高中生物苏教版必修3教学案第二章第一节第2课时体温调节水和无机盐的调节

第2课时体温调节水和无机盐的调节1.人的体温是指人体内部的平均温度，直肠温度最接近人的体温。2．人的体温能够保持相对恒定，是在神经—体液的共同调节下，产热和散热过程保持动态平衡的结果。3．人体主要产热器官是肝脏和骨骼肌，人体主要散热器官是皮肤。4．寒冷环境中，皮肤血管收缩，血流量减少，减少散热；甲状腺、肾上腺等分泌激素增多，产热增多。5．炎热环境中，皮肤血管舒张，血流量增多，汗液分泌增多，散热增加。6．抗利尿激素是由下丘脑合成分泌并由垂体释放的，其作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收。一、体温调节1．体温的概念人的体温是指人体内部的平均温度，常用直肠温度、口腔温度和腋窝温度来表示。2．体温来源及恒定原理(1)人的体温来自体内物质代谢过程中产生的热量。(2)体温能保持相对恒定，是在神经—体液的共同调节下，人体的产热和散热保持动态平衡的结果。(3)人体主要的产热器官是肝脏和骨骼肌，主要的散热器官是皮肤。3．体温调节过程(1)在寒冷环境中，皮肤里冷觉感觉器接受刺激，将兴奋传至下丘脑体温调节中枢，通过神经—体液的调节，皮肤血管收缩减少散热量；甲状腺和肾上腺等分泌的激素增多提高了细胞的代谢水平，机体产热量增加。(2)在炎热的环境中，皮肤里的温觉感受器接受刺激，将兴奋传至下丘脑的体温调节中枢，皮肤血管舒张，血流量增加，汗液分泌_增多，散热量增加。4．人体体温恒定的生理意义(1)体温相对恒定是人体生命活动正常进行的必要条件。(2)当体温过低或过高时，酶的活性都会降低，甚至丧失，生命活动也会出现严重异常。二、水和无机盐的调节1．水和无机盐的来源和去路[填图](1)水的来源和去路：(2)无机盐的来源和去路：2．尿的形成(1)肾脏的基本结构和功能单位——肾单位：肾单位eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(肾小体\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(肾小球,肾小囊)),肾小管))(2)尿的形成过程：①血液经过肾小球滤过，进入肾小囊，形成原尿。②原尿流经肾小管和集合管被重新吸收，最后形成尿液。3．细胞外液渗透压的调节(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，排尿增多，从而使细胞外液渗透压升高并恢复正常。1．判断下列叙述的正误(1)人在寒冷环境中，甲状腺激素含量上升，产热量增加(√)(2)长时间不饮水导致机体脱水时，抗利尿激素分泌增加(√)(3)抗利尿激素是由垂体合成并释放的(×)2．健康人处于低温环境中感到冷，此时，人体最可能发生的是()A．皮肤内毛细血管收缩B．肝脏产热减少C．甲状腺激素分泌减少解析：选A健康人处于低温环境中，需减少散热，增加产热，以维持体温的相对恒定。3．当人处于炎热环境时，会引起()A．冷觉感受器兴奋B．温觉感受器抑制C．下丘脑体温调节中枢兴奋解析：选C在炎热环境下，温觉感受器兴奋，通过传入神经将兴奋传导到下丘脑，经下丘脑分析和综合，将兴奋通过传出神经传导到效应器，最终使皮肤血管舒张，血流量增加从而增加散热。4．酷暑季节，室外工作的工人应多喝()A．盐汽水B．核酸型饮料C．纯净水解析：选A酷暑季节，由于天气炎热，室外作业的人出汗较多。在排出水分的同时，也排出了一部分无机盐，使体内无机盐的含量降低，为了维持体内盐代谢的平衡，应该多饮淡盐水，以补充丧失的盐分。5．正常人若一次饮完1000mL清水后，立即测量尿流量。下列能正确表示从输尿管流出的尿流量随时间变化趋势的曲线是()解析：选A一次饮完1000mL清水后，通过消化系统吸收会使体液中的水分增多，这时机体内多余的水分通过泌尿系统排出，从而保持内环境的相对稳定。6．血浆中的抗利尿激素由下丘脑分泌，会引起抗利尿激素分泌减少的是()A．大量饮水B．血浆渗透压升高C．食用过咸的菜肴解析：选A细胞外液渗透压降低时，就会引起抗利尿激素分泌减少，而引起细胞外液渗透压降低的原因有饮水过多，食物中的离子摄入过少等。eq\a\vs4\al(核心要点一)eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,)))eq\a\vs4\al(体温调节)1．人体的产热与散热2．体温调节过程3．体温相对恒定的意义是正常代谢所必需，体温过高或过低都会影响酶的活性。[名师点拨]有关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。寒冷环境中由于散热增加，机体代谢旺盛，所以产热也增加，以维持体温的相对恒定。(2)战栗是骨骼肌不自主地收缩，属于非条件反射，不受大脑皮层支配。“起鸡皮疙瘩”指立毛肌收缩，二者都是增加产热的途径。(3)寒冷环境中甲状腺激素和肾上腺素分泌都增多，二者在体温调节的产热过程中起协同作用。[思考探究]1．(1)当人处于39℃高烧不退状态中，人体的产热量和散热量呈现什么关系？提示：此时产热量和散热量保持相对平衡。(2)试分析在剧烈运动后出现“面红耳赤”的原因。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，血流量增多，所以人会出现“面红耳赤”。(3)试分析同一个人在寒冷环境和在炎热环境下散热量、产热量的关系。提示：散热量：寒冷时多于炎热时；产热量：寒冷时多于炎热时。不论寒冷时还是炎热时的产热量都与散热量相当。[题组冲关]1．下图表示某人在休息时，单位时间内流经其单位面积皮肤血管内血液的相对流量，在a时刻，室内温度由15℃突升至40℃，在b时刻，室内温度又突降至15℃，下列说法正确的是(多选)()A．在a时刻室内温度变化时，皮肤血管舒张，立毛肌舒张B．在ab段时间内，因外界温度高于人体温度，所以人体不散热C．在ab段时间内，人体内酶的活性比bc段时间内高D．在bc段时间内，人体肾上腺素分泌量增加解析：选AD在a时刻，室内温度由15℃突升至40℃，外界环境温度变高，皮肤血管会舒张，单位时间内血流量增多，立毛肌会舒张；在ab段时间内，人体仍然保持体温相对恒定，人体内酶的活性不变；在bc段时间内，外界环境温度低，人体肾上腺素分泌量增加，促进人体代谢增强，产热增加，以维持体温恒定。2．下图是健康人从温暖环境进入寒冷环境时的体温调节模型，有关叙述不正确的是()A．“体温调节中枢”位于下丘脑B．图中①～⑤过程属于神经—体液调节C．“X”代表的主要生理变化是细胞呼吸增强D．最初的一段时间内，人体产热速率明显大于散热速率解析：选D由题可知最初的一段时间内，人体散热速率明显大于产热速率。eq\a\vs4\al(核心要点二)eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,)))eq\a\vs4\al(水和无机盐的调节)1．尿的形成过程尿液的形成包括以下三个连续过程：肾小球的滤过作用、肾小管和集合管的重吸收作用及分泌作用。(1)肾小球的滤过作用：当血液流经肾小球时，除血细胞和大分子的蛋白质外，其他一切水溶性物质都能通过滤过作用进入肾小囊腔，形成原尿。因此，原尿中除了没有大分子蛋白质以外，其他成分与血浆几乎相同。(2)肾小管和集合管的重吸收作用：原尿经过肾小管和集合管时，其中的水和某些溶质被管壁上皮细胞全部或部分重新吸收回血液。葡萄糖和氨基酸全部被重吸收，水和一些盐类中的Na＋、K＋、Ca2＋、Cl－等大部分被重吸收，尿素、尿酸则几乎不被重吸收。(3)肾小管和集合管的分泌作用：分泌作用是指肾小管上皮细胞在新陈代谢过程中，将所产生的物质(如H＋、NH3等)分泌到肾小管中。2．细胞外液渗透压的调节(1)细胞外液渗透压感觉器在下丘脑；细胞外液渗透压调节中枢在下丘脑；渴觉中枢在大脑皮层。(2)当细胞外液渗透压升高时，可产生三种效应：渴觉、抗利尿激素分泌、抗利尿激素的释放。(3)抗利尿激素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(合成和分泌部位：下丘脑神经细胞,贮藏和释放部位：垂体后叶,靶器官：肾小管、集合管,作用：加强对水分重吸收,结果：降低细胞外液渗透压))(4)调节细胞外液渗透压平衡的器官是肾脏。[名师点拨]人体失水后，可能有以下三种情况发生(1)细胞外液渗透压升高：失水的比例大于失盐的比例，结果是口渴、尿少。(2)细胞外液渗透压无变化：失水的比例等于失盐的比例，结果是尿液维持正常。(3)细胞外液渗透压降低：失水的比例小于失盐的比例，结果是尿多。[思考探究]2．(1)人体能通过调节排汗量来调节体内水的平衡吗？提示：不能。人体排汗量的多少是体温调节的结果。(2)肾小管和集合管细胞对水的重吸收是一个主动运输过程吗？提示：不是。是自由扩散(简单扩散)。(3)抗利尿激素的分泌需要哪些具膜结构参与？提示：内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜。(4)肾脏排尿只是排除体内多余的水分吗？提示：不是。体内多余的水分、钠盐以及代谢废物(如尿素)的主要排出途径都是随尿排出。[题组冲关]3．哺乳动物因长时间未饮水导致机体脱水时，会发生的生理现象是()A．血浆渗透压降低B．抗利尿激素分泌增加C．下丘脑渗透压感受器受到的刺激减弱D．尿液量增加解析：选B长时间未饮水的哺乳动物的血浆渗透压会升高，从而刺激下丘脑渗透压感受器，使其产生兴奋，合成抗利尿激素增多，使肾小管和集合管对水的重吸收作用增强，尿液量减少。4．下图为正常人在快速饮入1L清水或等渗盐水后的尿流量和血浆渗透压变化的曲线图。以下分析不合理的是()A．饮入大量清水后，代表尿流量和血浆渗透压变化的曲线依次是a、cB．当饮入一定量的等渗盐水后，血浆渗透压基本不变，代表尿流量变化的曲线是dC．若曲线d代表血浆渗透压的变化，则此过程中抗利尿激素分泌将会增加D．若曲线c代表血浆渗透压的变化，则在这个过程中人体渴觉形成并逐渐增强解析：选D本题两组实验互为对照，研究细胞外液渗透压变小和升高时，尿量与抗利尿激素的变化情况。弄清尿量多少与抗利尿激素的含量成反比，细胞外液渗透压升高，则抗利尿激素的分泌量会增加。血浆渗透压升高时，人体才会产生渴觉。eq\a\vs4\al(核心要点三)eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,)))eq\a\vs4\al(细胞外液渗透压调节和体温调节的比较)比较项目细胞外液渗透压调节体温调节调节中枢大脑皮层、下丘脑下丘脑感受器下丘脑细胞外液渗透压感受器皮肤、黏膜及内脏器官的温觉感受器效应器下丘脑神经分泌细胞皮肤汗腺、血管、立毛肌、骨骼机、甲状腺和肾上腺等调节激素抗利尿激素甲状腺激素、肾上腺素分泌器官下丘脑甲状腺、肾上腺激素作用促进肾小管和集合管对水分的重吸收促进新陈代谢，加速物质的氧化分解，增加产热靶器官、靶细胞肾小管和集合管全身各处的组织细胞调节方式神经—体液调节神经—体液调节(1)高温条件下的体温调节主要是增加散热量，调节方式主要是神经调节；寒冷条件下的体温调节既增加产热量，又减少散热量，调节方式既有神经调节，又有激素调节。(2)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，以维持体温的恒定。(3)寒冷时，激素分泌增多，促进细胞代谢，增加产热量的激素有肾上腺素、甲状腺激素等。[题组冲关]5．下面为人体内体温与水平衡调节的示意图，有关叙述不正确的是()A．当受到寒冷刺激时，a、b、c、d激素的分泌均会增加B．c、d激素分泌增多，可促进骨骼肌与内脏代谢活动增强，增加产热量C．下丘脑是感觉体温变化的主要中枢，是形成冷觉、热觉的部位D．激素e是下丘脑分泌的，可以促进肾小管和集合管对水的重吸收解析：选C体温调节中枢在下丘脑，大脑皮层是冷觉、热觉的产生部位。6．右图中当环境温度从25℃降到3℃时，小白鼠体内甲状腺激素含量、尿量及酶活性的变化曲线分别为()A．①②③B．①③③C．③①②D．①①②解析：选D当环境温度从25℃降到3℃时，为了维持体温的恒定，小白鼠体内甲状腺激素分泌量增加，以增加产热，符合曲线①；低温环境下，汗液分泌量减少，机体多余的水分主要以尿液的形式排出，尿量增加，符合曲线①；小鼠为恒温动物，体内酶的活性基本不变，符合曲线②。一、选择题1．下列关于体温的叙述，错误的是()A．人的体温源于物质代谢过程所释放出来的热量B．体温的相对恒定是维持内环境稳定、保证新陈代谢正常进行的必要条件C．人的体温就是指皮肤的温度D．体温的相对恒定，是机体产热与散热保持动态平衡的结果解析：选C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体温；其中直肠温度最接近人的体温。2．下列属于人在寒冷环境中身体变化的是()①皮肤血管收缩②增加皮肤的血流量③汗液分泌增多④汗液几乎不分泌⑤甲状腺激素分泌增多⑥肾上腺素增多⑦骨骼肌颤栗⑧代谢活动增强A．①④⑤⑥⑦⑧ B．①②③⑤⑥⑦C．④⑤⑥⑦⑧ D．①③④⑦⑧解析：选A在寒冷环境下，机体通过增加产热，减少散热来维持体温恒定。增加产热的方式有甲状腺激素和肾上腺素分泌增加，调节机体代谢增加；骨骼肌颤栗。减少散热的方式有皮肤血管收缩，血流量减少；汗液几乎不分泌。3．人在发高烧时食欲减弱，还会感觉食之无味，其原因是()A．体温过高，导致肠胃不能及时排空B．体温过高，完全抑制了消化酶的分泌C．体温过高，消化酶活性受影响D．体温过高，破坏了体温调节系统，从而影响了肠胃的吸收解析：选C发高烧会影响体内酶的活性，如使消化酶活性降低，引起食欲不振等。4．某成年人从25℃环境来到10℃环境中，体温维持正常，其散热变化如下图所示。下列叙述正确的是()A．a～b段的散热量少于产热量B．b～c段散热加快是由于汗液分泌增加C．c～d段皮肤血管逐渐舒张D．d～e段的产热速率大于a～b段解析：选D在10℃的情况下，尽管身体此时采取的都是减少散热的措施，但是由于温差很大，所以散热量还是很大；相反，在25℃的情况下，由于周围温度很高，即使身体采取很多散热的措施，散热量还是较小。b～c段散热加快是由于温度降低，温差增大；c～d段由于温度降低，皮肤血管收缩，散热减少；d～e段表示机体经调节后，产热、散热相对稳定，且产热速率大于a～b段。5．下列关于人体水平衡调节的叙述，正确的是()A．大量饮水，则抗利尿激素分泌增加B．进食过咸食物，则抗利尿激素分泌减少C．抗利尿激素分泌减少，则尿量增加D．细胞外液渗透压降低，则尿量减少解析：选C调节水分平衡的主要激素是抗利尿激素，该激素分泌的多少与细胞外液渗透压呈正相关。当细胞外液渗透压升高时，抗利尿激素分泌增加，肾小管和集合管的重吸收作用增强，尿量减少。食物过咸，导致细胞外液渗透压升高，抗利尿激素分泌增多。6．下列关于人体内水和无机盐平衡调节的叙述，正确的是()A．血浆渗透压降低时，引起口渴B．机体失水时，抗利尿激素分泌减少C．抗利尿激素使细胞吸水能力增强D．抗利尿激素使细胞吸水能力减弱解析：选C血浆渗透压降低，说明人体喝水过多或盐分丢失过多，此时，渗透压感受器会受到抑制，因而不会产生渴觉。当机体失水时，细胞外液渗透压升高，渗透压感受器兴奋，使下丘脑神经分泌细胞合成并由垂体后叶释放的抗利尿激素增加。抗利尿激素可促进肾小管和集合管对水的重吸收，使细胞外液渗透压下降，从而使细胞内液渗透压相对上升，这样细胞的吸水能力就会增强。7．如图所示为水平衡调节机理，请据图判断a、b、c依次是()A．抗利尿激素、渴觉中枢、肾小管和集合管B．渴觉中枢、抗利尿激素、肾小管和集合管C．抗利尿激素、肾小管和集合管、渴觉中枢D．渴觉中枢、肾小管和集合管、抗利尿激素解析：选C下丘脑神经中枢发出的神经冲动传到大脑皮层的渴觉中枢，引起渴觉。另外神经冲动传到垂体，引起垂体释放抗利尿激素，抗利尿激素作用于肾小管和集合管，增强对水的重吸收。8．给健康大鼠静脉注射大剂量的低渗食盐水后，会发生的生理现象是()A．细胞外液渗透压会升高B．垂体释放的抗利尿激素量增加C．肾小管和集合管对水的重吸收作用减弱D．渗透压感受器不会受到刺激解析：选C注射大量低渗食盐水后，细胞外液渗透压降低，刺激渗透压感受器，垂体释放抗利尿激素减少，肾小管和集合管对水的重吸收作用减弱，尿液量增加。二、非选择题9．根据下述事例回答问题：事例一赵某因在气温高达39℃环境下锄草而中暑身亡。事例二高某因天气炎热，而连续不断地以纯净水解渴，导致水中毒。(1)以上的两种情况都发生在________天气。在这种天气状况下，人体内的热量散发出去的主要方式是_______________________________________________。(2)据估计，赵某身体的产热和散热的关系是________，高某身体的产热和散热的关系是____________。(3)赵某和高某的身体的内环境稳定状态都遭到破坏。赵某被破坏的内环境因素是____________，它的变化趋势是____________；高某身体被破坏的内环境因素是____________，此因素的变化趋势是_____________________________________________。(4)下列曲线能够反映高某体内的水的绝对含量(a)和相对含量(b)变化趋势的是()(5)下列曲线能反映赵某(a)和高某(b)内环境渗透压变化趋势的是()(6)高某的细胞内液的渗透压的变化趋势是______________________________。(7)若人在大量出汗后不感觉到口渴，原因是______________________。(8)赵某的死亡说明__________________________________________________。解析：体内热量得不到及时散失，使得赵某体温过高，最后死亡，说明机体的调节能力是有限的。高某大量流汗后快速补充纯净水，由于大量丢失无机盐，使得其内环境渗透压降低。答案：(1)高温出汗(2)产热多于散热基本平衡(3)体温逐渐升高水盐平衡盐减少，渗透压降低(4)A(5)A(6)下降(7)失去水和盐的比例相同(8)机体的调节能力是有限的一、选择题1．一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图示变化趋势相符的是()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．①④C．②④ D．①③解析：选A人由温暖的室内来到寒冷的户外时，皮肤血管血流量减少，以减少散热；身体耗氧量增加，以增加产热；肾上腺素分泌增加，以促进代谢，增加产热；汗腺的分泌量减少，以减少散热。2．动物生理学家为了确定下丘脑在体温调节中的作用，做了如下实验：刺激下丘脑的前部，发现实验动物有出汗现象，而刺激下丘脑后部，实验动物则出现寒颤现象，据此科学家得出了下丘脑在体温调节中的作用。下列叙述正确的是()A．下丘脑前部是散热中枢所在地，下丘脑后部是产热中枢所在地B．下丘脑前部是产热中枢所在地，下丘脑后部是散热中枢所在地C．下丘脑是调节体温相对恒定的唯一中枢D．下丘脑的活动仍然受到大脑皮层的控制解析：选A由题干可知，刺激下丘脑的前部出现了与散热有关的出汗现象，而刺激下丘脑的后部，出现了与产热有关的寒颤现象，故产热中枢在下丘脑后部，而散热中枢在下丘脑前部。C和D项所述内容，不能由该实验得出。3．下图表示某人的体温变化曲线，导致ab段和bc段体温变化的事件最有可能是()A．发热和寒颤B．提高环境温度和寒颤C．寒颤和出汗减少D．剧烈运动和出汗增加解析：选D分析图形，ab段体温升高，产热量增加，bc段体温降低，散热量增加。分析四个选项，寒颤和剧烈运动会使产热增加，从而引起体温升高，出汗增加使机体散热量增加，使体温下降。4．把青蛙和小白鼠从25℃的环境中移到5℃的环境中，这两种动物的耗氧量的变化是()A．两种动物的耗氧量都减少B．两种动物的耗氧量都增加C．青蛙的耗氧量减少，小白鼠的耗氧量增加D．青蛙的耗氧量增加，小白鼠的耗氧量减少解析：选C青蛙属于变温动物，小白鼠属于恒温动物，青蛙新陈代谢强度随外界温度降低而降低，故机体耗氧量减少；小白鼠为抵御寒冷，新陈代谢强度随外界温度降低而增强，从而耗氧量增加，机体产热增加。5．抗利尿激素(ADH)是调节机体水盐平衡的重要激素，其化学本质是多肽，下图为该激素的生理作用示意图。另有研究表明，过量的乙醇会抑制ADH的分泌。下列说法正确的是()A．渗透压感受器位于血管壁B．过量饮酒可导致尿量减少C．抗利尿激素可促进毛细血管收缩，从而使血压升高D．一种细胞只能识别一种特定的激素解析：选C渗透压感受器位于下丘脑；根据题干信息可知，过量饮酒会抑制ADH(抗利尿激素)的分泌，从而导致尿量增加；根据过程图可以看出抗利尿激素能促进毛细血管收缩，从而使血压升高；某些细胞可识别多种激素。6．一次性过量饮水会造成人体细胞肿胀，功能受损。可用静脉滴注高浓度盐水(1.8%NaCl溶液)对患者进行治疗。其原理是()A．升高细胞外液的离子浓度B．促进抗利尿激素的分泌C．降低细胞内液的离子浓度D．减少细胞外液液体总量解析：选A过量饮水使细胞外液的渗透压下降，从而影响细胞的生命活动；静脉滴注高浓度盐水使细胞外液的渗透压升高，从而能维持细胞正常的生命活动。二、非选择题7.右面为人体细胞外液渗透压平衡的部分调节机制示意图，据图回答问题：(1)写出图中A、B的名称：A__________，B________。(2)当健康人体处于环境温度38℃时，内环境仍能维持相对稳定的温度和渗透压。①此时，体内温度调节的主要反射弧是______________________________________________________________________________________________________________。②写出此时人体渗透压的神经—体液调节机制：_______________________________________________________________________________________________________。(3)细胞外液渗透压下降对A的调节效应是________A的活动，此种调节方式在人体内环境平衡的调节中广泛存在