内容正文:
体液调节
生物学·选择性必修1
第 3 章
01
02
03
04
自主构建·认知导学
目录
深度探析·思维进阶
命题聚焦·素养升华
课后分层练(十三)
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第3节 体液调节与神经调节的关系
第1课时 体液调节与神经调节的比较和体温调节
PART 01
自主构建·认知导学
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组胺
肝、脑
骨髓肌
皮肤
传导
蒸发
冷觉
热觉
皮肤
温度的变化
冷觉
下丘脑
血管
汗腺
骨骼肌
热觉
下丘脑
舒张
增多
自查自纠
自查自纠
×
×
√
√
√
网络构建
PART 02
深度探析·思维进阶
返回
[探究点一]神经调节与体液调节的比较
合作探究
模型构建
迁移运用
[探究点二]体温调节
合作探究
冷觉
热觉
甲状腺
收缩
收缩
舒张
神经—体液
神经
模型构建
迁移运用
PART 03
命题聚焦·素养升华
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命题情境
命题设计
课后分层练(十三)
体液调节与神经调节的比较和体温调节
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[学习目标]
1.生命观念:通过分析体温调节过程,建构概念模型,培养建立模型的思维并形成稳态与平衡观。
2.科学思维:通过比较体液调节与神经调节,培养归纳与概括、比较与分析能力。
3.社会责任:通过学习体温调节,养成关注人体健康的习惯。
反射弧
准确
一、体液调节与神经调节的比较
1.体液调节的概念
2.体液调节和神经调节的特点比较
比较项目
作用途径
反应速度
作用范围
作用时间
体液调节
体液运输
较
较广泛
神经调节
迅速
、比较局限
短暂
缓慢
比较长
二、体温调节
1.体温平衡
2.体温调节过程
(4)体温调节是由 共同实现的。
神经调节和体液调节
提示:肾上腺髓质释放的肾上腺素能进一步提高神经系统活动的兴奋性。
2.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。( )
提示:应激反应中的减少疼痛感觉有利于抵抗不良刺激,维持机体内环境的稳态。
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。判断下列说法是否正确。
1.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。( )
3.应激反应过程中有激素、神经递质等信号分子的参与。( )
4.肾上腺髓质分泌激素的特点是作用范围准确、比较局限和作用时间短暂。( )
5.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。( )
[图形情境] 细胞通讯是细胞间或细胞内高度精确和高效地发送与接收信息的通讯机制,是一种对环境作出综合反应的细胞行为。图中甲、乙所示为人体内常见的两种不同类型的信号分子及其信号传导方式,据图回答下列问题。
(1)若图甲表示激素调节方式,作用时间、作用范围各有什么特点?
提示:作用时间比较长,作用范围较广泛。
(2)图甲除了可表示激素调节外,在体液调节中还有哪些体液因子起调节作用?
提示: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。
(3)若图乙所示的靶细胞为人体唾液腺细胞,从神经调节方式的结构看,②属于什么神经?与图甲调节方式相比有什么特点?
提示:②属于传出神经。图乙作用途径是反射弧,反应速度迅速,作用范围准确、比较局限,作用时间短暂。
(4)血液中CO2增多引起呼吸频率加快,请分析该过程的调节机制。
提示:血液中CO2增多,高浓度的CO2随体液运输,可有效刺激呼吸中枢,呼吸中枢活动加强,呼吸加深加快,肺的通气量增大,从而加快对CO2的清除,此过程是体液调节和神经调节共同参与的。
CO2对呼吸的调节机制(体液调节和神经调节)
1.模式图
2.应用:临床上常常采用含有5%左右CO2的混合气体给患者输入O2,以达到刺激呼吸中枢的目的。
1.下列关于神经和体液调节的叙述,正确的是( )
A.体液调节以激素调节为主,能进行体液调节的动物都能进行神
经调节
B.血浆内CO2浓度变化会刺激相关感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节
C.体液调节可以看作是神经调节的一个环节,但激素无法影响神经系统的功能
D.激素发挥作用后即失活,所以体液调节作用时间一般比神经调节短
解析:选B。一些低等动物只有体液调节,没有神经调节,A错误;CO2是调节呼吸运动的重要体液因子,体液中CO2浓度变化会刺激相关感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节,B正确;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,内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能,C错误;激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了,但与神经调节相比,体液调节作用时间一般比较长,D错误。
2.内皮细胞对神经末梢刺激产生反应,释放NO,引起血管壁平滑肌细胞松弛,血管扩张,让血液更自由地流过血管。如图所示:
下列说法错误的是( )
A.该活动的调节方式只有体液调节
B.NO进入细胞的方式是自由扩散
C.精氨酸是细胞中产生NO的原料
D.某些因营养缺乏引起的内皮细胞功能障碍而导致冠心病的病人,可通过食用含精氨酸丰富的豌豆、紫菜、海参等食物缓解症状
解析:选A。据题图分析可知,乙酰胆碱由激活的神经末梢分泌,所以该活动中也存在神经调节,A错误;NO迅速扩散通过细胞膜与靶蛋白结合,跨膜方式为自由扩散,B正确;由图可知,精氨酸是内皮细胞中产生NO的原料,C正确;NO可引起血管壁平滑肌细胞松弛,血管扩张,让血液更自由地流过血管,某些因营养缺乏引起的内皮细胞功能障碍而导致冠心病的病人,可通过食用含精氨酸丰富的豌豆、紫菜、海参等食物缓解症状,D正确。
教材拓展
信号分子——一氧化氮
一氧化氮(NO)是可溶性气体,它可以穿膜到达细胞内部而直接调控特异的细胞内蛋白的活性。在体内,NO主要产自精氨酸,起作用后会迅速通过胞外氧气和水的作用转变成硝酸盐和亚硝酸盐而失去作用,所以NO的作用时间短,且只在许多组织中起局部介质的作用。
血管的内皮细胞,在应对神经末梢刺激的反应中会释放NO。NO能引起血管壁平滑肌细胞松弛,血管扩张,让血液更自由地流过。硝酸甘油可以在体内转变为NO,松弛血管,从而减少心脏的工作负荷,降低心肌对氧的需求,减缓因心肌缺血引发的心绞痛。NO也被许多神经细胞用来对邻近细胞发布信号,成为一种神经递质,传递兴奋的信号。
来自神经末梢的乙酰胆碱可以让血管内皮细胞分解精氨酸产生NO,该气体分子与紧张状态的平滑肌细胞内的靶蛋白结合后,可以迅速松弛平滑肌,缓解疼痛。NO具有一定的毒性,吸入时应在医生指导下进行。
由于我们的机体组织中许多器官都由平滑肌组成,所以NO的发现在心脏疾病、休克、肺病等的防治方面都有明确的作用。
[考查角度]
常以信号分子(一氧化氮)参与的体液调节为情境,考查参与体液调节的物质,体液调节的反应速度、作用途径、范围、时间,神经调节与体液调节的关系,落实生物学的科学思维和社会责任观。
1.尝试构建人体的体温调节模型,并回答问题:
上图中下丘脑体温调节中枢调控甲状腺激素释放增多,增加产热,属于 调节,下丘脑调控骨骼肌战栗,增加产热,属于 调节。(填“神经”“体液”或“神经—体液”)
2.分析下面的资料,回答问题。
将室温(25 ℃)饲养的某种体温为37 ℃的哺乳动物(动物甲)随机分为两组,一组放入41 ℃环境中1 h(实验组),另一组仍置于室温环境中(对照组)。期间连续观察并记录这两组动物的相关行为。结果:实验初期,实验组动物的静卧行为明显减少,焦虑不安行为明显增加。
(1)实验组动物散热的主要途径是什么?它焦虑不安时,其肾上腺髓质激素分泌量有什么变化?
提示:实验组动物散热的主要途径是皮肤,皮肤的毛细血管会舒张,汗腺分泌会增加,使得散热增加,从而起到调节体温的作用。当它出现焦虑不安行为时,其肾上腺髓质分泌的激素(肾上腺素)会增加。
(2)本实验中设置对照组的目的是什么?
提示:排除温度(41 ℃)以外的因素对实验结果的影响,以保证本实验的结果是由温度(41 ℃)引起的。
1.体温调节中的“三、二、一”
2.体温调节六大易误点
(1)调节机制
寒冷:神经+体液双调节(甲状腺激素和肾上腺素参与)
高温:以神经调节为主(出汗反射)
(2)产热和散热平衡
寒冷:双重调控(增加产热+减少散热)
高温:单向调节(增加散热为主)
(3)感受器特性
检测温度变化速率(非绝对值)
广泛分布于皮肤、黏膜和内脏
(4)环境差异
寒冷环境:实际散热更快(温差大)
代谢补偿:通过增加产热维持恒温
(5)发热状态
体温上升期:产热>散热
高温稳态期:产热=散热
(6)中枢定位
调节中枢:下丘脑
感觉中枢:大脑皮层
3.热射病(重症中暑)是一种由高温引起的人体体温调节功能失调的致命性疾病,患者体内热量过度积蓄,导致核心温度迅速升高,从而引发器官功能障碍。下列叙述正确的是( )
A.环境温度超过40 ℃时,皮肤主要以辐射和传导方式散热
B.健康个体在炎热环境中的散热量通常少于寒冷环境中的散热量
C.热射病患者细胞中大部分蛋白质已变性失活,导致器官功能障碍
D.高温天气剧烈运动后,快速饮用大量冷饮是降低体温的最好方式
解析:选B。当环境温度超过40 ℃时,皮肤主要以蒸发(如汗液的蒸发)的方式散热,A错误;相比炎热环境,寒冷环境中机体与外界温差变大,因此人体在寒冷环境中的散热量多于炎热环境中的散热量,B正确;热射病患者细胞中酶活性降低,导致代谢紊乱,器官功能障碍,但蛋白质并没有变性失活,C错误;高温天气剧烈运动后,快速饮用大量冷饮会刺激冷觉感受器,导致血管收缩,血流量降低,不利于机体散热,D错误。
4.调定点是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,机体通过调节使体温回到调定点水平。下图表示某人因感染发热时调定点与体温变化的过程。下列相关叙述错误的是( )
A.维持体温的热量主要来源于机体有机物氧化分解放能
B.在高温持续期可以通过加盖棉被的方式增加排汗,进行散热降
低体温
C.调定点上升,冷觉感受器兴奋使大脑皮层产生冷觉
D.高温持续期机体维持产热和散热过程的相对平衡
解析:选B。细胞中有机物氧化分解产生的能量,绝大多数以热能形式释放,可以用于维持体温的恒定,即维持人体体温的热量主要来源于有机物氧化分解放能,A正确;在高温持续期,机体维持产热和散热过程的相对平衡,产热量等于散热量,加盖棉被不利于热量散失,不能降低体温,B错误,D正确;在上升期,调定点上升到39 ℃,此时产热量大于散热量,说明冷觉感受器产生兴奋传至大脑皮层产生冷觉,C正确。
体温调定点学说
体温调定点学说认为,人和高等恒温动物的体温调节类似恒温器的调节。调定点原是指恒温器靠控温装置所调定的稳定温度值。生物体内的体温调定点主要取决于中枢性热敏神经元和中枢性冷敏神经元的兴奋性。热敏神经元在体温上升时放电频率增加,启动散热反应;冷敏神经元在体温下降时放电频率增加,启动产热反应;当两者放电频率相等时,机体的产热和散热达到平衡,调节机制如图1所示。图2为发烧时体温上升期调节过程示意图。
题号
能力考查
素养考查
(1)(2)
知识迁移能力
生命观念
(3)
逻辑推理与论证能力
生命观念
科学思维
(4)(5)
分析问题和解决问题能力、思维建模能力
科学思维
(1)图2中激素甲的名称是______________,激素乙通过____________的途径作用于甲状腺。
(2)体温上升期,人体产热量__________散热量;高温持续期,人体产热量________散热量;体温下降期,人体产热量________散热量。(填“大于”“小于”或“等于”)
(3)体温上升期,人体骨骼肌不随意地节律性收缩,即出现“寒颤”,有助于体温____________________。综合图1分析,体温上升期人体进行体温调节的方式有____________________。体温调定点上调至38.5 ℃时,正常体温相当于________(填“寒冷”或“炎热”)刺激,此时人体会在__________产生相应感觉。
(4)分析图1,某人体温为38 ℃,若体温调定点分别处于S和S′时,比较神经元放电情况、机体产热量和散热量的大小,以及人体的感觉是如何的。
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)体温上升期,人体会出现心率加快、血压轻度升高等症状,易诱发慢性心血管疾病的急性发作。请解释血压升高的可能原因是什么。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析:(1)激素甲由下丘脑分泌,作用于垂体,为促甲状腺激素释放激素,激素乙为促甲状腺激素,通过体液运输作用于甲状腺。(2)体温上升,则产热量大于散热量;体温不变,则产热量等于散热量;体温下降,则产热量小于散热量。 (3)出现“寒颤”,是由于骨骼肌战栗,增加产热,使体温上升至38.5 ℃,以达到体温调定点。体温上升期人体进行体温调节的方式有神经调节和体液调节。体温调定点上调至38.5 ℃时,正常体温相当于寒冷刺激,此时大脑皮层会产生冷觉。(4)当体温调定点处于S,体温为38 ℃时,调定点低于实际体温,体温有下降趋势,此时热敏神经元放电频率增加,启动散热反应,机体产热少于散热,人体会感觉热;体温调定点处于S′,体温为38 ℃时,调定点高于实际体温,体温有上升趋势,此时冷敏神经元放电频率增加,启动产热反应,机体产热多于散热,人体会感觉冷。(5)体温上升过程导致心率加快,心脏输出血量增多,但是皮肤血管收缩,会导致血压升高。
答案:(1)促甲状腺激素释放激素 体液运输 (2)大于 等于 小于 (3)上升到已上调的体温调定点(或上升至38.5 ℃) 神经调节、体液调节 寒冷 大脑皮层 (4)体温调定点处于S时,热敏神经元放电频率增加,机体产热少于散热,人体会感觉热;体温调定点处于S′时,冷敏神经元放电频率增加,机体产热多于散热,人体会感觉冷 (5)心率加快,心脏输出血量增多,但是皮肤血管收缩,会导致血压升高
【基础巩固练】
考点一 神经调节与体液调节的比较
1.下列关于神经调节和体液调节的叙述,正确的是( )
A.体液调节以激素调节为主,是生命活动的主要调节方式
B.血浆内CO2浓度升高会刺激下丘脑呼吸中枢,使呼吸加快加深
C.血浆中Na+浓度急性降低到一定程度,会使可兴奋细胞静息电位绝对值加大
D.与神经调节相比,体液调节的作用时间比较长
解析:选D。体液调节以激素调节为主,生命活动的主要调节方式是神经调节,A错误;血浆内CO2浓度升高会刺激脑干呼吸中枢,使呼吸加快加深,B错误;静息电位是K+外流引起的,血浆中K+浓度急性降低到一定程度,会使可兴奋细胞静息电位绝对值加大,C错误。
2.下列关于神经调节和体液调节的叙述,正确的是( )
A.相比神经调节,体液调节作用范围较广泛、作用时间较短
B.神经调节和体液调节是所有动物生命活动调节的主要方式
C.体液调节依赖体液的运输,神经调节则依赖完整的反射弧
D.体液调节的信号是化学物质,神经调节的信号是神经冲动
解析:选C。相比神经调节,体液调节作用范围较广泛、作用时间比较长,A错误;单细胞的动物没有神经调节,只有体液调节,B错误;体液调节的作用途径是体液运输,而神经调节的作用途径是完整的反射弧,C正确;体液调节的信号是激素等化学物质,神经调节的信号有电信号和化学信号(神经递质),D错误。
考点二 体温调节
3.下图是人体寒冷环境下产热量和散热量变化曲线。正常环境下,散热量和产热量基本相等,体温维持平衡,当机体进入寒冷环境后,通过相应的调节作用,达到新的平衡。关于寒冷环境下的调节作用,下列说法正确的是( )
A.寒冷会引发下丘脑冷觉感受器兴奋
B.人体通过增加产热和散热来抵御寒冷
C.在体液调节的作用下,人体出现血管收缩、分泌甲状腺激素等现象
D.机体出现战栗,骨骼肌收缩,短时间内释放大量热量
解析:选D。寒冷会引发皮肤冷觉感受器兴奋,下丘脑是体温调节中枢,A错误;人体通过增加产热、减少散热来抵御寒冷,B错误;出现血管收缩,属于神经调节,分泌甲状腺激素属于神经—体液调节,C错误;寒冷时机体产热增多,机体出现战栗,骨骼肌收缩,短时间内释放大量热量,D正确。
4.下列关于人体体温调节的叙述,正确的是( )
A.人体体温调节中枢位于大脑皮层
B.人体产生的热量均由皮肤表面直接散发到体外
C.炎热环境中人体主要通过增加散热和减少产热调节体温
D.寒冷环境中体温相对稳定是因为机体产热量等于散热量
解析:选D。人体体温调节中枢位于下丘脑,A错误;人体产生的热量有直接散热和汗液蒸发散热两种方式,皮肤是主要的散热器官,但并非唯一方式,B错误;炎热环境中人体主要通过增加散热来调节体温,C错误;寒冷环境中体温相对稳定(37 ℃左右)是因为机体产热量等于散热量,D正确。
5.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.运动前后体温的维持均需要下丘脑参与
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增强后减弱
解析:选B。下丘脑中有体温调节中枢,因此图示任何时期的体温调节均与下丘脑有关,A正确;运动中机体体温升高,产热量增加,散热量也增加,B错误;运动刚结束时,体温较高,感受器继续向中枢传递体温高的信息,随后机体恢复运动前的体温,因此运动后汗腺的分泌活动先增强后减弱,C、D正确。
6.将室温下(17~25 ℃)笼养的某种仓鼠(平均体温36.4 ℃)随机分为A、B两组,A组放入0 ℃环境中1 h,B组仍置于室温环境中,期间连续测定仓鼠体温。回答下列相关问题:
(1)本实验的______(填“A”或“B”)组属于对照组,设置对照组的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)若将室温饲养的动物甲置于0 ℃的环境中,该动物会冷得发抖,耗氧量会______(填“增加”或“减少”),分解代谢会______(填“增强”或“减弱”)。
(3)甲状腺激素缺乏的幼龄期仓鼠表现出神经系统发育异常;成年时甲状腺激素分泌不足会使神经系统的兴奋性降低,这说明内分泌腺分泌的激素可以影响______________。
(4)研究发现,甲巯咪唑是一种可以抑制甲状腺分泌甲状腺激素的药物。请利用以下实验材料及用具,设计实验验证该药物可抑制甲状腺激素的分泌。简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验材料及用具:生理状态相同的健康仓鼠若干只,一定浓度的甲巯咪唑溶液,生理盐水,注射器,甲状腺激素定量检测仪器等。
①实验设计思路:__________________________________________________________________________________________________________。
②预期实验结果:__________________________________________。
解析:(1)B组仍置于室温环境中,属于对照组;设置对照组的目的是排除无关变量对实验结果的影响,以保证实验结果是由自变量引起的。(2)低温环境中,机体通过下丘脑—垂体—甲状腺轴增加甲状腺激素合成与分泌,通过神经调节促进肾上腺素等激素的释放,提高代谢速率,耗氧量增加,机体产热量增加。(3)甲状腺激素缺乏的幼龄期仓鼠神经系统发育异常,说明甲状腺激素可以影响神经系统的发育;甲状腺激素分泌不足的成年仓鼠神经系统的兴奋性降低,说明甲状腺激素可以影响神经系统的功能。(4)验证甲巯咪唑可抑制甲状腺激素的分泌,自变量为是否使用甲巯咪唑,因变量为甲状腺激素的分泌量,其他无关变量应相同且适宜,故实验设计思路是将生理状态相同的健康仓鼠随机均分成甲、乙两组,甲组注射一定浓度的甲巯咪唑溶液,
乙组注射等量生理盐水,一段时间后分别测定两组仓鼠体内甲状腺激素的含量。若甲巯咪唑可以抑制甲状腺分泌甲状腺激素,则甲组甲状腺激素含量明显低于乙组。
答案:(1)B 排除无关变量对实验结果的影响,以保证实验结果是由自变量引起的 (2)增加 增强 (3)神经系统的发育和功能 (4)①将生理状态相同的健康仓鼠随机均分成甲、乙两组,甲组注射适量的一定浓度的甲巯咪唑溶液,乙组注射等量的生理盐水,一段时间后测定甲、乙两组甲状腺激素的含量 ②甲组甲状腺激素含量明显低于乙组
【综合提升练】
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(如下图所示)。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正好相反,由此可知,C、W分别代指冷敏神经元和热敏神经元,A正确。人体感染甲型流感病毒后,在发烧阶段,体温持续偏高,体温高于正常值,S点将右移,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,冷敏神经元的放电频率等于热敏神经元的放电频率,体温保持恒定,机体产热量等于散热量,D错误。
8.人体呼出的CO2量剧增而导致体内的CO2浓度剧降时,会出现呼吸性碱中毒。下列有关叙述错误的是( )
A.患者的血浆pH保持在7.35~7.45之间
B.体液调节会参与患者呼出CO2的调节过程
C.过度换气会使患者体内的酸性物质排出增多
D.可通过增加CO2的吸入量来缓解呼吸性碱中毒
解析:选A。呼吸性碱中毒患者呼出过多的CO2,导致体内的CO2浓度剧降,内环境失去稳态,pH会高于稳态的正常范围,A错误;体液调节通过体液传送信号分子起调节作用,人体呼出的CO2量剧增而导致体内的CO2浓度剧降过程中,CO2作为调节因子参与体液调节,B正确;过度换气使患者内环境pH升高,会增加体内酸性物质的排出,C正确;呼吸性碱中毒是体内的CO2浓度剧降引起的,可通过增加CO2的吸入量缓解,D正确。
9.如图表示人体体温调节的部分过程,图中①②③代表激素。当某人走出房间进入寒冷环境时,下列叙述正确的是( )
A.激素①②③将随血液循环作用于全身各处细胞
B.由于皮肤血管收缩,人体散热比走出房间前要少
C.骨骼肌受神经支配,不自主战栗,人体产热增加
D.通过反馈调节,激素②分泌减少,激素①③的分泌也减少
解析:选C。激素①为促甲状腺激素释放激素,只作用于垂体;激素③为促甲状腺激素,只作用于甲状腺,A错误。当人走出房间进入寒冷环境时,由于温差加大,散热量会增加,B错误。骨骼肌受神经支配,不自主战栗,有利于增加产热,C正确。通过反馈调节,②(甲状腺激素)分泌减少,对①(促甲状腺激素释放激素)和③(促甲状腺激素)分泌的抑制作用减弱,激素①③的分泌增多,D错误。
10.正常人体感染病毒会引起发热,发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。下图为体温上升期机体体温调节过程示意图,其中体温调定点是为调节体温于恒定状态,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 ℃。下列叙述错误的是( )
A.体温上升期,甲状腺会分泌激素甲,该激素含碘
B.体温上升期,人体骨骼肌反射性地收缩有助于上升体温,这是一种神经调节
C.高温持续期,人体产热量等于散热量
D.体温下降期,人体汗腺分泌增加,这是一种体液调节
解析:选D。体温上升期,产热量大于散热量,机体产热量增加,由图可知,激素甲为甲状腺分泌的甲状腺激素,该激素含碘,A正确;由图示可知,体温上升期,人体骨骼肌反射性地收缩,增加产热,该过程属于神经调节,B正确;高温持续期,由于体温持续维持在38.5 ℃,说明机体产热量等于散热量,C正确;体温下降期,即产热量小于散热量,此时人体汗腺分泌增加,增加散热量,该过程属于神经调节,D错误。
11.失温是指身体产热和保暖的能力长时间小于散热的能力,导致体温越来越低的现象。重度失温时(人体核心区温度30~33 ℃)人体对冷的感觉变得很迟钝,意识开始变得模糊,不能有效使用手脚,甚至不觉得寒冷,从活动能力变差逐步发展为丧失活动能力,行走困难,最后不再发生颤抖。根据以上资料判断,下列相关叙述错误的是( )
A.在有风、寒冷的环境中,人体的散热增加
B.失温可能会导致甲状腺激素分泌减少
C.重度失温时大脑感觉中枢被破坏,对冷的感觉变得很迟钝
D.注意保暖防护、及时补充体能,可以一定程度预防失温
解析:选C。在有风、寒冷的环境中,人体皮肤周围的空气不断被新来的冷空气所代替,并把热量带走,因此人体散热增加,A正确;一般情况下,人体受到寒冷刺激会导致甲状腺激素分泌增加,在重度失温时,人体对冷的感觉变得很迟钝,甚至不觉得寒冷,因此失温可能会使甲状腺激素分泌减少,B正确;重度失温不一定破坏大脑感觉中枢,也有可能是影响神经传导或传递而使相关信号无法传至大脑皮层,C错误;注意保暖防护可以减少散热,及时补充体能可以保证产热,因此可以一定程度预防失温,D正确。
12.小熊猫是我国二级重点保护野生动物,其主要分布区年气温一般在0~25 ℃之间。测定小熊猫在不同环境温度下静止时的体温、皮肤温度(图1)以及代谢率(即产热速率,图2)。回答下列问题:
(1)由图1可知,在环境温度0~30 ℃范围内,小熊猫的体温____________,皮肤温度随环境温度降低而降低,这是在__________调节方式下,平衡产热与散热的结果。皮肤散热的主要方式包括__________________(答出两点即可)。
(2)图2中,在环境温度由20 ℃降至10 ℃的过程中,小熊猫代谢率下降,其中散热的神经调节路径是皮肤中的____________受到环境低温刺激产生兴奋,兴奋沿传入神经传递到位于__________的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,使支配血管的________(填“交感神经”或“副交感神经”)兴奋,引起外周血管收缩,皮肤和四肢血流量减少,以减少散热。
(3)图2中,当环境温度下降到0 ℃以下时,从激素调节角度分析小熊猫产热剧增的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)通常通过检测尿液中固醇类激素皮质醇的含量,评估动物园圈养小熊猫的福利情况。皮质醇的分泌是由______________________轴调节的。使用尿液而不用血液检测皮质醇,是因为血液中的皮质醇可以通过____________________进入尿液,而且也能避免取血对小熊猫的伤害。
解析:(1)由图1可知,在环境温度0~30 ℃范围内,小熊猫的体温保持恒定,皮肤温度随环境温度降低而降低,这是在神经—体液调节方式下,平衡产热与散热的结果。皮肤散热的主要方式包括辐射、传导、蒸发、对流等。(2)在环境温度由20 ℃降至10 ℃的过程中,小熊猫代谢率下降,其中散热的神经调节路径是感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器,即皮肤中的冷觉感受器受到环境低温刺激产生兴奋,兴奋沿传入神经传递到位于下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,使支配血管的交感神经兴奋,引起外周血管收缩,皮肤和四肢血流量减少,以减少散热。(3)从激素调节角度分析,当环境温度下降到0 ℃以下时,小熊猫产热剧增的原因是小熊猫分
泌的甲状腺激素和肾上腺素增多,提高细胞代谢速率,使机体产生更多的热量。(4)皮质醇是由肾上腺皮质分泌的,其分泌受下丘脑和垂体的分级调节,即是由下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调节的。因为血液中的皮质醇可以通过肾小球的滤过作用进入尿液,故使用尿液而不用血液检测皮质醇,而且也能避免取血对小熊猫的伤害。
答案:(1)保持恒定 神经—体液 辐射、传导、对流、蒸发(答出两点即可) (2)冷觉感受器 下丘脑 交感神经 (3)寒冷环境中,小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素增多,提高细胞代谢速率,使机体产生更多的热量 (4)下丘脑—垂体—肾上腺皮质 肾小球的滤过作用
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