3.3 体液调节与神经调节的关系（教学设计）2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修1

该高中生物学教学设计聚焦“体液调节与神经调节的关系”，通过电影片段导入引发学生对恐惧时生理反应的体验，衔接前序神经调节与体液调节知识，以问题串引导构建体温、水盐平衡调节模型，搭建学习支架。 以情境导入激发兴趣，通过构建体温调节、水盐平衡概念模型培养科学思维，结合婴幼儿量体温、运动补水等实例落实生命观念与态度责任，助力学生理解稳态调节机制，为教师提供清晰教学路径，提升课堂效率。

课题名称 3.3 体液调节与神经调节的关系（2课时） 学习者 分析 本节课的授课对象为生物选科次重班高二（6）班的学生，学生具备较好的逻辑思维能力以及模型建构能力，但是对于体温调节和水盐平衡调节较为复杂的概念模型的构建可能还有一定的难度，因此教师需要设置问题串引导学生分析并构建该模型。并以这两个调节的实例为基础引导学生分析体液调节和神经调节的关系。学生在经过前面内容的学习以后，已经初步建立了稳态与平衡的观念，了解了神经调节与体液调节的大致方式，但在前面的学习中两种调节方式较为割裂，学生虽然知道稳态的建立需要通过神经-体液-免疫调节网络，即知道稳态调节需要神经调节与体液调节的联系，但是对于二者的具体联系尚不清楚。 学生对于体温调节、水盐平衡调节已有相应的生活经验，如寒冷时战栗、起鸡皮疙瘩，炎热时流汗等。这些都可以作为帮助学生建构体温调节和水盐平衡调节模型的生活素材。 教学目标 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，分析各自在维持稳态上的优势； 3、 以体温调节和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； 4、 运用人体稳态与平衡观，结合神经调节和体液调节机制，说出健康生活方式的意义。 教学重点 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。 落实教学重点的方法： 教学难点 对人体的体温调节和水盐平衡的分析。 突破教学难点的方法： 教学资源 选择 教师用书、教材、题单、天天练 技术手段的使用： 电子白板、板书、多媒体 课时： 2课时 核心问题 体温和水盐平衡是如何保持的？在调节过程中，体液调节和神经调节是如何协调的呢？ 教学过程设计 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 课堂导入 教师播放电影《惊声尖笑》片段，其中包含一些恐怖但轻松搞笑的镜头，让学生感受在恐惧时自身的生理反应。播放以后请学生进行交流。 学生表示看完这个片段感到害怕，会有冒冷汗心跳加速、起鸡皮疙瘩等反应。 其实你们也知道这只是电影，你现在是出于一个安全的环境的，为什么心跳还会加速？还是会起鸡皮疙瘩呢？——这是因为心脏活动受自主神经支配，是不随意的，当受到这种视觉听觉的刺激后，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。 而且在看恐怖片的时候人体血液中的肾上腺素含量增加，肾上腺素也可以使得心跳好呼吸加速，由此可看出神经调节既可以直接调节心脏活动，也可以通过调节激素的分泌，再通过激素调节心脏的活动。 今天我们进入到第三节体液调节和神经调节的关系。 通过观看视频，学生亲身经历心跳呼吸加速等反应，由此导入课堂可激发学生的学习兴趣。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 请你说出体液调节和神经调节有何不同？ 体液调节和我们前面学习的激素调节是否可以画等于符号呢？我们来看看体液调节的概念。体液调节指的是：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。其中激素调节是体液调节的主要内容，除了激素以外，还有一些化学物质也可以作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用。比如：组胺【组胺有强烈的舒血管作用，并能使毛细血管和微静脉的管壁通透性增加，血浆漏入组织，导致局部组织水肿】、某些气体分子（NO、CO等）以及一些代谢废物（如CO2）。 CO2是调节呼吸运动的重要体液因子。当吸入CO2含量较高的混合气时，会使肺泡里的CO2含量升高，动脉血中的CO2含量也随之升高，这样就形成了对呼吸中枢的有效刺激，呼吸中枢的活动加强，呼吸加深加快，肺的通气量也增大，从而加快对CO2的清除，使肺泡气和动脉血中的CO2含量维持在正常水平。比如医院里极度缺氧的病人是输入的纯氧吗？——加入了适当的二氧化碳，可以刺激脑干，加强呼吸。 一些低等动物比如单细胞动物和比较简单的多细胞动物只有体液调节，没有神经调节。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，那他们又有何不同呢？ 从作用途径上来看，体液调节是通过体液运输，而神经调节通过反射弧进行，由于神经调节主要是电信号，而体液调节需要涉及到化学物质随着体液运输，因此反应速度体液调节比较缓慢，而神经调节相对比较迅速，体液调节作用对象是靶细胞靶器官，而神经调节的作用对象是突触后膜上的特异性受体，因此体液调节的作用范围比较广泛，而神经调节的作用范围比较准确比较局限，从作用时间上来看，体液调节的作用时间比较长，而神经调节的作用时间比较短。 结合生活中的实际问题引导学生思考CO2作为体液调节因子参与到呼吸运动的调节中。 列表比较分析体液调节和神经调节的不同之处，引导学生分析其中的原因。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 人体是如何调节体温保持相对恒定的？ 虽然体液调节和神经调节的结构基础和作用方式都不一样，但是两者往往是相互联系并且彼此协调的，那么它们是如何相互协调来维持机体内环境的稳态的呢？我们通过体温调节和水盐平衡调节两个实例来进行理解。 人类属于恒温动物，体内的温度基本都是维持在37℃左右保持相对恒定的，和血糖平衡的调节一样，如果体温要想维持在一个相对稳定的水平，那么就应该保持机体的产热量和散热量相等。和研究血糖平衡一样，我们先来了解一下人体是如何产热如何散热的。 代谢产热是机体热量的主要来源，换句话说有机物氧化分解就是机体内热量的主要来源，在安静状态下，人体的肝、脑是主要的产热器官，而在运动状态下，骨骼肌则成为主要的产热器官。散热途径的有哪些呢？结合生活你觉得哪些生理过程在散热？——出汗、排尿排便、呼吸等，对，这些生理过程都在散热，我们知道能量是不会凭空消失的对吧，在散热的过程中，你体内的热能只是转换成其他形式或者去到其他地方了，而你的皮肤直接暴露在外界环境中，因此皮肤就是最主要的散热器官，皮肤散热的方式有辐射散热，这里的辐射指的是一种散热方式，并不是对人体有害的微波辐射，这种散热方式就像农村的火炕散热一样，对人体没有任何危害，比如你剧烈运动的时候脸红，手臂上血管变得比较明显，就是因为皮肤毛细血管处于舒张状态，血流量增加，就会加大热量的散失；传导：机体的热量可以直接传给与他接触的物体；对流：通过气体来交换热量，比如吹风的时候就会带走皮肤表面的一部分热量；蒸发：比如汗液的蒸发，汗液又有隐性出汗和显性出汗，你现在坐在教室里没觉得有汗液吧，但其实你的汗腺也是分泌了少量的汗液了的。这就是皮肤散热的四大方式，当然，也包括呼气、排尿、排便等过程也会带走体内的一部分热量。 在皮肤和内脏中都有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。结合你自己来分析一下，当你处于寒冷环境时，皮肤内的毛细血管应该是处于收缩状态，血流量减少，散热量减少。汗腺分泌减少；皮肤立毛肌收缩，立毛肌收缩,将汗毛立起,毛孔同时收缩变小,产生鸡皮疙瘩，这样可以减少散热。而在炎热环境中，毛细血管舒张，血流量加大，散热量增加，汗腺分泌也增加，皮肤的立毛肌处于舒张状态，不会出现鸡皮疙瘩。 这都是一些生活经验，关于机体如何调节体温恒定的，我们同样以寒冷环境和炎热环境下机体的调节来构建概念模型。 当你突然进入到一个寒冷环境，皮肤和外界进行热传导散失的热量加快，当局部体温低于正产体温时，皮肤上的冷觉感受器受到刺激并产生兴奋，该兴奋通过传入神经传到神经中枢下丘脑，也就是说体温调节的中枢是位于下丘脑的，下丘脑里的体温调节中枢对信息进行分析综合，再通过传出神经作用于相关效应器，效应器可以使皮肤，做出的效应是皮肤血管收缩、汗腺分泌汗液减少，还可以作用于骨骼肌表现为骨骼肌战栗，比如你冷天时候发抖就属于骨骼肌战栗，其实就是骨骼肌不自主收缩，使得产热增加，下丘脑还可以通过传出神经作用于肾上腺，肾上腺分泌肾上腺素用于增强细胞代谢强度增加产热，除此以外，下丘脑还可以释放TRH作用于垂体释放TSH，促进甲状腺分泌甲状腺激素，甲状腺激素也可以增强细胞代谢的强度进而增加产热，由此可看出在寒冷环境下，机体通过增加产热减少散热的方式来维持体温的恒定。注意：这里的减少散热加上前面散热=增加的产热。像这种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称为神经-体液调节。除此以外，在下丘脑这个地方还可以将信息上行传到大脑皮层形成冷的感觉，然后支配机体添加衣服，加衣服属于行为性调节，教材58页相关信息，我们刚刚将的这些过程就属于生理性调节，生理性调节是基本的调节方式，行为调节是重要的补充，这里我们主要讨论生理性调节过程。 在炎热环境下，皮肤中的热觉感受器会兴奋，兴奋通过传入神经传到神经中枢下丘脑，下丘脑中的体温调节中枢对该信息进行分析综合处理后通过传出神经作用于相关效应器，效应器主要是皮肤血管舒张和汗液分泌增多，从而来增加散热，一般炎热环境下不会减少机体的产热，只能说是不增加产热，因为体内细胞的代谢还是要正常进行，那就必然会有热量的产生的，除此以外，皮肤血管舒张和汗液分泌增多还可以受到肾上腺等腺体分泌的激素的调节。由此可看到这个炎热环境下体温的调节方式也是神经-体液调节。同样地，下丘脑还可以将该信息上行传到大脑皮层形成热的感觉，支配机体减少衣物。 结合概念模型你能否看懂图3-9呢？注意一些小细节，比如炎热环境下立毛肌处于舒张状态，散热的箭头多于寒冷环境。 人体调节体温的能力是有限的，如果在寒冷环境中停留过久，机体产生的热量不足以补偿散失的热量，体温就会降低，人如果在高温环境中停留过久，体内产生的热量不能既是散出就会导致体温升高。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。 【旁栏思考题】带婴幼儿看病时，为什么要等他们停止哭闹几分钟之后，再给他们量体温呢？——婴幼儿在哭闹时、情绪激动、挣扎等活动，会使新陈代谢增强，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。 结合血糖平衡调节分析体温调节的机制与其相似。 学生结合生活实例理解机体产热和散热的途径。 构建概念模型，培养学生模型构建的科学思维。 结合已学知识解释生活中的实际问题，培养学生的社会责任。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 人体如何调节水和无机盐的平衡？ 展示图片，请问人在长时间的运动中应该及时补充哪种饮料？——纯净水、盐水、糖盐混合水。主要补充糖盐混合水，糖类补充血糖保证能量供应，排出的汗液中会丢失大量的水分和盐，水和无机盐都是人体必须的物质，那么机体是如何调节水和无机盐的平衡稳定呢？ 人体摄入和排除的水和无机盐是保持平衡的。同样地，我们先来分析一下水、无机盐的来源和去向有哪些。 水的来源是饮水、食物中所含有的水和代谢中产生的水，水的排出有四条途径：肾排尿、皮肤排汗、肺呼吸、大肠排粪便，其中肾排尿是最主要的排出水的途径。人体内有多种无机盐，绝大部分以离子形式存在，我们这节课主要探讨钠离子，钠离子主要来源于食盐，几乎全部由小肠吸收，主要经肾随尿液排出，排出量几乎等于摄入量。 机体对水和无机盐的调节，是基于保持细胞外液钠离子浓度，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联系，因为最终目的都是为了维持细胞外液渗透压不变，这一调节过程称为渗透压调节，主要通过肾完成。 我们先来看一下尿液的形成过程，图3-10展示了人体的泌尿系统结构图，血液循环会将代谢废物循环到肾脏，通过肾小球的滤过作用形成原尿进入肾小囊中，原尿大约有180L/天，里面有水、无机盐、葡萄糖和尿素，这些物质在肾小管和集合管处会被重新吸收进入到血液中，重吸收大部分水、全部葡萄糖和部分无机盐，最后才形成尿液，最终的尿液一般是1.5L/天，里面含有水、无机盐和尿素。 一般情况下，同等饮水量的情况下，冬天人的尿较多，夏天人的尿较少，结合本节内容分析，为什么会出现这种情况？—— 这种说法是相对而言的，尿液的多少与水的产生和排出都有关系。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。 （一）水平衡的调节 我们先来看一下机体是如何调节水平衡的。给大家3分钟的时间再看一下水平衡的调节并完成下列问题： 这里下丘脑合成的抗利尿激素由垂体释放的原因要看看两者的结构，垂体分为脑垂体和腺垂体两部分，我们在前面学习甲状腺激素的分级调节的时候提到垂体可以分泌促甲状腺激素，指的是腺垂体，脑垂体是不具备分泌功能的，下丘脑中分泌抗利尿激素的轴突末梢是与脑垂体相连的，因此下丘脑合成分泌的抗利尿激素储存在神经垂体(脑)垂体中，由神经垂体释放入血液。 当体内缺水时，人体如何调节呢？ 有人说，不要等渴了再喝水，你觉得这句话有道理吗？——有道理。从水盐平衡调节示意图可以看出，当人意识到渴了，说明机体细胞渗透压已经升高，机体已经在调动心脏、肾等器官以及泌尿系统、循环系统等调节渗透压；渗透压升高会引起一系列问题，如血液粘稠度增高、血压升高、酸中毒等。长期如此，会对机体健康造成影响。 当人体内水分过多时呢？ （2） 盐平衡的调节——以钠离子为例 尿的排出也会带走部分无机盐，比如钠离子，当细胞外液钠离子含量过低，机体会有什么反应？ 由此可看到，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，整体来看水盐平衡的调节我们可以构建如下所示的概念模型： 水盐平衡对于维持人体的稳态有着非常重要的作用，是人体各种生命活动正常进行的必要条件。比如：剧烈运动、在高温条件下工作或患某些疾病（如剧烈呕吐、严重腹泻）时，都会丢失大量的水和无机盐（主要是钠盐），这时如果不及时补充水和钠盐，机体细胞外液渗透压就会下降，而且还会出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状，严重的甚至昏迷，此时如果及时补充生理盐水就可以得以缓解。除此以外，我们体内每天的代谢废物都必须要通过尿液排出，而溶解这些代谢废物的最低尿量应该在500mL以上，如果排出的尿量过少，代谢废物就不能及时随尿液排出，就会引起中毒，因此每天都要保证一定量的饮水。 【旁栏思考题】有人说：“一个人一天内不吃饭、不喝水，但只要没有大、小便，就可以维持体内水和无机盐的平衡。”这种说法对吗？为什么？——不对；不吃饭会使机体营养摄入不足；不喝水会导致机体细胞外液渗透压失衡；大便和小便是人体排出代谢废物的重要途径，如果这些废物不能及时排出体外，会引起中毒或其他病症，损害健康。 【旁栏思考题】有的人喜欢吃清淡的食物，炒菜时放盐极少，如果长期这样下去，对他的健康可能会有什么影响？——食盐的主要成分是NaCl，Na+是维持细胞外液渗透压的重要成分之一，是人体健康不可或缺的重要物质。长期食盐摄入不足，会导致细胞外液渗透压降低，进而影响细胞内外渗透压的，甚至还会出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状，严重还会昏迷。 理解尿液的形成过程有助于后面学习肾脏对水和无机盐的调节。 构建概念模型。 构建概念模型。 利用所学知识解释生活中的实际问题。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 体液调节和神经调节的联系体现在哪些方面？ 意义：人和高等动物体的各项生命活动常常同时受到神经和体液的调节，正是由于这两种调节方式的配合，各器官、系统的活动才能协调一致，内环境的稳态才得以维持，各项生命活动才能正常进行，机体才能适应环境的不断变化。 归纳总结神经调节和体液调节的关系。 学科网（北京）股份有限公司 $