第41讲 体液调节与神经调节的关系
(时间:30分钟 满分:38分)
基础强化练
选择题:1~7题,每题2分。
1.(神经—体液调节|2024·漳州模拟)某同学因雨天路滑行走时失去重心,吓得尖叫。跌倒后出现心跳加速,呼吸急促,之后慢慢恢复。下列叙述错误的是( )
[A] “尖叫”是一种脊髓控制的条件反射
[B] “心跳加速”是由于交感神经活动占优势
[C] “呼吸急促”的原因之一是肾上腺素快速分泌
[D] “慢慢恢复”与体液调节作用时间较长有关
2.(体温调节|2025·内蒙古高考适应性考试)蒙古羊对北方寒冷环境有很强的适应性,下列有关其冬季体温调节叙述错误的是( )
[A] 冷觉感受器兴奋,下丘脑—垂体—甲状腺轴被激活
[B] 运动神经元兴奋使骨骼肌战栗性产热增多
[C] 交感神经兴奋使皮肤血管收缩,散热减少
[D] 甲状腺激素分泌增加,代谢旺盛,利于贮存脂肪
3.(体温调节|2024·濮阳期中)无论是酷热还是严寒,无论是静止还是运动,人的体温总能保持相对恒定,而这种相对恒定是人体产热和散热过程保持动态平衡的结果。下列关于体温调节的叙述,错误的是( )
[A] 人体内肝、脑和骨骼肌是主要的产热器官,皮肤是主要的散热器官
[B] 夏季炎热时,吹电扇降温的原理主要是皮肤通过对流和蒸发的方式进行散热
[C] 炎热时,产生热觉和调节机体使排汗增加的中枢分别在大脑皮层和下丘脑
[D] 寒冷的冬季,某人由温暖的室内到室外后,机体的产热量、散热量均下降
4.(运动过程中的体温和水盐调节|2024·信阳月考)运动员在进行马拉松比赛的过程中会大量出汗、口渴而大量饮水,相关叙述正确的是( )
[A] 运动员在马拉松比赛的过程中,散热量大于产热量
[B] 运动员在马拉松比赛的过程中,皮肤主要通过辐射的方式散热
[C] 剧烈运动后,由于缓冲物质的作用使血浆pH保持不变
[D] 大量出汗后血浆渗透压升高,大脑皮层产生渴觉
5.(水中毒|2024·韶关二模)人体短时间内快速摄入大量水分可能导致水中毒。下列有关叙述正确的是( )
[A] 正常人体内水全部来自饮水和食物
[B] 迅速大量饮水导致抗利尿激素的分泌和释放增加
[C] 水中毒说明水的摄入量超过了大脑皮层的调节能力
[D] 机体主要通过调节肾的排尿量来实现水平衡
6.(水盐平衡调节|2024·茂名模拟)当我们摄入过量的食盐时,细胞外液的渗透压升高,产生渴感,使机体饮用足量的水,从而使细胞外液的渗透压降低。下列叙述正确的是( )
[A] 细胞外液渗透压升高可抑制抗利尿激素的合成和释放
[B] 抗利尿激素的靶细胞是肾小管细胞和集合管细胞
[C] 摄入过多的食盐时,下丘脑产生渴觉,使机体主动饮水
[D] 水盐平衡是仅在神经调节作用下通过调节尿量和尿的成分实现的
7.(新情境·梅尼埃病|2024·成都月考)梅尼埃病表现为反复发作的眩晕、听力下降,并伴有内耳淋巴水肿,临床上常用利尿剂进行治疗。检测正常人及该病患者急性发作期血清中相关激素水平,结果如下表。下列关于该病患者的叙述错误的是( )
组别 抗利尿激素 浓度/(ng·L-1) 醛固酮 浓度/(ng·L-1)
正常对照组 19.83 98.40
急性发病组 24.93 122.82
[A] 内耳听觉感受细胞生活的内环境稳态失衡会影响听力
[B] 急性发作期抗利尿激素浓度升高使细胞外液渗透压升高
[C] 抗利尿激素和醛固酮分别由下丘脑和肾上腺皮质分泌
[D] 急性发作期使用利尿剂治疗的同时应该保持低盐饮食
能力提升练
选择题:8~10题,每题4分。
8.(下丘脑与体温、水盐平衡的调节|2024·重庆模拟)下丘脑和垂体精密调控人体的内分泌活动。如图表示寒冷刺激下下丘脑—垂体调节机体体温、水盐的部分过程,其中①②③④表示相应激素。据图分析,下列说法正确的是( )
[A] 若激素③的合成与分泌减少,通过反馈调节机制,会使激素①②的分泌量也减少
[B] 寒冷环境中,③甲状腺激素分泌量增多,促进骨骼肌和内脏代谢增强以增加产热
[C] 寒冷环境中,垂体释放的④抗利尿激素减少,会导致尿量减少
[D] 寒冷环境中,下丘脑中的体温调节中枢兴奋并产生冷觉
9.(新情境·BAT细胞产热|2024·南充模拟)下图为持续寒冷刺激下,刺猬体内调节褐色脂肪组织细胞(BAT 细胞)产热过程示意图,其中 UCP1 蛋白能增大线粒体对H+的通透性,消除线粒体内膜两侧H+浓度梯度。下列叙述错误的是( )
[A] 寒冷环境下,刺猬体内产热量等于散热量
[B] 图中下丘脑释放两种激素促进体内甲状腺激素的量增加
[C] BAT 细胞内激素促进 UCP1 基因的表达有利于刺猬适应寒冷的环境
[D] 在持续寒冷的环境中,刺猬通过神经调节和体液调节使BAT 细胞中增加脂肪分解和减少 ATP合成以维持体温稳定
10.(低钠盐与人体健康|2024·武汉模拟)低钠盐是以氯化钠、碘酸钾或碘化钾为原料,然后加入一定量的氯化钾、硫酸镁等化合物,以减少同样质量食盐中钠的含量。食用低钠盐可以改善体内钠、钾、镁等的平衡状态,适合中老年人和高血压、心脏病患者。下列说法正确的是( )
[A] 细胞内液渗透压主要依赖从食盐中摄入的Na+和Cl-
[B] 低钠盐可有效减少钠的摄入从而减轻水肿患者的症状
[C] 食盐摄入不足时肾上腺分泌醛固酮减少促进Na+的重吸收
[D] 过量摄入低钠盐会抑制下丘脑分泌及垂体释放抗利尿激素
11.(12分)(体温调定点学说|2024·泸州月考)某同学在哈尔滨旅游过程中不慎感染了乙流,机体发热至39 ℃,为探明自身体温上升的原因,该同学查阅了相关资料,发现关于体温调节的机制,目前影响最大的是“体温调定点学说”。这一学说认为人体有确定的体温调定
值——37 ℃,体温偏离这一数值,机体能反馈给体温调节中枢,通过调节散热和产热过程,维持体温的恒定,由此他推测自己体温持续维持在39 ℃与体温调定点上移有关。
(1)人体最主要的散热器官是 ,该器官散热的主要方式有 。
(2)该同学到达哈尔滨后,神经系统兴奋性提高,排尿频率增加,请分析出现上述现象的原因是 。
(3)研究表明,cAMP是重要的细胞内第二信使,介导中枢性体温调节。研究者将大鼠随机分为两组,模型组用酵母处理大鼠,测定两组的体温及下丘脑组织中cAMP含量,结果如下表。请结合“体温调定点学说”分析酵母致大鼠发热原理可能是 ,在大鼠升温过程中,肾上腺素的含量 (填“上升”“不变”或“下降”)。
组别 正常 体温/℃ 处理5 h后 体温/℃ 下丘脑组织中 cAMP含量/ (pmol/mg)
正常 对照组 37.4 37.38 0.42
发热 模型组 37.6 38.86 0.73
第41讲 体液调节与神经调节的关系
1.A “尖叫”是一种条件反射,条件反射是由大脑皮层控制的;交感神经活动占优势时,会导致心跳加快;交感神经兴奋,肾上腺素分泌增加,代谢增强,会导致呼吸急促;与神经调节相比,体液调节作用时间较长,所以应激反应之后得“慢慢恢复”。
2.D 冷觉感受器兴奋,下丘脑—垂体—甲状腺轴被激活,分泌甲状腺激素,促进产热增加;运动神经元兴奋使骨骼肌不自主战栗,从而增加产热;交感神经兴奋使皮肤血管收缩,血流量减少,散热减少;甲状腺激素分泌增加,代谢旺盛,葡萄糖用于氧化分解的增多,转化为脂肪的糖类减少,不利于脂肪的贮存。
3.D 人体内肝、脑(安静时)和骨骼肌(运动时)是主要的产热器官,皮肤是主要的散热器官;夏季炎热时,吹电扇降温的原理主要是皮肤通过对流和蒸发的方式进行散热;产生热觉的中枢在大脑皮层,体温调节中枢在下丘脑;寒冷的冬季,某人由温暖的室内到室外后,机体的产热量、散热量均增加。
4.D 运动员在马拉松比赛的过程中,体温维持相对稳定,散热量等于产热量;运动员在马拉松比赛的过程中,皮肤主要通过汗液的蒸发散热;剧烈运动后,由于缓冲物质的作用使血浆pH保持相对稳定,而不是保持不变;大量出汗后血浆渗透压升高,下丘脑渗透压感受器受到刺激,产生兴奋传至大脑皮层,大脑皮层产生渴觉。
5.D 正常人体内水主要来自饮水和食物,另外还可以来自代谢;迅速大量饮水会导致抗利尿激素的分泌和释放减少;下丘脑是水盐平衡调节中枢,因此水中毒说明水的摄入量超过了下丘脑的调节能力;机体主要通过调节肾的排尿量来实现水平衡。
6.B 细胞外液渗透压升高可促进抗利尿激素的合成和释放;抗利尿激素的靶细胞是肾小管细胞和集合管细胞,作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收;渴觉中枢位于大脑皮层;水盐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。
7.B 内环境稳态是细胞进行正常生命活动的必要条件,内耳的听觉感受细胞生活的内环境稳态失衡会影响听力;急性发作期抗利尿激素水平的升高,会促进肾小管和集合管对水的重吸收,使细胞外液渗透压降低;抗利尿激素和醛固酮分别由下丘脑和肾上腺皮质分泌;利尿剂能促进尿液产生,急性发作期使用利尿剂治疗的同时应该保持低盐饮食,避免因细胞外液渗透压升高而不利于尿液的排出。
8.B 若激素③(甲状腺激素)的合成与分泌减少,通过反馈调节机制,对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,会使激素①②的分泌量增加;寒冷环境会刺激下丘脑和垂体的活动,促进甲状腺合成分泌③(甲状腺激素),促进骨骼肌和内脏代谢增强以增加产热;寒冷环境中排汗量减少使细胞外液渗透压降低,对下丘脑渗透压感受器的刺激减少,进而使垂体释放的抗利尿激素减少,减弱了肾小管、集合管对水的重吸收,导致尿量有所增加;寒冷环境中,皮肤冷觉感受器受到刺激产生兴奋,并将兴奋传至大脑皮层产生冷觉。
9.B 刺猬是恒温动物,在寒冷的环境中,刺猬通过调节,使产热量和散热量相等,维持体温的稳定;图中下丘脑传出神经末梢释放的去甲肾上腺素在该调节过程中属于神经递质,不属于激素,其作用是作为信号分子,促进BAT细胞内脂肪分解,以及UCP1基因表达,与甲状腺激素的分泌无关;由题意可知 UCP1 蛋白能增大线粒体对H+的通透性,消除线粒体内膜两侧H+浓度梯度,进而减少线粒体中ATP的合成,使有氧呼吸第三阶段释放的能量更多地以热能的形式散失,因此BAT 细胞内激素促进 UCP1基因的表达有利于刺猬适应寒冷的环境;由以上分析可知,在持续寒冷的环境中,刺猬通过神经调节和体液调节使BAT 细胞中增加脂肪分解和减少 ATP合成以维持体温稳定。
10.B 细胞外液渗透压主要依赖Na+和Cl-,细胞内液渗透压主要依赖K+;低钠盐可以帮助机体有效减少钠的摄入,降低细胞外液渗透压,减轻水肿患者的症状;食盐摄入不足时会导致血钠含量降低,肾上腺分泌醛固酮增多,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收;过量摄入低钠盐会导致血浆渗透压升高,促进下丘脑分泌和垂体释放抗利尿激素。
11.【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)皮肤 辐射、传导、对流、蒸发
(2)寒冷条件下,甲状腺激素含量较高,提高了神经系统的兴奋性,代谢加快产生的水有所增加;同时,汗腺分泌减少,细胞外液渗透压降低,抗利尿激素含量减少,肾小管和集合管对水的重吸收作用减弱,排尿频率增加(3分)
(3)酵母通过升高大鼠下丘脑组织中cAMP含量使体温调定点上移而导致大鼠发热(3分) 上升
【解析】 (1)皮肤是人体最主要的散热器官,皮肤散热主要通过辐射、传导、对流及蒸发的方式进行。(2)人在寒冷环境中,甲状腺激素的释放量增加,提高了神经系统的兴奋性,并促进新陈代谢使产水量有所增加;同时,汗腺分泌减少,细胞外液渗透压降低,抗利尿激素分泌减少,肾小管和集合管对水的重吸收减弱,排尿频率增加。(3)根据体温调定点学说可知发热模型组体温上升的原因是体温调定点上移。而题干中明确cAMP是介导中枢性体温调节的第二信使,由表中数据可知发热模型组下丘脑组织中的cAMP含量明显多于正常对照组,由此可以推测,酵母通过升高大鼠下丘脑组织中的cAMP含量使体温调定点上移而导致大鼠发热。在大鼠升温过程中,肾上腺素分泌量增加。第41讲 体液调节与神经调节的关系
[课标要求]
1.举例说出神经调节与体液调节相互协调共同维持机体的稳态,如体温调节和水盐平衡的调节等。
2.举例说明其他体液成分参与稳态的调节,如二氧化碳对呼吸运动的调节等。
考点一 神经调节和体液调节的比较
1.体液调节
2.体液调节和神经调节的区别与联系
1.判断正误
(1)(选择性必修1 P57正文)体液调节就是激素调节。( )
(2)(选择性必修1 P57正文拓展)生命活动同时受神经和体液的调节,但以体液调节为主。( )
(3)(选择性必修1 P57正文拓展)在紧张恐惧时,人体分泌的肾上腺素会在短时间内增加,这一过程属于神经调节。( )
(4)(选择性必修1 P57正文拓展)当恐惧因素消除后,心率一般不会立即恢复至安静水平,原因是体液调节反应较为缓慢。( )
(5)(选择性必修1 P57正文拓展)体液调节作用范围比较广泛,因为激素可作用于各种组织细胞。( )
2.规范表达
(1)(选择性必修1 P57相关信息)临床上给患者输入O2时,往往采用含有5%左右的CO2的混合气体,这是因为 。
(2)(选择性必修1 P62拓展应用2)人在恐惧、剧痛、失血等紧急情况下,肾上腺素的分泌增多,人表现出心跳加速等应激反应。请依据神经调节和体液调节的联系分析心跳加快的原因是 。
能力1 分析神经调节与体液调节的关系,考查科学思维能力
1.(2025·河南周口月考)在人和高等动物体内,神经调节和体液调节都是机体调节生命活动的重要方式。下列相关叙述错误的是( )
[A] 甲状腺激素缺乏一定会影响脑的发育
[B] 与神经调节相比,体液调节的作用时间比较长
[C] 下丘脑可通过促甲状腺激素释放激素调控垂体的分泌活动
[D] 在恐惧时,机体受到神经和体液的共同调节而心率加速
2.(2024·四川成都模拟)当动脉血中的H+浓度升高时,外周化学感受器因H+进入细胞而受到刺激并产生兴奋,兴奋经传入神经传到呼吸中枢,引起呼吸加深加快,肺通气量增加;当H+浓度降低时,呼吸运动受到抑制,肺通气量减少。临床上给患者输入O2时,往往使用含有5%左右的CO2的混合气体。下列叙述错误的是( )
[A] H+可作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用
[B] 呼吸中枢位于脑干,脑干是连接脊髓和脑其他部分的重要通路
[C] 动脉血中的H+浓度升高引起呼吸加深加快的过程属于神经调节
[D] 神经调节中CO2浓度的变化会刺激相关感受器,从而对呼吸运动进行调节
考点二 体温调节和水盐平衡的调节
1.体温的调节
(1)体温调节的热量来源、热量平衡和相关结构。(以人为例)
(2)体温调节的过程。
①体温调节方式为 调节。
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的传出神经调节的,后者的分泌是由 分级调节的,两种激素之间表现为 作用。
(3)体温调节失调:人体调节体温的能力是 的。体温过低或过高都会影响物质代谢的正常进行,使细胞、组织和器官发生功能紊乱,破坏 ,严重时会危及生命。
2.水平衡的调节
(1)人体内水的来源和去向。
(2)水平衡的调节过程。
3.盐平衡调节
(1)无机盐的来源和排出(以Na+为例)。
(2)血钠平衡的调节途径。
4.水盐调节机制、相关结构和参与激素
5.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 。
1.判断正误
(1)(选择性必修1 P58正文)在寒冷的环境中,人体产热量大于散热量,以防止在寒冷环境中体温降低。( )
(2)(选择性必修1 P59正文)下丘脑是体温调节中枢,能产生冷觉。( )
(3)(选择性必修1 P59正文)炎热环境中,机体主要通过减少产热甚至不产热来维持体温。( )
(4)(选择性必修1 P60正文)人体缺水时会引起垂体合成的抗利尿激素增多,促进对水分的重吸收。( )
(5)(选择性必修1 P62楷体字)K+不仅在维持细胞内液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。( )
2.规范表达
(1)(选择性必修1 P59图39拓展)剧烈运动后,不能立即冲冷水澡。从体温调节的角度分析其原因。
(2)(选择性必修1 P60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
。
(3)(选择性必修1 P61图311拓展)若人体内水和无机盐都减少,但细胞外液渗透压不变,机体能进行水盐平衡的调节吗 试说明理由。
能力2 结合体温调节的过程,考查理解能力和科学探究能力
3.(2024·陕西渭南期中)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。回答下列问题。
(1)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
。
(2)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 。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
分组 处理方式 结果
甲 发热家兔模型+生理盐水 发热
乙 发热家兔模型+A溶液 退热
丙 发热家兔模型+M溶液 退热
丁 ① 发热
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论 。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论 。
解答本题(3)探究实验的关键是要明确实验目的,厘清实验变量:
能力3 结合水盐平衡调节,考查科学思维能力
4.(2024·河北卷,16改编)假性醛固酮减少症(PP)患者合成和分泌的醛固酮未减少,但表现出醛固酮缺少所致的渗透压调节异常。下列叙述错误的是( )
[A] 人体内的Na+几乎全部由小肠吸收获取,主要经肾随尿排出
[B] 抗利尿激素增多与患PP均可使细胞外液增多
[C] 血钠含量降低可使肾上腺合成的醛固酮增多
[D] PP患者的病因可能是肾小管和集合管对Na+的转运异常
5.(2024·江西卷,20)人体水盐代谢平衡是内环境稳态的重要方面。研究人员为了探究运动中机体维持水盐平衡的机制,让若干名身体健康的志愿者以10 km/h的速度跑步1 h,采集志愿者运动前、中和后的血液与尿液样本,测定相关指标(下表)。回答下列问题:
状态 指标 运动前 运动中 运动后
血浆渗 透压(mOsm/L) 289.1 291.0 289.2
血浆Na+ 浓度(mmol/L) 139.0 141.0 139.1
血浆K+ 浓度(mmol/L) 4.3 4.4 4.1
尿渗透压(mOsm/L) 911.2 915.4 1 005.1
尿Na+浓度(mmol/L) 242.4 206.3 228.1
尿K+浓度(mmol/L) 40.4 71.1 72.3
(1)上表中的数据显示,与尿液相比,血浆的各项指标相对稳定。原因是血浆属于内环境,机体可通过 、体液调节和 维持内环境的稳态。
(2)参与形成人体血浆渗透压的离子主要是Na+和 。
(3)运动中,尿液中Na+浓度降低、K+浓度升高,是因为 (从“肾小球”“肾小管”“肾小囊”和“集合管”中选2项)加强了保钠排钾的作用,同时也加强了对
的重吸收,使得尿液渗透压升高。
(4)为探究上表数据变化的原因,测定了自运动开始2 h内血浆中醛固酮(由 分泌)和抗利尿激素(由 释放)的浓度。结果发现,血浆中2种激素的浓度均呈现先上升后下降的趋势,分析激素浓度下降的可能原因包括
(答出2点即可)。
(5)进一步实验发现,与运动前相比,运动后血容量(参与循环的血量)减少,并引起一系列生理反应。由此可知,机体水盐平衡调节途径为 (将以下选项排序:①醛固酮和抗利尿激素分泌增多;②肾脏的重吸收等作用增强;③血容量减少;④尿液浓缩和尿量减少),使血浆渗透压维持相对稳定。
考向一 从科学思维的角度,考查神经调节与体液调节的联系
1.(2024·安徽卷,7)人在睡梦中偶尔会出现心跳明显加快、呼吸急促,甚至惊叫。如果此时检测这些人的血液,会发现肾上腺素含量明显升高。下列叙述错误的是( )
[A] 睡梦中出现呼吸急促和惊叫等生理活动不受大脑皮层控制
[B] 睡梦中惊叫等应激行为与肾上腺髓质分泌的肾上腺素有关
[C] 睡梦中心跳加快与交感神经活动增强、副交感神经活动减弱有关
[D] 交感神经兴奋促进肾上腺素释放进而引起心跳加快,属于神经—体液调节
2.(2022·河北卷,17改编)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。下列叙述错误的是( )
[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
考向二 从生命观念和科学思维角度,考查体温调节和水盐平衡调节
3.(2024·浙江1月选考,7)某快递小哥跳入冰冷刺骨的河水勇救落水者时,体内会发生系列变化。下列叙述正确的是( )
[A] 冷觉感受器兴奋,大脑皮层产生冷觉
[B] 物质代谢减慢,产热量减少
[C] 皮肤血管舒张,散热量减少
[D] 交感神经兴奋,心跳减慢
4.(2022·山东卷,18改编)人体通过多种调节机制保持体温的相对稳定。下列说法错误的是( )
[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,皮肤血管舒张,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
第41讲 体液调节与神经调节的关系
考点一 神经调节和体液调节的比较
必备知识·梳理
1.体液传送 化学物质 体液 体液调节和神经调节
2.准确、比较局限 较缓慢 中枢神经 神经调节 神经系统
深挖教材
1.(1)× 激素调节属于体液调节的一部分。
(2)× 生命活动同时受神经和体液的调节,但以神经调节为主。
(3)√
(4)× 当恐惧因素消除后,心率一般不会立即恢复至安静水平,原因是体液调节作用时间比较长。
(5)× 动物激素只能作用于相应的靶细胞、靶器官。
2.(1)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 (2)当支配心脏的交感神经兴奋性加强时,心跳加快;与此同时,交感神经也支配肾上腺的分泌活动,使肾上腺分泌肾上腺素增加,肾上腺素通过血液运输到达心脏,也使心跳加快
关键能力·提升
能力1
1.A 人在幼年时缺乏甲状腺激素,会影响脑的发育;体液调节过程中,血液中的体液因子在一段时间内会维持一定的水平,持续发挥调节作用,因此与神经调节相比,体液调节作用时间比较长;下丘脑可通过分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体,调控垂体的分泌活动;在恐惧时,交感神经可直接支配心脏,使心率加速,也可支配肾上腺髓质分泌肾上腺素,肾上腺素通过血液运输到达心脏,使心率加速,该过程中既有神经调节,又有体液调节。
2.C 动脉血中H+浓度升高引起呼吸加深加快的过程属于神经—体液调节。
考点二 体温调节和水盐平衡的调节
必备知识·梳理
1.(1)骨骼肌 下丘脑 大脑皮层 (2)冷觉 热觉 下丘脑
甲状腺激素增加 增加 收缩 减少 减少 增多 舒张
增多 增加 ①神经—体液 ②肾上腺素 甲状腺激素 下丘脑和垂体 协同 (3)有限 内环境稳态
2.(1)饮水 肾排尿 排尿量 (2)升高 下丘脑 大脑皮层
渴觉 饮水 抗利尿激素 重吸收水
4.神经—体液 下丘脑 大脑皮层 渗透压感受器 下丘脑
下丘脑 肾小管和集合管 促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的稳定
5.必要条件
深挖教材
1.(1)× 在寒冷的环境中,人体产热量等于散热量,使体温保持相对恒定。
(2)× 体温调节中枢位于下丘脑,体温感觉中枢位于大脑皮层。
(3)× 炎热环境中,机体主要通过增加散热来维持体温。
(4)× 抗利尿激素由下丘脑合成分泌,经垂体释放。
(5)√
2.规范表达
(1)剧烈运动使机体产热增多,为了维持体温恒定,机体散热也会增多,如果立即冲冷水澡,在低温刺激下,皮肤血管会收缩,导致体内热量不能及时散发,可能会破坏机体内环境稳态。
(2)冬天相比于夏天,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)不能。机体是靠感受细胞外液渗透压的变化进行调节的,而不是直接感受水盐含量的变化。
关键能力·提升
能力2
3.【答案】 (1)汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张
(2)上移 增加
(3)①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液 ②M与药物A一样也具有解热作用 ③M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
【解析】 (1)处于炎热的环境中时,皮肤中的热觉感受器受到刺激,将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的调节,皮肤中的毛细血管舒张,皮肤血流量增多,同时汗液的分泌增多,从而增加散热。
(2)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,调定点上移,但机体产热量和散热量仍然相等,因此产热量和散热量均增加。
(3)由表格中信息可知,甲组为空白对照,发热家兔模型会出现发热的症状;乙组是加了等量用生理盐水溶解的A溶液,已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温,因此发热家兔模型会退热;丙组是加了等量生理盐水溶解的M溶液,也出现退热现象,说明M与药物A一样也具有解热作用;丁组家兔出现发热症状,由于要探究M通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,实验需要遵循单一变量原则,与丙组相比,丁组的处理是①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液,损毁了下丘脑体温调节中枢后,M不能起到调控体温的作用。②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论M与药物A一样也具有解热作用。③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
能力3
4.B 人体内的Na+几乎全部由小肠吸收,主要经肾随尿排出;抗利尿激素增多可促进肾小管、集合管重吸收水,导致细胞外液增多,PP患者对Na+的重吸收减少,导致细胞外液减少;当血钠含量降低时,可使肾上腺分泌醛固酮,即肾上腺合成的醛固酮增多,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收;由题意可知,PP患者合成和分泌的醛固酮未减少,其病因可能是肾小管和集合管对Na+的转运异常。
5.【答案】 (1)神经调节 免疫调节
(2)Cl-
(3)肾小管、集合管 水
(4)肾上腺皮质 垂体 肾小管和集合管对水分的重吸收作用加强,血浆渗透压下降,导致抗利尿激素的分泌和释放减少;肾小管和集合管对Na+重吸收作用加强,血钠含量升高,醛固酮的分泌量减少
(5)③①②④
【解析】 (1)内环境相对稳定的状态需要依靠机体通过神经调节、体液调节和免疫调节共同维持。
(2)参与形成人体血浆渗透压的离子主要是Na+和Cl-。
(3)运动中,尿液中Na+浓度降低、K+浓度升高,是因为肾小管、集合管加强了保钠排钾的作用,同时也加强了对水的重吸收,使得尿液渗透压升高。
(4)醛固酮是由肾上腺皮质分泌的,抗利尿激素是由垂体释放的。血浆中醛固酮和抗利尿激素浓度下降的原因是肾小管和集合管对水分的重吸收作用加强,血浆渗透压下降,导致抗利尿激素的分泌和释放减少;肾小管和集合管对Na+重吸收作用加强,血钠含量升高,醛固酮的分泌量减少。
(5)与运动前相比,运动后血容量(参与循环的血量)减少,机体为了维持内环境的稳定,会增加醛固酮和抗利尿激素的分泌,促进肾脏的重吸收等作用,进而引起尿液浓缩和尿量减少,使血容量升高,因此排序是③①②④。
研练真题·感悟高考
考向一
1.A 睡梦中出现呼吸急促和惊叫等生理活动受大脑皮层控制;睡梦中惊叫属于应激行为,与肾上腺髓质分泌的肾上腺素有关;交感神经的活动主要保证人体紧张状态时的生理需要,睡梦中心跳加快与交感神经活动增强、副交感神经活动减弱有关;交感神经兴奋时,肾上腺髓质分泌的肾上腺素增加,可以提高机体的代谢水平,属于神经—体液调节。
2.D 由“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;运动时交感神经兴奋引起血管收缩,减少血流量,但同时肌细胞的代谢产物增多会增加血流量,但最终的结果是血流量增加到静息状态时的15~20倍,所以在运动状态下体液调节对肌肉血流量的影响大于神经调节;血流量增多利于组织液和血浆的物质交换,利于维持肌细胞直接生活环境的稳定;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,使细胞外液渗透压下降。
考向二
3.A 冷觉感受器接受刺激产生兴奋,兴奋经过传递,最终可以在大脑皮层产生冷觉。在寒冷刺激下,体内物质代谢加快,产热量增加;皮肤血管收缩,血流量减少,以减少机体散热;交感神经兴奋,心跳加快。
4.B 寒冷环境下,骨骼肌会收缩使产热增加,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、肾上腺素分泌量会增多,故也有内脏运动神经参与;肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的一种激素;炎热环境下,皮肤血管舒张,汗腺分泌增多,从而增加散热;炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,CO2排出增多,使内环境中CO2含量减少,可使pH在一定范围内上升。(共82张PPT)
第41讲
体液调节与神经调节的关系
[课标要求]
1.举例说出神经调节与体液调节相互协调共同维持机体的稳态,如体温调节和水盐平衡的调节等。
2.举例说明其他体液成分参与稳态的调节,如二氧化碳对呼吸运动的调节等。
神经调节和体液调节的比较
考点一
1.体液调节
体液传送
化学物质
体液
体液调节和神经调节
2.体液调节和神经调节的区别与联系
准确、比
较局限
较缓慢
中枢神经
神经调节
神经系统
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修1 P57正文)体液调节就是激素调节。( )
×
【提示】 激素调节属于体液调节的一部分。
(2)(选择性必修1 P57正文拓展)生命活动同时受神经和体液的调节,但以体液调节为主。( )
×
【提示】 生命活动同时受神经和体液的调节,但以神经调节为主。
(3)(选择性必修1 P57正文拓展)在紧张恐惧时,人体分泌的肾上腺素会在短时间内增加,这一过程属于神经调节。( )
×
(4)(选择性必修1 P57正文拓展)当恐惧因素消除后,心率一般不会立即恢复至安静水平,原因是体液调节反应较为缓慢。( )
√
【提示】 当恐惧因素消除后,心率一般不会立即恢复至安静水平,原因是体液调节作用时间比较长。
(5)(选择性必修1 P57正文拓展)体液调节作用范围比较广泛,因为激素可作用于各种组织细胞。( )
×
【提示】 动物激素只能作用于相应的靶细胞、靶器官。
2.规范表达
(1)(选择性必修1 P57相关信息)临床上给患者输入O2时,往往采用含有5%左右的CO2的混合气体,这是因为
。
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
(2)(选择性必修1 P62拓展应用2)人在恐惧、剧痛、失血等紧急情况下,肾上腺素的分泌增多,人表现出心跳加速等应激反应。请依据神经调节和体液调节的联系分析心跳加快的原因是
。
当支配心脏的交感神经兴奋性加强时,
心跳加快;与此同时,交感神经也支配肾上腺的分泌活动,使肾上腺分泌肾
上腺素增加,肾上腺素通过血液运输到达心脏,也使心跳加快
1.(2025·河南周口月考)在人和高等动物体内,神经调节和体液调节都是机体调节生命活动的重要方式。下列相关叙述错误的是( )
[A] 甲状腺激素缺乏一定会影响脑的发育
[B] 与神经调节相比,体液调节的作用时间比较长
[C] 下丘脑可通过促甲状腺激素释放激素调控垂体的分泌活动
[D] 在恐惧时,机体受到神经和体液的共同调节而心率加速
能力1 分析神经调节与体液调节的关系,考查科学思维能力
A
【解析】 人在幼年时缺乏甲状腺激素,会影响脑的发育;体液调节过程中,血液中的体液因子在一段时间内会维持一定的水平,持续发挥调节作用,因此与神经调节相比,体液调节作用时间比较长;下丘脑可通过分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体,调控垂体的分泌活动;在恐惧时,交感神经可直接支配心脏,使心率加速,也可支配肾上腺髓质分泌肾上腺素,肾上腺素通过血液运输到达心脏,使心率加速,该过程中既有神经调节,又有体液调节。
2.(2024·四川成都模拟)当动脉血中的H+浓度升高时,外周化学感受器因H+进入细胞而受到刺激并产生兴奋,兴奋经传入神经传到呼吸中枢,引起呼吸加深加快,肺通气量增加;当H+浓度降低时,呼吸运动受到抑制,肺通气量减少。临床上给患者输入O2时,往往使用含有5%左右的CO2的混合气体。下列叙述错误的是( )
[A] H+可作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用
[B] 呼吸中枢位于脑干,脑干是连接脊髓和脑其他部分的重要通路
[C] 动脉血中的H+浓度升高引起呼吸加深加快的过程属于神经调节
[D] 神经调节中CO2浓度的变化会刺激相关感受器,从而对呼吸运动进行调节
C
【解析】 动脉血中H+浓度升高引起呼吸加深加快的过程属于神经—体液调节。
考点二
体温调节和水盐平衡的
调节
(1)体温调节的热量来源、热量平衡和相关结构。(以人为例)
1.体温的调节
骨骼肌
下丘脑
大脑皮层
冷觉
热觉
下丘脑
甲状腺激素增加
增加
收缩
减少
减少
增多
舒张
增多
增加
(2)体温调节的过程。
①体温调节方式为 调节。
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的传出神经调节的,后者的分泌是由 分级调节的,两种激素之间表现为 作用。
(3)体温调节失调:人体调节体温的能力是 的。体温过低或过高都会影响物质代谢的正常进行,使细胞、组织和器官发生功能紊乱,破坏 ,严重时会危及生命。
神经—体液
肾上腺素
甲状腺激素
下丘脑和垂体
协同
有限
内环境稳态
2.水平衡的调节
(1)人体内水的来源和去向。
肾排尿
排尿量
饮水
(2)水平衡的调节过程。
升高
下丘脑
大脑皮层
渴觉
饮水
抗利尿激素
重吸收水
3.盐平衡调节
(1)无机盐的来源和排出(以Na+为例)。
(2)血钠平衡的调节途径。
4.水盐调节机制、相关结构和参与激素
神经—体液
下丘脑
大脑皮层
渗透压感受器
下丘脑
下丘脑
肾小管和集合管
促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的稳定
5.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 。
必要条件
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修1 P58正文)在寒冷的环境中,人体产热量大于散热量,以防止在寒冷环境中体温降低。( )
×
【提示】 在寒冷的环境中,人体产热量等于散热量,使体温保持相对恒定。
(2)(选择性必修1 P59正文)下丘脑是体温调节中枢,能产生冷觉。( )
×
【提示】 体温调节中枢位于下丘脑,体温感觉中枢位于大脑皮层。
(3)(选择性必修1 P59正文)炎热环境中,机体主要通过减少产热甚至不产热来维持体温。( )
×
【提示】 炎热环境中,机体主要通过增加散热来维持体温。
(4)(选择性必修1 P60正文)人体缺水时会引起垂体合成的抗利尿激素增多,促进对水分的重吸收。( )
×
【提示】 抗利尿激素由下丘脑合成分泌,经垂体释放。
(5)(选择性必修1 P62楷体字)K+不仅在维持细胞内液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。( )
√
2.规范表达
(1)(选择性必修1 P59图3-9拓展)剧烈运动后,不能立即冲冷水澡。从体温调节的角度分析其原因。
【提示】 剧烈运动使机体产热增多,为了维持体温恒定,机体散热也会增多,如果立即冲冷水澡,在低温刺激下,皮肤血管会收缩,导致体内热量不能及时散发,可能会破坏机体内环境稳态。
(2)(选择性必修1 P60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
。
冬天相比于夏天,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 P61图3-11拓展)若人体内水和无机盐都减少,但细胞外液渗透压不变,机体能进行水盐平衡的调节吗 试说明理由。
【提示】 不能。机体是靠感受细胞外液渗透压的变化进行调节的,而不是直接感受水盐含量的变化。
3.(2024·陕西渭南期中)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。回答下列问题。
(1)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 。
能力2 结合体温调节的过程,考查理解能力和科学探究能力
汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张
【解析】 (1)处于炎热的环境中时,皮肤中的热觉感受器受到刺激,将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的调节,皮肤中的毛细血管舒张,皮肤血流量增多,同时汗液的分泌增多,从而增加散热。
(2)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 。
上移
增加
【解析】 (2)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,调定点上移,但机体产热量和散热量仍然相等,因此产热量和散热量均增加。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁,机体体温不能维持稳定。已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得A的结构类似物M,为探究M是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,将A、M分别用生理盐水溶解后,用发热家兔模型进行了以下实验,请完善实验方案并写出实验结论。
分组 处理方式 结果
甲 发热家兔模型+生理盐水 发热
乙 发热家兔模型+A溶液 退热
丙 发热家兔模型+M溶液 退热
丁 ① 发热
损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液
【解析】 (3)由表格中信息可知,甲组为空白对照,发热家兔模型会出现发热的症状;乙组是加了等量用生理盐水溶解的A溶液,已知药物A作用于下丘脑体温调节中枢调控体温,因此发热家兔模型会退热;丙组是加了等量生理盐水溶解的M溶液,也出现退热现象,说明M与药物A一样也具有解热作用;丁组家兔出现发热症状,由于要探究M通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温,实验需要遵循单一变量原则,与丙组相比,丁组的处理是①损毁下丘脑的发热家兔模型+M溶液,损毁了下丘脑体温调节中枢后,M不能起到调控体温的作用。
②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论 。
M与药物A一样也具有解热作用
【解析】 ②由甲、乙、丙三组实验结果,得出结论M与药物A一样也具有解热作用。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论
。
M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
【解析】 ③由甲、乙、丙、丁四组实验结果,得出结论M与药物A一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
解答本题(3)探究实验的关键是要明确实验目的,厘清实验变量:
方法技巧
能力3 结合水盐平衡调节,考查科学思维能力
4.(2024·河北卷,16改编)假性醛固酮减少症(PP)患者合成和分泌的醛固酮未减少,但表现出醛固酮缺少所致的渗透压调节异常。下列叙述错误的是
( )
[A] 人体内的Na+几乎全部由小肠吸收获取,主要经肾随尿排出
[B] 抗利尿激素增多与患PP均可使细胞外液增多
[C] 血钠含量降低可使肾上腺合成的醛固酮增多
[D] PP患者的病因可能是肾小管和集合管对Na+的转运异常
B
【解析】 人体内的Na+几乎全部由小肠吸收,主要经肾随尿排出;抗利尿激素增多可促进肾小管、集合管重吸收水,导致细胞外液增多,PP患者对Na+的重吸收减少,导致细胞外液减少;当血钠含量降低时,可使肾上腺分泌醛固酮,即肾上腺合成的醛固酮增多,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收;由题意可知,PP患者合成和分泌的醛固酮未减少,其病因可能是肾小管和集合管对Na+的转运异常。
5.(2024·江西卷,20)人体水盐代谢平衡是内环境稳态的重要方面。研究人员为了探究运动中机体维持水盐平衡的机制,让若干名身体健康的志愿者以10 km/h的速度跑步1 h,采集志愿者运动前、中和后的血液与尿液样本,测定相关指标(下表)。回答下列问题:
状态 指标 运动前 运动中 运动后
血浆渗透压 (mOsm/L) 289.1 291.0 289.2
血浆Na+浓度 (mmol/L) 139.0 141.0 139.1
血浆K+浓度 (mmol/L) 4.3 4.4 4.1
尿渗透压(mOsm/L) 911.2 915.4 1 005.1
尿Na+浓度 (mmol/L) 242.4 206.3 228.1
尿K+浓度(mmol/L) 40.4 71.1 72.3
(1)上表中的数据显示,与尿液相比,血浆的各项指标相对稳定。原因是血浆属于内环境,机体可通过 、体液调节和 维持内环境的稳态。
神经调节
免疫调节
【解析】 (1)内环境相对稳定的状态需要依靠机体通过神经调节、体液调节和免疫调节共同维持。
(2)参与形成人体血浆渗透压的离子主要是Na+和 。
Cl-
【解析】 (2)参与形成人体血浆渗透压的离子主要是Na+和Cl-。
(3)运动中,尿液中Na+浓度降低、K+浓度升高,是因为 (从
“肾小球”“肾小管”“肾小囊”和“集合管”中选2项)加强了保钠排钾的作用,同时也加强了对 的重吸收,使得尿液渗透压升高。
肾小管、集合管
水
【解析】 (3)运动中,尿液中Na+浓度降低、K+浓度升高,是因为肾小管、集合管加强了保钠排钾的作用,同时也加强了对水的重吸收,使得尿液渗透压升高。
(4)为探究上表数据变化的原因,测定了自运动开始2 h内血浆中醛固酮(由
分泌)和抗利尿激素(由 释放)的浓度。结果发现,血浆中2种激素的浓度均呈现先上升后下降的趋势,分析激素浓度下降的可能原因包括
(答出2点即可)。
肾上腺皮质
垂体
肾小管和集合管对水分的重吸收作用加强,血浆渗透压下降,导致抗利尿激素的分泌和释放减少;肾小管和集合管对Na+重吸收作用加强,血钠含量升高,醛固酮的分泌量减少
【解析】 (4)醛固酮是由肾上腺皮质分泌的,抗利尿激素是由垂体释放的。血浆中醛固酮和抗利尿激素浓度下降的原因是肾小管和集合管对水分的重吸收作用加强,血浆渗透压下降,导致抗利尿激素的分泌和释放减少;肾小管和集合管对Na+重吸收作用加强,血钠含量升高,醛固酮的分泌量减少。
(5)进一步实验发现,与运动前相比,运动后血容量(参与循环的血量)减少,并引起一系列生理反应。由此可知,机体水盐平衡调节途径为 (将以下选项排序:①醛固酮和抗利尿激素分泌增多;②肾脏的重吸收等作用增强;③血容量减少;④尿液浓缩和尿量减少),使血浆渗透压维持相对稳定。
③①②④
【解析】 (5)与运动前相比,运动后血容量(参与循环的血量)减少,机体为了维持内环境的稳定,会增加醛固酮和抗利尿激素的分泌,促进肾脏的重吸收等作用,进而引起尿液浓缩和尿量减少,使血容量升高,因此排序是③①②④。
1.(2024·安徽卷,7)人在睡梦中偶尔会出现心跳明显加快、呼吸急促,甚至惊叫。如果此时检测这些人的血液,会发现肾上腺素含量明显升高。下列叙述错误的是( )
[A] 睡梦中出现呼吸急促和惊叫等生理活动不受大脑皮层控制
[B] 睡梦中惊叫等应激行为与肾上腺髓质分泌的肾上腺素有关
[C] 睡梦中心跳加快与交感神经活动增强、副交感神经活动减弱有关
[D] 交感神经兴奋促进肾上腺素释放进而引起心跳加快,属于神经—体液调节
考向一 从科学思维的角度,考查神经调节与体液调节的联系
研练真题·感悟高考
A
【解析】 睡梦中出现呼吸急促和惊叫等生理活动受大脑皮层控制;睡梦中惊叫属于应激行为,与肾上腺髓质分泌的肾上腺素有关;交感神经的活动主要保证人体紧张状态时的生理需要,睡梦中心跳加快与交感神经活动增强、副交感神经活动减弱有关;交感神经兴奋时,肾上腺髓质分泌的肾上腺素增加,可以提高机体的代谢水平,属于神经—体液调节。
2.(2022·河北卷,17改编)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。下列叙述错误的是( )
[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
D
【解析】 由“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;运动时交感神经兴奋引起血管收缩,减少血流量,但同时肌细胞的代谢产物增多会增加血流量,但最终的结果是血流量增加到静息状态时的15～20倍,所以在运动状态下体液调节对肌肉血流量的影响大于神经调节;血流量增多利于组织液和血浆的物质交换,利于维持肌细胞直接生活环境的稳定;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,使细胞外液渗透压下降。
考向二 从生命观念和科学思维角度,考查体温调节和水盐平衡调节
3.(2024·浙江1月选考,7)某快递小哥跳入冰冷刺骨的河水勇救落水者时,体内会发生系列变化。下列叙述正确的是( )
[A] 冷觉感受器兴奋,大脑皮层产生冷觉
[B] 物质代谢减慢,产热量减少
[C] 皮肤血管舒张,散热量减少
[D] 交感神经兴奋,心跳减慢
A
【解析】 冷觉感受器接受刺激产生兴奋,兴奋经过传递,最终可以在大脑皮层产生冷觉。在寒冷刺激下,体内物质代谢加快,产热量增加;皮肤血管收缩,血流量减少,以减少机体散热;交感神经兴奋,心跳加快。
4.(2022·山东卷,18改编)人体通过多种调节机制保持体温的相对稳定。下列说法错误的是( )
[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,皮肤血管舒张,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
B
【解析】 寒冷环境下,骨骼肌会收缩使产热增加,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、肾上腺素分泌量会增多,故也有内脏运动神经参与;肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的一种激素;炎热环境下,皮肤血管舒张,汗腺分泌增多,从而增加散热;炎热环境下,若呼吸运动频率和幅度增加过高且持续过久,CO2排出增多,使内环境中CO2含量减少,可使pH在一定范围内上升。
1.(神经—体液调节|2024·漳州模拟)某同学因雨天路滑行走时失去重心,吓得尖叫。跌倒后出现心跳加速,呼吸急促,之后慢慢恢复。下列叙述错误的是
( )
[A] “尖叫”是一种脊髓控制的条件反射
[B] “心跳加速”是由于交感神经活动占优势
[C] “呼吸急促”的原因之一是肾上腺素快速分泌
[D] “慢慢恢复”与体液调节作用时间较长有关
(时间:30分钟 满分:38分)
基础强化练
选择题:1～7题,每题2分。
A
【解析】 “尖叫”是一种条件反射,条件反射是由大脑皮层控制的;交感神经活动占优势时,会导致心跳加快;交感神经兴奋,肾上腺素分泌增加,代谢增强,会导致呼吸急促;与神经调节相比,体液调节作用时间较长,所以应激反应之后得“慢慢恢复”。
2.(体温调节|2025·内蒙古高考适应性考试)蒙古羊对北方寒冷环境有很强的适应性,下列有关其冬季体温调节叙述错误的是( )
[A] 冷觉感受器兴奋,下丘脑—垂体—甲状腺轴被激活
[B] 运动神经元兴奋使骨骼肌战栗性产热增多
[C] 交感神经兴奋使皮肤血管收缩,散热减少
[D] 甲状腺激素分泌增加,代谢旺盛,利于贮存脂肪
D
【解析】 冷觉感受器兴奋,下丘脑—垂体—甲状腺轴被激活,分泌甲状腺激素,促进产热增加;运动神经元兴奋使骨骼肌不自主战栗,从而增加产热;交感神经兴奋使皮肤血管收缩,血流量减少,散热减少;甲状腺激素分泌增加,代谢旺盛,葡萄糖用于氧化分解的增多,转化为脂肪的糖类减少,不利于脂肪的贮存。
3.(体温调节|2024·濮阳期中)无论是酷热还是严寒,无论是静止还是运动,人的体温总能保持相对恒定,而这种相对恒定是人体产热和散热过程保持动态平衡的结果。下列关于体温调节的叙述,错误的是( )
[A] 人体内肝、脑和骨骼肌是主要的产热器官,皮肤是主要的散热器官
[B] 夏季炎热时,吹电扇降温的原理主要是皮肤通过对流和蒸发的方式进行
散热
[C] 炎热时,产生热觉和调节机体使排汗增加的中枢分别在大脑皮层和下丘脑
[D] 寒冷的冬季,某人由温暖的室内到室外后,机体的产热量、散热量均下降
D
【解析】 人体内肝、脑(安静时)和骨骼肌(运动时)是主要的产热器官,皮肤是主要的散热器官;夏季炎热时,吹电扇降温的原理主要是皮肤通过对流和蒸发的方式进行散热;产生热觉的中枢在大脑皮层,体温调节中枢在下丘脑;寒冷的冬季,某人由温暖的室内到室外后,机体的产热量、散热量均增加。
4.(运动过程中的体温和水盐调节|2024·信阳月考)运动员在进行马拉松比赛的过程中会大量出汗、口渴而大量饮水,相关叙述正确的是( )
[A] 运动员在马拉松比赛的过程中,散热量大于产热量
[B] 运动员在马拉松比赛的过程中,皮肤主要通过辐射的方式散热
[C] 剧烈运动后,由于缓冲物质的作用使血浆pH保持不变
[D] 大量出汗后血浆渗透压升高,大脑皮层产生渴觉
D
【解析】 运动员在马拉松比赛的过程中,体温维持相对稳定,散热量等于产热量;运动员在马拉松比赛的过程中,皮肤主要通过汗液的蒸发散热;剧烈运动后,由于缓冲物质的作用使血浆pH保持相对稳定,而不是保持不变;大量出汗后血浆渗透压升高,下丘脑渗透压感受器受到刺激,产生兴奋传至大脑皮层,大脑皮层产生渴觉。
5.(水中毒|2024·韶关二模)人体短时间内快速摄入大量水分可能导致水中毒。下列有关叙述正确的是( )
[A] 正常人体内水全部来自饮水和食物
[B] 迅速大量饮水导致抗利尿激素的分泌和释放增加
[C] 水中毒说明水的摄入量超过了大脑皮层的调节能力
[D] 机体主要通过调节肾的排尿量来实现水平衡
D
【解析】 正常人体内水主要来自饮水和食物,另外还可以来自代谢;迅速大量饮水会导致抗利尿激素的分泌和释放减少;下丘脑是水盐平衡调节中枢,因此水中毒说明水的摄入量超过了下丘脑的调节能力;机体主要通过调节肾的排尿量来实现水平衡。
6.(水盐平衡调节|2024·茂名模拟)当我们摄入过量的食盐时,细胞外液的渗透压升高,产生渴感,使机体饮用足量的水,从而使细胞外液的渗透压降低。下列叙述正确的是( )
[A] 细胞外液渗透压升高可抑制抗利尿激素的合成和释放
[B] 抗利尿激素的靶细胞是肾小管细胞和集合管细胞
[C] 摄入过多的食盐时,下丘脑产生渴觉,使机体主动饮水
[D] 水盐平衡是仅在神经调节作用下通过调节尿量和尿的成分实现的
B
【解析】 细胞外液渗透压升高可促进抗利尿激素的合成和释放;抗利尿激素的靶细胞是肾小管细胞和集合管细胞,作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收;渴觉中枢位于大脑皮层;水盐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。
7.(新情境·梅尼埃病|2024·成都月考)梅尼埃病表现为反复发作的眩晕、听力下降,并伴有内耳淋巴水肿,临床上常用利尿剂进行治疗。检测正常人及该病患者急性发作期血清中相关激素水平,结果如下表。
组别 抗利尿激素 浓度/(ng·L-1) 醛固酮
浓度/(ng·L-1)
正常对照组 19.83 98.40
急性发病组 24.93 122.82
下列关于该病患者的叙述错误的是( )
[A] 内耳听觉感受细胞生活的内环境稳态失衡会影响听力
[B] 急性发作期抗利尿激素浓度升高使细胞外液渗透压升高
[C] 抗利尿激素和醛固酮分别由下丘脑和肾上腺皮质分泌
[D] 急性发作期使用利尿剂治疗的同时应该保持低盐饮食
B
【解析】 内环境稳态是细胞进行正常生命活动的必要条件,内耳的听觉感受细胞生活的内环境稳态失衡会影响听力;急性发作期抗利尿激素水平的升高,会促进肾小管和集合管对水的重吸收,使细胞外液渗透压降低;抗利尿激素和醛固酮分别由下丘脑和肾上腺皮质分泌;利尿剂能促进尿液产生,急性发作期使用利尿剂治疗的同时应该保持低盐饮食,避免因细胞外液渗透压升高而不利于尿液的排出。
8.(下丘脑与体温、水盐平衡的调节|2024·重庆模拟)下丘脑和垂体精密调控人体的内分泌活动。如图表示寒冷刺激下下丘脑—垂体调节机体体温、水盐的部分过程,其中①②③④表示相应激素。据图分析,下列说法正确的是( )
[A] 若激素③的合成与分泌减少,通过反馈调节机制,会使激素①②的分泌量也减少
[B] 寒冷环境中,③甲状腺激素分泌量增多,促进骨骼肌和内脏代谢增强以增加产热
[C] 寒冷环境中,垂体释放的④抗利尿激素减少,会导致尿量减少
[D] 寒冷环境中,下丘脑中的体温调节中枢兴奋并产生冷觉
选择题:8～10题,每题4分。
能力提升练
B
【解析】 若激素③(甲状腺激素)的合成与分泌减少,通过反馈调节机制,对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,会使激素①②的分泌量增加;寒冷环境会刺激下丘脑和垂体的活动,促进甲状腺合成分泌③(甲状腺激素),促进骨骼肌和内脏代谢增强以增加产热;寒冷环境中排汗量减少使细胞外液渗透压降低,对下丘脑渗透压感受器的刺激减少,进而使垂体释放的抗利尿激素减少,减弱了肾小管、集合管对水的重吸收,导致尿量有所增加;寒冷环境中,皮肤冷觉感受器受到刺激产生兴奋,并将兴奋传至大脑皮层产生冷觉。
9.(新情境·BAT细胞产热|2024·南充模拟)下图为持续寒冷刺激下,刺猬体内调节褐色脂肪组织细胞(BAT 细胞)产热过程示意图,其中 UCP-1 蛋白能增大线粒体对H+的通透性,消除线粒体内膜两侧H+浓度梯度。下列叙述错误的是( )
[A] 寒冷环境下,刺猬体内产热量等于散热量
[B] 图中下丘脑释放两种激素促进体内甲状腺激素的量增加
[C] BAT 细胞内激素促进 UCP-1 基因的表达有利于刺猬适
应寒冷的环境
[D] 在持续寒冷的环境中,刺猬通过神经调节和体液调节使
BAT 细胞中增加脂肪分解和减少 ATP合成以维持体温稳定
B
【解析】 刺猬是恒温动物,在寒冷的环境中,刺猬通过调节,使产热量和散热量相等,维持体温的稳定;图中下丘脑传出神经末梢释放的去甲肾上腺素在该调节过程中属于神经递质,不属于激素,其作用是作为信号分子,促进BAT细胞内脂肪分解,以及UCP-1基因表达,与甲状腺激素的分泌无关;由题意可知 UCP-1 蛋白能增大线粒体对H+的通透性,消除线粒体内膜两侧H+浓度梯度,进而减少线粒体中ATP的合成,使有氧呼吸第三阶段释放的能量更多地以热能的形式散失,因此BAT 细胞内激素促进 UCP-1基因的表达有利于刺猬适应寒冷的环境;由以上分析可知,在持续寒冷的环境中,刺猬通过神经调节和体液调节使BAT 细胞中增加脂肪分解和减少 ATP合成以维持体温稳定。
10.(低钠盐与人体健康|2024·武汉模拟)低钠盐是以氯化钠、碘酸钾或碘化钾为原料,然后加入一定量的氯化钾、硫酸镁等化合物,以减少同样质量食盐中钠的含量。食用低钠盐可以改善体内钠、钾、镁等的平衡状态,适合中老年人和高血压、心脏病患者。下列说法正确的是( )
[A] 细胞内液渗透压主要依赖从食盐中摄入的Na+和Cl-
[B] 低钠盐可有效减少钠的摄入从而减轻水肿患者的症状
[C] 食盐摄入不足时肾上腺分泌醛固酮减少促进Na+的重吸收
[D] 过量摄入低钠盐会抑制下丘脑分泌及垂体释放抗利尿激素
B
【解析】 细胞外液渗透压主要依赖Na+和Cl-,细胞内液渗透压主要依赖K+;低钠盐可以帮助机体有效减少钠的摄入,降低细胞外液渗透压,减轻水肿患者的症状;食盐摄入不足时会导致血钠含量降低,肾上腺分泌醛固酮增多,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收;过量摄入低钠盐会导致血浆渗透压升高,促进下丘脑分泌和垂体释放抗利尿激素。
11.(12分)(体温调定点学说|2024·泸州月考)某同学在哈尔滨旅游过程中不慎感染了乙流,机体发热至39 ℃,为探明自身体温上升的原因,该同学查阅了相关资料,发现关于体温调节的机制,目前影响最大的是“体温调定点学说”。这一学说认为人体有确定的体温调定值——37 ℃,体温偏离这一数值,机体能反馈给体温调节中枢,通过调节散热和产热过程,维持体温的恒定,由此他推测自己体温持续维持在39 ℃与体温调定点上移有关。
(1)人体最主要的散热器官是 ,该器官散热的主要方式有
。
【解析】 (1)皮肤是人体最主要的散热器官,皮肤散热主要通过辐射、传导、对流及蒸发的方式进行。
皮肤
辐射、传导、对流、蒸发
(2)该同学到达哈尔滨后,神经系统兴奋性提高,排尿频率增加,请分析出现上述现象的原因是
。
【解析】 (2)人在寒冷环境中,甲状腺激素的释放量增加,提高了神经系统的兴奋性,并促进新陈代谢使产水量有所增加;同时,汗腺分泌减少,细胞外液渗透压降低,抗利尿激素分泌减少,肾小管和集合管对水的重吸收减弱,排尿频率增加。
寒冷条件下,甲状腺激素含量较高,提高了神经系统的兴奋性,代谢加快产生的水有所增加;同时,汗腺分泌减少,细胞外液渗透压降低,抗利尿激素含量减少,肾小管和集合管对水的重吸收作用减弱,排尿频率增加
(3)研究表明,cAMP是重要的细胞内第二信使,介导中枢性体温调节。研究者将大鼠随机分为两组,模型组用酵母处理大鼠,测定两组的体温及下丘脑组织中cAMP含量,结果如下表。请结合“体温调定点学说”分析酵母致大鼠发热原理可能是
,在大鼠升温过程中,肾上腺素的含量 (填“上升”“不变”或“下降”)。
组别 正常 体温/℃ 处理5 h后 体温/℃ 下丘脑组织中cAMP含量/
(pmol/mg)
正常 对照组 37.4 37.38 0.42
发热 模型组 37.6 38.86 0.73
酵母通过升高大鼠下丘脑组织中cAMP含量使体温调定点上移而导致大鼠发热
上升
【解析】 (3)根据体温调定点学说可知发热模型组体温上升的原因是体温调定点上移。而题干中明确cAMP是介导中枢性体温调节的第二信使,由表中数据可知发热模型组下丘脑组织中的cAMP含量明显多于正常对照组,由此可以推测,酵母通过升高大鼠下丘脑组织中的cAMP含量使体温调定点上移而导致大鼠发热。在大鼠升温过程中,肾上腺素分泌量增加。
