8.5 体液调节与神经调节的关系(Word教参)-【正禾一本通】2025年高考生物高三一轮总复习高效讲义(人教版2019 单选版)
2024-11-18
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教辅
内容正文:
第5课时 体液调节与神经调节的关系
【课标要求】1.举例说出神经调节与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。
考点1 体液调节与神经调节的比较
整合必备知识
1.体液调节概念
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。激素调节是体液调节的主要内容。
[提醒] 除激素外,其他一些化学物质,如组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(如CO2),也能作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用。
[深挖教材]
(1)(选择性必修1 P57“相关信息”)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,以达到刺激呼吸中枢的目的。
2.体液调节和神经调节的区别与联系
(1)区别
比较项目
体液调节
神经调节
作用途径
体液运输
反射弧
反应速度
较缓慢
迅速
作用范围
较广泛
准确、比较局限
作用时间
比较长
短暂
作用对象
靶细胞、靶器官
效应器
(2)联系
①内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能,两者常常同时调节生命活动。
②不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看作是神经调节的一个环节。
[深挖教材]
(2)(选择性必修1 P57“问题探讨”)坐过山车心跳会加速的原因是心脏活动受自主神经支配,是不随意的,当受到急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。
【易错辨析】 ////////////////////////////////
(1)在体液调节中起作用的物质只有激素。(×)
提示:在体液调节中起作用的物质主要是激素,还有其他调节因子,如CO2等。
(2)与神经调节相比,体液调节反应缓慢而作用范围较广泛。(√)
(3)体液调节作用范围比较广泛,因为激素可作用于各种组织细胞。(×)
提示:激素只能作用于靶器官和靶细胞。
(4)体液调节和神经调节是所有生物调节生命活动的重要方式。(×)
提示:一些低等动物只有体液调节,没有神经调节。
提升关键能力
在足球赛场上,球员靠眼、耳等感觉器官及时获得来自同伴、对手、足球等的信息之后,对这些信息进行处理并作出反应。这是一个快速而协调的过程,需要体内多个器官、系统的配合,在这个过程中,神经系统扮演了主要角色,它通过复杂而精巧的调节,使机体能够保持高度的协调一致与稳定。
(1)当你在野外草地上踢足球时,突然窜出一条蛇,此时你会非常紧张,心跳加快、呼吸急促。由惊恐所引起的心跳与呼吸的变化是由内脏运动神经控制的。
(2)人遇到蛇时,会因惊恐引起心跳加快、呼吸急促,控制这种生理现象产生的是自主神经系统,同时肾上腺素分泌增多,警觉性提高,反应灵敏,以上现象体现了神经调节和体液调节之间的关系是一方面内分泌腺受中枢神经系统的调节,另一方面内分泌腺分泌的激素也会影响神经系统的功能。
(3)胃体扩张和谈论食物两种刺激都能引起胰液分泌。其中,谈论食物引起胰液分泌的过程一定需要大脑皮层参与,原因是该过程为条件反射,同时需要大脑皮层中的言语中枢参与。
落实素养题组
1.下列有关神经调节与体液调节的叙述,错误的是( )
A.神经系统可以通过下丘脑分泌的促激素释放激素影响内分泌系统的功能
B.甲状腺激素可以促进神经系统的发育,提高神经系统的兴奋性
C.血液中较高浓度的CO2可以使呼吸中枢兴奋,使呼吸加深、加快
D.垂体是联系神经调节和体液调节的枢纽
解析:选D。神经系统可以通过影响下丘脑分泌相应的促激素释放激素而影响其他内分泌腺的活动,A正确;甲状腺激素的生理作用是可以促进神经系统的发育,提高神经系统的兴奋性,促进新陈代谢,加速体内物质氧化分解,促进生长发育,B正确;血液中CO2浓度过高可以刺激呼吸中枢,促进呼吸加深、加快,从而维持内环境的稳定,C正确;下丘脑是联系神经调节和体液调节的枢纽,D错误。
2.胰腺分泌胰液是由激素和神经共同参与调节的。小鼠实验如下:①直接刺激迷走神经的传入神经纤维,小鼠胰液含量一般在1~2秒内迅速升高,刺激停止后10秒左右,胰液含量恢复正常;②静脉注射体积分数为0.01%的某激素时,7~10秒后胰液含量升高,停止注射后4~6分钟胰液含量恢复正常;③看到食物和消化道运动均能引起小鼠胰腺分泌胰液。下列叙述正确的是( )
A.①和②说明神经调节反应迅速且作用时间短暂,体液调节反应较慢但作用时间较长
B.③中看到食物引起胰液分泌的过程需大脑皮层的参与,此调节过程的效应器是胰腺
C.②中某激素可能是由垂体分泌的促胰液素
D.胰液分泌平衡的调节不存在负反馈调节机制
解析:选A。①实验过程说明神经调节反应迅速且作用时间短暂,②实验过程说明体液调节反应较慢但作用时间较长,A正确;③中看到食物引起胰液分泌的过程属于条件反射,需要大脑皮层的参与,此调节过程的效应器是传出神经末梢及其支配的胰腺,B错误;②中某激素最可能是促胰液素,促胰液素作用于胰腺细胞引起胰液分泌,但促胰液素是小肠黏膜分泌的,不是垂体分泌的,C错误;胰液分泌平衡的调节存在负反馈调节机制,D错误。
考点2 体温调节及水和无机盐平衡的调节
整合必备知识
1.体温的调节
(1)热量的来源和散失途径
①来源: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散失: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。
(2)体温相对恒定的原因:机体的产热和散热过程保持动态平衡。
(3)体温调节主要过程
(4)调节过程分析
①调节中枢:下丘脑。
②冷、热觉中枢在大脑皮层,人和高等动物皮肤中分布着感受温度变化的温度感受器,包括冷觉感受器和热觉感受器。
③调节机制:由神经调节和体液调节共同实现。
(5)体温调节失调:人体调节体温的能力是有限的。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。
[深挖教材]
(1)(选择性必修1 P58“旁栏思考”)婴幼儿在哭闹时,情绪激动、挣扎等活动,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。
2.水和无机盐平衡的调节
(1)水、无机盐的来源和排出途径
(2)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。因此,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。
(3)调节过程
①抗利尿激素的分泌及调节过程
[提醒] 血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系
血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增多,二者呈正相关;抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少,二者呈负相关。三者关系如图所示:
[深挖教材]
(2)(选择性必修1 P60“旁栏思考”)一般情况下,冬天人的尿较多,夏天人的尿较少的原因:冬天相比于夏天,汗液分泌减少,同时由于环境温度低,机体因代谢生成的水增加,会导致尿液量增加。
②醛固酮的分泌及调节过程
(4)调节过程分析
①调节中枢:下丘脑。
②渴觉中枢在大脑皮层。
③调节机制: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。
④在水盐平衡调节中,下丘脑既是感受器,又是调节中枢,还能作为效应器。
[深挖教材]
(3)(选择性必修1 P62“楷体文字”)K+不仅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。
(4)(选择性必修1 P64“复习与提高”)醛固酮具有吸钠排钾的作用。
【易错辨析】 ////////////////////////////////
(1)下丘脑是体温调节中枢,能产生冷觉。(×)
提示:产生冷觉的部位是大脑皮层。
(2)人从炎热环境进入寒冷环境中,散热量会减少。(×)
提示:人从炎热环境进入寒冷环境中,产热量增加,散热量也增加。
(3)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。(×)
提示:当人体细胞外液渗透压升高时,抗利尿激素分泌量增加,促进肾小管、集合管对水分的重吸收,尿量减少。
(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。(×)
提示:剧烈运动过程中,汗液的大量分泌是为了保持体温的相对稳定,同时可以排出体内的代谢废物。出汗使体内失水过多,会导致血浆渗透压升高。
提升关键能力
1.体温调定点学说认为,人体存在体温调定点。假如,人的体温调定点是37 ℃,当体温高于或低于37 ℃时,机体能通过相关调节使体温恢复到37 ℃左右。人体的体温调定点并非一成不变,如病菌、病毒感染等不利因素能引起人体产生致热原(EP),EP会引起体温调定点改变进而导致发热。某人受病毒感染引起发烧,如图是他的体温测量记录。
(1)AB段病人常表现为皮肤血管收缩、骨骼肌战栗等,并常伴有“害冷”的感觉,结合资料分析其原因。
提示:病毒感染产生的致热原(EP)使人体体温调定点升高至40 ℃左右,低于调定点的体温刺激冷觉感受器产生兴奋,一方面传至大脑皮层产生冷觉,另一方面传至下丘脑再经传出神经引起皮肤血管收缩以减少散热,引起骨骼肌战栗以增加产热,使体温迅速升高。
(2)人体受到寒冷刺激时,会起鸡皮疙瘩(或打寒颤),该反射类型是条件反射还是非条件反射?请写出该反射的反射弧。
提示:非条件反射。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。
2.如图表示体温调节和水盐调节的过程,据图分析并回答下列问题:
(1)图中字母表示的分别是什么激素?
提示:a是促甲状腺激素释放激素,b是促甲状腺激素,c是甲状腺激素,d是抗利尿激素。
(2)在寒冷环境中,皮肤会发生怎样的变化?
提示:汗腺分泌减少、毛细血管收缩、立毛肌收缩等。
(3)以小鼠为实验材料,验证下丘脑是水盐调节的中枢并写出实验思路。
提示:将小鼠分为实验组与对照组两组,实验组手术处理,破坏下丘脑,对照组只做手术处理但保留下丘脑,两组供给相同的水量,分别测定两组小鼠的尿量。
落实素养题组
1.下图表示神经系统高级中枢、下丘脑—垂体—靶腺轴、内外环境变化、生理效应等多种因素与激素分泌的关系。根据下图信息分析,错误的是( )
A.若内外环境变化是指温度降低,则图中的长反馈、短反馈都是负反馈调节
B.如果内环境变化是渗透压升高,则抗利尿激素的分泌和调节也符合此图分级调节过程
C.促甲状腺激素释放激素的靶细胞是下丘脑细胞和垂体细胞
D.通过①②③到促甲状腺激素释放激素分泌过程属于神经调节
解析:选B。分析题图可知,温度降低后,机体往往会通过分级调节,促进甲状腺分泌更多的甲状腺激素,促进细胞代谢,增加产热量,而图示中的长反馈、短反馈作用有利于维持激素的动态平衡,使含量不至于过多或过低,二者都是负反馈调节,A正确;抗利尿激素由下丘脑分泌经垂体释放,并作用于肾小管和集合管,该过程不属于分级调节,B错误;促甲状腺激素释放激素由下丘脑细胞分泌,作用于垂体促进其分泌促甲状腺激素,而促甲状腺激素释放激素还可以通过超短反馈直接作用于下丘脑,故下丘脑和垂体都是其靶细胞,C正确;通过①感受器接受外界刺激,产生兴奋,通过②传入神经,传到神经中枢,分析并整合后,通过③传出神经传到下丘脑,促进其分泌促甲状腺激素释放激素,该过程经过反射弧,属于神经调节,D正确。
2.(2023·山东枣庄二模)当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,醛固酮通过基因调节机制生成多种蛋白质调节血钠含量的平衡。下列说法错误的是( )
A.醛固酮由肾上腺皮质分泌,可随血液运输到全身各处
B.醛固酮与细胞膜上的受体结合后影响核基因的表达
C.Na+和K+通过钠钾泵的转运有利于提高内环境的渗透压
D.醛固酮可以提高内环境中水含量从而可以使血压升高
解析:选B。醛固酮是由肾上腺皮质分泌的一种脂溶性激素,可随血液运输到全身各处,A正确;醛固酮是一种脂溶性激素,进入肾小管上皮细胞后与细胞内受体结合,并不是与细胞膜上的受体结合,B错误;肾上腺皮质分泌醛固酮增加,通过钠钾泵的转运,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收和排除K+,有利于提高内环境的渗透压,C正确;当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,醛固酮能促进肾小管和集合管对水分和Na+的重吸收,可以提高内环境中水含量从而可以使血压升高,D正确。
3.调定点是人的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 ℃左右。当体温偏离调定点时,机体能通过调节使体温回到调定点水平。如图表示某人受病毒感染引起发热时,体温与调定点的变化过程。下列叙述正确的是( )
A.在高温持续期,可以加盖棉被增加排汗散热以降低体温
B.体温调定点升高时,甲状腺激素和肾上腺素的分泌量增加,以增加产热
C.体温上升期体温调定点升高,皮肤冷觉感受器产生兴奋传至下丘脑体温调节中枢产生冷觉
D.在高温持续期,下丘脑的体温调节中枢失去对体温的调节功能,此时产热量大于散热量
解析:选B。根据题图分析可知,在高温持续期,此时产热量等于散热量,加盖棉被减少热量散失,排汗增加,散热增加,但是体温不变,不会降低体温,A错误;体温调定点升高时,此时产热量大于散热量,甲状腺激素和肾上腺素的分泌量增加,B正确;根据题图分析可知,在上升期,调定点上升到39 ℃,此时产热量大于散热量,说明皮肤冷觉感受器产生兴奋传至大脑皮层产生冷觉,调节产热增加,散热减少,体温逐渐上升,C错误;在高温持续期,体温调定点是39 ℃,此时产热量等于散热量,D错误。
题后点击 关于体温调节的六点理解
(1)人体通过调节产热与散热的动态平衡来维持体温的恒定。外界环境温度低时,机体产热多,散热也多;外界环境温度高时,机体产热少,散热也少。
(2)寒冷环境中比炎热环境中散热更快、更多;寒冷环境中机体代谢旺盛,产热也增加,以维持体温的恒定。
(3)体温感受器的适宜刺激为“温度的变化”而不是“冷”“热”本身。
(4)在发高烧时,人体的产热不一定大于散热,除非病人的体温继续升高,如果体温保持不变,则产热仍等于散热。
(5)温度感受器是感受温度变化的感觉神经末梢,它不只分布在皮肤,还广泛分布在黏膜及内脏器官中。体温调节中枢位于下丘脑,体温感觉中枢位于大脑皮层。
(6)体温调节是由神经调节和体液调节共同实现的。
[高考真题·感悟试做]
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
解析:选A。寒冷刺激下,骨骼肌不由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,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。
2.(2022·湖北高考)北京冬奥会期间,越野滑雪运动员身着薄比赛服在零下10 ℃左右的环境中展开激烈角逐,关于比赛中运动员的生理现象,下列叙述正确的是( )
A.血糖分解加快,储存的ATP增加,产热大于散热
B.血液中肾上腺素含量升高,甲状腺激素含量下降,血糖分解加快
C.心跳加快,呼吸频率增加,温度感受器对低温不敏感而不觉得寒冷
D.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
解析:选C。运动期间需要大量能量,血糖分解加快,ATP和ADP的转化速率加快,但储存的ATP基本不变,产热与散热维持平衡,体温基本不变,A错误;血液中肾上腺素含量升高,甲状腺激素含量上升,血糖分解加快,细胞代谢速率加快,B错误;心跳加快,呼吸频率增加,细胞代谢速率加快,运动员基本不觉得寒冷,说明温度感受器对低温不敏感而不觉得寒冷,C正确;在运动初期骨骼肌细胞主要通过肌糖原分解供能,一定时间后需要摄取血糖作为能源补充,D错误。
3.(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
解析:选B。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正确;肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的一种激素,B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正确;炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,CO2排出增多,使内环境中CO2含量减少,可导致pH在一定范围内上升,D正确。
4.(2023·新课标卷)人在运动时会发生一系列生理变化,机体可通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态。回答下列问题。
(1)运动时,某种自主神经的活动占优势使心跳加快,这种自主神经是________。
(2)剧烈运动时,机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2,CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是_____________________________________。
(3)运动时葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加,以维持血糖相对稳定。胰高血糖素在升高血糖浓度方面所起的作用是________ _______________。
(4)运动中出汗失水导致细胞外液渗透压升高,垂体释放的某种激素增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收,该激素是________。若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,可使醛固酮分泌增加。醛固酮的主要生理功能是___________________________________。
解析:(1)自主神经包括交感神经和副交感神经,运动时,交感神经的活动占优势,表现为心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱。(2)人体的呼吸中枢位于脑干,剧烈运动时,人体的呼吸频率会加快,呼吸作用增强,血液中CO2增多,刺激感受器产生兴奋,传至呼吸中枢,导致呼吸加深加快,肺的通气量增加,排出体内过多的CO2。(3)胰高血糖素是机体中能够升高血糖的激素之一,该激素主要作用于肝,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,促进非糖物质转变成糖,使血糖回升到正常水平。(4)细胞外液渗透压升高时,抗利尿激素分泌增多,可以促进肾小管、集合管对水的重吸收,使渗透压恢复正常;醛固酮是由肾上腺皮质分泌的一种激素,其主要生理功能是促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。
答案:(1)交感神经 (2)人体剧烈运动时,呼吸作用增强,耗氧量增大,同时产生的CO2增多,刺激呼吸中枢,加快呼吸运动的频率 (3)促进肝糖原分解成葡萄糖,促进非糖物质转变成糖 (4)抗利尿激素 促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡
5.(2023·全国甲卷)某研究小组以某种哺乳动物(动物甲)为对象研究水盐平衡调节,发现动物甲失水达到一定程度时,尿量明显减少并出现主动饮水行为;而大量饮用清水后,尿量明显增加。回答下列问题。
(1)哺乳动物水平衡的调节中枢位于________。
(2)动物甲大量失水后,其单位体积细胞外液中溶质微粒的数目会__________,该信息被机体内的某种感受器感受后,动物甲便会产生一种感觉即__________,进而主动饮水。
(3)请从水盐平衡调节的角度分析,动物甲大量饮水后尿量增加的原因是
________________________________________________________________________。
解析:(1)哺乳动物水盐平衡的调节中枢位于下丘脑。(2)动物甲大量失水后,细胞外液渗透压升高,其单位体积细胞外液中溶质微粒的数目会增多,该信息传递到下丘脑渗透压感受器,动物甲产生渴觉。(3)大量饮水→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器感知变化→下丘脑分泌并由垂体释放的抗利尿激素的量减少→肾小管、集合管对水的重吸收减少→尿量增加。
答案:(1)下丘脑 (2)增多 渴觉 (3)动物甲大量饮水后,细胞外液渗透压下降,下丘脑渗透压感受器感知变化,引起下丘脑分泌并由垂体释放的抗利尿激素的量减少,肾小管、集合管对水的重吸收减少,尿量增加
6.(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。
分组
处理方式
结果
甲
发热家兔模型+生理盐水
发热
乙
发热家兔模型+A溶液
退热
丙
发热家兔模型+M溶液
退热
丁
①____________________
发热
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___________________________________。
解析:(1)在炎热的环境中时,皮肤中的热觉感受器受到刺激后,将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的调节,使皮肤中的血管舒张,皮肤血流量增多,同时也使汗液的分泌增多等,从而增加散热。(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,此时产热量和散热量相等,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,调定点上移,但机体产热量和散热量仍然相等,因此,产热量和散热量均增加。(3)由表格中信息可知,甲组为空白对照,发热家兔模型会出现发热的症状;乙组是加了等量用生理盐水溶解的A溶液,已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温,因此发热家兔模型会退热;丙组是加了等量生理盐水溶解的M溶液,也出现退热现象,说明M与药物A一样也具有解热作用;丁组小鼠出现发热症状,由于要探究M通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,实验需要遵循单一变量原则,与丙组相比,丁组的处理是①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液,损毁了下丘脑体温调节中枢后,M不能起到调控体温的作用。②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论:M与药物A一样也具有解热作用。③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论:M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
答案:(1)汗液的蒸发、皮肤中血管舒张 (2)上移 增加 (3)①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液 ②M与药物A一样也具有解热作用 ③M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
[课下巩固精练卷(三十五)]__体液调节与神经调节的关系______________
知识点
较易题
中档题
较难题
体液调节与神经调节的比较
1、2
8、9
-
体温调节
-
6、7、10、11、
13(非选择题)
12
水和无机盐平衡的调节
3、4
5、10
12、14
(非选择题)
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列关于人体神经调节和体液调节的叙述,错误的是( )
A.激素传递的信息和神经传导的兴奋的传输速度相同
B.在血糖平衡的调节过程中,胰岛素具有降低血糖的作用
C.与神经调节相比,体液调节通常作用缓慢、持续时间长
D.不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节
解析:选A。激素传递信息的速度比神经传导兴奋的传输速度慢,A错误。胰岛素的生理作用是促进组织细胞摄取、利用和转化葡萄糖,具有降低血糖的作用,B正确。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,C正确。不少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,体液调节可以看作是神经调节的一个环节,体现出神经调节和体液调节的相互协调,D正确。
2.人在遇到危险等紧急情况下会出现心率加速、呼吸频率加快、警觉性提高、反应灵敏的现象,这与肾上腺髓质在内脏神经的直接支配下分泌的肾上腺素的作用有关。下列叙述错误的是( )
A.体液调节有时可以看作神经调节的一个环节
B.内分泌腺分泌的激素可能会影响神经系统的功能
C.在紧急情况下,肾上腺髓质分泌肾上腺素的过程属于神经—体液调节
D.紧急因素消除后,心率不会马上恢复正常水平,说明体液调节持续时间较长
解析:选C。不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节,因此体液调节有时可以看作神经调节的一个环节,A正确;内分泌腺分泌的激素可能会影响神经系统的功能,如甲状腺激素可影响神经系统的发育和功能,B正确;紧急情况时,在相关神经的支配下肾上腺髓质分泌肾上腺素的过程属于神经调节,C错误;紧急因素消除后,心率不会马上恢复正常水平,该事实能说明体液调节持续时间较长,D正确。
3.(2023·山东泰安模拟)肾素是由肾小球旁细胞合成、储存和分泌的一种蛋白水解酶,肾素在血浆中参与激活血管紧张素。运动员在进行高强度训练时,血管紧张素可通过与受体结合直接对心血管发挥作用,也可通过刺激交感神经中枢以促使交感神经末梢释放去甲肾上腺素的方式,使机体的心脏收缩加快、力量加强。下列相关叙述正确的是( )
A.运动员在剧烈运动时,胰岛素的分泌量会增加,通过促进肝糖原的分解来提高血糖含量
B.运动员大量出汗使下丘脑渗透压感受器兴奋,促进抗利尿激素的分泌
C.肾素通过血液运输,直接调节心血管细胞的生理活动
D.交感神经末梢释放的去甲肾上腺素通过主动运输与心脏细胞膜上的受体结合
解析:选B。运动员在剧烈运动时,葡萄糖消耗增加,血糖降低,刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素促进肝糖原分解,加速体内非糖物质的转化,从而使血糖浓度升高,A错误;运动员大量出汗,人体失水过多,细胞外液渗透压升高,下丘脑渗透压感受器受到刺激,垂体释放抗利尿激素增多,B正确;由题干信息可知,肾素在血浆中参与激活血管紧张素,然后血管紧张素对心血管发挥作用,说明肾素通过体液运输,间接调节心血管细胞的生理活动,C错误;由题干信息可知,交感神经末梢与心脏之间的连接相当于突触,去甲肾上腺素就是神经递质,因此去甲肾上腺素是通过扩散作用到达心脏细胞的,并与其膜上的受体结合,D错误。
4.研究表明,糖尿病患者血液理化性质改变引起的醛固酮分泌增加能导致肾脏损伤。研究者连续6周对糖尿病小鼠进行如下处理,检测小鼠尿液中UACR(反映肾脏损伤情况,正常值0~30 μg/mg)的水平,结果如下表。下列说法错误的是( )
组别
甲
乙
丙
丁
处理
生理盐水
醛固酮
醛固酮受体拮抗剂
醛固酮+醛固酮受体拮抗剂
UACR/(μg/mg)
450
1 500
300
500
A.醛固酮由肾上腺皮质分泌,作用于肾小管和集合管
B.醛固酮具有维持内环境钠离子含量和渗透压平衡的作用
C.甲组采用正常小鼠作为对照,其余三组为糖尿病小鼠
D.醛固酮引起小鼠肾脏损伤是通过与醛固酮受体结合实现的
解析:选C。醛固酮由肾上腺皮质分泌,促进肾小管和集合管对钠离子的重吸收,A正确;醛固酮可以促进钠离子的重吸收,维持内环境钠离子含量和渗透压稳定,B正确;甲组用生理盐水处理,小鼠尿液中UACR含量远高于正常值,说明甲组小鼠也是糖尿病小鼠,C错误;分析表格可知,乙组与甲组相比,乙组UACR的含量高于甲组,说明醛固酮增加能导致肾脏损伤,由乙、丙、丁三组结果可知,使用醛固酮受体拮抗剂可以缓解醛固酮对肾脏的损伤,由此可推测醛固酮引起小鼠肾脏损伤是通过与醛固酮受体结合实现的,D正确。
5.肾上腺盐皮质激素即醛固酮,可调节人体内的水盐平衡,维持电解质的相对稳定。在某一外界刺激下,机体会发生如图所示过程,下列相关叙述错误的是( )
A.图中外界刺激可能是大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低
B.图示过程体现了中枢神经系统对肾上腺皮质的间接调节
C.醛固酮的分泌具有反馈调节的特点,有利于放大激素的调节效应
D.醛固酮主要通过调节尿液的成分和尿量来调节水盐平衡
解析:选C。图示为肾上腺盐皮质激素即醛固酮的分泌过程,醛固酮可促进肾小管和集合管对钠的重吸收,调节人体水盐平衡,因此推测,促进醛固酮分泌的外界刺激可能是大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低,A正确;由图可知,中枢神经系统通过神经递质调节下丘脑的分泌活动,继而通过分级调节影响肾上腺皮质的分泌活动,因此图示过程体现了中枢神经系统对肾上腺皮质的间接调节,B正确;由图可知,肾上腺盐皮质激素即醛固酮分泌增加,会反过来增强对下丘脑和垂体的抑制作用,使CRH和ACTH分泌量减少,体现了(负)反馈调节的特点,通过反馈调节作用,血液中的醛固酮可以维持在正常的相对稳定的水平,但是反馈调节不能放大激素的调节效应,分级调节才能放大激素的调节效应,C错误;醛固酮可促进肾小管和集合管对钠的重吸收,进而影响肾小管和集合管对水分的重吸收,其主要通过调节尿液的成分和尿量来调节水盐平衡,D正确。
6.熊等恒温动物冬眠时,机体会通过激活体温调节中枢中的温敏神经元来调低躯体核心体温,在其他生理指标正常的前提下实现躯体亚低温(32~34 ℃)。科学家据此开展脑卒中损伤神经保护的研究,利用深部脑刺激技术实现了脑卒中患者的躯体亚低温,既避免了体表物理降温带来的极度不适,又防止了脑卒中导致的脑高温引起大脑损伤。下列说法错误的是( )
A.熊冬眠时机体主要通过肝、脑等器官的活动产热来维持躯体核心体温
B.对脑卒中患者实施的深部脑刺激技术刺激的部位是下丘脑中的温敏神经元
C.躯体亚低温的出现是神经调节和体液调节共同作用的结果
D.躯体维持亚低温状态时机体产热量少于散热量
解析:选D。在安静状态下,机体主要通过肝、脑等器官的活动提供热量,A正确;熊通过激活体温调节中枢中的温敏神经元来调低躯体核心体温,下丘脑是体温调节中枢,可利用深部脑刺激技术实现脑卒中患者的躯体亚低温,由此可推知,对脑卒中患者实施的深部脑刺激技术刺激的部位是下丘脑中的温敏神经元,B正确;机体会通过激活体温调节中枢中的温敏神经元来调低躯体核心体温,而且体温调节与肾上腺素、甲状腺激素等激素有关,所以躯体亚低温的出现是神经调节和体液调节共同作用的结果,C正确;躯体维持亚低温状态时,体温较恒定,产热量大致等于散热量,D错误。
7.人体的体温在冷敏神经元和热敏神经元共同调节下保持相对稳定,二者的放电频率会因环境温度的变化而改变(如图)。下列说法错误的是( )
A.C、W分别代指冷敏神经元和热敏神经元
B.人体感染甲型流感病毒后S点可能右移
C.在发烧恢复阶段,主要的散热器官为皮肤
D.S点长期向右偏移固定于某点,机体产热量大于散热量
解析:选D。当体温低于正常值时,冷敏神经元的放电频率大于热敏神经元的放电频率;当体温高于正常值时,冷敏神经元的放电频率小于热敏神经元的放电频率,由此可知,C、W分别代指冷敏神经元和热敏神经元,A正确。若人体感染甲型流感病毒后体温持续偏高,体温高于正常值使S点右移,B正确。在发烧恢复阶段,主要通过皮肤排汗增加散热,故主要的散热器官为皮肤,C正确。S点长期向右偏移固定于某点,说明机体产热量约等于散热量,D错误。
8.血压调节机制可分为快速调节机制和缓慢调节机制。当血压升高时,动脉血管壁上的压力感受器产生兴奋传导至脑干的心血管运动中枢,引起副交感神经活动增强,交感神经活动减弱,导致心跳减慢,血压下降,该反射过程如图(其中“-”表示抑制,“+”表示促进)。下列说法错误的是( )
A.图中A神经是交感神经,B神经是副交感神经,二者均属于自主性神经
B.心血管运动中枢对血压的调节过程体现了神经系统的分级调节
C.血压升高时,抗利尿激素释放减少,肾小管对水分的重吸收减少,血液总量减少
D.血压调节为神经—体液调节,通过下丘脑→抗利尿激素的调节为快速调节机制
解析:选D。结合题意“当血压升高时,引起副交感神经活动增强,交感神经活动减弱,导致心跳减慢,血压下降”,结合图示可知,血压升高时B神经活动增强,A神经活动减弱,故A神经是交感神经,B神经是副交感神经,二者均属于自主性神经,A正确;心血管运动中枢对血压的调节过程存在分层调控,体现了神经系统的分级调节,B正确;抗利尿激素可作用于肾小管和集合管,促进二者对水的重吸收,据图可知,血压升高时,抗利尿激素释放减少,肾小管对水分的重吸收减少,则血液总量减少,C正确;血压调节既有下丘脑等参与的神经调节,也有抗利尿激素参与的激素调节,故为神经—体液调节,但通过下丘脑→抗利尿激素的调节需要通过体液运输,其作用较慢,不属于快速调节机制,D错误。
9.(2023·辽宁沈阳二模)足球是一项高强度体育运动,下列有关叙述错误的是( )
A.运动员在极短的时间内完成复杂的射门动作,需要神经调节和体液调节的共同参与
B.运动员在踢球过程中,调节躯体动作的神经中枢之间存在分级调节
C.比赛过程中下丘脑调节水盐平衡,导致运动员大量出汗,肾小管对水的重吸收增强
D.比赛后半程,血液流经运动员的胰岛A细胞后,血糖含量下降
解析:选C。复杂动作的完成是神经调节和体液调节共同参与的结果,A正确;在比赛过程中,参与调节躯体动作的神经中枢有大脑皮层和脊髓,存在分级调节,B正确;比赛过程中下丘脑调节水盐平衡,肾小管对水的重吸收增强,但是大量出汗是体温调节的结果,C错误;比赛后半程,胰岛A细胞分泌胰高血糖素,主要作用于肝脏升高血糖,血液流经胰岛A细胞血糖含量下降,血液流经肝脏细胞后血糖含量可能会升高,D正确。
10.(2024·江苏南京模拟)下丘脑在人体内环境的稳态调节过程中发挥重要作用,下图为神经系统对激素分泌的三种调节方式,下列相关分析错误的是( )
A.若方式甲中的靶腺体为甲状腺,处于寒冷环境中,其分泌的激素量将会增加,肾小管管壁细胞存在该激素的受体
B.抗利尿激素的合成和分泌符合图中方式乙,内环境渗透压升高能增加其分泌量,使尿量减少
C.兴奋在A处传递是单向传递,当抑制性神经递质传到突触后膜时膜外Cl-将大量内流
D.方式丙中激素的释放为神经—体液调节的结果,内分泌腺属于效应器
解析:选D。若方式甲中的靶腺体为甲状腺,处于寒冷环境中,其分泌的激素量将会增加,促进机体代谢增加产热,其靶细胞几乎为体内所有细胞,A正确;内环境渗透压升高,引起抗利尿激素分泌增加,抗利尿激素的合成和分泌符合图中方式乙,内环境渗透压升高能增加其分泌量,促进肾小管、集合管对水的重吸收,使尿量减少,B正确;兴奋在A处(突触结构)传递的特点是单向传递,当兴奋性神经递质传到突触后膜时,膜外大量Na+内流使突触后膜所在的神经元兴奋,当抑制性神经递质传到突触后膜时膜外Cl-将大量内流,抑制突触后膜所在的神经元兴奋,C正确;方式丙中,从图中可以看出,植物神经系统将兴奋传至内分泌腺,引起内分泌腺分泌某种激素,这是神经调节过程,没有体液调节,在神经调节中,传出神经末梢及其所支配的腺体或肌肉称为效应器,D错误。
11.运动员在完成滑雪比赛这项运动过程中,机体的生理活动会发生一系列变化,人体内环境能够保持相对稳定。有关运动员生理变化的描述,错误的是( )
A.冰雪环境中运动员的产热量大于散热量,以维持体温恒定,温度感受器对低温不敏感而不觉得寒冷
B.完成各种技术动作的过程中自主神经系统参与调节
C.比赛项目结束初期,运动员的呼吸、心跳等并没有立即恢复正常水平,这与体液调节的作用特点有关
D.体内肾上腺素分泌增加,促进肝糖原水解以维持血糖平衡
解析:选A。运动员在比赛中,身体的产热量等于散热量以维持体温的恒定,A错误;自主神经系统是指支配内脏、血管和腺体的传出神经,它们的活动不受意识支配,比赛过程中交感神经的活动占优势,副交感神经的支配活动减弱,此过程中自主神经系统参与调节,B正确;比赛项目刚结束,运动员的心脏跳动速度仍较快,与体液调节有关,因为体液调节具有持续时间长的特点,C正确;肾上腺素分泌增多会促进肝糖原的分解,以维持血糖平衡,D正确。
12.下图是人体内环境的部分调控简图,图中大写字母表示相应器官,小写字母表示相应物质,数字表示生理过程。下列说法错误的是( )
A.图中A是下丘脑,是体温、水平衡、血糖调节的中枢
B.激素f由D分泌,主要作用的靶细胞是肾小管和集合管细胞
C.人体调节血糖水平的路径是④→⑤→⑥→②→③,属于神经—体液调节,其中b为胰高血糖素
D.结构C、E代表相应的内分泌腺均能参与体温调节,环境温度较低时c和甲状腺激素分泌增加
解析:选B。据分析可知,图中A是下丘脑,是体温、水平衡、血糖调节的中枢,A正确;由分析可知,f是抗利尿激素,是由A下丘脑分泌的,主要作用是促进肾小管、集合管对水的重吸收,B错误;人体调节血糖水平的路径是④→⑤→⑥→②→③,属于神经—体液调节,其中b由胰岛分泌,能升高血糖,故b为胰高血糖素,C正确;结构C为肾上腺、E为甲状腺,均能参与体温调节,环境温度较低时c肾上腺素和甲状腺激素分泌增加,D正确。
二、非选择题:本题共2小题,共20分。
13.(10分)(2023·陕西咸阳模拟)人在寒冷、恐惧、失血等紧急情况下,首先引起交感神经兴奋,随后所支配的肾上腺分泌肾上腺素增多,表现出心跳加速、呼吸加快、物质代谢加快、皮肤血管收缩、骨骼肌和肝脏等器官的血管舒张等应激反应。回答下列问题:
(1)在寒冷环境中,肾上腺素分泌增加,并与______激素协同促使机体产热增多,维持体温平衡。(2分)
(2)人在遭遇恐惧时,表现出面色苍白,原因是________________________________。(2分)
(3)研究发现除了肾上腺素、甲状腺激素外,肾上腺皮质激素中的糖皮质激素也参与了体温调节。请以生理状况相同且正常的大鼠为材料进行实验,验证寒冷环境引起的糖皮质激素增多是由分级调节系统完成而不是由交感神经直接支配的。完善实验思路(忽略手术本身对实验结果的影响):①将上述大鼠随机均分为甲、乙两组,__________________________;②甲组摘除垂体,乙组切断______________________________;③将甲、乙两组大鼠置于寒冷环境,一段时间后,测定并比较两组大鼠血液中__________________的含量。(6分)
解析:(1)在寒冷环境中,甲状腺激素和肾上腺素分泌增加,促使机体产热增多,维持体温平衡。(2)人在遭遇恐惧时,由于肾上腺素分泌使面部毛细血管收缩,血流量减少,所以人常表现出面色苍白。(3)为了验证寒冷环境引起的糖皮质激素增多是由分级调节系统完成而不是由交感神经直接支配的,应将一组大鼠垂体摘除,一组大鼠切断交感神经,再测量大鼠寒冷环境中糖皮质激素是否增多,因此①中应在处理前测量两组大鼠血液中糖皮质激素的含量;甲组摘除垂体,那么乙组切断支配肾上腺的交感神经;然后在寒冷处理后测定并比较两组大鼠血液中糖皮质激素的含量。
答案:(1)甲状腺 (2)肾上腺素分泌使面部毛细血管收缩,血流量减少 (3)测定两组大鼠血液中糖皮质激素的含量 支配肾上腺的交感神经 糖皮质激素
14.(10分)原发性醛固酮增多症(PA)是指肾上腺皮质分泌过多的醛固酮,导致血容量增大,吸钠排钾,肾素—血管紧张素系统活性受抑制,临床表现为高血压和低血钾的综合征,是继发性高血压的常见原因。
(1)在神经—体液调节网络的作用下,正常机体的血压维持相对稳定,这种稳定依赖于机体的________________调节机制。(2分)
(2)PA引发的低血钾会引起神经细胞的兴奋性下降,原因是______________________。(2分)
(3)醛固酮增多引起血容量增大的原因是________________________________________。(2分)
(4)血浆中的肾素活性变化是诊断PA的依据之一。为验证某模型小鼠患有PA,科研人员将模型小鼠的血浆分为对照组和测定组,分别置于4 ℃冰浴和37 ℃温浴中,一段时间后测定血管紧张素Ⅰ(AngⅠ)浓度,用测定组AngⅠ浓度与对照组AngⅠ浓度的差值表示肾素活性,将结果与正常小鼠的测定结果进行比较,若_______________________________,则PA模型小鼠构建成功。科研人员发现,在实验时添加适量的ACE抑制剂能提高检测的灵敏度,原因是________________________________________________________________________。(4分)
解析:(1)分析题图可知,血压升高时,机体通过神经—体液调节,抑制肾上腺皮质分泌醛固酮,使肾上腺皮质分泌的醛固酮减少,从而使血压降低,而血压降低之后,通过神经—体液调节,促进肾上腺皮质分泌醛固酮,使肾上腺皮质分泌的醛固酮增加,从而使血压升高,由此可知,在神经—体液调节网络的作用下,正常机体的血压维持相对稳定,这种稳定依赖于机体的(负)反馈调节机制。(2)K+在细胞内的浓度高于细胞外的浓度,则细胞外液中K+浓度低,K+外流增多,静息电位(绝对值)增大,PA引发的低血钾会引起神经细胞的兴奋性下降。(3)醛固酮增多可以促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,导致血浆渗透压升高,引起抗利尿激素含量升高,肾小管、集合管重吸收水增多,最终导致血容量增加。(4)若模型小鼠的肾素活性低于正常小鼠的测定值,则PA模型小鼠构建成功。ACE抑制剂可抑制AngⅠ转化为AngⅡ,提高AngⅠ含量,便于检测,故在实验时添加适量的ACE抑制剂能提高检测的灵敏度。
答案:(1)(负)反馈 (2)细胞外液中K+浓度低,K+外流增多,静息电位(绝对值)增大 (3)醛固酮会促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,使细胞外液渗透压升高,导致血浆中水增多 (4)模型小鼠的肾素活性低于正常小鼠的测定值 ACE抑制剂可抑制AngⅠ转化为AngⅡ,提高AngⅠ含量,便于检测
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