K12教育学习资料高中生物 第2章 生物个体的稳态 第1节 人体的稳态 第2课.docx

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K12教育学习资料高中生物第2章生物个体的稳态第1节人体的稳态第2课

第2课时　体温调节　水和无机盐的调节

学习目标

知识概览（教师用书独具）

1.举例说明体温调节过程。

（重难点）

2.描述水和无机盐的来源和去路。

3.概述细胞外液渗透压的调节机制。

（重难点）

[自主预习·探新知]

1．体温调节

（1）体温

人的体温是指人体内部的平均温度，通常用直肠温度、口腔温度和腋窝温度来表示。

（2）体温的来源及恒定原理

①体温的相对恒定是神经—体液的共同调节下，人体的产热和散热过程保持动态平衡的结果。

②热量来源：

由糖类、脂肪、蛋白质等在各组织细胞中分解代谢时产生。

③产热器官：

主要是肝脏和骨骼肌。

骨骼肌是人体内代谢旺盛的器官，产热量很大；剧烈运动时，骨骼肌的产热量会剧增。

④主要的散热器官是皮肤，通过辐射、传导和对流等方式直接散热，散热的多少取决于皮肤和环境之间的温差。

（3）体温调节的机理

在寒冷和炎热环境中，皮肤里的冷觉感受器或温觉感受器接受刺激，将兴奋传至下丘脑体温调节中枢，通过神经—体液调节：

①寒冷环境中：

皮肤血管收缩，进而减少散热量；甲状腺、肾上腺等分泌的激素量增多，提高了肝和骨骼肌等细胞的代谢水平，引起机体细胞产热量增加。

②炎热环境中：

皮肤血管舒张，血流量增多，散热量增加；汗腺分泌增多，汗液的蒸发带走更多的热量；甲状腺、肾上腺等分泌的激素量减少，细胞代谢水平降低，产热量减少。

（4）体温恒定的意义

①体温过低→酶的活性降低→代谢速率变慢。

②体温过高→酶的活性也会降低，甚至丧失→生命活动异常。

③体温相对恒定是人体生命活动正常进行的必要条件。

2．水和无机盐的调节

（1）水和无机盐的来源和去路

在平衡调节中，由饮食摄入的水是主要来源，排水的主要途径是泌尿系统。

（2）尿的形成

①肾脏的基本结构和功能单位——肾单位

肾单位

②尿的形成过程

血液

原尿

尿液

（3）水平衡的调节

①当细胞外液渗透压升高时，下丘脑的渗透压感受器受到刺激，下丘脑增加抗利尿激素的合成和分泌，由垂体释放进入血液，促进肾小管和集合管对水分的重新吸收，导致排尿减少，体内的水分得以保留，从而使细胞外液渗透压下降并恢复正常。

②当细胞外液渗透压下降时，垂体释放的抗利尿激素减少，肾小管和集合管对水的重新吸收减弱，从而使细胞外液渗透压升高并恢复正常。

[基础自测]

1．判断对错

（1）体温能维持恒定是因为产热过程和散热过程达到动态平衡。

（√）

（2）热觉或冷觉的产生是在下丘脑中。

（×）

提示：

热觉或冷觉产生于大脑皮层。

（3）正常人在寒冷环境中，肾上腺素分泌量增加，使机体产热大于散热，以适应寒冷环境。

（×）

提示：

在此环境中产热仍等于散热。

（4）引起水平衡调节作用的因素是细胞外液渗透压升高或降低。

（√）

（5）抗利尿激素在下丘脑合成，经垂体释放。

（√）

（6）抗利尿激素减少，促进肾小管、集合管对水分的重新吸收。

（×）

提示：

应是抗利尿激素增多。

2．下列关于体温调节的叙述，正确的是（　　）

A．大脑皮层是调节体温的主要中枢

B．人在剧烈运动时主要产热方式是骨骼肌的收缩

C．温觉感受器只分布于皮肤

D．降低新陈代谢是人在炎热环境中散热的主要方式

B　[人体体温的主要调节中枢是下丘脑，而不是大脑皮层，A错误；人体主要产热器官是骨骼肌和肝脏，安静状态时肝脏的产热量最多，剧烈运动时，骨骼肌的产热量剧增，B正确；温度感受器有的在体表，有的在体内，皮肤、黏膜和内脏器官中都有温觉感受器和冷觉感受器的分布，C错误；不同环境下，体温调节方式有所不同，在寒冷环境下，通过减少散热和增加产热来维持体温恒定；在炎热环境中，主要是通过增加散热量来维持体温恒定，在炎热环境中若主要通过降低新陈代谢来维持体温，则可能会影响正常的生命活动，D错误。

]

3．人体内水和无机盐的含量发生变化，会改变细胞外液渗透压的大小，从而影响细胞的生命活动。

下列关于水盐平衡调节的叙述，错误的是（　　）

【导学号：

85732020】

A．水盐平衡调节是通过负反馈调节来完成的

B．垂体能产生抗利尿激素参与细胞外液渗透压的调节

C．细胞外液渗透压升高时，会引起大脑皮层产生渴觉

D．下丘脑内有渗透压感受器，能感受细胞外液渗透压的变化

B　[水盐平衡调节是通过负反馈调节来完成的，A正确；抗利尿激素是由下丘脑产生的，储存在垂体后叶，当细胞外液渗透压升高时，刺激垂体后叶释放抗利尿激素，B错误；当细胞外液渗透压升高时，会引起大脑皮层产生渴觉，C正确；下丘脑渗透压感受器能够感受细胞外液渗透压的变化，D正确。

]

[合作探究·攻重难]

体温调节

[思考交流]

下面为寒冷环境中的体温调节过程的图解，据图讨论以下问题：

1．与体温调节有关的中枢都在下丘脑吗？

提示：

体温调节中枢在下丘脑，体温感觉中枢在大脑皮层。

2．试分析在寒冷环境中，人会出现①打寒战、②起鸡皮疙瘩等现象的原因和意义？

提示：

①骨骼肌战栗，以增加产热；②立毛肌收缩，以减少散热。

3．结合寒冷环境中体温调节的图解模型，请建构人体在炎热环境中体温调节的图解模型。

提示：

4．试分析人在剧烈运动后为什么会出现“面红耳赤”的现象？

提示：

剧烈运动使机体产热增多，为维持体温恒定，机体散热也会增多，毛细血管舒张，血流速度加快，所以人会出现“面红耳赤”的现象。

5．人长时间在高温环境中，会出现中暑的现象，原因是什么？

提示：

人体体温调节能力是有一定限度的，长时间在高温环境中，超出了人体的体温调节能力，体温会升高，导致中暑。

[归纳总结]图解法解读体温调节的过程

（1）寒冷环境下的反射弧：

（2）炎热环境下的反射弧：

特别提醒：

关于体温调节的三点提醒

（1）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。

（2）“寒战”是指骨骼肌不自主战栗，由下丘脑体温调节中枢控制，不是躯体运动中枢。

（3）感受器不仅分布在皮肤表面，还广泛分布在内脏器官及黏膜表面。

[典例通关]

下图是当环境温度由25℃降到10℃时，人体体温调节的曲线图，请据图分析，下列说法不正确的是（　　）

A．当环境温度为25℃时，产热量等于散热量

B．当环境温度从25℃下降到10℃时，从时间t1到时间t2，散热量增加是由于人体体温与环境温度的温差加大造成的

C．时间t2以后，散热量减少，这是体温调节的结果

D．时间t3以后，产热量小于散热量

【技巧点拨】　

（1）明确该题的自变量和因变量各是什么；

（2）明确体温恒定和体温变化过程产热量与散热量的不同。

D　[本题中的个体处于正常状态，即体温保持恒定，不管在哪一温度下，个体始终是产热量等于散热量，环境温度降低后由于温差增大，散热量增加，产热量也增加。

时间t3以后，体温恒定，产热量等于散热量，D错误。

]

（1）t2时刻以后，哪些途径可以减少散热？

（2）t1时刻以后，人体内的产热量如何变化？

通过何种途径实现？

提示：

（1）皮肤血管收缩；汗腺分泌减少。

（2）产热量增加。

立毛肌收缩；肝脏和骨骼肌代谢加快；甲状腺激素、肾上腺素分泌增加，新陈代谢增强。

[活学活用]

1．关于人体体温调节的叙述，错误的是（　　）

A．呼气是人体的主要散热途径

B．骨骼肌和肝脏是人体的主要产热器官

C．有机物的氧化分解是人体产热的重要途径

D．下丘脑有体温调节中枢，但冷的感觉是在大脑皮层形成的

A　[皮肤毛细血管血流量增加，散热增加，所以皮肤是主要的散热器官，A错误；骨骼肌和肝脏是人体的主要产热器官，安静时主要的产热器官是肝脏，运动时骨骼肌的产热量增加，B正确；人体热量来源于有机物的氧化放能，即呼吸作用，C正确；体温调节中枢在下丘脑，冷的感觉的产生是在大脑皮层，D正确。

]

2．将室温（25℃）饲养的某种体温为37℃的哺乳动物（动物甲）随机分为两组，一组放入41℃环境中1h（实验组），另一组仍置于室温环境中（对照组）。

期间连续观察并记录这两组动物的相关行为，如果：

实验初期，实验组动物的静卧行为明显减少，焦虑不安行为明显增加，回答下列问题：

【导学号：

85732021】

（1）实验中，实验组动物皮肤的毛细血管会________，汗液分泌会________，从而起到调节体温的作用。

（2）实验组动物出现焦虑不安行为时，其肾上腺髓质分泌的激素会________。

（3）本实验中设置对照组的目的是____________________________。

（4）若将室温饲养的动物甲置于0℃的环境中，该动物会冷得发抖，耗氧量会________，分解代谢会________。

[解析]　

（1）炎热环境中，皮肤的毛细血管会舒张，汗液分泌增加。

（2）出现焦虑不安行为时，肾上腺髓质分泌的肾上腺素增多。

（3）对照实验是指除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验，即排除无关变量对实验结果的干扰。

本实验中设置对照的目的是排除41℃以外的因素对实验结果的影响，以保证本实验的结果是由41℃引起的，更好的说明实验组的科学性。

（4）寒冷环境中，皮肤的毛细血管会收缩，汗液分泌减少；细胞代谢加快，耗氧量增加。

[答案]　

（1）舒张　增加　

（2）增加　（3）排除41℃以外因素对实验结果的影响，以保证本实验的结果是由41℃引起的　（4）增加　增强

水平衡的调节

[思考交流]

下图为水盐平衡调节机制，据图讨论下列问题：

1．图中A、B、C分别代表什么？

提示：

抗利尿激素、肾小管和集合管、渴觉中枢。

2．参与水平衡调节的器官主要有哪些？

提示：

下丘脑——分泌抗利尿激素；垂体——释放抗利尿激素；肾脏——水盐主要排泄器官。

3．剧烈运动大量出汗时，尿量会减少，其调节过程是怎样的？

提示：

大量出汗，细胞外液的渗透压升高，下丘脑中的渗透压感受器受到刺激产生兴奋，使垂体后叶释放抗利尿激素，促进肾小管、集合管对水的重吸收，尿量减少。

4．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？

提示：

不对。

一个人一天内不吃饭、不喝水，但不可能不排便（尤其是小便）；即使不排便，体内的水分和无机盐也会从其他途径排出，使体内水和无机盐的平衡遭到破坏。

[归纳总结]图解法理解水平衡的调节

（1）神经调节（反射弧）：

下丘脑渗透压感受器→传入神经→下丘脑水盐平衡调节中枢→传出神经→下丘脑神经分泌细胞。

（2）体液调节：

―→抗利尿激素―→肾小管、集合管。

特别提醒：

（1）抗利尿激素是由下丘脑神经分泌细胞合成、分泌，由垂体释放进入血液，则其分泌部位是下丘脑，释放部位是垂体。

（2）细胞外液渗透压升高（降低），抗利尿激素分泌量增加（减少），尿量减少（增加）。

[典例通关]

若给人静脉注射一定量的0.9%NaCl溶液，则一段时间内会发生的生理现象是（　　）

A．机体血浆渗透压降低，排出相应量的水后恢复到注射前水平

B．机体血浆量增加，排出相应量的NaCl和水后恢复到注射前水平

C．机体血浆量增加，排出相应量的水后渗透压恢复到注射前水平

D．机体血浆渗透压上升，排出相应量的NaCl后恢复到注射前水平

【技巧点拨】　

（1）明确0.9%NaCl溶液的含义；

（2）明确水平衡调节的过程。

B　[生理盐水和人体的渗透压是基本接近的，注射一定量的生理盐水后，血浆渗透压是不变的，A、D错误。

此时血浆量增加，在排出相应量的NaCl和水后恢复到注射前水平，B正确。

如果只排出水，血浆渗透压会升高，C错误。

]

[活学活用]

1．当人吃了过咸的食物时，机体对细胞外液渗透压调节的正确顺序是（　　）

【导学号：

85732022】

①下丘脑渗透压感受器兴奋

②大脑皮层兴奋产生渴觉

③垂体释放抗利尿激素增加

④摄水量增加

⑤减少尿的排出

A．①→②→③→④→⑤

B．②→①→④→③→⑤

C．①②④③⑤

D．②①④①③⑤

C　[水平衡调节激素是抗利尿激素，抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收。

当人吃了过咸的食物时，下丘脑渗透压感受器兴奋，兴奋传到大脑皮层产生渴觉，使人主动饮水，同时也使垂体释放抗利尿激素增加，减少尿量排出，故选C。

]

（1）上题调节存在反馈调节吗？

提示：

存在负反馈调节。

（2）上题可看出下丘脑有哪些功能？

提示：

感受、传导、调节、分泌四大功能。

2．下列关于水盐平衡调节的叙述，正确的是（　　）

A．通过线粒体的代谢过程不能提供水的来源

B．调节水和无机盐代谢的中枢位于大脑皮层

C．人体每天摄入的水和排出的水的量是绝对相等的

D．水盐平衡是神经－体液调节共同作用的结果

D　[通过线粒体的代谢过程为有氧呼吸，在此过程中水既是反应物，也是生成物，因此能提供水的来源，A错误；调节水和无机盐代谢的中枢位于下丘脑，B错误；人体每天摄入的水和排出的水的量处于动态平衡，但不是绝对相等的，C错误；水盐平衡是神经－体液调节共同作用的结果，D正确。

]

[当堂达标·固双基]

1．下列关于体温调节的叙述，错误的是（　　）

A．皮肤是主要的散热器官

B．在寒冷的刺激下，皮肤血管反射性舒张

C．出汗、排尿、排便都是散热的途径

D．机体打“寒战”可增加产热量

B　[热量的散出主要通过汗液的蒸发、皮肤内毛细血管散热，其次还有呼气、排尿和排便等，因此皮肤是主要的散热器官，A、C正确；在寒冷的刺激下，皮肤血管反射性收缩，以减少热量的散失，B错误；机体打“寒战”是骨骼肌不自主收缩的结果，可增加产热量，D正确。

]

2．一位在南极科学考察站工作的科学家，当他由温暖的室内来到寒冷的户外时，其下列各项生理变化与如图变化趋势相符的是（　　）

【导学号：

85732023】

①皮肤血管血流量的变化　②身体耗氧量变化　

③肾上腺素分泌量　④汗腺的分泌量

A．②③　　　B．①④

C．②④D．①③

A　[由温暖的室内来到寒冷的户外，皮肤冷觉感受器受到刺激产生兴奋，通过有关传入神经传到下丘脑的体温调节中枢；体温调节中枢对传来的兴奋进行分析综合，再将兴奋通过有关传出神经传到相应的效应器，引起皮肤血管收缩、血流量减少，汗腺的分泌减少，以减少散热，①④错误；同时，骨骼肌收缩、肾上腺素分泌量增加，促进细胞代谢，增加身体的耗氧量，以加快有机物的氧化分解，产生更多的热量，维持体温的相对稳定，②③正确。

]

3．人体细胞外液渗透压感受器、水盐平衡调节中枢、产生渴感的部位分别位于（　　）

A．下丘脑、下丘脑、下丘脑

B．下丘脑、下丘脑、大脑皮层

C．下丘脑、大脑皮层、大脑皮层

D．大脑皮层、下丘脑、下丘脑

B　[下丘脑具有细胞外液渗透压感受器，是体温调节、血糖调节和水盐平衡调节的中枢，渴觉中枢位于大脑皮层。

]

4．在秋季田径运动会上，正在进行3000m长跑的运动员，其生理状态是（　　）

【导学号：

85732024】

A．产热过程大于散热过程，体温高于正常值

B．产热过程小于散热过程，体温低于正常值

C．产热过程和散热过程都减慢，体温正常

D．产热过程和散热过程都加快，体温正常

D　[人体体温的稳定是机体产热和散热达到动态平衡的结果。

长跑运动员在长跑过程中，其体温仍能保持相对温度，说明其生理状态是：

产热过程和散热过程都加快，体温正常。

]

5．如图为人体内体温与水平衡调节的示意图，图中a、b、c、d、e分别代表不同激素，依图分析回答下列问题：

（1）在体温调节过程中，人体热量的来源主要是__________________，

热量散失的主要途径有________、________，其次还有呼吸、排尿和排便等。

（2）当受到寒冷刺激时，图中________（填字母）的分泌均会增加。

（3）由图可知下丘脑是________和________的调节中枢，当饮水不足时，细胞外液渗透压升高，刺激________渗透压感受器，促进垂体后叶释放[e]________增多。

[解析]　题图为人体内体温与水平衡调节的示意图，a是下丘脑产生的促甲状腺激素释放激素，b是促甲状腺激素，c是甲状腺激素，d是肾上腺产生的肾上腺素，e是抗利尿激素。

（1）在体温调节过程中，人体热量的来源主要是有机物氧化释放能量，热量散失的主要途径有汗液的蒸发、皮肤内毛细血管的散热、其次还有呼吸、排尿和排便等。

（2）当受到寒冷刺激时，机体要增加产热量，题图中的a促甲状腺激素释放激素、b促甲状腺激素、c甲状腺激素、d肾上腺素均要增加，以促进骨骼肌与内脏代谢活动增强，增加产热。

（3）由图可知：

下丘脑是体温调节的中枢和下丘脑具有渗透压感受器。

在调节水平衡过程中，下丘脑可感受细胞外液渗透压的变化。

当饮水不足时，细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑渗透压感受器，促进垂体后叶释放e抗利尿激素增多。

[答案]　

（1）细胞中有机物的氧化放能　汗液的蒸发　皮肤内毛细血管的散热　

（2）a、b、c、d　（3）体温　水平衡　下丘脑　抗利尿激素

[核心语句归纳]

1．肝脏和骨骼肌是人体主要的产热器官，皮肤是人体的主要散热器官。

2．寒冷时人的生理性调节是减少散热增加产热，而在炎热环境中以增加散热为主。

3．参与体温调节的激素主要有肾上腺激素和甲状腺激素等，其作用是提高代谢水平，增加产热。

4．体温相对恒定是人体生命活动正常进行的必要条件。

5．下丘脑在水盐平衡调节中的作用

（1）感受刺激：

内含渗透压感受器；

（2）分泌功能：

合成、分泌抗利尿激素；

（3）神经中枢：

调节水盐平衡；

（4）传导兴奋：

能够将兴奋传到大脑皮层。

6．人体内水和无机盐的动态平衡是靠水和无机盐的摄入和排出来实现的。

排出它们的主要器官是肾脏。

7．抗利尿激素是由下丘脑神经分泌细胞分泌，再由垂体释放的，作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收，使尿量减少。