内容正文:
第3节 体液调节与神经调节的关系
课标内容要求
核心素养对接
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
1.通过归纳与概括,说出体液调节的概念。(科学思维)
2.运用稳态与平衡观,阐明水盐平衡和体温调节的过程。(生命观念)
3.通过分析与综合,说出神经调节和体液调节的区别。(科学思维)
[基础梳理]
一、体液调节与神经调节的关系
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。
(2)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.神经调节和体液调节关系
(1)区别
比较项目
神经调节
体液(激素)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
(2)联系
①不少内分泌腺直接或间接地受 中枢神经系统 的调节。
②内分泌腺所分泌的激素可以 影响神经系统 的发育和功能。
二、神经调节和体液调节的协调
1.体温的调节
(1)调节结果:保持体温 相对恒定 。
(2)恒定原因:机体的 产热和散热 保持动态平衡。
①产热途径:安静状态下, 肝、脑 等器官的活动提供热量;运动时, 骨骼肌 是主要的产热器官。
②散热途径: 皮肤 是人体最主要的散热器官,通过 辐射 、传导、对流以及 蒸发 的方式进行。
(3)调节过程
①体温调节中枢: 下丘脑 。
②调节方式: 神经—体液调节 。
③调节途径:
2.水和无机盐平衡的调节
(1)来源:水的来源包括 饮水、食物 中所含有的水和代谢中产生的水。Na+的主要来源是 食盐 。
(2)主要排出途径:肾脏。
(3)调节途径
①水平衡调节
②血钠平衡
a.血钠含量降低→肾上腺皮质分泌 醛固酮增加 →促进肾小管和集合管对Na+的重吸收。
b.血钠含量升高→肾上腺皮质分泌 醛固酮减少 →减少肾小管和集合管对Na+的重吸收。
(4)调节方式: 神经—体液 调节。
3.神经调节与体液调节的联系
(1)激素能直接影响神经系统的 发育和功能 ,两者常常同时调节生命活动。
(2)内分泌腺直接或间接地受 中枢神经系统 的调节,体液调节可以看作是神经调节的一个环节。
[基础诊断]
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.体液调节就是激素调节。( )
2.人体的体温调节中枢和水盐平衡调节中枢均在下丘脑的某一区域。( )
3.炎热环境中散热过程大于产热过程,寒冷环境中产热过程大于散热过程。( )
4.人体内水的排出途径主要是泌尿系统,皮肤、肺和大肠也能排出部分水。( )
5.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。( )
6.体温受神经和体液的双重调节。( )
提示:
1.× [除激素外,其他化学物质如CO2等,通过体液传送的方式对生命活动进行调节,也属于体液调节。]
2.√
3.× [人体保持体温稳定的原因是产热和散热保持相对平衡,即炎热环境和寒冷环境下产热均等于散热。]
4.√
5.× [当人体细胞外液渗透压升高时,会引起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,使尿量减少。]
6.√
体温调节
1.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
[教材延伸] 机体产热与散热保持动态平衡的机制
(1)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。产热多于散热,则体温升高;产热少于散热,则体温降低。发高烧时,人体的产热不一定大于散热,除非病人的体温在持续升高,如果体温保持不变,则产热等于散热。
(2)只有恒温动物才有体温调节机制,变温动物体温随环境变化而变化。
2.体温调节的过程
3.体温调节过程的解读
(1)神经调节途径
①寒冷环境下的反射弧
②炎热环境下的反射弧
(2)体液调节的过程
①下丘脑分泌的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。
②肾上腺髓质分泌的肾上腺素作用于相应的靶器官或靶细胞。
(3)人体调节体温的能力是有限的
(4)
(5)神经调节和体液调节共同参与体温恒定的调节。
(6)体温调节中的反射活动为非条件反射。参与体温调节的激素主要有甲状腺激素和肾上腺素,两者在调节体温方面表现为协同作用。
(7)恒温动物才有体温调节机制,变温动物的体温随外界环境温度的改变而改变。
(8) 人体体温恒定的意义:保证酶的活性,维持机体内环境稳态,保证新陈代谢等,是生命活动正常进行的必要条件。
◆[互动探究]
1.农业露天作业时,人受阳光直接暴晒,再加上大气受阳光的暴晒,使大气温度再度升高,使人的脑膜充血,大脑皮层缺血而引起中暑。中暑后产热和散热还平衡吗?原因是什么?
提示:不平衡。外界温度过高致使体内产生的热量散不出去。
2.某同学所处的环境温度从40 ℃降至15 ℃,试分析其体内发生的一些变化:
(1)体内产热如何变化?尝试解释其原因。
提示:产热增加。当环境温度低于正常体温时,甲状腺激素和肾上腺素分泌增多,肝脏和肌肉等产热增加。
(2)体内酶的活性如何变化?原因是什么?
提示:体内酶的活性不变。人是恒温动物,在不同的外界温度条件下,人的体温维持相对稳定。
(3)尝试写出寒冷条件下冷觉的神经传导途径。
提示:皮肤冷觉感受器―→传入神经―→大脑皮层―→产生冷觉。
◆[对点训练]
(多选)研究人员对运动员运动前后的体温变化进行研究,结果如图所示。下列说法不正确的是( )
A.运动前体温的维持不需要下丘脑参与
B.运动中机体产热量增加,散热量减少
C.运动终止时感受器继续向中枢传递体温高的信息
D.运动后汗腺的分泌活动先减弱后增强
解析:ABD [下丘脑中有体温调节中枢,因此图示的任何时期的体温调节均与下丘脑有关,A错误;运动中机体体温升高,产热量增加,但散热量并未减少,B错误;运动结束时,体温较高,继而恢复运动前体温,因此运动后汗腺的分泌活动先增强后减弱,D错误。]
体温调节的“三、二、一”
水盐平衡调节
1.尿的形成
(1)过程图示
(2)成分变化
肾小球和肾小囊内壁的滤过作用:当血液流经肾小球时,除血细胞和大分子蛋白质外,血浆中的一部分水、无机盐、葡萄糖和尿素等物质,都可以经过肾小球和肾小囊内壁的滤过作用进入肾小囊中,形成原尿。
肾小管的重吸收作用:当原尿流经肾小管时,其中对人体有用的物质,如全部葡萄糖、大部分水和部分无机盐等被肾小管重吸收进入分布在肾小管外的毛细血管中,送回血液,而剩下的水、无机盐、尿素等形成尿液。
2.(1)水盐平衡调节过程中既有神经调节又有体液调节。它们的过程分别如下:
①神经调节
a.细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器兴奋→神经→下丘脑渗透压调节中枢→神经→大脑皮层渴觉中枢产生渴觉→神经→直接调节水的摄入(增加饮水)。
b.引起抗利尿激素释放的反射过程:感受器(下丘脑渗透压感受器)→传入神经→神经中枢(下丘脑)→传出神经→效应器(垂体后叶释放的抗利尿激素增加或减少)。
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)。
(2)醛固酮参与的调节
―→―→
当血钠含量升高时,则醛固酮的分泌量减少,其结果也是维持血钠含量的平衡。
3.水和无机盐平衡的意义
(1)水盐平衡异常的实例
①当人剧烈运动、在高温条件下工作或患某些疾病时,会丢失大量的水和无机盐,如果不及时补充,机体细胞外液渗透压就会下降,进而出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状,严重时甚至昏迷。
②排尿过少,代谢废物不能及时随尿液排出体外,会引起中毒。
(2)水盐平衡的意义
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。
4.下丘脑在生命活动调节中的作用
(1)地位:下丘脑是内分泌系统的总枢纽。下丘脑的部分细胞既有传导神经冲动的功能,又有分泌激素的功能。
(2)主要作用
①感受:渗透压感受器感受血浆渗透压的升降,维持水盐平衡。
②传导:可将渗透压感受器产生的兴奋传导至大脑皮层,产生渴感。
③分泌:分泌多种激素,进而作用于其他内分泌器官或细胞(如抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素等)。
④调节中枢:体温调节中枢、血糖调节中枢、水盐平衡调节中枢。
◆[互动探究]
1.若人体内水和无机盐都减少,但细胞外液渗透压不变,机体能进行水盐平衡的调节吗?试说明理由。
提示:不能。机体是靠感受细胞外液渗透压的变化进行调节的,而不是直接感受水盐含量的变化。
2.某同学为减少上厕所的次数而很少喝水,你认为这种做法是否可取?为什么?
提示:不可取。虽然人体每天摄入和排出的水量是基本相等的,但还是需要一定的水量来维持正常的生命活动。如果喝水过少,尿量就会很少,那么应通过尿液排出的体内代谢废物无法正常排出,就会造成内环境的紊乱。
◆[对点训练]
1.给动物饮用相同量的清水,与对照组健康动物相比,一段时间后会出现尿量减少的实验动物是( )
A.输液后不久的动物
B.患糖尿病的动物
C.切除垂体的动物
D.摄入过多食盐的动物
解析:D [动物摄入食盐过多,使细胞外液渗透压升高,垂体释放的抗利尿激素增多,促进肾小管、集合管对水的重吸收,尿量减少。]
2.下列有关动物水盐平衡调节的叙述,错误的是( )
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.摄盐过多后饮水量增加有利于维持细胞外液渗透压相对恒定
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恒定
解析:B [细胞外液渗透压的改变可通过刺激下丘脑的渗透压感受器进而影响垂体释放抗利尿激素的量,故A项正确。肾小管通过被动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节,故B项错误。摄盐过多后细胞外液渗透压过高,饮水量的增加有利于维持细胞外液渗透压相对恒定,故C项正确。饮水增加会使细胞外液渗透压降低,增加尿的生成,有利于维持细胞外液渗透压相对恒定,故D项正确。]
水平衡调节的考查侧重于抗利尿激素的来源(下丘脑产生)、作用部位及作用效果,此外对抗利尿激素分泌的诱发因素即渗透压变化也多有考查。解题时,可采用如下方法简洁记忆5项指标的变化(记两头联中间,即两头一致中间相反)
此外,做题时常混淆“渴觉感受器”与“渴觉形成场所”——前者为下丘脑,后者为大脑皮层。
1.关于动物体液调节的叙述,错误的是( )
A.机体内甲状腺激素的分泌受反馈调节
B.与神经调节相比,体液调节迅速而准确
C.血液中某激素的浓度可反映该激素的分泌量
D.除激素外,CO2也是体液调节的调节因子之一
解析:B [甲状腺激素的分级调节中存在反馈调节,A正确;与体液调节相比,神经调节迅速而准确,B错误;血液中某激素的浓度可反映该激素的分泌量,C正确;参与体液调节的化学物质有激素、CO2、H+等,D正确。]
2.(多选)很多人看恐怖电影时,在内脏神经的支配下,肾上腺髓质释放的肾上腺素增多。该激素可作用于心脏,使心率加快,同时会出现出汗、闭眼等反应。下列叙述正确的是( )
A.此过程涉及神经递质的释放与识别
B.激素起作用后被灭活,血压能恢复正常
C.心跳加速是激素作用的结果,没有反射弧的参与
D.此过程涉及生物膜之间的融合和转化
解析:ABD [心跳加速是神经调节和激素调节共同作用的结果,由此判定C项错误。]
3.如图表示某人的体温变化曲线,导致ab段和bc段体温变化的事件最有可能是( )
A.发热和寒战
B.提高环境温度和寒战
C.寒战和出汗减少
D.剧烈运动和出汗增加
解析:D [人体每时每刻都进行产热、散热过程。图示中ab段说明产热大于散热,bc段说明散热增强;剧烈运动导致产热增加,出汗增加引起散热增强,符合曲线变化。A、B、C项均与曲线变化不符。]
4.下列有关人体水盐调节的叙述,正确的是( )
A.大量饮水,则抗利尿激素分泌增加
B.渴觉中枢兴奋,则抗利尿激素分泌减少
C.抗利尿激素分泌减少,则尿量增加
D.细胞外液中离子浓度降低,则尿量减少
解析:C [大量饮水会使渗透压降低,抗利尿激素会减少;渴觉中枢兴奋说明渗透压升高,则抗利尿激素会增加;细胞外液中离子浓度降低,说明渗透压降低,尿量会增加。]
5.如图表示神经系统和内分泌系统之间的联系,序号①②③④代表相关激素,请分析回答:
(1)受到寒冷刺激后,图中 __________ (填序号)的含量最早增加;图中的③几乎可作用于全身的细胞,提高细胞的 __________ ,使机体产生更多热量。
(2)当饮水不足时,细胞外液渗透压升高,器官C中的 ________________ 受到刺激产生兴奋,使图中④ ________ 激素释放增加,促进器官B中 __________ 对水的重吸收。
(3)从图中可看出甲状腺本身受神经系统的 __________ (填“直接”或“间接”)调节;甲亢病人③的含量过多,会使神经系统 __________ 。
解析:由题干和题图综合分析可知,器官A、C分别是垂体、下丘脑,而①②③分别是促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素和甲状腺激素。(1)受到寒冷刺激后,下丘脑分泌激素①增加,促进垂体分泌激素②,激素②作用于甲状腺并促进其分泌甲状腺激素,甲状腺激素几乎可作用于全身的细胞,促进细胞代谢,增加产热,从而维持体温的相对恒定。(2)当饮水不足时,细胞外液的渗透压升高,下丘脑中的渗透压感受器受到刺激,会使④抗利尿激素释放增加,进而促进器官B中的肾小管和集合管对水的重吸收,从而维持机体的水平衡。(3)甲状腺受神经系统的间接调节,成年人体内的甲状腺激素含量过高会出现甲亢,甲状腺激素可提高神经系统的兴奋性。
答案:(1)① 代谢(呼吸)速率 (2)渗透压感受器 抗利尿 肾小管和集合管 (3)间接 兴奋性提高
学科网(北京)股份有限公司
$$