和神经调节之间是否有相互影响。 体液调节与神经调节的关系 呆小症 神经系统 人在恐惧、剧痛、失血等紧急情况下，肾上腺素的分泌增多，表现出警觉性提高、反应灵敏、物质代谢加快、呼吸频率提高、心率加快等应激反应。 直接或间接 影响发育和功能 内分泌腺 体液调节与神经调节的关系 2.人体内环境稳态的维持需要各个器官和系统的参与，他们是如何协调一致的呢？（课本P62） 神经调节 体液调节 调节校正 人体内环境 维持内环境稳态 各器官和系统的活动一致 适应环境的不断变化 感知变化 恢复稳定 各项生命活动正常 课堂小练 1.2021年5月，甘肃黄河石林山地马拉松百公里越野赛中，由于局地气温骤降，参赛人员出现失温(人体心肺等核心区域温度下降)等情况。下列相关叙述错误的是( ) A. 失温过程中，机体散热量大于产热量 B. 失温会使人产生寒颤，这是骨骼肌的不自主地反射性收缩 C. 温度低时下丘脑产生冷觉，此时可适当添加保暖衣物预防失温 D. 失温说明机体维持稳态的能力是有限的 答案：C 解析：人体出现“失温”现象时散热量大于产热量,体温不断降低，A正确;寒冷刺激下，皮肤冷觉感受器兴奋可引起骨骼肌不自主地反射性收缩，增加产热量，B正确; 产生冷觉的神经中枢在大脑皮层，故温度低时大脑皮层产生冷觉，此时可适当添加保暖衣物预防失温, C错误;当外界环境的变化过于剧烈或人体自身的调节功能出现障碍时，内环境稳态会遭到破坏，因此机体维持内环境稳态的能力是有一定限度的，D正确。故选C。 2.下列关于水盐平衡调节的叙述中，错误的是( ) A.当人失水过多后，会在大脑皮层中的相关区域产生渴感 B.当给—内环境渗透压正常的人静脉注射抗利尿激素后，尿量明显减少 C.渗透压感受器和水盐平衡调节中枢都在大脑皮层中 D.水盐平衡是神经—体液调节的结果 课堂小练 答案：C 解析：A、神经调节主要是通过反射的方式实现的，其作用途径为反射弧，体液调节的作用途径为体液运输，A正确；B、神经调节迅速、准确，体液调节反应速度较缓慢，B正确；C、神经调节作用范围比较局限，体液调节作用范围比较广泛，C错误；D、神经调节迅速、准确，作用时间短暂；体液调节反应速度较缓慢，作用时间长，D正确。故选：C。 $$