内容正文:
3.3体液调节和神经调节的关系
第三章 体液调节
第3节 体液调节和神经调节的关系 第二课时 水盐平衡调节【导学案】
【学习目标】
以水盐平衡的调节为例,概括神经调节和体液调节的相互协调关系。
【新课导入】
【自主学习】
神经调节与体液调节的协调——水和无机盐平衡的调节
1.人体内水的来源和去路
【答案】尿液 汗液 呼吸 粪便
2.人体内的无机盐
(1)存在形式:大多以 离子 形式存在。
(2)Na+的来源和去路
Na+的主要来源是 食盐 ,几乎全部由 小肠 吸收,主要经肾随尿排出,排出量几乎等于摄入量。
3.水盐平衡的调节过程
(1)水盐调节机制、相关结构和参与激素
【答案】神经—体液 下丘脑 大脑皮层 渗透压感受器
下丘脑 下丘脑 肾小管和集合管 促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡
(2)水平衡调节示意图
【答案】升高 降低 大脑皮层 渗透压感受器 抗利尿激素
(3)无机盐平衡(以Na+为例)过程及特点
(4)下丘脑在水平衡调节中的作用
①感受刺激:含 渗透压感受器 。
②分泌功能:合成并分泌 抗利尿激素 。
③神经中枢:调节水平衡。
④传导兴奋:能够将兴奋传到大脑皮层。
(5)水盐调节的关系: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。
【思考探究】
构建血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量关系的数学模型,并回答以下问题
(1)一般情况下,冬天人的尿较多,夏天人的尿较少。为什么会出现这种情况呢?
提示 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)如果某人一天要喝超过10 L的水,经检查发现他的垂体功能有问题,请分析此人多饮的原因可能是什么?
提示 垂体功能出现问题,则不能释放由下丘脑细胞分泌的抗利尿激素,使肾小管和集合管重吸收水分减少,尿量增加,只能通过神经调节将信息传到大脑皮层产生渴觉,主动饮水,造成多饮。
(3)某同学为了减少上厕所的次数而控制饮水,这种做法不利于身体健康。试从内环境稳态的角度分析原因。
提示 减少排尿会导致代谢废物无法正常排出,造成内环境紊乱。
练习1 水平衡调节
高盐饮食后一段时间内,虽然通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,但机体依旧处于正钠平衡(总Na+摄入多于排泄)状态。下列叙述不正确的是( )
A.细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-
B.细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关
C.细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节
D.细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多
【答案】C 在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上占有明显优势的是Na+和Cl-,细胞外液渗透压的90%来源于Na+和Cl-,A项正确;细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关,B项正确;细胞内液渗透压的改变会影响细胞外液的渗透压,C项错误;细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多,D项正确。
练习2 当人体摄入过量的水时,细胞外液渗透压会降低,同时血钠等无机盐的相对含量也会降低,严重时会引起水中毒。下列有关人体水盐平衡调节的叙述,错误的是( )
A.人体摄入过量的水时,下丘脑分泌释放的抗利尿激素减少
B.水中毒可能会影响人体神经系统的功能
C.水中毒时,人体醛固酮的分泌增多,从而促进肾小管和集合管对Na+的重吸收
D.水中毒时,机体细胞体积增大,可能会影响机体细胞的正常功能
【答案】A 人体摄入过量的水时,细胞外液渗透压会降低,由下丘脑合成并分泌、垂体释放的抗利尿激素减少,尿量增加,A项错误;神经系统中兴奋的传导与Na+和K+等有关,水中毒时血钠等无机盐的相对含量也会降低,因此水中毒可能会影响人体神经系统的功能,B项正确;醛固酮是肾上腺分泌的一种盐皮质激素,主要作用于肾脏,增加Na+的重吸收,水中毒时,血钠等无机盐的相对含量会降低,人体醛固酮的分泌增多,从而促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持体内血钠含量的稳定,C项正确;水中毒时,细胞外液渗透压会降低,细胞吸水,机体细胞体积增大,可能会影响机体细胞的正常功能,D项正确。
练习3 盐平衡调节
正钠平衡指Na+的吸收大于排出,负钠平衡指Na+的吸收小于排出。正常情况下,人体通过神经调节和激素调节,正钠平衡和负钠平衡最终可达钠平衡。醛固酮是由肾上腺皮质分泌的一种激素,能促进肾小管对Na+的重吸收。下列说法错误的是( )
A.人体内组织液渗透压主要由Na+和Cl-形成
B.正钠平衡时,垂体分泌的抗利尿激素减少
C.负钠平衡时,肾上腺皮质分泌的醛固酮增加
D.醛固酮和抗利尿激素均能促进肾小管重吸收水
【答案】B 人体内组织液渗透压主要来自Na+、Cl-,A项正确;正钠平衡时,体内Na+增加,组织液渗透压增大,由下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,B项错误;负钠平衡时,醛固酮分泌增加,促进肾小管对Na+的重吸收,C项正确;醛固酮通过促进肾小管对Na+的重吸收进而促进对水的重吸收,抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收,D项正确。
归纳总结:
1. 水盐平衡调节的过程
(1)调节方式:神经—体液调节。
(2)渗透压感受器和渗透压调节中枢在下丘脑,渴觉中枢在大脑皮层。
(3)抗利尿激素的产生、分泌部位是下丘脑的神经分泌细胞,释放部位是垂体后叶,作用是促进肾小管、集合管重吸收水分。
(4)在水盐平衡调节中,下丘脑既是感受器,又是效应器(分泌激素)。
2.血钠的调节
【议、展、评】
【构建知识网络】
微专题 动物生命活动调节类型及下丘脑
一、动物生命活动调节类型
1.神经调节
例如:膝跳反射的过程。
2.体液调节
例如:人进食后血糖升高,引起胰岛B细胞分泌胰岛素,对血糖浓度进行调节。
3.神经—体液调节
(1)内分泌腺作为神经调节的腺体
例如:当血糖浓度下降时,下丘脑发出指令会使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,进而使血糖恢复正常。
(2)涉及分级调节
例如:刺激下丘脑体温调节中枢,会分泌
激素作用于垂体,垂体分泌激素作用于甲状腺,进而使甲状腺分泌甲状腺激素作用于靶细胞。
练习1 某种鱼的体色可随环境改变而变化,变色机理如下图。有关叙述错误的是( )
A.光照刺激使松果体细胞的膜内电位由正变负
B.该过程中肾上腺可作为反射弧效应器的一部分
C.肾上腺素通过体液运输并作用于体表黑色素细胞
D.该种鱼体色的变化是神经—体液调节的结果
【答案】A 光照刺激会引起松果体细胞兴奋,兴奋时Na+内流,会使松果体细胞的膜内电位由负变正,A项错误;据图可知,鱼类的眼和松果体能感知光照变化而产生兴奋,当兴奋到达肾上腺时,会分泌肾上腺素,该过程中肾上腺可作为反射弧效应器的一部分,B项正确;肾上腺素可通过体液运输到全身各处,但只有靶细胞上有相应的受体,故可作用于体表黑色素细胞,C项正确;据图可知图示过程中既有反射弧等结构的参与,也有肾上腺素等激素的参与,属于神经—体液调节,D项正确。
练习2 下图是机体生理调节的三种方式,下列叙述错误的是( )
A.图甲可表示下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素作用于甲状腺细胞
B.图乙可表示神经细胞分泌神经递质作用于唾液腺细胞
C.图丙可表示胰岛A细胞分泌胰高血糖素作用于肝细胞
D.三种方式中,图乙所示调节方式属于神经调节,调节速度最快
【答案】A 下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素只能作用于垂体,A项错误;唾液腺细胞分泌唾液的过程属于反射,图乙可表示神经细胞分泌神经递质作用于唾液腺细胞,B项正确;胰岛A细胞分泌的胰高血糖素可通过血液的运输作用于肝细胞,C项正确;图乙所示的调节方式属于神经调节,具有调节速度快的特点,D项正确。
二、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兴奋的功能,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、水平衡调节中枢。
练习3 下丘脑在人体内环境的稳定与调节过程中发挥至关重要的作用。下列关于下丘脑功能的叙述,错误的是( )
A.下丘脑既可以作为神经中枢,又可以作为效应器分泌某些激素
B.下丘脑的活动受其他相关内分泌腺分泌的激素的调节
C.下丘脑是体温、呼吸、水平衡等生命活动的神经中枢
D.下丘脑中的渗透压感受器能感受细胞外液渗透压的变化
【答案】C 下丘脑中既有体温调节等神经中枢,又可分泌抗利尿激素等激素,A项正确;下丘脑的活动受其他相关内分泌腺分泌的激素的调节,如甲状腺分泌的甲状腺激素过多,会通过反馈调节抑制下丘脑的活动,B项正确;呼吸中枢位于脑干,C项错误;下丘脑中的渗透压感受器可以感受细胞外液渗透压的升降变化,D项正确。
练习4 下图表示某概念模型,下列相关叙述与该模型所示相符的是( )
A.若该模型表示血糖调节,F代表下丘脑,则G、H可分别代表胰岛和肾上腺
B.若该模型表示下丘脑—垂体—靶腺轴,F代表垂体,则G、H可分别代表性腺或肾上腺髓质
C.若该模型表示水盐调节,且E表示细胞外液渗透压降低,则F可代表下丘脑渗透压感受器兴奋性增强,G、H可分别代表垂体和大脑皮层的生理活动
D.若该模型表示体温调节,且E代表皮肤冷觉感受器兴奋,则F可表示下丘脑体温调节中枢,G可代表汗腺分泌减少,H可代表肾上腺素分泌减少
【答案】A 胰岛中的胰岛B细胞能分泌胰岛素,胰岛素具有降低血糖浓度的作用,胰岛中的胰岛A细胞能分泌胰高血糖素,胰高血糖素具有升高血糖浓度的作用,肾上腺能分泌肾上腺素,肾上腺素具有升高血糖浓度的作用,若该模型表示血糖调节,F代表下丘脑的血糖调节中枢,则G、H可分别代表胰岛和肾上腺,A项正确;肾上腺髓质直接受下丘脑控制, B项错误;当细胞外液渗透压升高时,下丘脑渗透压感受器兴奋,产生的兴奋能传到大脑皮层产生渴感,从而主动饮水,产生的兴奋也能引起垂体释放抗利尿激素增多,使尿量减少,若该模型表示水盐调节,且E表示细胞外液渗透压升高,则F可代表下丘脑渗透压感受器兴奋性增强,G、H可分别代表垂体和大脑皮层的生理活动,C项错误;当皮肤冷觉感受器兴奋时,下丘脑体温调节中枢综合和分析,从而引起产热增加,故肾上腺素和甲状腺激素分泌增多,还会引起皮肤血管收缩,汗腺分泌减少,从而减少散热,若该模型表示体温调节,且E代表皮肤冷觉感受器兴奋,则F可表示下丘脑体温调节中枢,G可代表汗腺分泌减少,H可代表肾上腺素分泌增多,D项错误。
练习5 褪黑素白天分泌少,晚上分泌多,能使人迅速入睡。人体下丘脑视交叉上核(SCN)是人或哺乳动物脑内的昼夜节律起搏器,可调节身体内各种昼夜节律活动,对于调节激素水平、睡眠需求等具有重要作用,其中松果体细胞分泌的激素——褪黑素的调控机理如图所示。下列分析错误的是( )
A.SCN、下丘脑、垂体和睾丸的细胞均有褪黑素的受体
B.图示调节过程体现了分级调节和反馈调节的特点
C.晚上长时间的光刺激会促进褪黑素的分泌从而干扰睡眠
D.光周期信号调节雄性动物生殖的方式属于神经—体液调节
【答案】C 由图可知,含褪黑素受体的细胞有下丘脑视交叉上核(SCN)细胞、下丘脑细胞、垂体细胞、睾丸细胞等,A项正确;下丘脑通过释放促性腺激素释放激素,来促进垂体合成和分泌促性腺激素,促性腺激素则可以促进睾丸的活动,合成和释放雄性激素,体现了分级调节,其中雄性激素分泌过多会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,该过程属于负反馈调节,B项正确;由“褪黑素白天分泌少,晚上分泌多”可知,长时间光刺激会抑制褪黑素的分泌,因此晚上长时间的光刺激会抑制褪黑素的分泌从而干扰睡眠,C项错误;光周期信号调节雄性动物生殖的过程包括神经调节和体液调节,其中神经调节的过程中视网膜为感受器,下丘脑视交叉上核(SCN)为神经中枢,传出神经末梢及其支配的松果体为效应器,松果体分泌的褪黑素及下丘脑、垂体和睾丸分泌的激素进行调节属于体液调节,D项正确。
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