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第5节 体温的控制
考点一、恒定的体温
(一)变温动物和恒温动物
(1)变温动物:如无脊椎动物、鱼类、两栖类、爬行类等。这些动物没有完善的体温调节机能,体温随环境温度的变化而改变,因此称它们为变温动物。
(2)恒温动物:人类及鸟类、哺乳类的体温相对恒定,如人的体温,不论是炎热的夏天还是寒冷的冬天,始终在37℃左右,所以称人类、鸟类和哺乳类为恒温动物。不同种类的恒温动物的体温可能不同,如鸟的体温在42℃左右,猫的体温在39℃左右。
(二)人的体温:人的体温是指人体内部的温度。人的体温一般为37℃左右。
(三)维持恒定体温的意义
(1)维持恒定的体温是恒温动物进行正常新陈代谢的基本条件,体温过高或过低,都会影响新陈代谢的正常进行(如影响体内酶的催化效率),严重时会导致死亡。
(2)恒定的体温能让动物摆脱环境的限制,无论天气如何,只要体温恒定就能进行正常的生命活动。
(四)体温的变动
人的体温受内外因素影响,体温的恒定要受激素和神经的调节。正常人的体温并不是一个固定值,而是一个温度范围。在正常的生理条件下,体温可随昼夜、性别、年龄、环境温度、精神状态和体力活动等情况的不同,在一定的范围内波动,波动范围一般不超过1 ℃。如不同人的体温可能不同,同一个人年轻时体温比年老时高,一般女子体温比男子高, 生病发烧时体温略高等。
典例1:(2022·浙江温州·一模)月亮鱼(如图甲)是目前已发现的唯一“全身恒温”的鱼类。研究团队通过监测绘制了月亮鱼体温随水温变化情况(如图乙)。月亮鱼在水中胸鳞会持续快速摆动,解剂发现其胸鲔基部有发达的肌肉,周身覆盖着厚达1厘米的脂肪层。
(1)根据图乙,判断月亮鱼属于恒温动物的证据是___________。
(2)在低温环境下,哪些结构有利于月亮鱼保持恒定的体温。例举一点并说明原因:___________。
【答案】随着水温的变化,鱼的体温基本保持不变 胸鳍快速摆动,通过肌肉运动产生大量的热;脂肪层厚,减少散热。
【分析】体温不因外界环境温度而改变,始终保持相对稳定的动物,叫做恒温动物,如绝大多数鸟类和哺乳动物。体温随着外界温度改变而改变的动物,叫做变温动物。
【解析】根据图乙,判断月亮鱼属于恒温动物的证据是:随着水温的变化,鱼的体温基本保持不变。
(2)在低温环境下,有利于月亮鱼保持恒定的体温的结构有:胸鳍快速摆动,通过肌肉运动产生大量的热;脂肪层厚,减少散热。
变式1:如图表示五种动物在不同外界温度状况下测得的体温变化情 况,请据图判断下列叙述中错误是( )
A.当外界温度是50℃时,负鼠的体温也可能上升到50℃
B.在实验过程中,猫的体温始终稳定在40℃左右
C.在实验过程中,爬行动物蜥蜴的体温随环境温度的变化而变化最明显
D.猫和鸭嘴兽虽都属哺乳动物,但体温调节能力不同
【答案】A
【解析】猫、负鼠、食蚁兽和鸭嘴兽都是恒温动物,在一定的温度范围内,它们能够调节自己的体温;蜥蜴是变温动物,体温随外界温度变化而变化。
【解答】A、外界温度达到50°时,负鼠、猫、食蚁兽的体温都是40°,A错误,符合题意;
B、由图可知,猫的体温恒定在40°左右,B正确,不符合题意;
C、蜥蜴体温显示曲线较陡,所以蜥蜴的体温变化受环境影响大,C正确,不符合题意;
D、猫和鸭嘴兽虽都属哺乳动物,且体温恒定,但体温调节能力有一定的差异,D正确,不符合题意。
变式2:(2022·浙江台州·八年级期末)如图表示的是人和鳄鱼的耗氧量与环境温度的变化关系。
(1)人和鳄鱼之中,属于恒温动物的是___________。
(2)在寒冷环境中,恒温动物能够继续保持体温恒定的奥秘在于其体内的产热速度___________散热速度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)表示鳄鱼的耗氧量与环境温度的变化关系的是图中的___________曲线。
【答案】人 等于 乙
【分析】体温不因外界环境温度而改变,始终保持相对稳定的动物,叫做恒温动物,如绝大多数鸟类和哺乳动物。体温随着外界温度改变而改变的动物,叫做变温动物,如鱼类、两栖类、爬行类和无脊椎动物。
【解析】(1)动物中属于恒温动物的有哺乳类和鸟类。人属于哺乳类,属于恒温动物;鳄鱼属于鱼类,属于变温动物。
(2)在寒冷环境中,恒温动物能够继续保持体温恒定的奥秘在于其体内的产热速度等于散热速度。
(3)鳄鱼属于变温动物,当环境温度升高时,耗氧量也随之增加,故耗氧量与环境温度的变化关系的是图中的乙曲线。
变式3:(2022八上·青田期末)人体在不同的外界环境中,对热的感觉不同,散热越困难 时往往会感觉到越热,人对热的感觉与气温、相对湿度的关系 如图所示。据图判断。
(1)在相对湿度为 60%,气温为 35℃时,人体对热的感觉 是 ________ (选填“不热”、“热”、“很热”、“非常热”、“酷热难耐”)
(2)在 25℃和 35℃时,其中________℃气温下,相对湿度对人体的热感觉影响较小。
【答案】(1)非常热(2)25
【解析】体温调节是指温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。
(1)由图可知,相对湿度为 60%,气温为 35℃时,人体的感觉是非常热;
(2)由图可知,25℃时,随着相对湿度的升高,人体对热的感觉几乎没什么变化;而在35℃时,随着相对湿度的升高,人体对热的感觉由热到很热,到非常热,变化较大;
考点二、产热与散热的平衡
恒温动物和人类能够维持相对稳定的体温,是因为机体产热与散热两个生理过程保持动态平衡。
(一)产热
(1)人体在安静时,产生的热量主要来自内脏。
(2)人体在劳动或运动时,产生的热量主要来自骨骼肌。人在寒冷环境中,骨骼肌战栗,能使热量成倍增加。
(二)散热
在产热的同时,机体又以各种方式将这些热量散发到体外,以维持体温的相对恒定。人体散热的主要方式有皮肤直接散热和汗液蒸发散热两种。
(1)皮肤直接散热
①皮肤是人体主要的散热器官,人体90%以上的热量是通过皮肤直接散发出去的。皮肤可通过辐射传导、对流等方式散热。
②皮肤直接散热的多少,取决于皮肤表面与外界环境之间的温度差,而人体表面的温度可以通过流经皮肤血液的多少来加以调节。
③散热规律:环境温度低时,人体散热速度会加快,人会因散热过多而体温下降,此时人体需要减少散热,方法是降低皮肤温度,缩小皮肤与环境的温度差,因此血管收缩,皮肤血流量减少;当环境温度高时,人体散热速度会减慢,人会因散热过少而体温升高,此时人体需要增加散热,方法是升高皮肤温度,增大皮肤与环境的温度差,因此血管舒张,皮肤血流量增加。
(2)汗液蒸发散热
在常温条件下,皮肤汗液分泌少,蒸发散热所占比例不大。当外界温度等于或超过体表温度,直接散热不能发挥作用时,汗液蒸发成了主要的散热方式。
(三)中暑
(1)原因:在高温环境中,人体由于未能及时有效地发挥体温调节功能,或因过高的环境温度超过了人体体温调节能力的最大限度,产热多而散热困难,便会出现中暑现象。
(2)表现:体温升高、头痛、头晕、心慌、恶心呕吐、出冷汗、面色苍白甚至昏厥等,严重时会危及生命。
(3)预防中暑的方法:内外降温同时进行,喝冰饮料、凉开水降低体内温度;喝碳酸饮料,利用二氧化碳气体带走人体内的热量;吹风、敷凉毛巾、擦酒精等方式可降低体表温度。
典例1:(2022·浙江杭州·八年级阶段练习)如图是一位宁波市某人民医院接诊的新型冠状病毒感染肺炎的确诊患者。此患者的主要症状是发烧,乏力,肌肉酸痛。经医护人员精心诊治和护理,身体恢复正常,于2020年3月31日正式出院。对此下列说法正确的是( )
A.此患者感到的肌肉酸痛的痛觉是在肌肉处形成的
B.此时图片中患者的主要产热器官是骨骼肌
C.此患者身体恢复正常后,其体内的散热大于产热
D.人们谈“病毒”色变,紧张害怕,这表现是受神经系统和激素共同调节引起
【答案】D
【分析】在神经系统的调节控制下,激素通过血液循环也参与调节人体的生命活动。概括地说,人体的生命活动主要受神经系统的调节,但也受激素调节的影响。
【解析】A.患者感到的肌肉酸痛的痛觉是在大脑皮层形成的,A错误。
B.人体在安静时主要产热器官是内脏,在剧烈运动时主要产热器官是骨骼肌,所以图片中患者的主要产热器官是内脏,B错误。
C.患者身体恢复正常后,其体内的散热等于产热,C错误。
D.人们谈“病毒”色变,紧张害怕,这是神经系统和肾上腺激素共同调节的结果,D正确。
变式1:(2022·浙江·浦江县八年级期末)如图所示,2021年8月5日在奥运会男子1000米双人皮艇决赛中,金华浦江的小伙王丛康与队友以3分19秒612的成绩,获得了第八名。比赛过程中运动员生理上不会出现的变化是( )
A.变成以内脏产热为主 B.散热量仍然等于产热量
C.呼吸频率变得更快 D.肾上腺激素分泌增加
【答案】A
【分析】在神经系统和激素的调节作用下,人体会对环境的刺激做出一系列的适应性反应。
【解析】A.人体在安静时主要通过内脏产热,人体在运动时,主要通过骨骼肌产热,故A符合题意。
B.运动时,散热量等于产热量,维持体温的恒定,故B不符合题意。
C.人体运动时,需要大量的氧气来分解有机物产生能量,所以呼吸频率变得更快,故C不符合题意。
D.运动过程中,肾上腺激素分泌增加,能促进细胞代谢,提高代谢速率,故D不符合题意。
变式2:(2022·浙江九年级专题练习)如图为气温上升时,人体的体温调节示意图。
以下关于人体各效应与其产生的主要结果,判断不正确的是( )
A.效应①可使散热减少 B.效应②可使产热增加
C.效应③可使产热增加 D.效应④可使产热增加
【答案】B
【分析】人体维持体温相对稳定的机理是产热量等于散热量。人体在安静状态下,机体产热的主要器官是内脏,而在运动状态下,机体产热的主要器官是骨骼肌。
【解析】A.效应①皮肤血管收缩,血流量减少,可使散热减少,A正确。
B.效应②汗腺分泌减少,汗液减少,减少体内散失的热量,但不能改变产热多少,B错误。
C.效应③骨骼肌收缩增加,使产热增加,C正确。
D.效应④甲状腺和肾上腺分泌多,代谢率增加,使产热增加,D正确。
变式3:(2022·浙江九年级专题练习)如图所示为人体体温调节示意图,请结合图片回答有关问题:
(1)图中途径表示体温的神经调节过程,因此内脏和骨骼肌属于反射弧中_______。
(2)某病人体温在内都处于39.5℃,若、、、都表示热量,则、、、之间的数学关系为___________。
(3)体温主要是由上述方式进行调节的,但也离不开激素调节。当处于寒冷环境中时,人体内分泌系统分泌的甲状腺激素和肾上腺素将___________(选填“增加”、“减少”或“保持不变”),从而促进新陈代谢,加速体温上升。
【答案】效应器 增加
【解析】(1)[1]图中T-E-N-F-A构成一个完整的反射弧,说明该过程是神经调节。体温调节的中枢位于下丘脑。反射的结构基础是反射弧,反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器,图中的反射弧为:皮肤温度感受器→传入神经→体温调节中枢→传出神经→内脏和骨骼肌,因此图中内脏和骨骼肌属于效应器。
(2)[2]某人体温在24h内都处于39.5℃,此时机体的产热与散热达到动态平衡,即A+B=C+D。
(3)[3]肾上腺素、甲状腺激素在寒冷时的体温调节时都可以促进细胞代谢,增加机体产热,二者具有协同作用。因此处于寒冷环境中时,人体内分泌系统分泌的甲状腺激素和肾上腺激素会增加。
考点三、体温受脑控制
人体内的产热和散热过程是通过脑干中的体温调节中枢来调节和控制的。
人在寒冷与炎热环境中的体温调节过程如图所示
在不同温度环境中人的姿势和行为,特别是人为了保温或降温所采取的措施,如增减衣服等,对体温的调节也有一定的作用。
典例1:(2022·浙江·舟山市八年级阶段练习)如图所示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.当机体受到寒冷刺激时,机体可通过E使皮肤血管收缩,减少散热
B.当机体受到炎热刺激时,机体主要依靠D、E和F散热
C.人体体温调节的过程属于神经调节和激素调节共同完成的
D.人体持续高烧39℃,则其产热和散热保持动态平衡
【答案】B
【分析】1.寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热(骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素等分泌增加),减少散热(毛细血管收缩、汗腺分泌减少)→体温维持相对恒定。
2.炎热环境→皮肤温觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加散热(毛细血管舒张、汗腺分泌增加)→体温维持相对恒定。
【解析】A.当机体受到寒冷刺激时,可通过E使皮肤血管收缩,减少散热,A正确。
B.当机体受到炎热刺激时,机体主要依靠E和F散热,骨骼肌主要是用来产热的,B错误。
C.人体体温调节的过程属于神经—体液调节,C正确。
D.人体体温的相对稳定,是机体产热和散热保持动态平衡的结果。人体持续高烧39℃,则其产热和散热保持动态平衡,D正确。
变式1:(2022·浙江衢州·二模)“发热、乏力、干咳”是新冠肺炎的主要症状,为做好疫情防控,发现有体温异常者须立刻上报。下图为人体体温调节示意图,请据图回答:
(1)图中的“?” 是反射弧结构中的___________;
(2)若某患者体温24小时内一直处于39℃,则这段时间内他的产热量___________散热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】神经中枢 等于
【分析】人体体温维持相对稳定是神经—体液共同调节的结果。机体产热和散热保持动态平衡的机制如下:外界温度低时,机体产热多,散热也多;外界温度高时,机体产热少,散热少。产热多于散热,则体温升高;产热少于散热,则体温降低。寒冷时,激素分泌增多,促进细胞代谢加强,增加产热量的激素有肾上腺素、甲状腺激素等。
【解析】(1)人或动物通过神经系统对刺激做出的规律性反应叫做反射,反射活动必须通过反射弧来进行,因此能够让其正常进行的基本结构反射弧。反射活动的结构基础称为反射弧,包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。如图所示,可知图中的“?”是反射弧结构中的神经中枢。
(2)若某患者体温在24h内都处于39℃,此时机体产热与散热达到动态平衡,即产热量等于散热量。
变式2:(2022·浙江舟山·中考真题)思维模型的建构能促进深度学习,也有利于问题的解决,小舟学习完《体温的控制》后,建构如下思维模型。据此回答下列问题:
(1)请将上述思维模型中的“?”处补充完整。___________
(2)炎热的夏天外界环境温度较高,机体会通过多种散热方式来维持体温相对稳定,请写出其中一种散热方式___________。
【答案】体温调节 汗液蒸发散热或皮肤直接散热
【分析】皮肤的功能有保护、分泌和排泄、调节体温、感受外界刺激等。
【解析】(1)当外界环境温度发生变化,皮肤里的冷、热觉感受器产生兴奋,并将兴奋传至下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的分析综合,再使有关神经兴奋,引起皮肤血管收缩或舒张,从而使人体体温维持相对稳定。
(2)炎热的夏天,外界环境温度较高,机体会通过多种散热方式来维持体温相对稳定,散热包括通过汗液蒸发散热、增加皮肤血流量使热量从体内被带到体表。
变式3:(2022·浙江杭州·八年级期末)维持体温恒定的体温调节中枢位于哪里?有人猜测体温调节中枢位于下丘脑,有人猜测位于脊髓。针对此问题,小乐进行了如下探究:将4只大小相同、健康生长的小白鼠,按下表处理方法处理后,均放在寒冷环境中观察其体温变化情况。
实验组名 小白鼠数量 处理方法 体温变化情况
甲 1 不进行任何处理
乙 1 只破坏下丘脑
丙 1 待填
丁 1 既破坏下丘脑,又破坏脊髓
(1)丙组小白鼠的处理方法是___________。
(2)若甲、丙组小白鼠体温保持恒定,乙、丁组小白鼠体温不能保持恒定,初步得出体温调节中枢位于___________。此时甲、丙组小白鼠体内产热与散热___________。
(3)有人认为,为使实验所得结论更可靠,需对实验进行改进。写出改进措施:___________。
【答案】只破坏脊髓 下丘脑 相等 增加每组小鼠的数量
【分析】由题可知,自变量是调节中枢,因变量是体温是否恒定。故甲为对照组,不做处理;乙和丙中一个破坏下丘脑,一个破坏脊髓;丁两个都破坏,再将它们放到寒冷环境下,观察体温是否恒定即可推出相应结论。
【解析】(1)实验遵循对照原则和单一变量原则。维持体温恒定的体温调节中枢位于下丘脑,有人认为位于脊髓,只需破坏下丘脑或脊髓或都破坏,看小鼠的体温变化。所以丙组小白鼠的处理方法是:只破坏脊髓。
(2)若甲、丙组小白鼠体温保持恒定,乙、丁组小白鼠体温不能保持恒定。乙、丁组小白鼠都被破坏了下丘脑,所以可以得出体温调节中枢位于下丘脑。甲、丙组小白鼠体温保持恒定,则体内产热与散热相等。
(3)因为每组实验的小鼠数量太少,导致实验具有偶然性,因此应该增加每组小鼠的数量。
1.(2021·浙江宁波·八年级期末)健康人的正常体温调节过程如下:环境温度低于体温→感受器→体温调节中枢→效应器→调节活动X。下列关于活动X的说明,不合理的是( )
A.皮肤血管收缩 B.适当增添衣裤 C.浑身肌肉颤抖 D.汗液分泌增加
【答案】D
【分析】人体内有一套产热和散热的自动调控装置,它由下丘脑的体温调节中枢和皮肤内脏的许多温度感受器组成。当人感到冷或热时,信号由神经系统传入,下丘脑的体温调控“司令部”很快下达指令,使有关系统如肌肉、内脏器官、皮肤、毛细血管、汗腺等全部启动起来,各司其职,有序地进行体温调控,尽量使体温保持在恒定范围。比如,当环境温度下降和寒冷刺激时,肌肉就会收缩发抖(打冷战),使产热增加;天热时,人体就会排汗,利用水分蒸发来散热。
【解析】当环境温度低于体温时,人体会减少散热:血管收缩减少血流量、汗液的分泌会减少。同时会增加产热:肌肉战栗;增添衣物可以减少人体热量散失。故D不合理,ABC合理。
2.(2022·浙江杭州·八年级期末)2021年12月,杭州新冠疫情防控再次升级,某居民按照14天居家健康监测要求进行体温测量,下表为其中某一天的体温记录情况,下列有关说法不正确的是
时间 7:00 10:00 13:00 16:00 19:00 22:00
体温/℃ 36.5 36.8 36.8 36.9 37.0 36.7
A.该居民居家静躺时,体内产热的器官主要是内脏
B.在10:00到13:00期间,该居民体内的产热和散热保持相对平衡
C.人体内正常体温的维持,是通过小脑中的体温调节中枢来控制和调节的
D.冬天室内温度比较低,该居民皮肤血管收缩,血流量减少
【答案】C
【分析】人在安静时,产热主要来自于内脏;而在运动时,产热主要来自于骨骼肌。
【解析】A.人在平静状态下,人体产生热量的主要器官是内脏,正确。
B.由数据知,在11:00-13:00间,居民的体温保持不变,说明其体内产热与散热相互平衡,正确。
C.人的体温一般都为37℃左右,这是人体通过神经调节和激素调节控制人体的产热和散热过程,脑干中的体温调节中枢能使人体的产热和散热过程趋于平衡,错误。
D.寒冷环境中皮肤血管收缩,血流量减少,从而达到减少散热,皮肤温度因而低,同时起到了增强发散体热的作用,正确。
3.(2022·浙江·绍兴市八年级期末)2021年12月以来浙江多地爆发了新冠疫情。确诊病例和无症状感染者均已在定点医院进行隔离治疗;居民采取居家隔离管控措施,足不出户,严禁人员聚集,疫情迅速得到了控制。新冠患者的主要症状是发烧,乏力,肌肉酸痛。下列说法正确的是( )
A.患者感到的肌肉酸痛的痛觉是在肌肉处形成的
B.躺在床上的患者主要产热器官是骨骼肌
C.此患者身体恢复正常后,其体内的散热大于产热
D.人们谈“病毒”色变,紧张害怕,这表现是受神经系统和激素共同调节引起
【答案】D
【分析】1.体温调节是指温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。
2.当人处于寒冷环境中时,寒冷刺激了皮肤里的冷觉感受器,冷觉感受器产生兴奋,并将兴奋传入下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,再使交感神经兴奋,进而引起皮肤血管收缩,减少血管流血量,从而使皮肤散热量减少。与此同时,皮肤的立毛肌收缩,骨骼肌也产生不由自主地战栗,使产热量增加以保持体温的稳定。
【解析】A.患者感到的肌肉酸痛的痛觉是在大脑皮层里形成的,A错误。
B.人体在运动状态时主要产热器官是骨骼肌,而躺在床上的患者主要产热器官是肝脏,B错误。
C.此患者身体恢复正常后,体温稳定,其体内的散热等于产热,C错误。
D.人体之所以是一个统一的整体,是由于神经系统的调节作用,同时内分泌腺分泌的激素对人体也有调节作用,二者密切配合共同完成人体的自我调节。人们谈“病毒”色变,紧张害怕,这表现是受神经系统和激素共同调节引起,D正确。
4.(2021·浙江杭州·八年级期末)体育课上,小金同学在完成1000米体能测试后气喘吁吁、全身冒汗,此时他皮肤下的血管状态处于图甲中的______(填字母,下同),图乙中能表示他奔跑时体温变化的曲线是______。
【答案】C f
【分析】皮肤中的汗腺和血管能够调节体温,当气温高时,汗腺分泌的汗液增多,流经体表的血液增多,就能散失体内的热量,人的体温一般都为37℃左右,这是人体通过神经调节和激素调节控制人体的产热和散热过程,使人体的产热和散热过程趋于平衡。
【解析】小金同学在完成1000米体能测试后气喘吁吁、全身冒汗,通过增加汗液的分泌及使皮肤的血管舒张以增加散热,故此时他皮肤下的血管状态处于图甲中的C。
人是恒温动物,体温不会随着外界环境的变化而变化,故图中体温f变化正确。
5.(2022·浙江台州·八年级期末)运动会也是同学们展示风采的舞台,比赛需要运动员顽强的意志品质和一定的竞技能力。
(1)运动员听到起跑发令枪响时立即起跑,该反射属于___________反射,运动过程中产热的主要器官是___________。
(2)为了维持体温恒定,运动时皮肤中的血管将___________(选填“收缩”“不变”或“舒张”),整个过程中的人体调节是由激素和___________共同完成的。
【答案】条件 骨骼肌 舒张 神经系统
【分析】神经调节的基本方式是反射,分为条件反射和复杂反射。
【解析】(1)测试运动员听到发令枪声后立刻起跑,神经中枢是大脑皮层的听觉中枢,所以此反射类型是条件反射。在跑步过程中骨骼肌剧烈收缩、舒张、呼吸加深,心跳加快,产热增加。即运动过程中产热的主要器官是骨骼肌。
(2)运动员在跑步的过程中,骨骼肌剧烈的收缩和舒张,产生大量的热量,运动中为了维持体温的恒定,皮肤中的血管将舒张,散失一部分热量。人在遇到紧急情况时,神经系统会促使肾上腺分泌较多的肾上腺素等,这些激素能够促使心跳加快,血压升高,肌肉收缩有力,以应对紧张情况。这些说明人体的生命活动调节是神经系统和激素协调配合完成的。
6.(2022·浙江衢州·八年级期末)2021年12月3日,纪录电影《无尽攀登》正式上映,该片讲述了中国首位依靠假肢登顶珠峰者——夏伯渝的故事。
(1)在山顶寒冷的环境中,夏伯渝立毛肌战栗,这种调节的基本方式是____________;
(2)夏伯渝在登山过程中主要的产热器官是____________;
(3)当夏伯渝从峰顶返回山脚营地时,他随身携带的气压计的示数将____________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】反射 骨骼肌 变小
【分析】反射是指在中枢系统参与下,机体对内、外环境刺激产生的规律性反应。
【解析】(1)寒冷环境中,人的立毛肌战栗属于神经调节,神经调节的基本方式是反射。
(2)人体的主要产热器官为肝脏和骨骼肌,在登山运动时,主要是靠人体的骨骼肌产热。
(3)由于在登山过程中,氧气瓶中的氧气会被消耗掉一部分,所以内部的气体压强会变小,气压计示数会变小。
7.(2021·浙江台州·八年级阶段练习)“发热、乏力、干咳”是新冠肺炎的主要症状,为了防控新冠肺炎,对进出村镇、小区的人员进行体温检测,发现有体温异常者必须立刻上报。下图所示为人体体温调节的示意图,请回答下列问题:
(1)图中T→E→N→F→A途径表示_________过程(填“激素调节”或“神经调节”),体温调节中枢位于_________中。
(2)某新冠肺炎患者的体温在24h内都处于39℃,若A、C分别表示产生和散失的热量,则这24h内A________ C(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)甲、乙两图表示外界气温改变时,皮肤中血管的舒缩情况。其中表示外界气温较低时血管情况的是________图,此时散热方式为_________。
【答案】神经调节 脑干 等于 乙 皮肤直接散热
【分析】人体体温维持相对稳定是神经-体液共同调节的结果。机体产热和散热保持动态平衡的机制如下:外界温度低时,机体产热多,散热也多;外界温度高时,机体产热少,散热少。产热多于散热,则体温升高;产热少于散热,则体温降低。寒冷时,激素分泌增多,促进细胞代谢加强,增加产热量的激素有肾上腺素、甲状腺激素等。战栗是骨骼肌的不自主地收缩,不受大脑皮层支配。
【解析】(1) T→E→N→F→A途径有神经系统的参与,属于神经调节。体温调节中枢位于脑干中。
(2)A是产热,C是散热,患者体温24小时内都处于39℃,说明其散热和产热量是相等的,即A=C。
(3)外界气温较低时,散热会减少,血管会收缩,即乙图符合。散热减少时,人体主要通过皮肤直接散热。
8.(2022·浙江金华·八年级期末)环境温度发生变化时,人体会及时有效地发挥调节功能来维持体温的相对恒定。如图表示某正常成年人在平静状态下手臂皮肤血管内血液在单位时间内随外界温度变化时的流量变化过程。
(1)在不同环境温度下,人体能够维持稳定的体温,是因为机体的产热和散热两个生理过程能保持动态平衡的结果。这两个生理过程是通过下丘脑中的______________来调节和控制的;
(2)皮肤血管口径的调节与散热功能密切相关,当环境温度处于左图中AB段时,皮肤血管口径大多时间处于题图中的______________状态(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
【答案】体温调节中枢 丙
【分析】体温调节是温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。
【解析】(1)人体的各项生命活动都要在神经系统的调节之下,如人体的体温之所以能维持稳定,主要是产热和散热两个生理过程保持动态平衡的结果,这个动态平衡的调节过程受人体下丘脑中的体温调节中枢控制的。
(2)如图可知,当环境温度处于左图中AB段时,血液的流量增加,即散热量增加,此时血管属于舒张状态,即图丙。
9.(2022·浙江·绍兴市八年级期末)北京时间2021年12月5日,18岁的中国冰雪小将谷爱凌首次在大跳台世界杯上夺冠,为国人赢得骄傲。
(1)她的每一个精美动作的完成都要依赖如图所示的神经结构得以完成,这样的神经结构叫 _____,上图中⑤指的是 _____。
(2)人体在冰雪场地温度相对较低的环境中,皮肤血管的状态是 _____图(填“A”、“B”或“C”)。若管径如图C时,根据血管所处的状态,可判断散发的热量将 _____(填“增加”、“不变”或“减少”) 。
【答案】(1)反射弧 效应器 (2)A 增加
【分析】反射是指在中枢神经系统参与下,动物体或人体对内环境刺激所发生的有规律的反应。神经调节的基本方式是反射,完成反射的结构基础是反射弧,反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器组成。图中神经冲动的传导方向是:①感受器→②传入神经→③神经中枢→④传出神经→⑤效应器。
(1)结合分析可知,谷爱凌每一个精美动作的完成都要依赖如图所示的神经结构得以完成,这样的神经结构叫反射弧,上图中⑤指的是效应器。效应器由传出神经末梢和它控制的肌肉或腺体组成,接受传出神经传来的神经冲动,引起肌肉或腺体活动。
(2)当人处于寒冷环境中时,寒冷刺激了皮肤里的冷觉感受器,冷觉感受器产生兴奋,并将兴奋传入下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,再使交感神经兴奋,进而引起皮肤血管收缩,减少血管流血量,从而使皮肤散热量减少。与此同时,皮肤的立毛肌收缩,骨骼肌也产生不由自主地战栗,使产热量增加以保持体温的稳定。所以,人体在冰雪场地温度相对较低的环境中,皮肤血管的状态是A图(血管收缩,管径变小)。若管径如图C时,血管管径变大,血管表面积增大,可判断散发的热量将增加。
10.(2021·浙江·九年级专题练习)杭州气象台发布消息:2021年2月20日杭州进入气象意义上的春季。
进入春季后气温起伏大,气温复杂多变,还是需要“春捂秋冻”。意思就是春天不要急于脱掉棉衣,秋天也不要刚见冷就穿的太多,适当的捂一点或冻一点,对于身体健康是有好处的。这与人体体温调节密切相关。
(1)“春捂”___________(选填“会”“不会”)使人体体温升高,“秋冻”的感觉是在___________形成的。
(2)当处于寒冷环境时,人体血管收缩,血流量减少,立毛肌收缩,同时内分泌系统分泌的甲状腺素和肾上腺素将___________(选填“增多”“减少”或“保持不变”),从而促进新陈代谢,加速体温上升。
(3)春季感冒多发,某人因感冒而发热,经测量,该病人体温在24小时内都处于39℃,则此人机体的散热___________产热(选填“大于”“小于”或者“等于”)。
【答案】不会 大脑皮层 增多 等于
【分析】人体体温维持相对稳定是神经-体液共同调节的结果。机体产热和散热保持动态平衡的机制如下:外界温度低时,机体产热多,散热也多;外界温度高时,机体产热少,散热少。产热多于散热,则体温升高;产热少于散热,则体温降低。寒冷时,激素分泌增多,促进细胞代谢加强,增加产热量的激素有肾上腺素、甲状腺激素等。战栗是骨骼肌的不自主地收缩,不受大脑皮层支配。
【解析】(1)由于机体自身调节,“春捂”不会使人体体温升高;“冻”的感觉是在大脑皮层中形成的。
(2)肾上腺素、甲状腺激素在寒冷时的体温调节时都可以促进细胞代谢,增加机体产热,二者具有协同作用。因此处于寒冷环境中时,人体内分泌系统分泌的甲状腺激素和肾上腺激素会增加。
(3)人当体受到寒冷刺激时,皮肤冷觉感受器产生的兴奋,经传入神经传递到下丘脑体温调节中枢,通过多种途径促进机体产热增多以维持体温恒定。若人体温在数小时内都处于39℃,则在这段时间内,此人的产热量等于散热量。
11.(2021·浙江·九年级专题练习)2020年5月27日11时,中国珠峰高程测量登山队成功登顶珠穆朗玛峰,通过科学测量得到珠峰最新最精确“身高”为8848.86米在登顶过程中,登山队员们生理上会出现适应性的变化。
(1)如图为人体几种器官或组织的产热量百分比扇形图,图_______可以表示登山队员在登山时的产热情况。
(2)当登山运动员处在寒冷环境中时,人会不由自主的颤抖,它的生理意义是______。
(3)登山运动员在登山之前暂住在珠峰大本营,外界气温很低,此时人体是如何调节皮肤直接散热,维持体温恒定的。________________________
【答案】乙 见解析 见解析
【解析】(1)在剧烈运动时,骨骼肌要剧烈的收缩和舒张,牵引骨骼做运动,需要的能量多,因此产热将明显增加,图乙可以表示登山队员在登山时的产热情况。
(2)人在寒冷的环境中,往往会不由自主地出现颤抖现象,原因是在寒冷环境下→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热(如骨骼肌战栗、立毛肌收缩等)→体温维持相对恒定。
(3)外界气温很低,由于皮肤血管收缩,皮肤血流量减少,就能减少体内热量的散失,保持体内的热量。
12.(2022·浙江·金华市八年级期末)如下图甲所示为人体体温调节示意图,据图回答:
(1)图甲中T→E→N→F→A途径表示体温的神经调节过程,因此内脏和骨骼肌属于反射弧中的________。
(2)某病人体温在24 h内都处于39.5℃,若A、C分别表示产生和散失的热量,则这24h内A_____C(填“>”、“<”或“=”)。
(3)如当外界的温度发生变化时,人体皮肤的血管口径就会发生相应的变化,以更好地适应外界的环境。上图乙为正常温度的环境中皮肤血管的示意图,当外界高温时,人体皮肤血管的口径应更类似于上图丙中的_________(填字母编号)。
(4)体温主要是由上述神经调节方式进行的,但也离不开________调节。当处于寒冷环境中时,人体血液中的某些物质含量会升高,从而促进人体新陈代谢,加速体温上升。
【答案】效应器 = D 激素##体液
【分析】体温维持相对稳定是神经—体液共同调节的结果。机体产热和散热保持动态平衡的机制如下:外界温度低时,机体产热多,散热也多;外界温度高时,机体产热少,散热少。产热多于散热,则体温升高;产热少于散热,则体温降低。寒冷时,激素分泌增多,促进细胞代谢加强,增加产热量的激素有肾上腺素、甲状腺激素等。战栗是骨骼肌的不自主地收缩,不受大脑皮层支配。
【解析】(1)图中T-E-N-F-A构成一个完整的反射弧,说明该过程是神经调节。体温调节的中枢位于下丘脑。反射的结构基础是反射弧,反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器,图中的反射弧为:皮肤温度感受器→传入神经→体温调节中枢→传出神经→内脏和骨骼肌,因此图中内脏和骨骼肌属于效应器。
(2)某人体温在24h内都处于39.5℃,此时机体的产热与散热达到动态平衡,即A=C。
(3)当气温高时,汗腺分泌和排出的汗液增多,流经体表的血液增多,血管舒张,增大散热量,从而保持体温恒定。人体皮肤血管的口径应更类似于上图丙中的D。
(4)体温维持相对稳定是神经—体液共同调节的结果。体温主要是由上述神经调节方式进行的,但也离不开激素调节。例如人体寒冷时,人体分泌的肾上腺素、甲状腺激素增加,从而促进细胞代谢,增加机体产热。
13.(2022·浙江湖州·八年级期末)2020年5月27日11点,我国珠峰科考队8名队员克服重重困难成功登顶世界第一高峰珠穆朗玛峰,进行珠峰测量工作。这次考察利用中国的北斗卫星导航系统来测量山峰高度和自然资源数据。
(1)珠穆朗玛峰位于我国的青藏高原地区,该地区气候特殊,科研考察的难度很大,影响青藏高原气候的主要因素是________。
(2)珠峰上的气温是零下25℃,登山过程中考察队员生理上出现的适应性变化有________;
A.体温下降 B.机体耗氧量降低
C.皮肤血管收缩 D.体温调节中枢兴奋性减弱
(3)小明从媒体中获悉科考队员所携带的部分物品清单,制作了一份分析表。请你帮助小明填写表中的空格:
携带物品 防裂唇膏 电热鞋 高压锅 防紫外线服装 …
原因 高原风大、空气干燥,人体中水分蒸发得快 冬天温度低,脚离心脏较远,温度较低 ______ 紫外线照射强烈 …
【答案】地形(海拔) C 液体的沸点随气压的增大而升高
【解析】(1)青藏高原海拔高,地势越高,气温越低,海拔每升高100米,气温约下降0.6℃,所以影响青藏高原气候的主要因素是地形。
(2)寒冷时,皮肤血管收缩,血流量减少,进而减少散热量,因此登山队员生理上出现的适应性变化皮肤血管收缩。
(3)高压锅的工作原理是:液体的沸点随气压的增大而升高。
14.(2022·浙江温州·二模)环境温度发生变化时,人体会及时有效地发挥调节功能来维持体温的相对恒定。图甲为人体几种器官或组织在不同状态下的产热量百分比扇形图,图乙是在安静状态下某正常成年人手臂皮肤血液流量随环境温度变化情况。请分析图形并回答下列问题:
(1)请举出图甲中符合“状态二”的一个实例:___________。
(2)当环境温度处于图乙中AB段时,人体主要的散热方式是___________。
(3)在图乙中,如果室温在C时刻快速下降至5℃,曲线的变化趋势是:___________。
【答案】跑步(符合题意均可) 汗液蒸发 下降
【分析】皮肤具有调节体温的功能:当外界气温较高时,皮肤内血管扩张,血流量增加,散热量增多,与此同时,汗腺分泌汗液增多,通过汗液蒸发散失的热量也多;外界气温较低时,皮肤内的大多数血管收缩,血流量减少,通过皮肤散发的热量减少,与此同时,汗腺分泌汗液减少,通过汗液的蒸发散失的热量也减少。
【解析】(1)“状态二”中骨骼肌产热占比很大,人体在运动时主要由骨骼肌产热,则符合“状态二”的一个实例:跑步(符合题意均可)。
(2)AB段室内温度高于人体温度,人体通过皮肤血管舒张,血流量增加,主要通过汗液蒸发来间接散热。
(3)如果室温在C时刻下降至5℃,曲线将下降,因为此时为减少体内热量的散失,皮肤血管将收缩,血流量减少,皮肤温度下降。
15.(2021·浙江·九年级专题练习)分析有关实验过程,回答问题。
小白鼠是恒温动物,为了探究调节体温的中枢是否为下丘脑,某科学兴趣组制订了以下实验方案:提出假设:下丘脑是调节体温的主要中枢。
实验过程:
Ⅰ.取性别和年龄相同的、健康的、生理状况一致的数十只成年小白鼠,分成甲组、乙组;
Ⅱ.用一定的方法控制甲组鼠的下丘脑不参与工作,乙组鼠不做处理;
Ⅲ.先测定甲、乙两组小白鼠的体温并记录;
Ⅳ..................;
Ⅴ.在相对安静的条件下观察24小时,每隔4小时分别测量一次体温,并做好记录
请分析回答:
(1)恒温动物当环境温度明显降低时,其体温仍能保持___________;
(2)写出(Ⅳ)的操作步骤___________;
(3)相关预测与分析:若假设成立,观察到的实验现象是:___________
【答案】恒定 甲乙两组小白鼠应置于相同的较低温度(比如10℃)环境中 甲组下丘脑被破坏,体温不能维持恒定,乙组保留了下丘脑则体温恒定
【分析】探究性实验的基本解题思路应为:明确实验目的→②确定实验变量→③分析实验原理→④提出实验假设→⑤落实实验用品→⑥设计实验步骤→⑦预测实验结果→⑧得出实验结论。
【解析】(1)小白鼠是恒温动物,当环境温度明显降低时,其体温仍能保持相对恒定。
(2)实验设计方案中甲乙两组小白鼠形成对照,自变量是下丘脑的有无,而其他无关变量都应该保持一致,因此温度在这里应该保持一致,故甲乙两组小白鼠应置于相同的较低温度(比如10℃)环境中。
(3)若假设成立,即下丘脑是体温调节中枢,则甲组下丘脑被破坏,体温不能维持恒定,乙组保留了下丘脑则体温恒定,若假设不成立,即下丘脑不是体温调节中枢,则甲乙两组体温都保持恒定。
16.(2022·浙江缙云县八年级期末)科学家分析了北极熊的毛,发现它并非白色,而是一根根中空而透明小光导管,它不仅能防水隔热,而且只有紫外线才能通过,是北极熊收集热量的天然工具,对生活在寒冷极地的北极熊的体温调节起到了很大的作用。请根据材料回答问题:
(1)北极熊空心的毛具有防水隔热及吸收紫外线的特点,有利于北极熊_________;
A.增加产热 B.减少散热 C.吸收热量 D.增加散热
(2)维持北极熊身体的产热和散热平衡的体温调节中枢跟人体一样位于_________。
(3)由于全球变暖冰层变薄开裂,北极熊为了获取食物,常从一块浮冰跳到另一块浮冰。如果一只北极熊跳上一块浮冰后,浮冰仍然处于漂浮状态,则浮冰受到的浮力_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)如图,一只体重为7210牛的北极熊,要在露出海面部分体积不小于多少立方米的浮冰上活动,才能确保北极熊整个身体露出水面_________。(写出计算过程,海水=1.03×103kg/m3)
【答案】BC 下丘脑##脑干##脑干中的下丘脑 变大 北极熊要在露出水面部分体积不小于0.7m3的浮冰上活动
【分析】人在寒冷的环境中,皮肤中的冷觉感受器产生神经冲动,通过传入神经,达到下丘脑,下丘脑发出神经冲动,达到骨骼肌及甲状腺等处,促进体内有机物分解,把储存在有机物中的化学能转化为热能,来维持体温。
【解析】(1)北极熊空心的毛具有防水隔热及吸收紫外线的特点,所以有利于北极熊减少散热和吸收热量。
(2)维持北极熊身体的产热和散热平衡的体温调节中枢跟人体一样位于脑干中的下丘脑。
(3)如果一只北极熊跳上一块浮冰后,浮冰仍然处于漂浮状态,此时浮力等于浮冰与熊的总重力,所以浮冰受到的浮力变大。
(4)解:要确保北极熊整个身体露出水面,则冰完全浸没增大的浮力不能小于熊的重力,F浮=G物=7210N,所以ρ水gV露=G物 则
答:北极熊要在露出水面部分体积不小于0.7m3的浮冰上活动。
17.(2022·浙江温州·八年级期末)据报道2021年5月某地举办山地马拉松赛,比赛中部分缺少保暖衣物的运动员因冰雹、大风、降温等出现身体不适、甚至出现“失温”危及生命。所谓“失温”,指人体重要器官温度降低,人产生寒颤、迷茫,甚至因心肺功能衰竭。专业人士建议:长时间户外运动需要随身携带保温毯、高热量食物等物品。
材料一:山地马拉松运动中,运动员需消耗大量能量,不易及时补充能量。
材料二:温度过低时,运动员肌肉僵硬、体表血液流动变慢,无法正常运动。
从体温调节的相关知识,分析比赛中运动员出现“失温”现象的原因。
【答案】运动员长时间运动消耗了大量能量,没有足够的能量产热;同时低温造成肌肉僵硬,难以通过颤抖产热。大风、降温、缺少保暖衣物等明显加快身体散热,由于人体散热远大于产热,超过神经系统调节能力,导致体温持续下降出现“失温”现象。
【分析】调节人体生命活动是神经系统和激素,其中神经系统起着主要的调节作用。
【解析】失温,一般指人体热量流失大于热量补给,从而造成人体核心区温度降低,并产生一系列寒颤、迷茫、心肺功能衰竭等症状,甚至最终造成死亡的病症。比赛中运动员出现“失温”现象的原因:运动员长时间运动消耗了大量能量,没有足够的能量产热;同时低温造成肌肉僵硬,难以通过颤抖产热。大风、降温、缺少保暖衣物等明显加快身体散热,由于人体散热远大于产热,超过神经系统调节能力,导致体温持续下降出现“失温”现象。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第5节 体温的控制
考点一、恒定的体温
(一)变温动物和恒温动物
(1)变温动物:如无脊椎动物、鱼类、两栖类、爬行类等。这些动物没有完善的体温调节机能,体温随环境温度的变化而改变,因此称它们为变温动物。
(2)恒温动物:人类及鸟类、哺乳类的体温相对恒定,如人的体温,不论是炎热的夏天还是寒冷的冬天,始终在37℃左右,所以称人类、鸟类和哺乳类为恒温动物。不同种类的恒温动物的体温可能不同,如鸟的体温在42℃左右,猫的体温在39℃左右。
(二)人的体温:人的体温是指人体内部的温度。人的体温一般为37℃左右。
(三)维持恒定体温的意义
(1)维持恒定的体温是恒温动物进行正常新陈代谢的基本条件,体温过高或过低,都会影响新陈代谢的正常进行(如影响体内酶的催化效率),严重时会导致死亡。
(2)恒定的体温能让动物摆脱环境的限制,无论天气如何,只要体温恒定就能进行正常的生命活动。
(四)体温的变动
人的体温受内外因素影响,体温的恒定要受激素和神经的调节。正常人的体温并不是一个固定值,而是一个温度范围。在正常的生理条件下,体温可随昼夜、性别、年龄、环境温度、精神状态和体力活动等情况的不同,在一定的范围内波动,波动范围一般不超过1 ℃。如不同人的体温可能不同,同一个人年轻时体温比年老时高,一般女子体温比男子高, 生病发烧时体温略高等。
典例1:(2022·浙江温州·一模)月亮鱼(如图甲)是目前已发现的唯一“全身恒温”的鱼类。研究团队通过监测绘制了月亮鱼体温随水温变化情况(如图乙)。月亮鱼在水中胸鳞会持续快速摆动,解剂发现其胸鲔基部有发达的肌肉,周身覆盖着厚达1厘米的脂肪层。
(1)根据图乙,判断月亮鱼属于恒温动物的证据是___________。
(2)在低温环境下,哪些结构有利于月亮鱼保持恒定的体温。例举一点并说明原因:___________。
变式1:如图表示五种动物在不同外界温度状况下测得的体温变化情 况,请据图判断下列叙述中错误是( )
A.当外界温度是50℃时,负鼠的体温也可能上升到50℃
B.在实验过程中,猫的体温始终稳定在40℃左右
C.在实验过程中,爬行动物蜥蜴的体温随环境温度的变化而变化最明显
D.猫和鸭嘴兽虽都属哺乳动物,但体温调节能力不同
变式2:(2022·浙江台州·八年级期末)如图表示的是人和鳄鱼的耗氧量与环境温度的变化关系。
(1)人和鳄鱼之中,属于恒温动物的是___________。
(2)在寒冷环境中,恒温动物能够继续保持体温恒定的奥秘在于其体内的产热速度___________散热速度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)表示鳄鱼的耗氧量与环境温度的变化关系的是图中的___________曲线。
变式3:(2022八上·青田期末)人体在不同的外界环境中,对热的感觉不同,散热越困难 时往往会感觉到越热,人对热的感觉与气温、相对湿度的关系 如图所示。据图判断。
(1)在相对湿度为 60%,气温为 35℃时,人体对热的感觉 是 ________ (选填“不热”、“热”、“很热”、“非常热”、“酷热难耐”)
(2)在 25℃和 35℃时,其中________℃气温下,相对湿度对人体的热感觉影响较小。
考点二、产热与散热的平衡
恒温动物和人类能够维持相对稳定的体温,是因为机体产热与散热两个生理过程保持动态平衡。
(一)产热
(1)人体在安静时,产生的热量主要来自内脏。
(2)人体在劳动或运动时,产生的热量主要来自骨骼肌。人在寒冷环境中,骨骼肌战栗,能使热量成倍增加。
(二)散热
在产热的同时,机体又以各种方式将这些热量散发到体外,以维持体温的相对恒定。人体散热的主要方式有皮肤直接散热和汗液蒸发散热两种。
(1)皮肤直接散热
①皮肤是人体主要的散热器官,人体90%以上的热量是通过皮肤直接散发出去的。皮肤可通过辐射传导、对流等方式散热。
②皮肤直接散热的多少,取决于皮肤表面与外界环境之间的温度差,而人体表面的温度可以通过流经皮肤血液的多少来加以调节。
③散热规律:环境温度低时,人体散热速度会加快,人会因散热过多而体温下降,此时人体需要减少散热,方法是降低皮肤温度,缩小皮肤与环境的温度差,因此血管收缩,皮肤血流量减少;当环境温度高时,人体散热速度会减慢,人会因散热过少而体温升高,此时人体需要增加散热,方法是升高皮肤温度,增大皮肤与环境的温度差,因此血管舒张,皮肤血流量增加。
(2)汗液蒸发散热
在常温条件下,皮肤汗液分泌少,蒸发散热所占比例不大。当外界温度等于或超过体表温度,直接散热不能发挥作用时,汗液蒸发成了主要的散热方式。
(三)中暑
(1)原因:在高温环境中,人体由于未能及时有效地发挥体温调节功能,或因过高的环境温度超过了人体体温调节能力的最大限度,产热多而散热困难,便会出现中暑现象。
(2)表现:体温升高、头痛、头晕、心慌、恶心呕吐、出冷汗、面色苍白甚至昏厥等,严重时会危及生命。
(3)预防中暑的方法:内外降温同时进行,喝冰饮料、凉开水降低体内温度;喝碳酸饮料,利用二氧化碳气体带走人体内的热量;吹风、敷凉毛巾、擦酒精等方式可降低体表温度。
典例1:(2022·浙江杭州·八年级阶段练习)如图是一位宁波市某人民医院接诊的新型冠状病毒感染肺炎的确诊患者。此患者的主要症状是发烧,乏力,肌肉酸痛。经医护人员精心诊治和护理,身体恢复正常,于2020年3月31日正式出院。对此下列说法正确的是( )
A.此患者感到的肌肉酸痛的痛觉是在肌肉处形成的
B.此时图片中患者的主要产热器官是骨骼肌
C.此患者身体恢复正常后,其体内的散热大于产热
D.人们谈“病毒”色变,紧张害怕,这表现是受神经系统和激素共同调节引起
变式1:(2022·浙江·浦江县八年级期末)如图所示,2021年8月5日在奥运会男子1000米双人皮艇决赛中,金华浦江的小伙王丛康与队友以3分19秒612的成绩,获得了第八名。比赛过程中运动员生理上不会出现的变化是( )
A.变成以内脏产热为主 B.散热量仍然等于产热量
C.呼吸频率变得更快 D.肾上腺激素分泌增加
变式2:(2022·浙江九年级专题练习)如图为气温上升时,人体的体温调节示意图。
以下关于人体各效应与其产生的主要结果,判断不正确的是( )
A.效应①可使散热减少 B.效应②可使产热增加
C.效应③可使产热增加 D.效应④可使产热增加
变式3:(2022·浙江九年级专题练习)如图所示为人体体温调节示意图,请结合图片回答有关问题:
(1)图中途径表示体温的神经调节过程,因此内脏和骨骼肌属于反射弧中_______。
(2)某病人体温在内都处于39.5℃,若、、、都表示热量,则、、、之间的数学关系为___________。
(3)体温主要是由上述方式进行调节的,但也离不开激素调节。当处于寒冷环境中时,人体内分泌系统分泌的甲状腺激素和肾上腺素将___________(选填“增加”、“减少”或“保持不变”),从而促进新陈代谢,加速体温上升。
考点三、体温受脑控制
人体内的产热和散热过程是通过脑干中的体温调节中枢来调节和控制的。
人在寒冷与炎热环境中的体温调节过程如图所示
在不同温度环境中人的姿势和行为,特别是人为了保温或降温所采取的措施,如增减衣服等,对体温的调节也有一定的作用。
典例1:(2022·浙江·舟山市八年级阶段练习)如图所示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.当机体受到寒冷刺激时,机体可通过E使皮肤血管收缩,减少散热
B.当机体受到炎热刺激时,机体主要依靠D、E和F散热
C.人体体温调节的过程属于神经调节和激素调节共同完成的
D.人体持续高烧39℃,则其产热和散热保持动态平衡
变式1:(2022·浙江衢州·二模)“发热、乏力、干咳”是新冠肺炎的主要症状,为做好疫情防控,发现有体温异常者须立刻上报。下图为人体体温调节示意图,请据图回答:
(1)图中的“?” 是反射弧结构中的___________;
(2)若某患者体温24小时内一直处于39℃,则这段时间内他的产热量___________散热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
变式2:(2022·浙江舟山·中考真题)思维模型的建构能促进深度学习,也有利于问题的解决,小舟学习完《体温的控制》后,建构如下思维模型。据此回答下列问题:
(1)请将上述思维模型中的“?”处补充完整。___________
(2)炎热的夏天外界环境温度较高,机体会通过多种散热方式来维持体温相对稳定,请写出其中一种散热方式___________。
变式3:(2022·浙江杭州·八年级期末)维持体温恒定的体温调节中枢位于哪里?有人猜测体温调节中枢位于下丘脑,有人猜测位于脊髓。针对此问题,小乐进行了如下探究:将4只大小相同、健康生长的小白鼠,按下表处理方法处理后,均放在寒冷环境中观察其体温变化情况。
实验组名 小白鼠数量 处理方法 体温变化情况
甲 1 不进行任何处理
乙 1 只破坏下丘脑
丙 1 待填
丁 1 既破坏下丘脑,又破坏脊髓
(1)丙组小白鼠的处理方法是___________。
(2)若甲、丙组小白鼠体温保持恒定,乙、丁组小白鼠体温不能保持恒定,初步得出体温调节中枢位于___________。此时甲、丙组小白鼠体内产热与散热___________。
(3)有人认为,为使实验所得结论更可靠,需对实验进行改进。写出改进措施:___________。
1.(2021·浙江宁波·八年级期末)健康人的正常体温调节过程如下:环境温度低于体温→感受器→体温调节中枢→效应器→调节活动X。下列关于活动X的说明,不合理的是( )
A.皮肤血管收缩 B.适当增添衣裤 C.浑身肌肉颤抖 D.汗液分泌增加
2.(2022·浙江杭州·八年级期末)2021年12月,杭州新冠疫情防控再次升级,某居民按照14天居家健康监测要求进行体温测量,下表为其中某一天的体温记录情况,下列有关说法不正确的是
时间 7:00 10:00 13:00 16:00 19:00 22:00
体温/℃ 36.5 36.8 36.8 36.9 37.0 36.7
A.该居民居家静躺时,体内产热的器官主要是内脏
B.在10:00到13:00期间,该居民体内的产热和散热保持相对平衡
C.人体内正常体温的维持,是通过小脑中的体温调节中枢来控制和调节的
D.冬天室内温度比较低,该居民皮肤血管收缩,血流量减少
3.(2022·浙江·绍兴市八年级期末)2021年12月以来浙江多地爆发了新冠疫情。确诊病例和无症状感染者均已在定点医院进行隔离治疗;居民采取居家隔离管控措施,足不出户,严禁人员聚集,疫情迅速得到了控制。新冠患者的主要症状是发烧,乏力,肌肉酸痛。下列说法正确的是( )
A.患者感到的肌肉酸痛的痛觉是在肌肉处形成的
B.躺在床上的患者主要产热器官是骨骼肌
C.此患者身体恢复正常后,其体内的散热大于产热
D.人们谈“病毒”色变,紧张害怕,这表现是受神经系统和激素共同调节引起
4.(2021·浙江杭州·八年级期末)体育课上,小金同学在完成1000米体能测试后气喘吁吁、全身冒汗,此时他皮肤下的血管状态处于图甲中的______(填字母,下同),图乙中能表示他奔跑时体温变化的曲线是______。
5.(2022·浙江台州·八年级期末)运动会也是同学们展示风采的舞台,比赛需要运动员顽强的意志品质和一定的竞技能力。
(1)运动员听到起跑发令枪响时立即起跑,该反射属于___________反射,运动过程中产热的主要器官是___________。
(2)为了维持体温恒定,运动时皮肤中的血管将___________(选填“收缩”“不变”或“舒张”),整个过程中的人体调节是由激素和___________共同完成的。
6.(2022·浙江衢州·八年级期末)2021年12月3日,纪录电影《无尽攀登》正式上映,该片讲述了中国首位依靠假肢登顶珠峰者——夏伯渝的故事。
(1)在山顶寒冷的环境中,夏伯渝立毛肌战栗,这种调节的基本方式是____________;
(2)夏伯渝在登山过程中主要的产热器官是____________;
(3)当夏伯渝从峰顶返回山脚营地时,他随身携带的气压计的示数将____________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
7.(2021·浙江台州·八年级阶段练习)“发热、乏力、干咳”是新冠肺炎的主要症状,为了防控新冠肺炎,对进出村镇、小区的人员进行体温检测,发现有体温异常者必须立刻上报。下图所示为人体体温调节的示意图,请回答下列问题:
(1)图中T→E→N→F→A途径表示_________过程(填“激素调节”或“神经调节”),体温调节中枢位于_________中。
(2)某新冠肺炎患者的体温在24h内都处于39℃,若A、C分别表示产生和散失的热量,则这24h内A________ C(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)甲、乙两图表示外界气温改变时,皮肤中血管的舒缩情况。其中表示外界气温较低时血管情况的是________图,此时散热方式为_________。
8.(2022·浙江金华·八年级期末)环境温度发生变化时,人体会及时有效地发挥调节功能来维持体温的相对恒定。如图表示某正常成年人在平静状态下手臂皮肤血管内血液在单位时间内随外界温度变化时的流量变化过程。
(1)在不同环境温度下,人体能够维持稳定的体温,是因为机体的产热和散热两个生理过程能保持动态平衡的结果。这两个生理过程是通过下丘脑中的______________来调节和控制的;
(2)皮肤血管口径的调节与散热功能密切相关,当环境温度处于左图中AB段时,皮肤血管口径大多时间处于题图中的______________状态(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
9.(2022·浙江·绍兴市八年级期末)北京时间2021年12月5日,18岁的中国冰雪小将谷爱凌首次在大跳台世界杯上夺冠,为国人赢得骄傲。
(1)她的每一个精美动作的完成都要依赖如图所示的神经结构得以完成,这样的神经结构叫 _____,上图中⑤指的是 _____。
(2)人体在冰雪场地温度相对较低的环境中,皮肤血管的状态是 _____图(填“A”、“B”或“C”)。若管径如图C时,根据血管所处的状态,可判断散发的热量将 _____(填“增加”、“不变”或“减少”) 。
10.(2021·浙江·九年级专题练习)杭州气象台发布消息:2021年2月20日杭州进入气象意义上的春季。
进入春季后气温起伏大,气温复杂多变,还是需要“春捂秋冻”。意思就是春天不要急于脱掉棉衣,秋天也不要刚见冷就穿的太多,适当的捂一点或冻一点,对于身体健康是有好处的。这与人体体温调节密切相关。
(1)“春捂”___________(选填“会”“不会”)使人体体温升高,“秋冻”的感觉是在___________形成的。
(2)当处于寒冷环境时,人体血管收缩,血流量减少,立毛肌收缩,同时内分泌系统分泌的甲状腺素和肾上腺素将___________(选填“增多”“减少”或“保持不变”),从而促进新陈代谢,加速体温上升。
(3)春季感冒多发,某人因感冒而发热,经测量,该病人体温在24小时内都处于39℃,则此人机体的散热___________产热(选填“大于”“小于”或者“等于”)。
11.(2021·浙江·九年级专题练习)2020年5月27日11时,中国珠峰高程测量登山队成功登顶珠穆朗玛峰,通过科学测量得到珠峰最新最精确“身高”为8848.86米在登顶过程中,登山队员们生理上会出现适应性的变化。
(1)如图为人体几种器官或组织的产热量百分比扇形图,图_______可以表示登山队员在登山时的产热情况。
(2)当登山运动员处在寒冷环境中时,人会不由自主的颤抖,它的生理意义是______。
(3)登山运动员在登山之前暂住在珠峰大本营,外界气温很低,此时人体是如何调节皮肤直接散热,维持体温恒定的。________________________
12.(2022·浙江·金华市八年级期末)如下图甲所示为人体体温调节示意图,据图回答:
(1)图甲中T→E→N→F→A途径表示体温的神经调节过程,因此内脏和骨骼肌属于反射弧中的________。
(2)某病人体温在24 h内都处于39.5℃,若A、C分别表示产生和散失的热量,则这24h内A_____C(填“>”、“<”或“=”)。
(3)如当外界的温度发生变化时,人体皮肤的血管口径就会发生相应的变化,以更好地适应外界的环境。上图乙为正常温度的环境中皮肤血管的示意图,当外界高温时,人体皮肤血管的口径应更类似于上图丙中的_________(填字母编号)。
(4)体温主要是由上述神经调节方式进行的,但也离不开________调节。当处于寒冷环境中时,人体血液中的某些物质含量会升高,从而促进人体新陈代谢,加速体温上升。
13.(2022·浙江湖州·八年级期末)2020年5月27日11点,我国珠峰科考队8名队员克服重重困难成功登顶世界第一高峰珠穆朗玛峰,进行珠峰测量工作。这次考察利用中国的北斗卫星导航系统来测量山峰高度和自然资源数据。
(1)珠穆朗玛峰位于我国的青藏高原地区,该地区气候特殊,科研考察的难度很大,影响青藏高原气候的主要因素是________。
(2)珠峰上的气温是零下25℃,登山过程中考察队员生理上出现的适应性变化有________;
A.体温下降 B.机体耗氧量降低
C.皮肤血管收缩 D.体温调节中枢兴奋性减弱
(3)小明从媒体中获悉科考队员所携带的部分物品清单,制作了一份分析表。请你帮助小明填写表中的空格:
携带物品 防裂唇膏 电热鞋 高压锅 防紫外线服装 …
原因 高原风大、空气干燥,人体中水分蒸发得快 冬天温度低,脚离心脏较远,温度较低 ______ 紫外线照射强烈 …
14.(2022·浙江温州·二模)环境温度发生变化时,人体会及时有效地发挥调节功能来维持体温的相对恒定。图甲为人体几种器官或组织在不同状态下的产热量百分比扇形图,图乙是在安静状态下某正常成年人手臂皮肤血液流量随环境温度变化情况。请分析图形并回答下列问题:
(1)请举出图甲中符合“状态二”的一个实例:___________。
(2)当环境温度处于图乙中AB段时,人体主要的散热方式是___________。
(3)在图乙中,如果室温在C时刻快速下降至5℃,曲线的变化趋势是:___________。
15.(2021·浙江·九年级专题练习)分析有关实验过程,回答问题。
小白鼠是恒温动物,为了探究调节体温的中枢是否为下丘脑,某科学兴趣组制订了以下实验方案:提出假设:下丘脑是调节体温的主要中枢。
实验过程:
Ⅰ.取性别和年龄相同的、健康的、生理状况一致的数十只成年小白鼠,分成甲组、乙组;
Ⅱ.用一定的方法控制甲组鼠的下丘脑不参与工作,乙组鼠不做处理;
Ⅲ.先测定甲、乙两组小白鼠的体温并记录;
Ⅳ..................;
Ⅴ.在相对安静的条件下观察24小时,每隔4小时分别测量一次体温,并做好记录
请分析回答:
(1)恒温动物当环境温度明显降低时,其体温仍能保持___________;
(2)写出(Ⅳ)的操作步骤___________;
(3)相关预测与分析:若假设成立,观察到的实验现象是:___________
16.(2022·浙江缙云县八年级期末)科学家分析了北极熊的毛,发现它并非白色,而是一根根中空而透明小光导管,它不仅能防水隔热,而且只有紫外线才能通过,是北极熊收集热量的天然工具,对生活在寒冷极地的北极熊的体温调节起到了很大的作用。请根据材料回答问题:
(1)北极熊空心的毛具有防水隔热及吸收紫外线的特点,有利于北极熊_________;
A.增加产热 B.减少散热 C.吸收热量 D.增加散热
(2)维持北极熊身体的产热和散热平衡的体温调节中枢跟人体一样位于_________。
(3)由于全球变暖冰层变薄开裂,北极熊为了获取食物,常从一块浮冰跳到另一块浮冰。如果一只北极熊跳上一块浮冰后,浮冰仍然处于漂浮状态,则浮冰受到的浮力_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)如图,一只体重为7210牛的北极熊,要在露出海面部分体积不小于多少立方米的浮冰上活动,才能确保北极熊整个身体露出水面_________。(写出计算过程,海水=1.03×103kg/m3)
17.(2022·浙江温州·八年级期末)据报道2021年5月某地举办山地马拉松赛,比赛中部分缺少保暖衣物的运动员因冰雹、大风、降温等出现身体不适、甚至出现“失温”危及生命。所谓“失温”,指人体重要器官温度降低,人产生寒颤、迷茫,甚至因心肺功能衰竭。专业人士建议:长时间户外运动需要随身携带保温毯、高热量食物等物品。
材料一:山地马拉松运动中,运动员需消耗大量能量,不易及时补充能量。
材料二:温度过低时,运动员肌肉僵硬、体表血液流动变慢,无法正常运动。
从体温调节的相关知识,分析比赛中运动员出现“失温”现象的原因。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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