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备战2025届新高考生物一轮总复习第8单元稳态与调节第35讲神经调节与体液调节的关系课件
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这是一份备战2025届新高考生物一轮总复习第8单元稳态与调节第35讲神经调节与体液调节的关系课件，共52页。PPT课件主要包含了素养目标，激素等化学物质，体液调节，体液调节和神经调节，反射弧，体液运输，比较局限，比较长，中枢神经系统，神经调节等内容，欢迎下载使用。
考点一 体液调节与神经调节的比较
1.体液调节(1)概念: ,通过体液传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节。 激素调节是其主要方式 (2)体液因子:参与体液调节的化学物质有激素、组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(CO2)等,主要是 。 血浆、组织液、淋巴液等 (3)传递方式:主要由细胞外液进行运输,然后作用于靶器官、靶细胞。
(4)实例:CO2调节呼吸运动,如图所示。细胞代谢加快,产生较多的CO2⇒血液中的CO2含量升高刺激⇒感受器⇒呼吸中枢⇒呼吸运动加强⇒排出较多CO2⇒维持体内CO2含量的稳定(5)范围①一些低等动物只有 。 ②在人和高等动物体内, 都是机体调节生命活动的重要方式。
2.体液调节和神经调节的区别、联系和协调意义
教材深挖1.[选择性必修1第57页“相关信息”]临床上给患者输入O2时,为什么往往采用含有5%左右的CO2的混合气体?提示 含有5%左右的CO2的混合气体可有效刺激呼吸中枢,使呼吸中枢活动加强,呼吸加深、加快,肺的通气量增大,从而加快对CO2的清除。2.[选择性必修1第62页“拓展应用2”]人在恐惧、剧痛、失血等紧急情况下,肾上腺素分泌增多,人表现出警觉性提高、反应灵敏、物质代谢加快等应激反应。这些应激反应的意义是 。
有助于机体对紧急情况的适应
考向 结合神经调节与体液调节的关系考查生命观念1.下列有关神经调节和体液调节的叙述,错误的是( )A.与神经调节相比,体液调节反应速度较慢,作用范围比较局限B.内分泌腺分泌的某些激素会影响脑的发育和神经系统的兴奋性C.寒冷刺激下,机体甲状腺激素分泌增多的过程属于神经—体液调节D.神经调节和体液调节都有信息分子参与,且信息分子与相应受体结合
解析 与神经调节相比,体液调节反应速度较慢,作用范围比较广泛,A项错误。
2.人在遇到危险等紧急情况下会出现心率加速、呼吸频率加快、警觉性提高、反应灵敏的现象,这与肾上腺髓质在内脏神经的直接支配下分泌的肾上腺素的作用有关。下列叙述错误的是( )A.体液调节有时可以看作神经调节的一个环节B.内分泌腺分泌的激素可能会影响神经系统的功能C.在紧急情况下,肾上腺髓质分泌肾上腺素的过程属于神经—体液调节D.紧急因素消除后,心率不会马上恢复正常水平,说明体液调节持续时间较长
解析 紧急情况下,在相关神经的支配下肾上腺髓质分泌肾上腺素的过程属于神经调节,C项错误。
考点二 体温调节与水盐平衡调节
1.体温的调节(1)体温平衡及相关结构
①调节方式: 。 ②寒冷条件下参与产热的激素有 和 ,前者的分泌是由下丘脑通过传出神经调节的,后者的分泌是由 分级调节的,两种激素之间表现为 作用。 ③人体受到寒冷刺激时,会起鸡皮疙瘩(或打寒战)时反射类型为 ,该反射的反射弧: 。皮肤冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→立毛肌(骨骼肌)收缩 ④温度感受器的适宜刺激为“温度的变化”,而不是“冷”“热”本身; 时,病人的体温持续升高时产热量大于散热量,如果体温保持不变,则产热量等于散热量。
(3)特点:人体调节体温的能力是有限的。(4)意义①维持体温的相对稳定是人体生命活动正常进行的必要条件。当体温过低或过高时,酶的活性降低,甚至失活,使物质代谢速率变慢,生命活动受到影响。②一定限度内的发热是人体抵抗疾病的生理性防御反应。发热期间,身体的抵抗力增强,免疫反应增强。
2.水和无机盐平衡的调节(1)人体内水的来源和去路
(2)人体内的无机盐(以Na+为例)①Na+的来源:Na+的主要来源是食盐,几乎全部由小肠吸收。②Na+的去路:主要经肾随尿排出。③特点:排出量几乎等于摄入量。
(3)调节机制:神经—体液调节。(4)相关结构:①水平衡调节中枢在下丘脑;②渴觉中枢在大脑皮层;③感受器:渗透压感受器(在下丘脑);④效应器:下丘脑神经分泌细胞。(5)参与激素
(6)水盐平衡调节过程①水盐平衡调节示意图
(7)水盐平衡的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 。
教材深挖1.[选择性必修1第59页旁栏思考]体温升高或降低,对人体只有害而无益吗?提示 在某些特殊情况下,体温在一定范围内升高或降低对人体是有益的。如低温麻醉,使机体代谢减慢,提高组织对缺氧和阻断血液情况下的耐受能力;感冒时发热,机体的白细胞会增多,抗体生成活跃,能使病人的抵抗力提高,利于消灭病原体,使人体恢复健康。2.[选择性必修1第60页旁栏思考]一般情况下,冬天人的尿较多,夏天人的尿较少的原因是什么?提示 冬天相比于夏天,人体汗液分泌减少,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。
3.[选择性必修1第62页“概念检测2”拓展]某同学在剧烈运动后,立即冲冷水澡。这种做法是否合适,从体温调节的角度分析,理由是什么?提示 否;在剧烈运动后,立即冲冷水澡,此时皮肤冷觉感受器兴奋,机体通过神经—体液调节,使汗液分泌减少,皮肤毛细血管收缩,剧烈运动产生的热量无法散出,对机体内环境稳态不利。4.[选择性必修1第62页小字内容]K+不仅在维持 的渗透压上起决定性作用,而且还具有维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋等重要作用。
链高考·前挂后连(1)在运动初期骨骼肌细胞主要通过肌糖原分解供能,一定时间后主要通过肝糖原分解供能。[2022·湖北卷]( )(2)下丘脑能感受体温的变化;下丘脑有体温调节中枢,能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素。[2021·全国甲卷]( )(3)比赛中运动员的血糖分解加快,储存的ATP增加,产热大于散热。[2022·湖北卷]( )(4)神经调节和体液调节都参与体温恒定和水盐平衡的调节。[2021·海南卷]( )
(5)下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化。[2021·全国甲卷]( )(6)高盐饮食一段时间后,细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关。[2021·河北卷]( )(7)高原性肺水肿患者体温维持在38 ℃时,产热量大于散热量。[2020·山东卷]( )(8)大量出汗时,垂体感受到细胞外液渗透压变化,使大脑皮层产生渴觉。[2021·海南卷]( )
1.人体生命活动调节的三种模型
2.体温调节中的“三、二、一”
3.下丘脑在稳态调节中的作用
下丘脑是内分泌系统的总枢纽,同时也受大脑皮层的调控。下丘脑的部分细胞称为神经内分泌细胞,既能传导神经冲动,又有分泌激素的功能。下丘脑在机体稳态中的作用主要包括以下四个方面:(1)感受:渗透压感受器感受渗透压升降,维持水代谢平衡。(2)传导:可将渗透压感受器产生的兴奋传导至大脑皮层,使之产生渴觉。(3)分泌:分泌某种促激素释放激素,作用于垂体,使之分泌相应的促激素。如在外界环境温度低时可分泌促甲状腺激素释放激素,在细胞外液渗透压升高时分泌抗利尿激素。(4)调节:下丘脑中有体温调节中枢、水平衡调节中枢和血糖调节中枢等。
练思维·考教衔接[根据2023全国新课标卷、2022湖南卷、2020江苏卷、2023全国甲卷情境设计]当内外环境变化使体温波动时,皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。下图是人体稳态调节机制的示意图,①~④表示相关的激素。请据图回答下列问题。
(1)某同学长跑时心跳加速,血压升高,压力感受器激活心血管中枢,传出神经释放神经递质,神经递质作用于心脏及血管细胞膜上的 ,从而降低血压。其机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2,CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是 。 人体剧烈运动时,细胞呼吸增强,耗氧量增大,同时产生的CO2增多,刺激呼吸中枢,加快呼吸运动的频率
(2)该同学因运动大量出汗,血浆渗透压升高,激活位于 的神经元A,促使其合成和分泌 (填①的名称),进而促进肾脏对水的重吸收,该调节方式属于 调节;若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,可使醛固酮分泌增加。醛固酮的主要生理功能是 ;大量失水后,其单位体积细胞外液中溶质微粒的数目会 ,信息被机体内的某种感受器感受后,该同学便会产生一种感觉即 ,进而主动饮水。 (3)请从水平衡调节的角度分析,该同学大量饮水后尿量增加的原因是 。 大量饮水→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器兴奋→下丘脑水平衡调节中枢兴奋→垂体释放抗利尿激素减少→肾小管、集合管重吸收水分减少→尿量增加
促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡
(4)该同学因运动体温升高,体温调节中枢通过调节皮肤血管和汗腺,增加散热;运动后,神经元B合成和分泌②减少,导致③④合成和分泌 ,减少产热,维持体温相对稳定。激素②的名称是 ,其生理作用是 。 (5)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式 。 (6)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,生理状态下人体体温调定点为37 ℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5 ℃时,与正常状态相比,调定点 (填“上移”“下移”或“不变”),机体产热 。
促进垂体合成与分泌促甲状腺激素
汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张
考向一 结合体温调节的过程,考查稳态与平衡观1.(2024·广东联考)热射病是由持续高温环境引起的体温调节中枢功能障碍,表现为高热、意识障碍和无汗。下列有关叙述正确的是( )A.患者体内位于脑干的体温调节中枢功能出现障碍B.患者体内酶活性增强导致代谢加快,表现为高热C.患者出现意识障碍可能是高温使神经系统受到损害D.患者表现为无汗,因此无需补充水分,只需降温即可
解析 体温调节中枢位于下丘脑,A项错误;患者表现为高热是由持续高温、机体不能及时散热导致的,B项错误;高热患者出现意识障碍,可能是高温使神经系统受到损害,造成神经系统功能紊乱,C项正确;高温初期,机体出汗引起水分流失,因此需补充水分,D项错误。
2.(2024·海南海口统考)下图表示科研人员测定大鼠皮肤冷觉感受器和热觉感受器在不同温度时的传入神经放电频率(敏感程度)。下列相关叙述正确的是( )A.冷觉感受器和热觉感受器的敏感温度范围相同B.环境温度越低冷觉感受器越敏感C.当温度偏离感受器的敏感温度时传入神经放电频率增大D.大鼠的正常体温接近两个曲线交点对应的温度
解析 由图可知,冷觉感受器的敏感温度范围约在10~40 ℃之间,热觉感受器的敏感温度范围约在36~47 ℃之间,不同的温度感受器有其特定的敏感温度范围,A项错误;据图可知,环境温度为28 ℃时冷觉感受器最敏感,当温度偏离感受器的敏感温度时传入神经放电频率减小, B、C两项错误;当温度接近大鼠体温时,冷觉感受器和温觉感受器均不敏感,所以大鼠的正常体温接近两个曲线交点对应的温度,D项正确。
考向二 结合水盐平衡调节,考查稳态与平衡观3.健康成年人每天的尿量约为1~2 L,尿崩症患者每天的尿量通常会大于4 L,尿崩症患者的尿液比重与水接近,称为等比重尿。尿崩症根据致病机理可分为中枢性尿崩症(抗利尿激素缺乏)和肾源性尿崩症(肾细胞表面相应受体缺乏)。下列有关分析正确的是( )A.抗利尿激素是由垂体细胞合成的一种多肽类激素B.抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的主动运输C.尿崩症患者的血浆渗透压比健康人的高,常感到口渴D.尿崩症患者均可以通过注射抗利尿激素进行治疗
解析 抗利尿激素由下丘脑合成和分泌,由垂体释放,A项错误;抗利尿激素促进肾小管、集合管对水的重吸收,属于协助扩散,B项错误;据题意可知,尿崩症患者由于抗利尿激素的分泌不足,水分不能再吸收,因而大量排尿,故其血浆渗透压比健康人的高,常感到口渴,如果是由肾细胞表面相应受体缺乏导致的尿崩症,则通过注射抗利尿激素不能进行治疗,C项正确,D项错误。
4.醛固酮是由肾上腺皮质分泌的一种激素,可促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,同时增加K+的排出,即产生“保钠排钾”的作用,相关机理如图所示。下列相关叙述正确的是( )A.钠钾泵转运Na+的方式为协助扩散B.醛固酮在肾上腺皮质细胞中的核糖体上合成C.醛固酮不可直接进入细胞核调控靶细胞内基因组在不同时间和空间上的表达D.下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素可直接促进醛固酮的合成和分泌
解析 钠钾泵转运Na+的方式为主动运输,A项错误;醛固酮是一种小分子、脂溶性肾上腺皮质激素,化学本质不是蛋白质,因此不是在肾上腺皮质细胞中的核糖体上合成的,B项错误;由题图可知,醛固酮进入肾小管上皮细胞后与细胞内受体结合,再进入细胞核,调控相关核基因的表达,因此醛固酮不能直接进入细胞核,C项正确;下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素可直接促进垂体分泌促肾上腺皮质激素,D项错误。
1.(2022·浙江卷)大雪纷飞的冬天,室外人员的体温仍能保持相对稳定。其体温调节过程如图所示。下列叙述错误的是( )A.寒冷刺激下,骨骼肌不由自主地舒张以增加产热B.寒冷刺激下,皮肤血管反射性地收缩以减少散热C.寒冷环境中,甲状腺激素分泌增加以促进物质分解产热D.寒冷环境中,体温受神经与体液的共同调节
解析 寒冷刺激下,骨骼肌不自主地收缩以增加产热,A项错误。
2.(2022·山东卷)人体通过多种调节机制保持体温的相对稳定。下列说法正确的是( )A.寒冷环境下,参与体温调节的传出神经中既有躯体运动神经,也有内脏运动神经B.寒冷环境下,肾上腺皮质分泌的肾上腺素增加,使代谢活动增强,产热增加C.炎热环境下,皮肤血管收缩,汗腺分泌增多,从而增加散热D.炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,可导致内环境pH上升
解析 寒冷环境下,骨骼肌会收缩使产热增加,即参与体温调节的传出神经中有躯体运动神经,同时甲状腺激素、肾上腺素含量会增多,故也有内脏运动神经参与,A项正确;肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的激素,B项错误;炎热环境下,皮肤血管舒张,汗腺分泌增多,从而增加散热,C项错误;内环境中含有缓冲物质,能维持pH相对稳定,炎热环境下,内环境pH不会明显上升,D项错误。
3.(2022·河北卷)交感神经兴奋引起血管收缩,肌细胞的代谢产物具有舒血管效应。运动时交感神经兴奋性增强,肌细胞的代谢产物增多,这种调控机制可使肌肉处于运动状态时的血流量增加到静息状态时的15~20倍。下列叙述正确的是( )A.肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节B.肌肉处于运动状态时,体液调节对肌肉血流量的影响大于神经调节C.肌细胞的代谢产物经组织液大部分进入血液,血流量增多不利于维持肌细胞直接生活环境的稳定D.运动时肌细胞的代谢产物使组织液渗透压升高,机体抗利尿激素释放减少
解析 由题干信息“肌细胞的代谢产物具有舒血管效应”可知,肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节,A项正确;肌肉处于运动状态时,神经调节对肌肉血流量的影响大于体液调节,B项错误;血流量增多有利于物质更新,有利于维持肌细胞直接生活环境的稳定,C项错误;运动时肌细胞的代谢产物使组织液渗透压升高,引起细胞外液渗透压升高,机体抗利尿激素释放增加,促进肾小管和集合管重吸收水分,使细胞外液渗透压降低,D项错误。
4.(2022·辽宁卷)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可见,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。
辐射、传导、对流、蒸发
(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 。 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)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。
下丘脑—垂体—肾上腺皮质
解析 (1)由图1可见,在环境温度0~30 ℃范围内,小熊猫的体温基本维持在37 ℃左右,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,即寒冷环境中,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)分析题意可知,寒冷环境中,小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素增多,提高了细胞代谢速率,使机体产生更多的热量。(4)皮质醇是由肾上腺皮质分泌的,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过滤作用进入尿液,故可使用尿液而不用血液检测皮质醇,以免取血对小熊猫造成伤害。
1.人在寒冷环境中经常会打“寒颤”,请写出其反射过程: 。提示 皮肤的冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→骨骼肌收缩
2.结合下图回答问题。
(1)图中①②③依次代表 调节、 调节、 调节,其中作用最迅速、准确的是 (填图中序号)。 (2)图中涉及的信号分子有 和 。 (3)图中②体现了神经调节与体液调节的关系为 。 不少内分泌腺本身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
考点一 体液调节与神经调节的比较
1.体液调节(1)概念: ,通过体液传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节。 激素调节是其主要方式 (2)体液因子:参与体液调节的化学物质有激素、组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(CO2)等,主要是 。 血浆、组织液、淋巴液等 (3)传递方式:主要由细胞外液进行运输,然后作用于靶器官、靶细胞。
(4)实例:CO2调节呼吸运动,如图所示。细胞代谢加快,产生较多的CO2⇒血液中的CO2含量升高刺激⇒感受器⇒呼吸中枢⇒呼吸运动加强⇒排出较多CO2⇒维持体内CO2含量的稳定(5)范围①一些低等动物只有 。 ②在人和高等动物体内, 都是机体调节生命活动的重要方式。
2.体液调节和神经调节的区别、联系和协调意义
教材深挖1.[选择性必修1第57页“相关信息”]临床上给患者输入O2时,为什么往往采用含有5%左右的CO2的混合气体?提示 含有5%左右的CO2的混合气体可有效刺激呼吸中枢,使呼吸中枢活动加强,呼吸加深、加快,肺的通气量增大,从而加快对CO2的清除。2.[选择性必修1第62页“拓展应用2”]人在恐惧、剧痛、失血等紧急情况下,肾上腺素分泌增多,人表现出警觉性提高、反应灵敏、物质代谢加快等应激反应。这些应激反应的意义是 。
有助于机体对紧急情况的适应
考向 结合神经调节与体液调节的关系考查生命观念1.下列有关神经调节和体液调节的叙述,错误的是( )A.与神经调节相比,体液调节反应速度较慢,作用范围比较局限B.内分泌腺分泌的某些激素会影响脑的发育和神经系统的兴奋性C.寒冷刺激下,机体甲状腺激素分泌增多的过程属于神经—体液调节D.神经调节和体液调节都有信息分子参与,且信息分子与相应受体结合
解析 与神经调节相比,体液调节反应速度较慢,作用范围比较广泛,A项错误。
2.人在遇到危险等紧急情况下会出现心率加速、呼吸频率加快、警觉性提高、反应灵敏的现象,这与肾上腺髓质在内脏神经的直接支配下分泌的肾上腺素的作用有关。下列叙述错误的是( )A.体液调节有时可以看作神经调节的一个环节B.内分泌腺分泌的激素可能会影响神经系统的功能C.在紧急情况下,肾上腺髓质分泌肾上腺素的过程属于神经—体液调节D.紧急因素消除后,心率不会马上恢复正常水平,说明体液调节持续时间较长
解析 紧急情况下,在相关神经的支配下肾上腺髓质分泌肾上腺素的过程属于神经调节,C项错误。
考点二 体温调节与水盐平衡调节
1.体温的调节(1)体温平衡及相关结构
①调节方式: 。 ②寒冷条件下参与产热的激素有 和 ,前者的分泌是由下丘脑通过传出神经调节的,后者的分泌是由 分级调节的,两种激素之间表现为 作用。 ③人体受到寒冷刺激时,会起鸡皮疙瘩(或打寒战)时反射类型为 ,该反射的反射弧: 。皮肤冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→立毛肌(骨骼肌)收缩 ④温度感受器的适宜刺激为“温度的变化”,而不是“冷”“热”本身; 时,病人的体温持续升高时产热量大于散热量,如果体温保持不变,则产热量等于散热量。
(3)特点:人体调节体温的能力是有限的。(4)意义①维持体温的相对稳定是人体生命活动正常进行的必要条件。当体温过低或过高时,酶的活性降低,甚至失活,使物质代谢速率变慢,生命活动受到影响。②一定限度内的发热是人体抵抗疾病的生理性防御反应。发热期间,身体的抵抗力增强,免疫反应增强。
2.水和无机盐平衡的调节(1)人体内水的来源和去路
(2)人体内的无机盐(以Na+为例)①Na+的来源:Na+的主要来源是食盐,几乎全部由小肠吸收。②Na+的去路:主要经肾随尿排出。③特点:排出量几乎等于摄入量。
(3)调节机制:神经—体液调节。(4)相关结构:①水平衡调节中枢在下丘脑;②渴觉中枢在大脑皮层;③感受器:渗透压感受器(在下丘脑);④效应器:下丘脑神经分泌细胞。(5)参与激素
(6)水盐平衡调节过程①水盐平衡调节示意图
(7)水盐平衡的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 。
教材深挖1.[选择性必修1第59页旁栏思考]体温升高或降低,对人体只有害而无益吗?提示 在某些特殊情况下,体温在一定范围内升高或降低对人体是有益的。如低温麻醉,使机体代谢减慢,提高组织对缺氧和阻断血液情况下的耐受能力;感冒时发热,机体的白细胞会增多,抗体生成活跃,能使病人的抵抗力提高,利于消灭病原体,使人体恢复健康。2.[选择性必修1第60页旁栏思考]一般情况下,冬天人的尿较多,夏天人的尿较少的原因是什么?提示 冬天相比于夏天,人体汗液分泌减少,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。
3.[选择性必修1第62页“概念检测2”拓展]某同学在剧烈运动后,立即冲冷水澡。这种做法是否合适,从体温调节的角度分析,理由是什么?提示 否;在剧烈运动后,立即冲冷水澡,此时皮肤冷觉感受器兴奋,机体通过神经—体液调节,使汗液分泌减少,皮肤毛细血管收缩,剧烈运动产生的热量无法散出,对机体内环境稳态不利。4.[选择性必修1第62页小字内容]K+不仅在维持 的渗透压上起决定性作用,而且还具有维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋等重要作用。
链高考·前挂后连(1)在运动初期骨骼肌细胞主要通过肌糖原分解供能,一定时间后主要通过肝糖原分解供能。[2022·湖北卷]( )(2)下丘脑能感受体温的变化;下丘脑有体温调节中枢,能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素。[2021·全国甲卷]( )(3)比赛中运动员的血糖分解加快,储存的ATP增加,产热大于散热。[2022·湖北卷]( )(4)神经调节和体液调节都参与体温恒定和水盐平衡的调节。[2021·海南卷]( )
(5)下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化。[2021·全国甲卷]( )(6)高盐饮食一段时间后,细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关。[2021·河北卷]( )(7)高原性肺水肿患者体温维持在38 ℃时,产热量大于散热量。[2020·山东卷]( )(8)大量出汗时,垂体感受到细胞外液渗透压变化,使大脑皮层产生渴觉。[2021·海南卷]( )
1.人体生命活动调节的三种模型
2.体温调节中的“三、二、一”
3.下丘脑在稳态调节中的作用
下丘脑是内分泌系统的总枢纽,同时也受大脑皮层的调控。下丘脑的部分细胞称为神经内分泌细胞,既能传导神经冲动,又有分泌激素的功能。下丘脑在机体稳态中的作用主要包括以下四个方面:(1)感受:渗透压感受器感受渗透压升降,维持水代谢平衡。(2)传导:可将渗透压感受器产生的兴奋传导至大脑皮层,使之产生渴觉。(3)分泌:分泌某种促激素释放激素,作用于垂体,使之分泌相应的促激素。如在外界环境温度低时可分泌促甲状腺激素释放激素,在细胞外液渗透压升高时分泌抗利尿激素。(4)调节:下丘脑中有体温调节中枢、水平衡调节中枢和血糖调节中枢等。
练思维·考教衔接[根据2023全国新课标卷、2022湖南卷、2020江苏卷、2023全国甲卷情境设计]当内外环境变化使体温波动时,皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。下图是人体稳态调节机制的示意图,①~④表示相关的激素。请据图回答下列问题。
(1)某同学长跑时心跳加速,血压升高,压力感受器激活心血管中枢,传出神经释放神经递质,神经递质作用于心脏及血管细胞膜上的 ,从而降低血压。其机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2,CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是 。 人体剧烈运动时,细胞呼吸增强,耗氧量增大,同时产生的CO2增多,刺激呼吸中枢,加快呼吸运动的频率
(2)该同学因运动大量出汗,血浆渗透压升高,激活位于 的神经元A,促使其合成和分泌 (填①的名称),进而促进肾脏对水的重吸收,该调节方式属于 调节;若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,可使醛固酮分泌增加。醛固酮的主要生理功能是 ;大量失水后,其单位体积细胞外液中溶质微粒的数目会 ,信息被机体内的某种感受器感受后,该同学便会产生一种感觉即 ,进而主动饮水。 (3)请从水平衡调节的角度分析,该同学大量饮水后尿量增加的原因是 。 大量饮水→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器兴奋→下丘脑水平衡调节中枢兴奋→垂体释放抗利尿激素减少→肾小管、集合管重吸收水分减少→尿量增加
促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡
(4)该同学因运动体温升高,体温调节中枢通过调节皮肤血管和汗腺,增加散热;运动后,神经元B合成和分泌②减少,导致③④合成和分泌 ,减少产热,维持体温相对稳定。激素②的名称是 ,其生理作用是 。 (5)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式 。 (6)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,生理状态下人体体温调定点为37 ℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5 ℃时,与正常状态相比,调定点 (填“上移”“下移”或“不变”),机体产热 。
促进垂体合成与分泌促甲状腺激素
汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张
考向一 结合体温调节的过程,考查稳态与平衡观1.(2024·广东联考)热射病是由持续高温环境引起的体温调节中枢功能障碍,表现为高热、意识障碍和无汗。下列有关叙述正确的是( )A.患者体内位于脑干的体温调节中枢功能出现障碍B.患者体内酶活性增强导致代谢加快,表现为高热C.患者出现意识障碍可能是高温使神经系统受到损害D.患者表现为无汗,因此无需补充水分,只需降温即可
解析 体温调节中枢位于下丘脑,A项错误;患者表现为高热是由持续高温、机体不能及时散热导致的,B项错误;高热患者出现意识障碍,可能是高温使神经系统受到损害,造成神经系统功能紊乱,C项正确;高温初期,机体出汗引起水分流失,因此需补充水分,D项错误。
2.(2024·海南海口统考)下图表示科研人员测定大鼠皮肤冷觉感受器和热觉感受器在不同温度时的传入神经放电频率(敏感程度)。下列相关叙述正确的是( )A.冷觉感受器和热觉感受器的敏感温度范围相同B.环境温度越低冷觉感受器越敏感C.当温度偏离感受器的敏感温度时传入神经放电频率增大D.大鼠的正常体温接近两个曲线交点对应的温度
解析 由图可知,冷觉感受器的敏感温度范围约在10~40 ℃之间,热觉感受器的敏感温度范围约在36~47 ℃之间,不同的温度感受器有其特定的敏感温度范围,A项错误;据图可知,环境温度为28 ℃时冷觉感受器最敏感,当温度偏离感受器的敏感温度时传入神经放电频率减小, B、C两项错误;当温度接近大鼠体温时,冷觉感受器和温觉感受器均不敏感,所以大鼠的正常体温接近两个曲线交点对应的温度,D项正确。
考向二 结合水盐平衡调节,考查稳态与平衡观3.健康成年人每天的尿量约为1~2 L,尿崩症患者每天的尿量通常会大于4 L,尿崩症患者的尿液比重与水接近,称为等比重尿。尿崩症根据致病机理可分为中枢性尿崩症(抗利尿激素缺乏)和肾源性尿崩症(肾细胞表面相应受体缺乏)。下列有关分析正确的是( )A.抗利尿激素是由垂体细胞合成的一种多肽类激素B.抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的主动运输C.尿崩症患者的血浆渗透压比健康人的高,常感到口渴D.尿崩症患者均可以通过注射抗利尿激素进行治疗
解析 抗利尿激素由下丘脑合成和分泌,由垂体释放,A项错误;抗利尿激素促进肾小管、集合管对水的重吸收,属于协助扩散,B项错误;据题意可知,尿崩症患者由于抗利尿激素的分泌不足,水分不能再吸收,因而大量排尿,故其血浆渗透压比健康人的高,常感到口渴,如果是由肾细胞表面相应受体缺乏导致的尿崩症,则通过注射抗利尿激素不能进行治疗,C项正确,D项错误。
4.醛固酮是由肾上腺皮质分泌的一种激素,可促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,同时增加K+的排出,即产生“保钠排钾”的作用,相关机理如图所示。下列相关叙述正确的是( )A.钠钾泵转运Na+的方式为协助扩散B.醛固酮在肾上腺皮质细胞中的核糖体上合成C.醛固酮不可直接进入细胞核调控靶细胞内基因组在不同时间和空间上的表达D.下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素可直接促进醛固酮的合成和分泌
解析 钠钾泵转运Na+的方式为主动运输,A项错误;醛固酮是一种小分子、脂溶性肾上腺皮质激素,化学本质不是蛋白质,因此不是在肾上腺皮质细胞中的核糖体上合成的,B项错误;由题图可知,醛固酮进入肾小管上皮细胞后与细胞内受体结合,再进入细胞核,调控相关核基因的表达,因此醛固酮不能直接进入细胞核,C项正确;下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素可直接促进垂体分泌促肾上腺皮质激素,D项错误。
1.(2022·浙江卷)大雪纷飞的冬天,室外人员的体温仍能保持相对稳定。其体温调节过程如图所示。下列叙述错误的是( )A.寒冷刺激下,骨骼肌不由自主地舒张以增加产热B.寒冷刺激下,皮肤血管反射性地收缩以减少散热C.寒冷环境中,甲状腺激素分泌增加以促进物质分解产热D.寒冷环境中,体温受神经与体液的共同调节
解析 寒冷刺激下,骨骼肌不自主地收缩以增加产热,A项错误。
2.(2022·山东卷)人体通过多种调节机制保持体温的相对稳定。下列说法正确的是( )A.寒冷环境下,参与体温调节的传出神经中既有躯体运动神经,也有内脏运动神经B.寒冷环境下,肾上腺皮质分泌的肾上腺素增加,使代谢活动增强,产热增加C.炎热环境下,皮肤血管收缩,汗腺分泌增多,从而增加散热D.炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,可导致内环境pH上升
解析 寒冷环境下,骨骼肌会收缩使产热增加,即参与体温调节的传出神经中有躯体运动神经,同时甲状腺激素、肾上腺素含量会增多,故也有内脏运动神经参与,A项正确;肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的激素,B项错误;炎热环境下,皮肤血管舒张,汗腺分泌增多,从而增加散热,C项错误;内环境中含有缓冲物质,能维持pH相对稳定,炎热环境下,内环境pH不会明显上升,D项错误。
3.(2022·河北卷)交感神经兴奋引起血管收缩,肌细胞的代谢产物具有舒血管效应。运动时交感神经兴奋性增强,肌细胞的代谢产物增多,这种调控机制可使肌肉处于运动状态时的血流量增加到静息状态时的15~20倍。下列叙述正确的是( )A.肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节B.肌肉处于运动状态时,体液调节对肌肉血流量的影响大于神经调节C.肌细胞的代谢产物经组织液大部分进入血液,血流量增多不利于维持肌细胞直接生活环境的稳定D.运动时肌细胞的代谢产物使组织液渗透压升高,机体抗利尿激素释放减少
解析 由题干信息“肌细胞的代谢产物具有舒血管效应”可知,肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节,A项正确;肌肉处于运动状态时,神经调节对肌肉血流量的影响大于体液调节,B项错误;血流量增多有利于物质更新,有利于维持肌细胞直接生活环境的稳定,C项错误;运动时肌细胞的代谢产物使组织液渗透压升高,引起细胞外液渗透压升高,机体抗利尿激素释放增加,促进肾小管和集合管重吸收水分,使细胞外液渗透压降低,D项错误。
4.(2022·辽宁卷)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可见,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。
辐射、传导、对流、蒸发
(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 。 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)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。
下丘脑—垂体—肾上腺皮质
解析 (1)由图1可见,在环境温度0~30 ℃范围内,小熊猫的体温基本维持在37 ℃左右,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,即寒冷环境中,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)分析题意可知,寒冷环境中,小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素增多,提高了细胞代谢速率,使机体产生更多的热量。(4)皮质醇是由肾上腺皮质分泌的,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过滤作用进入尿液,故可使用尿液而不用血液检测皮质醇,以免取血对小熊猫造成伤害。
1.人在寒冷环境中经常会打“寒颤”,请写出其反射过程: 。提示 皮肤的冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→骨骼肌收缩
2.结合下图回答问题。
(1)图中①②③依次代表 调节、 调节、 调节,其中作用最迅速、准确的是 (填图中序号)。 (2)图中涉及的信号分子有 和 。 (3)图中②体现了神经调节与体液调节的关系为 。 不少内分泌腺本身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
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