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第一节 人体的稳态
一、学习目标:
1.了解集体产热与散热的平衡及意义,了解体温调节的过程。
2.对调查数据进行分析、对比,并绘制直观图;培养化繁为简的思维能力。
二、知识结构:
1.体温调节方式既有神经调节又有体液(如肾上腺素等激素)调节,其中神经调节起主导作用,过程如下图所示:
2.产热原因:体内物质氧化分解的结果。安静时产热最多的主要是肝脏,运动时产热最多的是骨骼肌。
3.散热途径:主要是皮肤,分为直接散热(对流、传导、辐射)和蒸发散热。呼吸、排粪和排尿也可以散失一小部分热量。
4.温度感受器的类型和分布:
对温度敏感的感受器称为温度感受器,分为冷觉感受器和温觉感受器,按照在人体中分布的位置又分为外周温度感受器和中枢温度感受器。外周温度感受器分布在人体皮肤、黏膜和内脏中,它们都是游离感觉神经末梢的;中枢温度感受器分布在人体脊髓、延髓、脑干网状结构及下丘脑中。
三、典题解析
例 1 (2003年江苏卷·42)某实验小鼠适宜生活在25℃左右的环境中,为探究低于适宜温度的环境(如10℃)对小鼠能量代谢的影响(能量代谢的强弱用单位时间的耗氧量表示),请依据所给的实验装置(如图)、实验材料和用品,在给出的实验方法和步骤的基础上,继续完成探究实验,预测可能的实验结果和结论,并回答问题。
实验室温度:25℃左右
材料和用品:小鼠、冰袋、秒表等
方法和步骤:
步骤1:将小鼠故入广口瓶的笼子内,加塞密闭。打开夹子(A)、(B)、(C),片刻后关闭夹子(B),用注射器抽取10毫升氧气备用。关闭夹子(C),打开夹子(B),使水检压计液面左右平齐。
步骤2: 。
步骤3: 。
结果预测和结论:
① ;
② ;
③ 。
该实验最可能的结果和结论应是: 。
原因是: 。
析与解 本实验要探究小鼠在低于适温25℃的环境,如10℃时对小鼠能量代谢的影响(能量代谢的强弱用单位时间的耗氧量表示),仔细阅读,分析题目所给条件和题目所列出的步骤1的叙述,应比较容易回答出步骤2和步骤3,回答时要注意有关夹子的开闭,注射器推入的氧气量,冰袋、秒表的使用,实验现象的记录等。在表述结果的预测和结论时要将3种预测和结论都表述出来。要运用所学知识,判断出最可能的结果和结论应是消耗一定量的氧,因为小鼠是恒温动物,在10℃条件下比25℃条件下维持体温所消耗的能量多。
答案:步骤2:待小鼠安静后,关闭夹子(A),记下时间,将注射器向前推进5ml(推进数量合理即可),水检压计液面左侧升高,关闭夹子(B),待水检压计的液面左右平齐,记录时间。得到在25℃环境中小鼠消耗5ml氧气所用时间。
步骤3:将冰袋放在广口瓶周围,调节距离,使瓶内温度稳定在10℃,待小鼠安静后,重复步骤1、2中的有关操作。得到在10℃环境中小鼠消耗5ml氧气所用时间。
结果预测和结论:
(1)消耗5ml氧气所用时间10℃少于25℃,说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时,能量代谢会加强。
(2)消耗5ml氧气所用时间10℃多于25℃,说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时,能量代谢会减弱。
(3)消耗5ml氧气所用时间10℃等于25℃,说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时,能量代谢不受影响。
最可能的结果预测和结论:消耗5ml氧气所用时间10℃少于25℃,说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时,能量代谢会加强。
因为小鼠是恒温动物,在10℃比25℃下维持体温所消耗的能量多。
例2.下图表示X、Y、Z3种哺乳动物由于周围环境温度的变动
而发生的代谢速度的变化,据下图回答:
(1)体温调节能力最强的是动物 ,
判断的依据是 。
(2)3种动物在低于某一温度时,都可加快代谢速度,
其调节的方式是 ,参与调节的激素有 和 ,
它们均可促进 ,写出该生理过程的总反应式 。
(3)就动物Y而言,它处在-20℃比处在10℃时的散热量将 ,产热量将
【解析】据图可知,在温度t1时,X、Y、Z三条曲线已经重合,其纵坐标值相同,说明三种动物代谢速率相等。哺乳动物是恒温动物,当外界环境温度低于某一温度时,动物自身就会通过加快代谢速度,大量分解自身物质,以产生热量来弥补热量散失,维持体温恒定。动物加速代谢的启动温度越低,说明该动物保温能力越强,越能适应寒冷环境。在低于t2的温度条件下,动物Z代谢速度随温度降低而呈增加趋势。体温调节属神经-体液调节,恒温动物的产热量和散热量始终维持动态平衡。
[答案](1)X 在-40℃时,才通过提高代谢速度来维持体温恒定
(2)神经—体液 甲状腺激素 肾上腺素 物质的氧化分解
(3)增加 增加
四、当堂训练
1.人在寒冷环境中,所产生的生理反应是 ( )
A.肾上腺等分泌的激素减少,导致代谢增强,产热增加
B.通过下丘脑体温调节中枢的调节,皮肤血管收缩,皮肤血流减少,皮肤散热减少
C.肾上腺等分泌的激素增加,导致代谢减弱,产热增加
D.通过垂体体温调节中枢的调节,皮肤血管收缩,皮肤血流减少,皮肤散热减少
2.人体发高热对身体健康是不利的,下列叙述中错误的是( )
A.循环系统障碍,心跳变慢 B.生理功能紊乱
C.消耗过多的物质和能量 D.易丧失体温调节能力
3.下图表示某男性在45℃的室内安静状态下的体内温度、皮肤温度和出汗速率的变化,第25min时(图中T)此人大量饮入冰水
(1)解释0~25min的体内温度与皮肤温度的不同 。
(2)如图所示,饮用大量冰水,能导致皮肤温度的变化,这种变化是如何引起的? 。
(3)据图得出结论:控制出汗的温度感受器不位于皮肤。说明理由:
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