湖北省荆州市松滋市2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修一3.3《体液调节与神经调节的关系》分层作业设计
2026-10-07
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普通
内容正文:
《体液调节与神经调节的关系》分层作业设计
应用场景:课后分层作业(必做+选做)|适用地区:湖北省|高二(2026—2027学年上学期)生物|人教版(2019版)选择性必修1《稳态与调节》第3章 体液调节 第3节《体液调节与神经调节的关系》
一、作品基础信息
项目
填写内容
作品名称
《体液调节与神经调节的关系》分层作业设计
学段学科
高中·生物
适用年级
高二(2026—2027学年上学期)
教材版本
人教版(2019版)选择性必修1《稳态与调节》
对应内容
第3章 体液调节·第3节 体液调节与神经调节的关系
作业类型
课后作业(课时作业)+探究实践作业
完成时长
总时长40分钟以内(基础约15分钟+提高约10分钟+拓展选做约15分钟)
设计者
袁雄坤
二、设计背景与意图
1. 课标与教材分析
课标要求:本作业对应《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》选择性必修课程"稳态与调节"模块,聚焦"机体通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态"这一核心概念,需达成"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""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等"的学业质量要求(水平二至水平三)。
教材地位:本节是第3章的收束之课,也是模块中沟通第2章与第3章的枢纽。第1、2节已解决"激素调节是什么""激素究竟怎样调节生命活动",本节则先明确体液调节的内涵,再把体液调节与神经调节加以比较,并以体温的调节、水和无机盐平衡的调节两个实例说明二者如何在维持稳态中相互协调,最后概括出神经调节与体液调节之间的两条联系。它既是对第2章神经调节系统知识的回望与提升,又是对本章前两节内容的统整,在"稳态与平衡观""信息观"的形成中起着收聚作用。
教学重难点:重点为体液调节的概念及其与激素调节的关系;神经调节与体液调节在作用途径、反应速度、作用范围、作用时间四方面的区别;体温恒定的实质与体温调节的过程(感受器—传入神经—中枢—传出神经—效应);水盐平衡调节的过程及抗利尿激素、醛固酮的作用;神经调节与体液调节的两条联系。难点主要有六:一是易把"体液调节"等同于"激素调节",忽视组胺、NO、CO、CO2等非激素类体液因子;二是易把体温调节中枢(下丘脑)与体温感觉中枢(大脑皮层)、水盐调节中枢(下丘脑)与渴觉中枢(大脑皮层)混为一谈;三是抗利尿激素"由下丘脑分泌、由垂体释放",常误记为"由垂体合成分泌";四是寒冷环境下的反应分属"减少散热"与"增加产热"两类,学生常把皮肤血管收缩、汗腺分泌减少误当成产热途径;五是醛固酮(保钠)与抗利尿激素(促进水的重吸收)的分工容易混淆;六是对"体液调节可以看作神经调节的一个环节"这一抽象命题难以举出实例加以说明。
2. 学情分析
维度
具体描述
已有基础
学生在第2章已系统学习神经调节的基本方式(反射与反射弧)、神经冲动的产生与传导以及交感神经与副交感神经的作用特点;在第3章第1、2节已认识内分泌系统与激素调节的主要内容,知道激素通过体液运输、作用于靶器官和靶细胞、作为信使传递信息且微量和高效,知道胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素的主要作用,知道分级调节与反馈调节;在第1章已接触细胞外液渗透压的概念,知道Na+和Cl-是维持细胞外液渗透压的主要离子;对出汗、口渴、发热、寒冷时颤抖等有丰富的生活经验。
现有困惑
一是习惯性把体液调节与激素调节画等号,答"体液因子"时只写激素;二是四个"比较项目"记不牢,尤其是作用范围与作用时间极易张冠李戴;三是把下丘脑的调节中枢角色与大脑皮层的感觉形成角色混为一谈,出现"渴觉在下丘脑形成"的典型错误;四是抗利尿激素的合成(分泌)部位与释放部位分不清;五是面对"寒冷""炎热""大量出汗""大量饮水"等情境,只能零散地写出一两条途径,说不完整的因果链;六是不会用"激素影响神经系统的发育和功能"去解释日常现象。
差异分析
班内可分为三层:基础层(能识记概念与比较表,但面对情境题不知从何下手,需强化"感受器→中枢→效应"的通用分析模板与对照表)、能力层(能结合寒冷、运动出汗等真实情境完整推理产热散热或水盐平衡的调节链条,能完成"切除/损伤部位"类推断)、拓展层(乐于探究,可自主建构体温调节概念图,能解读数据表格并对防暑降温、科学补水等健康问题作出理性分析)。作业须分层满足不同需求。
设计意图
本作业围绕"体液调节的内涵""两种调节方式的比较""体温的调节""水和无机盐平衡的调节"四条主线,按"基础—提高—拓展"三层展开:基础题确保全体达成体液调节概念、两种调节方式的比较、体温与水盐平衡调节的核心通路等主干知识的识记(对应课标水平二);提高题以冬季室外、长跑出汗、模型图推断等真实情境,训练"刺激—感受器—传入神经—中枢—传出神经—效应"的完整推理链,并集中突破四组易混概念;拓展题以建构概念图、分析CO2对呼吸运动的调节、解读不同环境温度下的生理数据等任务,落实模型建构、数据分析与社会责任。分层既尊重学生差异,又突出本节"用两种调节方式的协同解释稳态"的学科特质,呼应"作业减负提质"的教学改进目标。
3. 作业实施建议
分层指导:基础题(1—6)全员必做,确保覆盖"体液调节的概念与范围、两种调节方式的比较、体温恒定的实质与体温调节过程、抗利尿激素与醛固酮的作用、神经调节与体液调节的联系"核心考点;提高题(7—9)建议80%以上学生完成;拓展题(10—12)供学有余力者选做,不作统一要求,避免加重负担。
时长控制:基础题约15分钟、提高题约10分钟、拓展题选做约15分钟,总时长控制在40分钟以内,符合减负要求。
安全提示:本作业以资料分析、模型解读、数据处理与概念整理为主,不要求学生进行长时间高温或低温暴露、刻意大量饮水、剧烈运动等实际操作,也不涉及采血、尿量测量等侵入性或隐私性活动。作业中涉及的体温、出汗、尿量等内容均为纸面情境与已有生活经验的分析;若学生本人出现发热、头晕、心悸等不适,应建议其及时休息并到正规医疗机构就诊,切勿自行判断或用药。如需配合观看体温调节动画或泌尿系统模型,须在教师指导下进行。
资源支持:建议配合教材"体液调节与神经调节的比较"内容、"体温调节主要过程"示意图、"水和无机盐平衡调节"示意图整合使用;鼓励用流程图梳理"刺激→感受器→中枢→效应→结果"的因果链,用表格比较两种调节方式,培养归纳与表达能力。
提交与反馈:基础与提高题书面提交;拓展题可提交概念图、数据分析报告或小短文。依据"五、作业评价"量表分层反馈,重点表扬拓展层学生的模型建构与数据论证,并对"下丘脑 vs 大脑皮层""醛固酮 vs 抗利尿激素""减少散热 vs 增加产热"三组易混概念集中讲评。
三、作业目标
目标维度
编号
具体目标
对应核心素养
评价证据
知识理解
A
说出体液调节的概念及其主要内容,列举组胺、NO、CO2等非激素类体液因子,说明体液调节与激素调节的关系;准确比较神经调节与体液调节在作用途径、反应速度、作用范围、作用时间上的差异;说出血糖之外的两个稳态实例(体温、水盐平衡)的调节过程,形成稳态与平衡观。
生命观念(稳态与平衡观)
基础题正确率、概念复述
能力运用
B
运用"刺激—感受器—传入神经—中枢—传出神经—效应"的分析模板,解释寒冷、炎热环境下机体维持体温相对恒定的过程;运用"渗透压升高—感受器—抗利尿激素/渴觉—效应—负反馈"的因果链解释大量出汗、大量饮水后的尿量变化;能用负反馈的观点描述稳态的维持,发展归纳与演绎、批判性思维。
科学思维(归纳与演绎、批判性思维)
推理过程、分析思路
思维发展
C
通过建构体温调节概念图、解读呼吸运动受CO2调节的资料、分析不同环境温度下的生理数据,发展模型与建模思维和数据分析能力;能依据"激素作用于靶细胞依赖特异性受体"推断激素含量正常而症状依旧的原因。
科学思维(模型与建模)、科学探究(数据分析)
概念图、数据分析报告
情感态度
D
认同体温的相对恒定是产热与散热动态平衡的结果,认识到机体调节能力是有限的;养成高温环境下科学补水、防暑降温的健康习惯,能对"大量出汗后只喝纯净水"等做法作出理性评判并向他人宣传,形成尊重科学、关爱生命的社会责任意识。
社会责任、科学探究(交流与评估)
反思语、交流表现
四、作业内容与目标对应表
题号
题型
题目概要
对应作业目标编号
设计意图
参考答案/评价要点
1
选择题
体液调节的概念、范围与体液因子
A
突破"体液调节=激素调节"的误区
选B
2
选择题
体液调节与神经调节四方面的比较
A
落实比较表的准确对应
选B
3
选择题
产热散热器官与寒冷环境下的体温调节
A
区分"减少散热"与"增加产热"两类反应
选C
4
选择题
抗利尿激素与醛固酮的来源及作用
A
辨析两种激素的分工,纠正"垂体合成"的错误认识
选C
5
填空题
本节核心概念的综合填空
A
建立"概念—比较—体温—水盐"四项框架
见答案与解析
6
判断题
核心概念的正误判断
A
纠正"渴觉在下丘脑形成"等典型错误
见答案与解析
7
案例分析题
寒冷环境下体温调节过程的完整分析
B
完整推理反射弧各环节与两条生理途径
见答案与解析
8
案例分析题
大量出汗后的水盐平衡调节与科学补水
B、D
打通"渗透压—感受器—ADH—尿量"链条,落实健康责任
见答案与解析
9
简答题
水盐平衡调节模型的分析与推断
B、C
写全模型各环节,推断多尿原因,训练负反馈表述
见答案与解析
10
探究题
建构寒冷与炎热环境下的体温调节概念图
C、D
整合两种环境中枢与效应,发展建模思维
见答案与解析
11
探究题
CO2对呼吸运动调节的资料分析
C
拓展"体液因子不限于激素",说明两种调节协同
见答案与解析
12
跨学科题
不同环境温度下生理数据的分析(数学+体育与健康)
C、D
解读数据并解释季节尿量差异,提出防暑建议
见答案与解析
五、作业评价
采用"维度×层级"评价量表,注重过程与分层达成,体现弹性与选择性。
综合等级:合格——基础题达标;良好——基础+提高题达标;优秀——三个层级均有高质量产出。
维度
A(优秀)
B(良好)
C(待改进)
权重
得分
知识理解
基础题全对,概念表述准确,四种比较项目、体温与水盐两条调节通路、两种激素的来源与作用均完整无误
正确率≥85%,少量细节错误,概念基本对应正确
正确率≥60%,概念混淆或调节通路表述不完整
20%
能力运用
提高题3题全对,寒冷情境推理完整,水盐链条无环缺失,模型推断正确且能说明负反馈
能完成2题,分析思路清晰,结论基本正确
仅能完成1题,解释基本合理但逻辑欠严密
30%
实践创新
概念图完整、层次清晰、因果链正确;数据解读准确,能对科学补水与防暑降温提出有依据的建议
概念图基本完整、层次基本合理;数据解读较完整
参与选做,概念图或分析基本完整
30%
情感态度
主动投入,积极交流,乐于协作;能形成科学补水、防暑降温的自觉,主动反思改进
态度端正,能按要求完成;基本参与合作
态度消极,被动完成,合作意识弱
20%
试题详情
说明:1—6题为必做基础题(选择、填空、判断),7—9题为选做提高题,10—12题为选做拓展题;标注(原创)(探究)(跨学科)的为题目标识。
【试题】1.(基础·选择题)
下列关于体液调节的叙述,正确的是( )
A. 体液调节就是激素调节,两者的含义完全相同
B. 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,称为体液调节
C. 参与体液调节的化学物质只有激素,CO2等代谢产物不属于体液因子
D. 所有动物都同时具有神经调节和体液调节
【试题】2.(基础·选择题)
比较体液调节与神经调节,下列对应关系正确的是( )
A. 作用途径:体液调节——反射弧;神经调节——体液运输
B. 反应速度:体液调节——较缓慢;神经调节——迅速
C. 作用范围:体液调节——准确、比较局限;神经调节——较广泛
D. 作用时间:体液调节——短暂;神经调节——比较长
【试题】3.(基础·选择题)
下列关于人体体温调节的叙述,错误的是( )
A. 体温的相对恒定是机体产热过程和散热过程保持动态平衡的结果
B. 人体在安静状态下主要通过肝、脑等器官的活动提供热量,运动时骨骼肌成为主要的产热器官
C. 寒冷环境中,机体通过皮肤血管舒张、汗腺分泌增多来增加散热,以维持体温的相对恒定
D. 皮肤是人体最主要的散热器官,其散热主要通过辐射、传导、对流以及蒸发等方式进行
【试题】4.(基础·选择题)
抗利尿激素和醛固酮在维持水和无机盐的平衡中发挥重要作用。下列关于二者的叙述,正确的是( )
A. 抗利尿激素由垂体合成并分泌,作用于肾小管和集合管
B. 抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量增加
C. 当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,肾上腺皮质分泌的醛固酮增加
D. 醛固酮的主要作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收
【试题】5.(基础·填空题)
激素等化学物质,通过______的方式对生命活动进行调节,称为体液调节;______是体液调节的主要内容。除激素外,其他一些化学物质,如______、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(如______),也能作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用;其中______是调节呼吸运动的重要体液因子。一些低等动物只有______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。
比较两种调节方式:神经调节的作用途径是______,反应速度______,作用范围______,作用时间______;体液调节的作用途径是______,反应速度______,作用范围______,作用时间______。
人的体温一般维持在______℃左右。代谢产热是机体热量的主要来源:安静状态下,人体主要通过______等器官的活动提供热量;运动时,______成为主要的产热器官;人体最主要的散热器官是______,皮肤散热主要通过______、传导、对流以及______等方式进行。当人处于寒冷环境中时,分布在皮肤、黏膜和内脏器官中的______感受器兴奋,兴奋沿传入神经传到______的体温调节中枢:一方面通过传出神经引起皮肤血管______、汗腺分泌______,以减少散热;另一方面引起骨骼肌______(不自主地收缩),并使______的分泌增加、甲状腺激素的分泌也增加,从而增加产热。与此同时,兴奋传到______,产生冷觉。这一过程的调节方式属于______调节。
当人饮水不足、体内失水过多或吃的食物过咸时,______会升高,位于______中的渗透压感受器受到刺激。一方面,刺激传至______,通过产生______来直接调节水的摄入量;另一方面,促使______分泌、______释放的抗利尿激素增加,促进______对水分的重吸收,使尿量______,细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。Na+的主要来源是______,几乎全部由小肠吸收,主要经______随尿排出;当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,______增加分泌______,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收。水和无机盐平衡的调节方式属于______调节。
【试题】6.(基础·判断题)
判断正误:
(1)体液调节等同于激素调节,参与体液调节的化学物质只有激素。( )
(2)CO2是调节呼吸运动的重要体液因子。( )
(3)人体在安静状态下的主要产热器官是骨骼肌。( )
(4)皮肤是人体最主要的散热器官。( )
(5)人产生渴觉的部位是下丘脑。( )
(6)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。( )
【试题】7.(提高·案例分析题)
阅读下列情境,回答问题。(原创)
清晨,小王从温暖的教室走到气温约3℃的操场参加升旗仪式。他刚出教学楼就觉得冷,皮肤上还起了"鸡皮疙瘩",随后身体不由自主地抖动了一会儿;十几分钟后,他不再觉得那么冷,体温也保持在正常水平。
(1)小王"觉得冷"是因为兴奋最终传到了哪个部位?皮肤出现"鸡皮疙瘩"与皮肤的什么结构有关?
(2)请写出从寒冷刺激到机体作出反应的基本途径,要求依次写出感受器、传入神经、中枢、传出神经与主要效应。
(3)在寒冷环境中,机体"减少散热"的途径有哪些?"增加产热"的途径又有哪些?
(4)小王的体温最终保持在正常水平,能否据此认为在这一过程中机体的产热量始终等于散热量?请说明理由。
(5)有同学说"在寒冷的室外比温暖的教室里精神头更大",请运用神经调节与体液调节相互关系的知识作出解释。
【答题区】
【试题】8.(提高·案例分析题)
阅读下列情境,回答问题。(原创)
校运会当天天气较热,小李参加3000米长跑。赛后他大汗淋漓、感到口渴,发现自己的尿量比平时明显少,而且颜色较深。
(1)大量出汗会使______升高,刺激位于______中的渗透压感受器。此时机体通过哪两条途径作出调节?请分别说明。
(2)请写出小李赛后尿量减少的完整因果链条。
(3)汗液中除水外还含有Na+。此时肾上腺皮质的分泌活动会发生什么变化?这种变化的意义是什么?
(4)小李赛后一口气喝下了1000 mL纯净水。请评价这一做法是否科学,并说明理由。你有什么更好的建议?
(5)一般情况下,冬天人的尿量较多,夏天人的尿量较少。请结合人体内水的排出途径加以解释。
【答题区】
【试题】9.(提高·简答题)
水和无机盐平衡的调节可用下列模型表示(箭头表示作用方向):(原创)
途径一:细胞外液渗透压升高→刺激【①】→传至【②】→产生渴觉→主动饮水
途径二:细胞外液渗透压升高→刺激【①】→下丘脑合成并分泌【③】→由【④】释放→作用于【⑤】→促进其对水分的重吸收→尿量减少
(1)请写出①—⑤所代表的结构或物质名称。
(2)途径一与途径二分别属于哪种调节方式?综合来看,水和无机盐平衡的调节属于什么调节?
(3)某患者血液中抗利尿激素的含量正常,却仍表现出多尿、口渴等症状。请依据激素作用于靶细胞的机制推测其原因。
(4)请用负反馈调节的观点,描述大量饮水后机体如何使细胞外液渗透压恢复正常。
(5)请另举一例说明"体液调节可以看作是神经调节的一个环节",并作简要解释。
【答题区】
【试题】10.(拓展·探究题)
请建构"人体体温调节"的概念图。(探究)
要求:①分别设置"寒冷环境"与"炎热环境"两条主线;②标出感受器的类型(冷觉感受器/热觉感受器)及其分布;③标出体温调节中枢与体温感觉中枢的名称;④分别列出"减少散热""增加产热""增加散热"的具体反应;⑤标出参与调节的激素及其作用效果;⑥用一句话概括体温相对恒定的实质,并注明调节方式。概念图可用方框、箭头的形式绘制,也可采用分层次的文字提纲。
【答题区】
【试题】11.(拓展·探究题)
分析下列资料,回答问题。(原创)
资料一:教材指出,CO2是调节呼吸运动的重要体液因子。剧烈运动时,机体耗氧量增加,葡萄糖氧化分解产生大量CO2,血液中CO2增多会刺激相应的感受器,兴奋传导到脑干,从而使呼吸加深加快、肺通气量增大,加快清除体内过多的CO2,维持体内CO2含量的相对稳定。
资料二:教材"相关信息"中提到,临床上给患者输入O2时,往往采用含有5%左右CO2的混合气体,以达到刺激呼吸中枢的目的。
资料三:体液调节的信息分子(如激素、CO2等)依靠体液运输到达作用部位,作用较缓慢、范围较广泛、时间比较长;神经调节依靠神经递质,作用迅速、准确且比较局限、时间短暂。
(1)CO2属于哪一类调节因子?它参与的是激素调节还是体液调节?它与激素在"运输方式"上有什么共同之处?
(2)CO2参与的实例说明,参与体液调节的化学物质是否只有激素?请用一句话概括体液调节与激素调节的关系。
(3)为什么临床给患者输入O2时往往不使用纯氧,而采用含5%左右CO2的混合气体?
(4)综合资料一和三,说明这一实例是如何体现体液调节与神经调节相互协调以维持稳态的。
【答题区】
【试题】12.(跨学科题)
下表为某研究者测得的健康成年人在三种环境温度下的部分生理指标(表中数值为相对值或平均值)。请分析并回答问题。(跨学科·原创)
环境温度|皮肤血流量(相对值)|汗液分泌量(mL/h)|尿量(mL/h)
5℃ | 0.4 | 5 | 95
20℃ | 1.0 | 20 | 55
35℃ | 1.9 | 420 | 18
(1)随环境温度升高,皮肤血流量与汗液分泌量分别发生怎样的变化?这对机体散热有什么意义?这些变化主要受哪一结构的调控?
(2)35℃时尿量最少。请从水的排出途径与激素调节两个方面解释其原因,并写出所涉激素的分泌(释放)部位与作用部位。
(3)结合表中数据,解释"冬天人的尿量较多、夏天人的尿量较少"的原因。
(4)若在35℃且空气湿度很大的环境中长时间劳动,人可能出现中暑(体温升高)。请说明其原因,并简述一条科学的处置建议及其生物学依据。
【答题区】
答案与解析
【答案】1. B
【解析】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,称为体液调节,B正确。激素调节只是体液调节的主要内容,二者并不等同;除激素外,组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(如CO2)也能作为体液因子参与调节,故A、C错误;一些低等动物只有体液调节,没有神经调节,故D错误。
【答案】2. B
【解析】体液调节依靠体液运输,反应速度较缓慢、作用范围较广泛、作用时间比较长;神经调节的作用途径是反射弧,反应迅速、准确但比较局限、时间短暂,B正确,A、C、D均把两者的对应关系写反了。
【答案】3. C
【解析】寒冷环境中机体应通过皮肤血管收缩(血流量减少)和汗腺分泌减少来减少散热,而不是通过血管舒张、汗腺分泌增多来增加散热;后者发生在炎热环境中。故C错误。体温相对恒定是产热与散热动态平衡的结果,A正确;安静时主要由肝、脑等器官产热,运动时骨骼肌成为主要产热器官,皮肤是最主要的散热器官,散热方式包括辐射、传导、对流和蒸发,B、D正确。
【答案】4. C
【解析】当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,肾上腺皮质增加分泌醛固酮,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡,C正确。抗利尿激素是由下丘脑分泌、由垂体释放的,并非由垂体合成并分泌,故A错误;抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,结果是尿量减少而非增加,故B错误;醛固酮的主要作用是促进肾小管和集合管对Na+的重吸收("保钠"),对水分的重吸收主要是抗利尿激素的作用,故D错误。
【答案】5. 体液传送;激素调节;组胺;CO2;CO2;体液。/反射弧;迅速;准确、比较局限;短暂;体液运输;较缓慢;较广泛;比较长。/37;肝、脑;骨骼肌;皮肤;辐射;蒸发;冷觉;下丘脑;收缩;减少;战栗(不自主收缩);肾上腺素;大脑皮层;神经—体液。/细胞外液渗透压;下丘脑;大脑皮层;渴觉;下丘脑;垂体;肾小管和集合管;减少;食盐;肾;肾上腺皮质;醛固酮;神经—体液。
【解析】体液调节的核心是"通过体液传送",激素调节是其主要内容,但组胺、NO、CO、CO2等非激素类化学物质同样可作为体液因子,其中CO2是调节呼吸运动的重要体液因子;单细胞动物和一些低等多细胞动物只有体液调节。两种调节方式的比较应抓住四个维度:作用途径(体液运输/反射弧)、反应速度(较缓慢/迅速)、作用范围(较广泛/准确而比较局限)、作用时间(比较长/短暂)。体温方面:安静时以肝、脑产热为主,运动时以骨骼肌产热为主,皮肤是最主要散热器官;寒冷时冷觉感受器兴奋后一方面减少散热(皮肤血管收缩、汗腺分泌减少),另一方面增加产热(骨骼肌战栗、肾上腺素与甲状腺激素促进代谢),同时兴奋传到大脑皮层产生冷觉;整个过程属于神经—体液调节。水盐方面:细胞外液渗透压升高刺激下丘脑中的渗透压感受器,一条途径是传到大脑皮层产生渴觉并主动饮水,另一条途径是下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管重吸收水,使尿量减少;与此同时,肾上腺皮质分泌的醛固酮可促进肾小管和集合管重吸收Na+。
【答案】6.(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√
【解析】(1)错误,体液调节不等同于激素调节,激素调节是体液调节的主要内容,组胺、NO、CO、CO2等也参与体液调节。(2)正确,这是教材的明确表述。(3)错误,安静状态下人体主要通过肝、脑等器官的活动提供热量,只有在运动时骨骼肌才成为主要的产热器官。(4)正确,皮肤是人体最主要的散热器官。(5)错误,渴觉产生于大脑皮层,下丘脑内的渗透压感受器负责感受刺激,下丘脑还是水盐平衡的调节中枢,但不形成感觉。(6)正确,这是教材对神经调节与体液调节联系的第一条概括。
【答案】7. 见解析。
【解析】(1)"觉得冷"属于感觉的形成,兴奋最终传到大脑皮层;"鸡皮疙瘩"是皮肤的立毛肌收缩的结果。(2)途径:寒冷刺激→皮肤(及黏膜、内脏)中的冷觉感受器产生兴奋→传入神经→下丘脑的体温调节中枢→传出神经→效应方作出反应(皮肤血管收缩、汗腺分泌减少、骨骼肌战栗、肾上腺髓质分泌肾上腺素增加、甲状腺激素分泌增加等)。(3)减少散热的途径:皮肤血管收缩,皮肤血流量减少;汗腺分泌量减少;(立毛肌收缩,"鸡皮疙瘩")。增加产热的途径:骨骼肌战栗(不自主收缩);肾上腺素、甲状腺激素分泌增加,促进细胞代谢,使代谢产热增多。(4)不能。体温的相对恒定取决于产热量与散热量的动态平衡:只有在体温保持相对稳定时,二者才大致相等。小王刚走到寒冷室外的一段时间内,体表与环境的温差增大,散热明显增多,此时散热量可大于产热量,体温有下降的趋势;随后机体通过减少散热、增加产热的调节,使产热量增加,与散热量在新的水平上达到平衡,体温才保持相对稳定。因此这是一个由"不平衡"到"新的平衡"的动态调整过程,并非始终相等。(5)在寒冷环境中,机体通过下丘脑—垂体—甲状腺轴使甲状腺激素的分泌增加,而甲状腺激素能提高神经系统的兴奋性,因此人在寒冷的室外往往比温暖的室内显得兴奋、"精神头更大"。这体现了教材所述的第二条联系:内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能。评分要点:反射弧各环节完整,产热与散热途径分类正确,能说明动态平衡的含义,并能用激素影响神经系统加以解释。
【答案】8. 见解析。
【解析】(1)填空依次为:细胞外液渗透压、下丘脑。两条途径:①神经途径——刺激传至大脑皮层产生渴觉,通过主动饮水直接调节水的摄入量(属于神经调节);②体液途径——促使下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少(属于体液调节)。(2)因果链:大量出汗导致机体丢失大量水分→细胞外液渗透压升高→下丘脑中的渗透压感受器受到刺激→下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加→促进肾小管和集合管对水分的重吸收→尿量减少(尿液浓缩、颜色加深)。(3)变化:肾上腺皮质增加分泌醛固酮。意义:促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,从而维持血钠含量(以及细胞外液渗透压)的平衡,同时有利于维持细胞外液量。(4)不够科学。理由:大量出汗时水分和Na+都有丢失,若一次性大量饮用纯净水,只补充了水而没有补充Na+,会使细胞外液渗透压进一步下降,不利于水和无机盐平衡的恢复,也可能加重不适。建议:少量多次地饮用含少量食盐的水(或含钠、钾的运动饮料),既补充水分又补充无机盐,更有助于恢复稳态。(5)解释:冬天环境温度低,汗液分泌量少,水经皮肤排出的途径受限,摄入的水主要通过肾脏随尿排出,因此尿量较多;夏天气温高,出汗多,大量水分经皮肤以汗液的形式排出,经肾脏排出的水相应减少,因此尿量较少。评分要点:两条途径表述完整,链条无缺环,醛固酮意义明确,补水建议有生物学依据。
【答案】9. 见解析。
【解析】(1)①下丘脑中的渗透压感受器;②大脑皮层;③抗利尿激素;④垂体;⑤肾小管和集合管。(2)途径一属于神经调节(兴奋经传入神经传到大脑皮层产生渴觉,进而引起主动饮水的行为);途径二属于体液调节(抗利尿激素经体液运输作用于肾小管和集合管)。综合来看,水和无机盐平衡的调节属于神经—体液调节,是通过调节尿量和尿的成分实现的。(3)可能原因是肾小管和集合管细胞上抗利尿激素的特异性受体受损或数量减少。激素只有与靶细胞上的特异性受体相互识别并发生特异性结合,才能把信息传递给靶细胞;若受体异常,即使激素含量正常,信息也无法被靶细胞接受,水分的重吸收发生障碍,于是出现多尿;机体失水过多又会不断产生渴觉。(4)大量饮水后,细胞外液渗透压降低,对下丘脑渗透压感受器的刺激减弱,抗利尿激素的分泌与释放随之减少,肾小管和集合管对水分的重吸收减弱,尿量增加,排出多余的水;同时渴觉消失、饮水减少。细胞外液渗透压回升并维持在相对稳定水平。即调节的结果反过来减弱了引起该调节的原因,这属于负反馈调节。(5)示例:肾上腺髓质受交感神经的直接支配,当人处于寒冷、紧张等状态使交感神经兴奋时,肾上腺髓质分泌肾上腺素,肾上腺素再经体液运输作用于靶细胞,使代谢增强、血糖升高等。在这一过程中,内分泌腺相当于反射弧中效应器的组成部分,激素的分泌是神经调节的后续步骤,因此体液调节可以看作是神经调节的一个环节。(答"下丘脑通过有关神经支配胰岛细胞分泌胰岛素或胰高血糖素""下丘脑通过垂体控制甲状腺的分泌"等亦可。)评分要点:五个名称准确,两种调节方式判断正确,受体推断合理,负反馈表述完整,举例贴切。
【答案】10. 见解析(示例)。
【解析】示例——概念图可表示为:寒冷线:寒冷刺激→皮肤、黏膜、内脏中的冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢;分支一(减少散热,属神经调节):传出神经→皮肤血管收缩、皮肤血流量减少;汗腺分泌减少;立毛肌收缩("鸡皮疙瘩");分支二(增加产热,属神经—体液调节):骨骼肌战栗;肾上腺髓质分泌肾上腺素增加;下丘脑—垂体—甲状腺轴使甲状腺激素分泌增加→促进细胞代谢→代谢产热增多;同时兴奋传到大脑皮层产生冷觉,引起增添衣物、取暖等行为调节。炎热线:炎热刺激→热觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→皮肤血管舒张、血流量增多;汗腺分泌增多,通过汗液蒸发带走热量→散热增加;同时传到大脑皮层产生热觉。小结:①体温相对恒定的实质——机体产热量与散热量保持动态平衡(产热量≈散热量);②调节方式——神经—体液调节;③热源——代谢产热(安静时肝、脑为主,运动时骨骼肌为主);④散热器官——皮肤(辐射、传导、对流、蒸发);⑤注意——体温调节中枢在下丘脑,体温感觉(冷觉、热觉)中枢在大脑皮层;机体调节体温的能力是有一定限度的。评分要点:两条主线齐备,感受器类型标注正确,下丘脑与大脑皮层的角色不混淆,散热与产热反应归类准确,介导激素写明。
【答案】11. 见解析。
【解析】(1)CO2属于参与体液调节的非激素类体液因子(代谢产物类),它参与的是体液调节而不是激素调节(因为CO2不是由专门的内分泌器官或细胞分泌的激素)。共同之处:CO2与激素一样,都需要通过体液(血液等)的传送才能到达作用部位。(2)不是。参与体液调节的化学物质除激素外,还有组胺、某些气体分子(如NO、CO)以及一些代谢产物(如CO2)等。二者关系可概括为:激素调节是体液调节的主要内容,体液调节的研究范围比激素调节更广,即"体液调节≠激素调节"。(3)原因:血液中一定浓度的CO2对维持呼吸中枢的兴奋性是必要的。若输入纯氧,可能因缺少CO2的刺激而使患者的呼吸减弱甚至减弱过度;采用含5%左右CO2的混合气体,既补充了氧,又能刺激呼吸中枢,维持正常的呼吸。(4)体现:一方面,CO2作为体液因子随血液运输,刺激相应的感受器,这是体液调节的环节,其作用较缓慢、范围较广泛;另一方面,感受器产生的兴奋需沿传入神经传导到脑干中的呼吸中枢,再由传出神经引起呼吸肌活动增强,这是典型的神经调节,反应迅速而准确。可见,体液调节与神经调节相互协调、彼此配合,共同维持内环境中CO2含量等理化性质的相对稳定。评分要点:能区分两类调节在该实例中的分工,能说明体液调节不限于激素。
【答案】12. 见解析。
【解析】(1)变化:随环境温度由5℃升高到35℃,皮肤血流量显著增大(相对值由0.4升至1.9),汗液分泌量大幅增加(由5 mL/h升至420 mL/h)。意义:皮肤血管舒张、血流量增多,使更多体热经辐射、传导、对流散失;汗液分泌增多则能通过汗液蒸发带走大量热量,二者共同增加散热,有利于维持体温的相对恒定。这些变化主要受下丘脑体温调节中枢的调控。(2)原因:①从水的排出途径看,35℃时大量水分以汗液的形式经皮肤排出,人体排出水的最主要途径是肾排尿,此时经其余途径排出的水增多,经肾脏排出的水相应减少;②从激素调节看,大量出汗使细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑中的渗透压感受器,促使下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,尿量进一步减少。所涉激素:抗利尿激素,由下丘脑分泌、由垂体释放,作用于肾小管和集合管。(3)解释:冬天环境温度低,汗液分泌量很少,水分经皮肤排出的量小,体内多余的水主要通过肾脏随尿排出,因此尿量较多;夏天气温高,出汗多,相当一部分水经皮肤排出,经肾脏排出的量相应减少,因此尿量较少。这与表中数据一致。(4)原因:35℃且湿度很大的环境中,汗液难以蒸发,最主要的散热途径受阻,而机体代谢仍在产热,散热小于产热,体温随之升高;这说明机体调节体温的能力是有一定限度的。建议(任答一条并有依据):①立即转移到阴凉、通风处休息——依据是通风和较低的环境温度有利于辐射、传导、对流散热;②适量补充含少量食盐的清凉饮料(少量多次)——依据是既补充汗液丢失的水分,又补充Na+,有利于水和无机盐平衡的恢复;③用凉水擦拭身体、冷敷等物理降温——依据是增加传导散热并促进热量散失。评分要点:数据趋势判断正确,两条途径(排出途径+激素调节)均答到,季节尿量差异解释合理,中暑原因说到"散热途径受阻、产热大于散热"并指出调节能力有限。
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