高中生物人教版 (2019)选择性必修1第3节 体液调节与神经调节的关系学案

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修1第3节 体液调节与神经调节的关系学案，共9页。学案主要包含了生活情境，图表情境，补偿训练，体育情境，新高考·新风向等内容，欢迎下载使用。
基础预习自查
问题一:体液调节与神经调节有什么异同点?
1.下列物质属于体液调节的是②③④⑤。
①神经递质 ②激素 ③NO、CO ④CO2 ⑤组织胺
⑥酶 ⑦抗体
2.体液调节的范围:一些低等动物只有体液调节。
3.神经调节和体液调节特点的比较
问题二:体液调节与神经调节是如何协调的?
1.体温的调节
(1)调节结果:保持体温相对稳定。
(2)稳定原因:机体的产热和散热保持动态平衡。
①产热途径:安静时肝、脑等器官的活动;运动时骨骼肌是主要的产热器官。
②散热途径:皮肤是最主要的散热器官,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:
【微思考】
人在剧烈运动后为什么会出现“面红耳赤”现象?
提示:剧烈运动使机体产热增多,为了维持体温恒定,机体散热也会增多,此时毛细血管舒张,血流速度加快,所以人会出现“面红耳赤”现象。
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:肾排尿。
(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→增加分泌醛固酮→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→醛固酮的分泌量减少→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。
(5)意义:水和无机盐的平衡,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。
3.神经调节与体液调节的联系
(1)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。
(2)内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
核心互动探究
探究点一 体液调节和神经调节的比较
1.体液调节(生命观念、科学思维)
(1)从概念范围上看,体液调节就是激素调节吗?
提示:体液调节包括激素调节,激素调节是体液调节的主要内容。体液调节还有通过CO2、组织胺、某些气体分子等的其他调节方式。
(2)体液调节中的“体液”是调节因子吗?
提示:体液调节中的“体液”并非调节因子,而是传送调节因子的一些液体。这些液体主要是指构成内环境的三种液体:组织液、血浆和淋巴液。
(3)在较封闭环境(如教室)中学习时间久了,就会不由自主地“打哈欠”,呼出大量的二氧化碳,吸入大量的氧气。
①这个过程涉及的调节方式是神经调节和体液调节。
②简要分析该过程是如何调节的。
提示:呼吸作用产生的二氧化碳在血液中含量增多,刺激脑干呼吸中枢,引起呼吸反射。二氧化碳的作用属于体液调节,呼吸反射属于神经调节。
2.神经调节和体液调节特点的比较(科学思维)
(1)变色龙在受到某种刺激时能迅速改变体色,试分析该变化属于什么调节。
提示:神经调节,因为反应速度较快。
(2)从作用途径上分析体液调节比神经调节缓慢的原因是什么。
提示:体液传递的信息需要通过体液运输,然后与相应的靶细胞上的受体结合发挥作用;神经传导的兴奋在神经纤维上以局部电流的形式快速传导,所以体液调节比神经调节缓慢。
下列关于神经调节和体液调节之间的关系,不正确的是( )
A.内分泌腺的激素分泌不受神经系统的调控
B.内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的功能
C.生物各项生命活动一般同时受神经和体液的调节,但神经调节在其中扮演了主要角色
D.体液调节和神经调节相互影响,共同调节生命活动
【解析】选A。不少内分泌腺本身直接或间接地受神经系统的调控,因此部分体液调节可以看作是神经调节的一个环节。生命活动的进行一般同时受神经和体液的双重调节,但以神经调节为主,同时某些激素(如甲状腺激素)又影响着神经系统的发育和功能。
探究点二 体温调节与水和无机盐的调节
1.体温调节(科学思维)
【生活情境】夏季室温35 ℃,剧烈运动后的小明面红耳赤,他打开空调设置到18 ℃,一段时间后小明感觉很冷,打寒战起鸡皮疙瘩,体温由36.5 ℃升到
38.5 ℃,喝大量热水,发烧持续了3个小时后出汗退烧。
(1)分析不同温度下,小明体内产热和散热量的变化和大小:
①当室温由35 ℃降到18 ℃,体内产热量和散热量如何变化?
提示:产热增加。当环境温度低于正常体温时,机体受到寒冷刺激,甲状腺激素和肾上腺素分泌增加,肝脏和骨骼肌产热增加。
②发烧持续3个小时,产热量与散热量关系是怎样的?
提示:产热量等于散热量。
(2)小明出汗后退烧的原因是什么?
提示:大量出汗可以通过汗液的蒸发带走人体大量的热量使散热大于产热,体温降低。
(3)产热途径和散热途径:
①小明感觉到冷的产生途径是什么?
提示:皮肤冷觉感受器→传入神经→大脑皮层→产生冷觉。
②小明面红耳赤,打寒战起鸡皮疙瘩的原因是什么?
提示:面红耳赤:炎热环境中,皮肤毛细血管舒张,血流量增加。打寒战:寒冷刺激,人体骨骼肌战栗。
起鸡皮疙瘩:寒冷刺激,立毛肌收缩。
2.水和无机盐的调节(科学思维)
【图表情境】某人分别快速饮用1 L清水、注射1 L生理盐水后排尿量和血浆渗透压的变化曲线如图所示。
(1)两种情况下血浆渗透压变化情况相同吗?分析原因。
提示:不同,饮用清水会导致血浆渗透压降低,生理盐水为等渗溶液,注射后血浆渗透压基本不变。
(2)水的平衡受神经调节和体液调节共同作用,试分别分析调节途径。
提示:神经调节:下丘脑渗透压感受器→传入神经→大脑皮层→产生渴觉→主动饮水。
神经—体液调节:下丘脑渗透压感受器→传入神经→下丘脑渗透压调节中枢→传出神经→下丘脑神经分泌细胞→合成抗利尿激素→垂体→释放抗利尿激素→肾小管和集合管重吸收水→尿量减少。
(3)生理盐水主要为机体提供哪些物质?吸收器官和排泄器官分别是什么?
提示:主要提供了水和Na+,Na+几乎全部由小肠吸收,经肾随尿排出。
(4)总结尿量增多的原因有哪些。
提示:饮水过多,天气变冷,糖尿病患者,静脉注射生理盐水等。
体温调节与水盐调节的相关提醒
(1)体温相对恒定是产热量与散热量保持动态平衡。
(2)体温调节的调节方式是神经—体液调节。
(3)引起水盐调节的不是体内水的绝对含量的变化,而是渗透压的变化。引起机体抗利尿激素分泌的有效刺激是细胞外液渗透压升高。
(4)渗透压调节中枢:下丘脑。
渴觉中枢:大脑皮层。
(多选)(2020·山东等级考)某人进入高原缺氧地区后呼吸困难、发热、排尿量减少,检查发现其肺部出现感染,肺组织间隙和肺泡渗出液中有蛋白质、红细胞等成分,被确诊为高原性肺水肿。下列说法正确的是( )
A.该患者呼吸困难导致其体内CO2含量偏高
B.体温维持在38 ℃时,该患者的产热量大于散热量
C.患者肺部组织液的渗透压升高,肺部组织液增加
D.若使用药物抑制肾小管和集合管对水的重吸收,可使患者尿量增加
【解析】选A、C、D。本题主要考查内环境的稳态与调节。呼吸困难患者难以排出体内的CO2,导致患者体内的CO2浓度偏高,A项正确;体温维持在38 ℃时,该患者的产热量和散热量基本相等,B项错误;患者肺部组织液的渗透压升高,会导致血浆中的水进入组织液引起肺部组织液增加,导致水肿,C项正确;使用药物抑制肾小管和集合管对水的重吸收,重新进入内环境中的水减少,排出的尿量会增加,D项正确。
【补偿训练】
(2021·张家口高二检测)雪后有些同学在雪地上打雪仗。他们把雪团放在手里,过了一会儿,发现手比未放雪之前要热乎一些。有关此现象的叙述,错误的是( )
A.此过程中皮肤血管收缩
B.整个过程中甲状腺激素和肾上腺素分泌增加
C.此过程中,机体某些细胞耗氧增加,代谢增强
D.握雪后,感受器会产生兴奋并将兴奋传至体温调节中枢,使其产生冷觉
【解析】选D。寒冷环境中,皮肤血管收缩,汗腺分泌减少,进而减少散热,A正确;整个过程中下丘脑的兴奋性增强,肾上腺素分泌增加,另一方面,在下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素和垂体分泌的促甲状腺激素的作用下,甲状腺激素分泌也增加,机体细胞耗氧增加,代谢增强,进而增加产热,B、C正确;握雪后,手部的冷觉感受器会产生兴奋并将兴奋传至下丘脑的体温调节中枢,同时上传到大脑皮层感觉中枢,产生冷觉,D错误。
情境素养探究
【体育情境】中国女排在2019年的世界杯中以十连胜的骄人傲绩,提前锁定冠军,这是中国女排第五次夺取世界杯冠军。
探究:
(1)比赛过程中运动员们通过防守、进攻、拦网、扣球等行为完成比赛,在整个过程中机体的调节方式是什么?
提示:既有神经调节又有体液调节,以神经调节为主。
(2)运动员在比赛过程中机体体温和水盐处于平衡状态,起调节作用的激素有哪些?分别发挥什么作用?
提示:甲状腺激素:促进新陈代谢,使产热增加;
肾上腺素:加快代谢速率,增加产热;
抗利尿激素:促进肾小管、集合管对水的重吸收;
醛固酮:促进肾小管、集合管对Na+的重吸收。
【生活情境】“秋风萧瑟天气凉,草木摇落露为霜。”描写了秋季天气变冷的景色。秋季人特别容易感冒,表现为:畏寒、发热、咳嗽、头疼,有时还出现腹泻、呕吐等症状。
探究:
(1)患者出现腹泻呕吐等症状造成机体大量失水和失盐,如果不治疗会造成什么后果,如何进行治疗?
提示:腹泻呕吐等症状会丢失大量的水和无机盐,机体细胞外液渗透压下降,而且会出现血压下降,心率加快,四肢发冷等症状,严重的会昏迷。治疗方案:及时补充生理盐水。
(2)血钠不足会引起脑细胞水肿的原因是什么?
提示:血钠不足会导致细胞外液渗透压降低,水分扩散进入脑细胞内,引起脑细胞水肿。
课堂素养达标
1.神经调节和体液调节在维持人体稳态中发挥着重要作用。下列关于神经调节和体液调节的描述正确的是____。(填序号)
①神经调节比体液调节作用的时间更长
②体液调节作用的范围更广泛
③内分泌腺分泌激素不受神经系统的调控
④体温感觉中枢在大脑皮层
⑤抗利尿激素作用于肾小管、集合管使尿量增加
⑥醛固酮作用于肾小管、集合管促进对Na+的重吸收
【解析】选②④⑥。神经调节通过反射弧发挥作用,体液调节通过激素发挥作用,激素作用的时间更长,①错误。体液调节通过激素发挥作用的范围更广泛,②正确。内分泌腺分泌激素直接或间接受神经系统的调控,③错误。所有的感觉中枢都是在大脑皮层,④正确。抗利尿激素作用于肾小管、集合管,促进对水的重吸收,使尿量减少,⑤错误。醛固酮作用于肾小管、集合管,促进对Na+的重吸收,⑥正确。
2.“秋风萧瑟天气凉,草木摇落露为霜。”在这种天气的早晨,同学们上学的路上,体内的激素会升高的是( )
A.胰岛素 B.性激素
C.抗利尿激素D.甲状腺激素
【解析】选D。“秋风萧瑟天气凉,草木摇落露为霜。”说明天气较为寒冷。在寒冷的刺激下,通过神经和体液调节,会使体内的甲状腺激素含量升高,但不会导致降血糖的胰岛素含量、促进生殖器官发育和生殖细胞形成的性激素、促进肾小管和集合管对水重吸收的抗利尿激素增加,A、B、C均不符合题意,D符合题意。
3.(2021年广东适应性测试)某同学夏天参加劳动,在未饮水的情况下,出现了大量出汗和尿量减少的现象。下列叙述正确的是( )
A.细胞外液渗透压下降
B.下丘脑的渴觉中枢兴奋性增强
C.抗利尿激素分泌增加
D.集合管和肾小管重吸收水量减少
【解析】选C。本题主要考查水平衡调节。夏天未饮水情况下大量出汗,失水多于失盐会导致细胞外液渗透压升高,A项错误;渴觉中枢在大脑皮层,B项错误;细胞外液渗透压升高会刺激下丘脑分泌抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管对水分重吸收,尿量减少,C项正确,D项错误。
4.细胞外液渗透压感受器、渴觉中枢、体温调节中枢、体温感觉中枢分别在( )
A.下丘脑、下丘脑、下丘脑、大脑皮层
B.下丘脑、大脑皮层、下丘脑、大脑皮层
C.下丘脑、下丘脑、大脑皮层、大脑皮层
D.脑干、大脑皮层、下丘脑、大脑皮层
【解析】选B。下丘脑具有细胞外液渗透压感受器,是体温调节中枢;渴觉和体温感觉中枢在大脑皮层,B正确。
5.如图为人体的生命活动调节示意图,下列相关叙述中,不正确的是( )
A.饮水过少时,激素d作用的靶器官主要是肾小管和集合管
B.血糖平衡调节过程中的a→c→d→e属于体液调节
C.人的手被针扎时,其调节过程是通过a→b→e来实现的,属于神经调节
D.体温调节过程中的内分泌腺c包括下丘脑、胸腺、肾上腺和甲状腺
【解析】选D。饮水过少时,细胞外液渗透压升高,作用于下丘脑的渗透压感受器,使下丘脑分泌并通过垂体释放抗利尿激素,此过程中激素d为抗利尿激素,靶器官主要是肾小管和集合管,A正确;血糖平衡调节过程中,a是血糖浓度的变化,c是胰岛,d是胰岛素或胰高血糖素,此过程属于体液调节,B正确;人的手被针扎时,a是感受器,b是神经中枢,e是效应器,属于神经调节,C正确;体温调节过程中相关的内分泌腺c包括下丘脑、垂体、肾上腺和甲状腺,D错误。
【新高考·新风向】
6.(2020·全国Ⅱ卷)人在剧烈奔跑运动时机体会出现一些生理变化。回答下列问题:
(1)剧烈奔跑运动时肌细胞会出现______________,这一呼吸方式会导致肌肉有酸痛感。
(2)当进行较长时间剧烈运动时,人体还会出现其他一些生理变化。例如,与运动前相比,胰岛A细胞的分泌活动会加强,分泌______________,该激素具有________________________(答出2点即可)等生理功能,从而使血糖水平升高。
(3)人在进行剧烈运动时会大量出汗,因此在大量出汗后,为维持内环境的相对稳定,可以在饮水的同时适当补充一些________________。
【解析】本题主要考查无氧呼吸过程、血糖调节、内环境的稳态。
(1)肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸,导致肌肉有酸痛感。
(2)胰岛A细胞分泌胰高血糖素,促进糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,升高血糖。
(3)大量出汗既丧失大量水分,又丧失部分无机盐,因此应在饮水的同时适当补充一些无机盐。
答案:(1)无氧呼吸 (2)胰高血糖素 促进糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖
(3)电解质(或无机盐)
【补偿训练】
冰桶挑战,挑战者被一桶冰水从头顶浇下,冰水浇遍全身。该活动旨在让更多人知道被称为渐冻人的罕见疾病,同时也达到募款帮助治疗的目的。
(1)一桶冰水从头顶浇下,机体会作出哪些反应?________(多选)
A.皮肤毛细血管收缩,血流量减少
B.甲状腺激素和肾上腺素分泌增加
C.体温下降,代谢减弱
D.此过程既有神经调节,又有体液调节
(2)人体的体温调节中枢位于____________,产生冷觉的部位是__________。
(3)产生冷觉的过程是否属于反射?分析原因:__________________________。
【解析】(1)当一桶冰水从头顶浇下,在寒冷刺激下通过下丘脑调节,皮肤毛细血管收缩,血流量减少,甲状腺激素和肾上腺素分泌增加。故A、B正确。骨骼肌战栗,立毛肌收缩,代谢加强,增加产热,C错误。此过程既有神经调节又有体液调节,使体温维持相对恒定,D正确。 (2)人体的体温调节中枢位于下丘脑,产生冷觉的部位是大脑皮层。 (3)产生冷觉不属于反射,因为反射的完成需要反射弧完整,产生冷觉的部位是大脑皮层,并未涉及传出神经及效应器。
答案:(1)A、B、D (2)下丘脑 大脑皮层 (3)不属于,因为反射的完成需要反射弧完整,产生冷觉的部位是大脑皮层,并未涉及传出神经及效应器比较项目
神经调节
体液调节
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