3.3 体液调节与神经调节的关系（第1课时）（优质精讲课）-【上好课】2024-2025学年高二生物同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

人教版高中生物选修一 第三章第三节 体液调节与神经调节的关系 （第一课时） 体液调节与神经调节的比较 和体温调节 学习目标、重难点 核心素养 1、举例说明体液调节除激素外，其他体液成分参与的稳态调节。 2、概括比较神经调节和体液调节的特点，分析各自在稳态维持上的优势 3、以体温调节为例，概括神经调节和体液调节的相互协调关系。 1、生命观念：通过分析总结神经调节与体液调节的关系、下丘脑在生命活动调节中的作用等，形成生命的稳态与平衡观及生命的系统观。 2、科学思维:通过建立体温调节的模型，培养模型与建模的科学思维习惯。 3、社会责任:通过了解高温环境下的体温，树立学以致用、关注人类健康的态度。 重点： (1)体液调节和神经调节特点的比较。 (2)体液调节和神经调节的协调关系。 难点：对人体的体温调节的分析。 2 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。 1.既然知道过山车是安全的，为什么心跳还会加速呢？ 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？ 问题探讨 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，会使心跳加速。 神经调节：交感神经兴奋，使心跳加快。 激素调节：交感神经→肾上腺→肾上腺素→心脏→心跳加快。 坐过山车时人体的反应，有些与神经系统的调节有关，有些与激素的调节有关。 神经调节 激素调节 对复杂环境的刺激及时作出反应 人和高等动物 维持机体内各机能间的协调统一 一、体液调节与神经调节的比较 思考：只有激素调节参与吗？ 应用：动脉血中一定水平的CO2与维持呼吸和呼吸中枢（脑干）兴奋性有关。临床上给患者输入氧气时，往往采用含有5%左右的CO2混合气体，以达到刺激呼吸中枢的目的。 课堂小游戏 挑战憋气1分钟 说一说：憋气后呼吸、心跳有什么变化？原因是什么？ 屏住呼吸，血液 中的CO2含量升高 刺激 脑干呼吸中枢 呼吸运动加强 排出多余CO2 脑干呼吸中枢 原因： ？？CO2不是激素，这属于什么调节？？ 结论：血液中的CO2可以调节呼吸运动。 一、体液调节与神经调节的比较 (一)体液调节 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。 1、概念： 2、体液中的调节物质： 激素调节是体液调节的主要内容 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。 激素 甲状腺激素、肾上腺激素等 非激素: 如组织胺、某些气体分子(NO、CO)以及一些代谢产物(CO2)等。 注意:体液调节≠激素调节,体液调节的研究对象不仅包括激素,还有其他体液因子。 一、体液调节与神经调节的比较 （3）神经调节和体液调节的适用范围 （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，它们相辅相成，各具优势。 （1）单细胞动物和一些低等多细胞动物只有体液调节； 单细胞动物（变形虫和草履虫）和一些低等多细胞动物变形虫和草履虫有体液调节吗？有神经调节吗？ 一些低等动物只有体液调节， 没有神经调节！ 变形虫 草履虫 水母 海星 这个怎么理解呢？ 一、体液调节与神经调节的比较 资料一：某人右手不小心碰到仙人掌上，右手立刻缩回，随后很快恢复到正常状态。 资料二：吃完饭半个小时，血糖浓度上升，过一段时间后，随着胰岛素的作用，血糖浓度回落到正常水平。 问题1 两则资料中所列举的实例分别为什么调节方式？ 问题2 二者有什么区别？ 神经调节 体液（激素）调节 比较项目 作用途径 信息分子 反应速度 作用范围 作用时间 体液调节 神经调节 激素、CO2等 神经递质 体液运输 反射弧 较缓慢 较广泛 准确、比较局限 比较长 短暂 迅速 为什么？ 信号分子依靠体液运输 兴奋传导速度快 有相应受体都可受调控 由效应器决定 神经递质作用后立即被分解或移走。 激素作用后也会被灭活，但其活性可在体液中保持一段时间。 1．应激反应是指机体突然受到强烈的有害刺激时，通过神经系统的交感神经作用到肾上腺髓质形成的一种活动适应性的反应。这种反应能使人短时间内抵御不良刺激，减少疼痛感觉。下列有关说法正确的是(　　) A．肾上腺髓质释放的肾上腺素能降低神经系统活动的兴奋性 B．应激反应中的减少疼痛感觉不利于机体维持内环境的稳态 C．应激反应过程中有激素、神经递质等信号分子的参与 D．肾上腺髓质分泌激素调节的特点是作用范围准确、比较局限和时间短暂 趁热打铁 C 体液调节和神经调节的结构基础和作用方式都不一样，但并不是各行其道、互不相干的。它们是如何相互联系并彼此协调的呢？ 二、体液调节和神经调节的协调 实例一：体温调节 （1）体温:指人身体内部的温度 思考:为什么要维持恒定的体温？ 人的体温维持在 37℃左右。为什么？ 体温恒定是人和动物新陈代谢正常进行的基本条件；体温过高或过低都会影响新陈代谢的正常进行，严重时导致死亡。 产热和散热过程保持动态平衡。 当气温≥体温时，蒸发是唯一的散热途径。 二、体液调节和神经调节的协调 （2）机体产热的主要来源是？在安静（或运动）时主要产热器官是？机体散热的主要器官是？主要方式有？ 人体热量 产热 散热 主要来源 代谢产热 皮肤 安静 运动 主要通过肝、脑等器官的活动提供热量 骨骼肌成为主要的产热器官 方式 辐射 传导 对流 蒸发 如以红外线等形式将热量传到外界 机体热量直接传给同它接触的物体 通过气体来交换热量 如汗液的蒸发 呼气、排尿、排便等等过程亦可散热 主要来源 产热＞散热，体温升高； 产热＜散热，体温降低。 思考：带婴幼儿看病时，为什么要等他们停止哭闹几分钟后，再给他们量体温呢？ 婴幼儿的哭闹行为，会使代谢增强，产热增加，体温偏高。 任务：分析产热量和散热量的变化 尝试绘出人体散热量随环境温度变化的曲线，并分析比较25 ℃与10 ℃条件下人体产热量的大小关系。 如图所示 人体25 ℃时的产热量(a)、散热量(b)和10 ℃时的产热量(c)、散热量(d)的大小关系是：人体25 ℃时产热量(a)＝25 ℃时散热量(b)<10 ℃时产热量(c)＝10 ℃时散热量(d)。 二、体液调节和神经调节的协调 （3）体温调节是通过产热和散热来实现的，要维持体温恒定，机体是如何感知温度变化呢？ 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 思考：人处在寒冷环境中时，散热会加快。那么机体是如何保持体温恒定呢？请结合课本P58构建寒冷环境中体温调节过程模型（小组合作）。 主要分布在皮肤、黏膜及内脏器官中 二、体液调节和神经调节的协调 注意：体温感受器的适宜刺激为“温度的变化”而不是“冷”“热”本身。 神经调节 （主要） 甲状腺分泌甲状腺激素 寒 冷 局部 体温 低于 正常 体温 皮肤冷觉 感受器 体温 调节 中枢 (下丘脑) 皮肤血管收缩、血流量减少 汗腺分泌量减少 骨骼肌战栗 肾上腺髓质分泌肾上腺素 传入 神经 传出 神经 减少散热 大脑皮层 产生冷觉 增添衣物 细胞代谢活动增强 垂体 TRH TSH 增加产热 （4）寒冷环境中体温调节的过程 体温正常 二、体液调节和神经调节的协调 生理性调节——基本方式 行为性调节——重要补充 体液调节（次要） 体温调节中枢： 下丘脑 体温感觉中枢： 大脑皮层 寒冷环境中的体温调节，哪些步骤是神经调节，哪些步骤是体液调节呢？他们之间有什么关系呢？ 神经-体液调节 概念：通过神经影响激素的分泌，再由激素对机体功能实施调节的方式 增加产热，减少散热 你的反应： 汗腺分泌量增加 减少衣物 使用空调 二、体液调节和神经调节的协调 （5）炎热环境中体温调节的过程 炎热环境中，人体又是如何维持体温稳定呢？ 请大家结合教材P59相关文字及图解，构建出人在炎热环境下的体温调节的模型。 皮肤热觉感受器 增加散热 具体？ 炎热 局部 体温 高于 正常 体温 皮肤温觉 感受器 体温 调节 中枢 (下丘脑) 皮肤血管舒张 血流量增多 汗腺分泌量增多 传入 神经 传出 神经 大脑皮层 产生热觉 减少衣物、使用空调 主要是神经调节 增加散热 体温正常 炎热环境中，相应激素分泌减少，并非无激素调节。 二、体液调节和神经调节的协调 （5）炎热环境中体温调节的过程 行为性调节 生理性调节 ？ 肾上腺素、去甲肾上腺素→增强心脏兴奋性、心肌收缩力，引起心率、心输出量增加。 肾素一血管紧张素一醛固酮系统→维持机体有效循环血量、内环境渗透压平衡 思考：炎热环境中，人体有体液调节吗？ 调节的方式： 神经-体液调节 02 体温调定点 二、体液调节和神经调节的协调 产热≈散热 体温调节中枢： 下丘脑 (3)体温感觉中枢： 大脑皮层 调节方式： 生理性调节 （基本方式） 行为性调节 （重要补充） 神经-体液调节 （6）体温调节的机制 体温一直恒定为37℃吗？ 17 18 02 体温调定点升高 大脑皮层产生冷觉 （6）体温调节机制 打寒颤等 体温上升（发烧） 体温调定点下调 产生热觉 大量出汗 体温下降 体温上升期→ 高热持续期 →体温下降期 二、体液调节和神经调节的协调 增加产热，减少散热 减少产热，增加散热 18 2．有一项实验研究环境温度对人皮肤温度和身体温度的影响。实验时，受试者处于一个相对湿度保持在65%的房间内，可以进食和自由活动，但不可以改变所穿的衣服。实验结果如图所示，结合图示回答下列问题。 (1)当室内温度从18 ℃上升到38 ℃时，皮肤会发生哪些生理变化？ 趁热打铁 毛细血管舒张，汗腺分泌增多。 (2)当室内温度为40 ℃时，生物体内的产热和散热量有什么关系？说明理由。 相等，当室内温度为40 ℃时，身体的温度维持在37 ℃，因此产热和散热相等。 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，产热少，散热也少。 2．有一项实验研究环境温度对人皮肤温度和身体温度的影响。实验时，受试者处于一个相对湿度保持在65%的房间内，可以进食和自由活动，但不可以改变所穿的衣服。实验结果如图所示，结合图示回答下列问题。 (3)研究发现如果人处于高温且湿度高于95%时就发生中暑，为什么？ 趁热打铁 高温条件下散热途径主要依赖汗液蒸发，湿度高于95%时汗液难以蒸发，因此导致散热困难，从而使体温升高而中暑。 这说明什么呢？ 人体调节体温的能力是有限的 BY YUSHEN 调节能力有限 寒冷环境 高温环境 停留 过久 停留 过久 机体产生的热量不足以补偿散失的热量 体温降低 机体产生的热量不能及时散出 体温升高 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，严重时危及生命。 二、体液调节和神经调节的协调 （7）体温调节的有限性 甘肃省白银市的马拉松百公里越野赛，由于极端天气导于致21人失温遇难 如果体内的热散发不出去，只会越捂越热，有可能发生惊厥；其次大量出汗容易发生脱水。正确的方法是，敞开胸口，用温水或是75%酒精搽拭手心，脚心及胸口，帮助散热。 二、体液调节和神经调节的协调 【思考】体温升高或降低，对人体只有害而无益吗？ 体温升高： ①病理条件下的体温升高，叫发热。 ②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。（无大碍） 低体温对机体极为不利，可诱发或加重疾病； 正常人体感染病毒或细菌等病原体会引起发热。一定限度的发热是有好处的，此时，白细胞增多，肝功能增强，物质代谢速率加快...这有利于提高机体的免疫功能。但如果是温度过高，则应引起高度重视，否则细胞代谢紊乱，甚至导致神经系统功能障碍。 （有益也有害） HIAPAD (H) - 如果体内的热散发不出去，只会越捂越热，有可能发生惊厥；其次大量出汗容易发生脱水。正确的方法是，敞开胸口，用温水或是75%酒精搽拭手心，脚心及胸口，帮助散热。 A．曲线甲表示散热量，曲线乙表示产热量 B．该稳态调节过程的神经中枢在大脑皮层 C．A点以前热觉感受器兴奋，肾上腺素分泌增加 D．BC段皮肤毛细血管收缩，汗液分泌减少 趁热打铁 3．如图表示机体由T1(35 ℃)环境进入T2(－5 ℃)环境的过程中产热量和散热量的变化。下列叙述正确的是(　　) D 课堂小结 下丘脑 大脑皮层 调节方式： 体温调节中枢： 冷觉和热觉的形成部位： 神经-体液调节 体温调节 体液调节与神经调节的关系 作用途径 反应速度 作用范围 作用时间 课后练习 1．下列关于人体神经调节和体液调节的叙述，错误的是(　　) A．神经调节和体液调节都存在分级调节的现象 B．分泌激素的器官可以是神经调节结构的一部分 C．神经调节中的信号都是电信号，通常作用迅速、持续时间短 D．下丘脑分泌的激素通过体液运输，并作用于靶细胞或靶器官 C 2．如图是人体体温调节的部分示意图。下列有关说法，正确的是(　　) A．维持体温的热量主要来自④⑤等的产热 B．体温调节中枢是下丘脑，是形成冷觉和热觉的部位 C．寒冷时，①②⑦和①②⑧的调节都是神经调节 D．炎热环境中，主要通过大幅度降低⑦⑧的活动来维持体温 课后练习 A 3．设人在20 ℃的环境中产热速率为a1，散热速率为b1；进入0 ℃环境20 min后的产热速率为a2，散热速率为b2。以下有关产热速率与散热速率大小比较，错误的是(　　) A．a1＝b1，a2＝b2 B．a1<a2，b1<b2 C．a1<b1，a2>b2 D．A、B两项都对 课后练习 C 4．失温是冬季户外活动最常见的危险之一。失温是指人体热量流失大于热量补给，从而造成人体核心区温度降低，并产生寒战、迷茫、心肺功能衰竭等症状，甚至最终造成死亡的病症。人体核心区主要是指大脑和躯干内的心、肺等维持生命的主要器官，这一概念是相对于人体四肢和表层皮肤而言的。请回答下列问题。 (1)户外高强度运动时，人体主要的产热和散热器官分别是_______________。机体主要通过____________调节方式维持体温恒定。 (2)寒冷天气下，当机体处于轻度失温(37～35.55 ℃)状态时，机体的应激反应不包括下列哪项内容__________________。 ①肾上腺素释放增加　②甲状腺素释放增加　③皮肤血管收缩　④骨骼肌战栗　⑤呼吸酶的活性下降 课后练习 骨骼肌和皮肤 神经—体液 ⑤ 5．失温是冬季户外活动最常见的危险之一。失温是指人体热量流失大于热量补给，从而造成人体核心区温度降低，并产生寒战、迷茫、心肺功能衰竭等症状，甚至最终造成死亡的病症。人体核心区主要是指大脑和躯干内的心、肺等维持生命的主要器官，这一概念是相对于人体四肢和表层皮肤而言的。请回答下列问题。 (3)预防失温的措施之一是运动时要选择穿着快干排汗的内衣，切忌穿着吸汗能力强的棉质内衣，原因是___________________________________________ ________________________________。 (4)当机体有失温现象时，应将包好的热水袋放在腋窝、颈部和腹沟处，但不能将外界辅助热源用于四肢，原因是________________________________ ___________________________________________________。 外界辅助热源用于四肢，会使四肢冷血回流加快，使人体核心区温度进一步降低 课后练习 棉织品易吸汗，衣物中水分增多使传导和蒸发散热增加，容易引起失温。 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.25 $$