生物选择性必修1第3节 体液调节与神经调节的关系优质导学案

体液调节与激素调节的关系

核心知识点一：体温的调节

一、体液调节和神经调节的比较

1. 体液调节的概念

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。激素调节是体液调节的主要内容。除激素外，组织胺、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。一些低等动物只有体液调节，没有神经调节，因为没有神经系统。

2. CO2的调节

CO2是调节呼吸运动的重要体液因子，体液中的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。呼吸中枢在脑干。

3. 体液调节与神经调节的比较

二、体温调节

人通过生理性调节（如排汗、血管的收缩）和行为性调节（如使用空调、增减衣物）来维持体温相对稳定，其中生理性调节是基本的调节方式，行为性调节是重要的补充。人的体温能保持相对稳定，是人体产热和散热过程保持动态平衡的结果。

1. 人体产热和散热的机制

代谢产热是机体热量的主要来源。在安静状态下，人体主要通过肝、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。皮肤是人体最主要的散热器官，皮肤散热主要通过辐射（以红外线等形式将热量传到外界）、传导（机体热量直接传给同它接触的物体）、对流（通过气体来交换热量）以及蒸发（汗液的蒸发）的方式进行。体温调节就是通过调节上述器官的产热和散热实现的。

2. 体温调节的过程

（1）寒冷环境中的体温调节过程

①减少散热

人和高等动物皮肤中分布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。寒冷环境中，当人体的局部体温低于正常体温时，冷觉感受器受到刺激并产生兴奋，兴奋传递到下丘脑的体温调节中，通过中枢的分析、综合，再使有关神经兴奋，进而引起皮肤血管收缩、皮肤的血流量减少，散热量减少，同时，汗腺的分泌量减少，蒸发散热减少。如图所示：

②增加产热

寒冷的刺激使下丘脑的体温调节中枢兴奋后，该中枢通过传出神经控制骨骼肌不自主战栗，使产热增加；相关神经兴奋后可促进甲状腺激素、肾上腺素等激素的释放，使组织细胞的代谢活动增强，增加产热。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。

（2）炎热环境中的体温调节过程

炎热的环境中，皮肤中的热觉感受器兴奋，该兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢，进而通过自主神经系统的调节和肾上腺等腺体的分泌，最终使皮肤血管舒张，皮肤血流量增多，汗液的分泌增多，增加散热。

（3）体温调节是由神经调节和体液调节共同实现。

3. 人体体温调节的能力是有限的。

体温过低或过高都会影响物质代谢的正常进行，从而破坏内环境的稳态，甚至危及生命。

易错警示：（1）与体温调节相关结构的位置

（2）体温调节过程中，改变的是产热过程和散热过程，而不是产热和散热相对平衡的状态。

（3）寒冷环境中比炎热环境中散热更快、更多。寒冷环境中机体代谢旺盛，产热增加，散热也增加，以维持体温的恒定。

（4）体温调节能力是有限的，当环境温度的改变超出了机体的调节能力时，则体温会发生明显的改变。

例题1  下面为人体体温调节示意图，根据图示过程判断，下列叙述错误的是（    ）

A. 当机体受到炎热刺激时，机体主要依靠D、E和F散热

B. 当机体受到寒冷刺激时，机体可通过B→C→G进行调节

C. D途径主要是依靠骨骼肌的产热完成的

D. 人体体温调节的过程属于神经—体液调节

答案：A

解析：本题主要考查体温平衡的调节，难度较大。当在炎热环境中时，机体主要是依靠E皮肤和F汗腺散热，D骨骼肌是产热器官，A错误；当机体在寒冷环境中，机体可通过B→C→G这个反射弧来进行对体温的调节，B正确； D途径属于神经调节，主要是通过骨骼肌的产热完成的，C正确；体温调节过程除神经调节外，还存在甲状腺激素和肾上腺素的体液调节，D正确。

例题2  正常人体处于0℃和30℃的环境中均能维持体温恒定。处于0℃的环境中时，产热为a1，散热为b1；处于30℃的环境中时，产热为a，散热为b2。下列关于体温调节的叙述，错误的是（    ）

A. a1=b1，a2=b2

B. a1>a2，b1<b2

C. 从30℃进入0℃的环境中，皮肤内毛细血管收缩，使机体减少散热

D. 从30℃进入0℃的环境中，甲状腺激素分泌增加，使机体增加产热

答案：B

解析：本题主要考查体温平衡的调节，难度较大。人体维持体温稳定的机理是产热量等于散热量，所以a1=b1，a2=b2，A正确；与30℃环境相比，人处于0℃环境中，与外界温差大，散失的热量多，所以产热也多，由于人体温恒定，所以a1=b1>a2=b2，即a1＞a2，b1＞b2，B错误；从30℃的环境进入0℃的环境中，在神经—体液调节下，皮肤内毛细血管收缩，血流量减小，减少散热，使得体温维持相对恒定，C正确；从30℃的环境进入0℃的环境中，在神经-体液调节下，人体甲状腺激素和肾上腺素的分泌都会增加，促进代谢以增加产热，维持体温稳定，D正确。

核心知识点二：水和无机盐平衡的调节

一、水、无机盐的平衡

（一）水的平衡

1. 水的来源 饮水、食物中所含有的水和代谢中产生的水

2. 水的排出 通过尿液由肾排出、通过汗液由皮肤排出、通过呼吸由肺排出、通过粪便由大肠排出，其中肾脏排尿是人体排出水的最主要途径。机体通过调节排尿量，使水的排出量与摄入量相适应，以维持机体的水平衡。

3. 如图为正常成年人正常状态下24小时水的摄入量和排出量：由此可知，人对水分的摄入量和排出量相等。

（二）无机盐的平衡（以Na+为例）

1. 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，还可通过汗液、泪液排出，排出量几乎等于摄入量。

2. Na+的浓度对细胞外液渗透压的维持具有重要作用，机体对水喝无机盐的调节是基于保持细胞外液Na+的浓度，即保持细胞外液渗透压不变。

水平衡和盐平衡的调节过程密切相关，通常称为渗透压调节，主要通过肾完成。

二、水盐平衡的调节过程

1. 饮水不足、失水过多或吃的食物过咸时的调节

具体过程：当人饮水不足或吃的食物过咸时，细胞外液渗透压会升高，下丘脑中的渗透压感受器收到刺激，这刺激一方面传至大脑皮层，通过产生渴觉来直接调节水的摄入量；另一方面促使下丘脑分泌、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，减少尿量的排出，保留体内水分，使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。

2. 饮水过多或盐分丢失时的调节

当人饮水过多或盐分丢失过多而使细胞外液的渗透压下降时，对渗透压感受器的刺激减少，也就减少了抗利尿激素的分泌和释放，肾排出的水分就会增加，细胞外液的渗透压恢复正常。

易错警示：

归纳总结：血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系

血浆渗透压升高，抗利尿激素分泌增多，二者呈正相关；抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收，使尿量减少，二者呈负相关。三者关系如图：

3. 血钠平衡的调节

当血钠含量降低时，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。相反，当血钠含量升高时，醛固酮的分泌量减少，减少对Na+的重吸收，维持血钠含量的平衡。

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。

4. 水和无机盐平衡的意义

对维持人体的稳态起重要作用，是人体各种生命活动正常进行的必要条件。剧烈运动、高温条件下工作、剧烈呕吐、严重腹泻时，都会丢失大量的水喝无机盐，需及时的补充水和无机盐来缓解因此而出现的细胞外液渗透压下降、血压下降、心率加快等症状；人体内的代谢废物需随尿排出体外，如果排出的尿量过少，代谢废物不能及时随尿液排出，就会引起中毒而损害健康。每天需摄入一定量的水。人体出水和钠的丢失外还会丢失钾，钾在维持细胞内液的渗透压上其决定性作用，还具有维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋等作用，需及时补充富含钾的失去，满足机体的需要。

三、体液调节和神经调节的联系

1. 不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节，体液调节可以看做神经调节的一个环节。如肾上腺髓质分泌激素受交感神经的调节。

2. 内分泌腺分泌的激素也影响神经系统的发育和功能，如人幼年时缺乏甲状腺激素会影响脑的发育。

例题1  如图表示水盐调节的部分过程。下列相关叙述中错误的是

A. 图中的甲是饮水不足、机体失水过多或吃的食物过咸

B. 乙、丙、丁分别是下丘脑、大脑皮层、肾小管和集合管

C. 图中所示过程既有神经调节也有体液调节

D. 渴觉在大脑皮层中产生，所以水盐调节中枢在大脑皮层中

答案：D

解析：本题主要考查水盐平衡的调节，难度中等。由于甲引起的变化是渗透压升高，所以甲可能是饮水不足、机体失水过多或吃了过咸的食物，A正确。渗透压感受器在下丘脑中，所以乙是下丘脑；渴感在大脑皮层中产生，所以丙是大脑皮层；抗利尿激素作用于肾小管和集合管，所以丁是肾小管和集合管，B正确。图中所示过程既有神经调节也有体液调节，C正确。渴觉虽然在大脑皮层中产生，但水盐调节中枢在下丘脑中，D错误。

例题2  人体正常生命活动中离不开神经调节和体液调节，下面说法正确的是

A. 神经调节和体液调节的结构基础和作用方式都不一样，只有体液调节存在分级调节

B. 在炎热环境中，机体通过体液调节增加排尿量是促进散热的重要途径

C. 神经调节与激素调节密切相关，神经系统的某些结构也能分泌激素

D. 在血糖平衡调节中，胰岛素水平升高，可加速糖原合成，说明激素具有酶的催化活性

答案：C

解析：本题主要考查神经调节和体液调节，难度中等。神经调节和体液调节的结构基础和作用方式都不一样，但是体液调节存在分级调节，神经调节也存在分级调节，如低级中枢受到高级中枢的控制，A错误；在炎热环境中，机体通过神经调节增加排汗量是促进散热的重要途径，B错误；激素的作用往往受到神经系统的控制作用，神经系统的某些结构也能释放激素，如下丘脑的某些神经细胞，C正确；在血糖平衡调节中，胰岛素水平升高，可加速糖原合成，说明激素具有调节细胞代谢的作用，并没有催化作用，D错误。

（答题时间：30分钟）

1. 下列关于人体神经调节和体液调节的叙述，错误的是（    ）

A. 体液调节的方式主要是激素调节，激素调节具有微量和高效的特点

B. 某些无机物也能调节机体的生命活动，如CO2、NO等

C. 神经调节作用的范围较广泛，体液调节作用的时间较长

D. 某些激素能影响神经调节，神经调节和体液调节相互协调并发挥作用

2. 如图表示动物体温调节过程的部分示意图，图中①、②、③代表激素，当某人走出房间进入寒冷环境时，下列有关叙述错误的是（    ）

A. 血液中激素①、②、③的含量会增加

B. 骨骼肌受有关神经支配，不自主战栗

C. 激素①、②对垂体的作用效应都为促进

D. 该图表示体温调节的方式为神经—体液调节

3. 在寒意阵阵的隆冬季节人们既感觉到寒冷又容易感觉到饥饿，但人体的体温却保持相对稳定，下列相关说法错误的是（    ）

A. 当寒冷刺激温度感受器时，受刺激部位的细胞膜内外两侧的电位变化为外负内正

B. 当人体感觉到寒冷时，血液中促甲状腺激素和甲状腺激素的含量都会增加

C. 当人体感觉到寒冷时，人体需要释放大量热量以维持体温，从而容易形成饥饿感

D. 当人体感觉到寒冷时，下丘脑受到刺激后发出信号，导致汗腺分泌减少，毛细血管舒张，减少散热

4. 下列有关人体正常的体温调节叙述错误的是（    ）

A. 辐射和对流只有在皮肤温度高于环境温度时才能起散热作用

B. 物理散热过程都发生在体表，所以皮肤是唯一的散热器官

C. 出汗是一种反射性活动，一般当环境温度为29℃时人开始出汗

D. 在寒冷环境中，体内脂肪被分解、氧化，释放热量

5. 将某种体温为37℃的哺乳动物在室温（25℃）环境中饲养一段时间，然后随机分成两组，一组放入0℃环境中1h（实验组），另一组仍置于室温环境中作为对照组。期间连续观察发现实验初期，实验组动物全身颤栗。下列叙述错误的是（    ）

A. 实验组动物的皮肤血管收缩，骨骼肌颤栗

B. 实验组动物的产热量小于对照组的产热量

C. 实验组动物耗氧量上升，有机物氧化分解加快

D. 参与调节的内分泌腺包括肾上腺、甲状腺等

6. 下图为人体内体温与水平衡调节的示意图，有关叙述正确的是（　　）

①当受到寒冷刺激时，a、b、c激素的分泌均会增加

②c激素分泌增多，可促进骨骼肌与内脏代谢活动增强，产热量增加　

③下丘脑是体温调节中枢　

④下丘脑具有渗透压感受器功能，同时能合成、释放e激素　

⑤寒冷刺激使下丘脑分泌促甲状腺激素，通过促进甲状腺的活动来调节体温

A. ①②③     B. ①②④     C. ②④⑤     D. ③④⑤

7. 如图表示正常人快速饮入500mL某种液体后，其血浆渗透压的变化曲线。以下分析不合理的是（    ）

A. 若饮入的是清水或0.9%NaCl溶液，则体内血浆渗透压变化的曲线依次是c、b

B. 当正常人的血浆渗透压出现曲线a的变化时，体内抗利尿激素的分泌将会增加

C. 当饮入0.9%NaCl溶液时，细胞外液Na+的增加量等于细胞内液Na+的增加量

D. 当血浆渗透压出现曲线c的变化时，内环境稳态的调节有激素和神经递质的参与

8. 下列有关动物水盐平衡调节的叙述，不正确的是（    ）

A. 细胞外液渗透压的改变可影响垂体释放抗利尿激素的调节

B. 肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节

C. 摄盐过多后饮水量增加有利于维持细胞外液渗透压相对恒定

D. 饮水增加导致尿生成增加有利于维持细胞外液渗透压相对恒定

9. 共享单车是共享经济的一种新形态。共享单车给大家的生活带来了便利，而骑行既是一种流行的健身方式，又有利于缓解城市交通和保护环境。请回答下列问题：

（1）在骑行中，机体产热大量增加，通过___________调节，引起皮肤___________和汗腺分泌___________，导致散热加快以维持体温的相对稳定，体温调节中枢位于___________。同时，机体大量出汗导致失水较多，使内环境渗透压升高，刺激___________，引起垂体释放___________，继而促进___________，以维持体内的水盐平衡。

（2）长途骑行过程中，在只饮水未进食的情况下，血糖不断被消耗，但其含量仍然维持在0. 9g/L左右，此时胰岛A细胞分泌的___________增加，从而促进___________分解补充血糖，维持了血糖的稳定。维持人体内血糖含量相对稳定的激素主要有___________。血糖维持稳定的意义是_____________。

10. 如图为人体水盐调节示意图，回答下列问题：

（1）图中a为__________，其合成部位为__________；b为__________，当细胞外液渗透压降低时，b产生的活动是__________。

（2）当细胞外液渗透压升高时，会刺激下丘脑中的__________产生兴奋；图中c表示__________，其位于__________。

（3）如果某人肾功能出现问题，不能从肾脏排出多余的钠离子，则会导致细胞外液渗透压__________，从而可能会产生__________的症状。

1. C  解析：本题考查神经调节与体液调节的区别和联系，难度中等。激素等化学物质（除激素以外，还有其他调节因子，如CO2等），通过体液传送的方式对生命活动进行调节，称为体液调节，激素调节是体液调节的主要内容，激素调节具有微量和高效的特点，A正确；除了激素等有机物，CO2、NO等也能调节机体的生命活动，B正确；神经调节反应速度迅速，作用范围准确、比较局限，体液调节反应速度较缓慢，作用时间长、范围广，C错误；某些激素能影响神经调节，如甲状腺分泌的甲状腺激素，如果缺乏这种激素，就会影响幼年动物大脑的发育，因此神经调节和体液调节相互协调并发挥作用，D正确。

2. C  解析：本题考查体温调节的过程，难度中等。图中①～③分别为促甲状腺激素释放激素、甲状腺激素和促甲状腺激素。刚进入寒冷环境时，激素①分泌增加促进③的含量增加，从而使②的含量增加，A正确；骨骼肌发生不自主战栗，增加产热，是神经系统调节的结果，B正确；激素①、②对垂体的作用效应分别为促进和抑制，C错误；图中下丘脑是体温调节中枢，并且图中激素参与体温的调节，因此该图表示体温调节的方式为神经—体液调节，D正确。

3. D  解析：本题考查体温调节的过程，难度中等。受刺激部位的细胞膜变为动作电位，膜内外两侧的电位变化为外负内正，A正确；当人体感受到寒冷时，下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素增加，导致血液促甲状腺激素、甲状腺激素的含量也增加，物质氧化分解加快，释放大量热量以维持体温，血糖浓度下降，从而容易形成饥饿感，B、C正确；氧化分解加快，产热增加，消耗有机物增加从而容易形成饥饿感，C正确；当人体感觉到寒冷时，下丘脑受到刺激后发出信号，汗腺分泌减少，毛细血管收缩，减少散热，由此可见体温恒定是神经调节和体液调节相互协调地发挥作用的结果，D错误。

4. B  解析：本题考查体温调节，难度中等。辐射和对流能够散热的前提是体温高于气温和周围物体温度，否则起不到散热作用，A正确；散热器官主要是皮肤，另外还有其他排泄器官（如肾）借排泄活动散发少部分热量，B错误；人在环境温度为29℃时开始出汗以增强散热，C正确；寒冷时，人体脂肪的分解、氧化会增强，以增加产热，D正确。

5. B  解析：本题考查体温调节，难度中等。实验组动物处于0℃环境中，在寒冷环境中皮肤血管收缩以减少散热，骨骼肌颤栗以增加产热，A正确；小鼠是恒温动物，实验组动物的产热量等于对照组的产热量，B错误；实验组动物处于寒冷环境中，此时骨骼肌战栗、甲状腺激素和肾上腺素分泌增加，耗氧量上升，有机物氧化分解加快，C正确；据分析可知，参与调节的内分泌腺包括肾上腺、甲状腺等，D正确。

6. A  解析：本题考查体温调节和水平衡的调节，难度较大。当受到寒冷刺激时，a促甲状腺激素释放激素、b促甲状腺激素、c甲状腺激素的分泌均会增加，①正确；c甲状腺激素分泌增多，可促进骨骼肌与内脏代谢活动增强，产热量增加，②正确；下丘脑是体温调节中枢，③正确；下丘脑具有渗透压感受器功能，同时能合成e抗利尿激素，释放有活性的抗利尿激素是垂体，④错误；下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，⑤错误；因此，A正确。

7. C  解析：本题考查水盐平衡的调节，难度较大。据图分析：正常人在快速饮入清水后，细胞外液渗透压将降低，抗利尿激素分泌减少，尿流量增加，随着机体的调节，两项值又会逐渐恢复，故a代表饮清水后的尿流量变化，c代表饮清水后血浆渗透压变化；当饮用等渗盐水后，细胞外液渗透压不变，而机体的排尿量将逐渐增加，b代表饮用等渗盐水后血浆渗透压的变化。A正确；当正常人的血浆渗透压出现曲线a的变化时，渗透压升高，体内抗利尿激素的分泌将会增加，促进肾小管和集合管对水的重吸收，B正确；当饮入0.9%NaCl溶液时，细胞外液Na+的浓度升高，由于细胞膜具有选择透过性，所以细胞外液的Na+浓度远大于细胞内液Na+的浓度，C错误；曲线c代表血浆渗透压的降低，说明体内水增加，维持内环境水平衡的调节有激素和神经递质的参与，D正确。

8. B  解析：本题考查水盐平衡的调节，难度中等。细胞外液渗透压升高时，可使垂体释放的抗利尿激素增加，以促进肾小管和集合管对水分的重吸收，减少尿量，最终导致细胞外液渗透压恢复正常，A正确；肾小管通过自由扩散（或渗透作用）重吸收水分，B错误；摄盐过多后会导致细胞外液渗透压升高，通过相关神经调节，会在大脑皮层产生渴感，主动饮水，使细胞外液渗透压恢复正常，C正确；饮水增加会导致细胞外液渗透压下降，使垂体释放的抗利尿激素减少，进而使肾小管和集合管对水的重吸收减少，尿量增加，最终使细胞外液渗透压恢复正常，D正确。

9.（1）体温  毛细血管舒张  汗液  下丘脑  下丘脑渗透压感受器  抗利尿激素  肾小管和集合管对水分的重吸收  （2）胰高血糖素  肝糖原  胰岛素和胰高血糖素  体内各组织细胞活动所需的能量大部分来自葡萄糖，所以血糖必须保持一定的水平才能维持体内各器官和组织的需要。   

解析：本题考查体温的调节、水平衡的调节和血糖调节，难度中等。

（1）在骑行中，机体产热大量增加，为了维持体温的稳定，通过机体的体温调节，增加散热，散热方式是皮肤毛细血管舒张和汗腺分泌汗液增加，体温调节中枢位于下丘脑。同时，机体大量出汗导致失水较多，使内环境渗透压升高，刺激下丘脑渗透压感受器，信号传导下丘脑渗透压调节中枢，下丘脑分泌，垂体释放抗利尿激素，继而促进肾小管和集合管对水分的重吸收，以维持体内的水盐平衡。

（2）长途骑行过程中，在只饮水未进食的情况下，血糖不断被消耗，但其含量仍然维持在0. 9g/L左右，此时胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加，从而促进肝糖原分解补充血糖，维持了血糖的稳定。维持人体内血糖含量相对稳定的激素主要有胰岛素和胰高血糖素。血糖维持稳定的意义是因为体内各组织细胞活动所需的能量大部分来自葡萄糖，所以血糖必须保持一定的水平才能维持体内各器官和组织的需要。

10.（1）抗利尿激素  下丘脑  肾小管和集合管  对水的重吸收减少  （2）渗透压感受器  渴觉中枢  大脑皮层  （3）升高   组织水肿（或全身浮肿）   

解析：本题考查水盐平衡的调节，难度中等。

（1）图中a为下丘脑合成，垂体释放的抗利尿激素；b为肾小管和集合管，当细胞外液渗透压降低时，b会增加对水的重吸收，降低细胞外液渗透压。

（2）当细胞外液渗透压升高时，会刺激下丘脑中的渗透压感受器产生兴奋，促进垂体释放抗利尿激素；图中c表示大脑皮层的渴觉中枢。

（3）如果某人肾功能出现问题，不能从肾脏排出多余的钠离子，则会导致细胞外液渗透压升高，可能会引起组织液增多，出现组织水肿。