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3.1 体液调节与神经调节的关系
高中生物学 选择性必修1
体液调节和神经调节的特点有什么区别？
01
体温和水盐平衡是如何保持的？
02
体液调节和神经调节是如何协调的？
03
本节聚焦
在游乐园乘坐过山车，头朝下疾驰时，不少人感到心怦怦直跳，并狂呼乱叫。如果此时检测血液，发现能使心跳和呼吸加快的肾上腺素含量也会明显升高。
既然知道过山车是安全的，为什么心跳还会加速呢？
心脏活动受自主神经支配，是不随意的，当受到极速行驶致使体位发生变化的刺激后，人体处于兴奋状态，此时，交感神经活动占优势，使心跳加快。
【讨论】
在这个例子中，人体所作出的反应，哪些与神经调节有关？哪些与激素调节有关？你能说出两者之间的关系吗？
心跳和呼吸加快、肾上腺素含量明显升高等反应均属于机体的应急反应，是神经和激素共同调节的结果。当支配心脏的交感神经兴奋性加强时，心跳加快、加强，属于神经调节；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，这属于激素调节。
由此可见，神经调节可以直接调节心脏活动，也可以通过调节激素的分泌，再通过激素调节心脏活动。
1.体液调节
(1)概念：
激素等化学物质，通过体液传送的方式对生命活动进行调节。
(2)体液因子：
①激素类——（甲状腺激素等）
②非激素类：组胺、某些气体分子(NO、CO)以及一些代谢产物(CO2)
(3)范围：
①单细胞动物和一些多细胞低等动物只有体液调节；
②在人和高等动物体内，体液调节和神经调节都是机体调节生命活动的重要方式。
（4）传递方式：
（5）实例：
主要由细胞外液（_______、_________、_________等）进行运输，然后作用于靶器官、_______。
血浆
组织液
CO2调节呼吸运动的过程
淋巴液
靶细胞
细胞代谢加快，产生较多的CO2
呼吸中枢
呼吸运动加强
排出多余CO2
刺激
血液中的CO2含量升高
感受器
维持体内CO2含量的稳定
临床上给患者输入O2时，往往采用5%左右的CO2的混合气体，以达到刺激呼吸中枢的目的。
1.体液调节
【资料一】某人右手不小心碰到仙人掌上，右手立刻缩回，随后很快恢复到正常状态。
【资料二】吃完饭半个小时，血糖浓度上升，过一段时间后，随着胰岛素的作用，血糖浓度回落到正常水平。
思考：
①两则资料中所列举的实例分别为什么调节方式？
②二者有什么区别？
比较项目 作用途径 反应速度 作用范围 作用时间
体液调节
神经调节
体液运输
反射弧
较缓慢
迅速
较广泛
准确、
比较局限
比较长
短暂
问题1：体液调节为什么反应缓慢、作用范围广泛呢？
问题2：神经调节为什么反应迅速、作用范围准确却局限呢？
体液运输
信号分子依靠体液
靶细胞及受体
反应较缓慢
作用范围广泛
反射弧
兴奋传导速度快
神经元分布固定
反应迅速
作用范围准确但局限
比较项目 神经调节 体液调节
信息分子
作用途径
反应速度 及其原因
作用范围 及其原因
作用时间 及其原因
联系
神经递质
激素、CO2等
反射弧
体液运输
迅速
信号直达效应器
较缓慢
激素通过体液运输
准确、局限
由效应器决定
较广泛
有相应受体细胞都可受调控
神经递质作用后立即被分解或被转移走
作用(持续)时间比较长
激素被靶细胞接受起作用后被灭活；但血液中各激素活性可以保持一段时间
作用(持续)时间短暂
汉水丑生侯伟作品
神经调节对体液调节起调控和主导作用
体液调节影响神经调节
（1）体液调节就是激素调节。 （ ）
（2）在紧张恐惧时，人体肾上腺素会在短时间内分泌增加，这一过程属于神经调节。 （ ）
（3）肾上腺素随体液运输作用于人体，人表现为呼吸频率加快、心跳加速等，这一过程属于体液过程。 （ ）
（4）体液调节只存在于高等动物中，单细胞生物不存在体液调节。
（ ）
×
√
×
√
思考：体液调节和神经调节，在调节生命活动时是各行其道、互不相干吗？
实例1.体温的调节
无论是酷暑还是严寒，无论是静止还是运动，人的体温总能保持相对恒定，这种恒定是人体产热和散热过程保持动态平衡的结果.
产热量＞散热量，体温升高；
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，散热也少。
1.人体产热和散热的机制
人体热量
产热
散热
主要来源
主要器官
代谢产热
皮肤
安静
运动
主要通过肝、脑等器官的活动提供热量
骨骼肌成为主要的产热器官
方式
辐射
传导
对流
蒸发
如以红外线等形式将热量传到外界
机体热量直接传给同它接触的物体
通过气体来交换热量
如汗液的蒸发
*代谢产热主要通过有机物的氧化分解来完成；
除皮肤可散热外，呼气、排尿、排便等过程亦可；
机体想要抵御寒冷，有哪些途径呢？
增加产热
减少散热
①骨骼肌战栗,立毛肌收缩，使产热增加
②甲状腺激素、肾上腺素等激素的释放，使肝及其他组织细胞的代谢活动增强
①皮肤血管收缩，皮肤的血流量减少
②汗腺的分泌量减少
血管
血管
汗腺
汗腺
皮下脂肪层隔热,减少热量散失
血管收缩，血流量减少，散热减少
血管舒张，血流量增多，散热增加
汗腺产生汗液,
汗液蒸发散热
皮肤是人体最主要的散热器官。
2.体温调节的过程
(1)温度感受器：人和高等动物皮肤中分布有感受温度变化的温度感受器,包括 和 。
冷觉感受器
热觉感受器
分布于：_______________________。
(2)体温调节中枢：_________
(3)体温感觉中枢：__________
下丘脑
大脑皮层
(4)体温调节方式：_____________________________
生理性调节和行为性调节
皮肤、黏膜和内脏
A.寒冷环境：
增加产热，减少散热
寒冷刺激
皮肤冷觉感受器
下丘脑-体温调节中枢
传入神经
促甲状腺激素释放激素
垂 体
促甲 状腺激素
甲状腺
甲状腺激素
反馈
反馈
传出神经
骨骼肌战栗
皮肤血管收缩
立毛肌收缩
汗腺分泌减少
肾上腺素增加
大脑皮层
产生冷觉
加衣物
增加产热
减少散热
生理性调节
行为性调节
炎热刺激
下丘脑-体温调节中枢
皮肤热觉感受器
皮肤血管舒张
血流量增多
汗腺分泌增多
传入神经
增加散热
自主神经系统的调节
肾上腺等 腺体的分泌
大脑皮层
产生热觉
减少衣物使用空调
B.炎热环境：
增加散热
生理性调节
行为性调节
这类通过神经影响激素的分泌，再由激素对机体功能实施调节的方式，称为神经-体液调节。
血液循环
内分泌
通过神经—体液发送信息
下丘脑体温
调节中枢兴奋
当局部体温
高于正常体温时
当局部体温
低于正常体温时
体温下降
体温回升
肌肉和肝等产热增多；汗腺分泌减少，血管收缩
汗腺分泌增加，
血管舒张，散热增加
下丘脑体温
调节中枢兴奋
通过神经—体液发送信息
正常体温37℃
血液循环
内分泌
由此可见，体温调节是由___________和_________ 共同实现的。
神经调节
体液调节
体温的相对恒定，是在神经系统和内分泌系统等的共同调节下，人体产热量和散热量保持动态平衡的结果。
(1)调节方式：神经调节，神经—体液调节。
(2)体温调节中枢：下丘脑。
(3)恒定原因：产热＝散热。即外界环境温度低时，机体产热多，散热也多；外界环境温度高时，产热少，散热也少。
①产热途径：主要是有机物的氧化放能，安静时主要由内脏器官产热，其中肝脏产热量最大；在运动时骨骼肌是主要的产热器官。
②散热途径：主要借助汗液的蒸发、皮肤内毛细血管的散热。
寒冷
皮肤冷觉感受器
传入神经
传入神经
皮肤热觉感受器
炎热
下 丘 脑 的 体 温 调 节 中 枢（分析、综合）
传 出 神 经
甲状腺
垂体
传 出 神 经
减少散热
增加产热
增加散热
肾上腺素释放
骨骼肌战栗
立毛肌收缩
皮肤血管收缩
汗腺分泌减少
皮肤血管舒张
汗液分泌增多
甲状腺激素
TRH
TSH
小结
构建模型
长津湖：一场血战打成三个冰雕连
体温调节能力是有一定限度的。
3.人体调节体温的能力是有限的
调节能力有限
寒冷环境
高温环境
停留过久
停留过久
机体产生的热量不足以补偿散失的热量
体温降低
机体产生的热量不能及时散出
体温升高
①影响物质代谢的正常进行；
②使细胞、组织和器官发生功能紊乱；
③破坏内环境稳态；
④严重时危及生命；
注意：甲亢患者的体温偏高(如一直维持在39℃),仍维持产热与散热的动态平衡
【P58旁栏思考题】带婴幼儿看病时，为什么要等他们停止哭闹几分钟之后，再给他们量体温呢？
婴幼儿在哭闹时、情绪激动、挣扎等活动，会使新陈代谢增强，从而导致机体产热增加。如果此时测量体温，体温会偏高，因此需要等他们停止哭闹几分钟后，再给他们量体温。
注意：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，产热也增加，以维持体温的恒定。
冻疮:皮肤血管持久性收缩引起（局部缺血、缺氧,代谢失常,就可能引起局部水肿,产生冻疮）。
1、下图是人体体温调节过程图，下列有关叙述正确的是（ ）
A．皮肤中分布有感受温度变化的感受器
B．皮肤血管只在体温升高时才会发挥作用
C．当外界温度高于体温时，甲状腺分泌旺盛
D．TSH会促进甲状腺和肾上腺分泌激素
A
2.人体体温的相对稳定与神经调节和体液调节有关，下列相关叙述不正确的是（ ）
A．神经调节迅速而精确，可以感知机体内外变化
B．甲状腺激素等物质的受体存在于多种细胞，所以作用广泛
C．神经调节和体液调节互不影响，各自独立的发挥作用
D．下丘脑既参与体液调节，又通过神经调节维持体温稳定
C
人体每天都要从饮食中获取水和各种无机盐，同时又要通过多种途径排出一定的水和无机盐。一般情况，人体摄入和排出的水和无机盐是保持平衡的。
实例2.水和无机盐平衡的调节
来自饮水
（主要来源）
来自食物中的水
来自代谢产生的水
人体内水的来源
≈
人体内水的去路
由肾排出（尿液）
由皮肤排出（汗液）
由肺排出（呼吸）
由大肠排出（粪便）
摄入
排出
(1)人体内水的来源和去路：
通过调节________和________来实现。
摄入量
排出量
【P60旁栏思考题】一般情况下，同等饮水量的情况下，冬天人的尿较多，夏天人的尿较少，结合本节内容分析，为什么会出现这种情况？
尿液的多少与水的产生和排出都有关系。
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。
(2)水平衡调节过程中的相关结构和物质
水平衡调节中枢:__________
渴觉中枢:_____________
渗透压感受器分布:________
相关激素:________________
抗利尿激素由 合成，储存在垂体中，由____________入血液。
该激素的作用:_________________________________
该激素的作用结果:___________
下丘脑
大脑皮层
下丘脑
抗利尿激素
促进肾小管和集合管对水分的重吸收
尿量减少
下丘脑
垂体释放
【知识回顾】尿液的形成过程
肾小球的滤过作用
肾小管
集合管
重吸收作用
重吸收：大部分水
全部葡萄糖
部分无机盐
150 L/天
1.5 L/天
另一方面促使下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加。
促进肾小管和集合管对水的重新吸收，使排尿量减少。
当细胞外液渗透压升高时，下丘脑渗透压感受器受到刺激。
这个刺激一方面传至大脑皮层，产生渴觉。主动饮水，渗透压下降。
当细胞外液渗透压下降时，对渗透压感受器刺激减少。
（-）
（-）
水平衡是在神经调节和体液调节共同作用下，主要通过调节肾脏排尿量完成的。
减少抗利尿激素的分泌和释放，
肾小管和集合管对水的重吸收减溺，使排尿量增加。
（-）
饮水不足、失水过多、食物过咸
细胞外液渗透压升高
肾小管、集合管重吸收水
释放
尿量
（+）
主动饮水
垂体后叶
下 丘 脑
抗利尿激素
产生渴觉
大脑皮层
（+）
（+）
（+）
（+）
（+）
（-）
饮水过多、盐分丢失过多
细胞外液渗透压下降
（-）
（-）
（-）
神经-体液调节
下丘脑
大脑皮层
非条件反射和条件反射
小结：
调节方式：
水盐调节中枢：
渴觉的形成部位：
水盐调节中的反射：
相关激素：
抗利尿激素、醛固酮
(3)水平衡调节过程
产生渴觉不算反射，
到主动饮水才算反射
1．作为感受器：下丘脑中的渗透压感受器可感受内环境中渗透压的改变，维持水分代谢平衡。
2．传导功能：下丘脑可将渗透压感受器产生的兴奋传至大脑皮层，使人产生渴觉。
3．作为效应器的分泌功能：在水盐平衡调节中下丘脑既是感受器和神经中枢，又是效应器（分泌抗利尿激素），在体温调节中，下丘脑既是神经中枢，又是效应器（分泌促甲状腺激素释放激素）。
4．作为神经中枢对生命活动进行调节：下丘脑中有体温、血糖、水盐平衡调节中枢等。
拓展总结：下丘脑具有感受、传导、分泌、调节四大功能
人体内无机盐对维持正常生活动有重要作用
例如：Na+可以维持细胞外液渗透压，维持神经系统兴奋性；
K+在维持细胞内液渗透压上起决定作用，还具有维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋等重要作用。
机体维持水盐平衡是基于Na+浓度的
即保持细胞外液渗透压不变。
血钠
摄入
排出
食物等物质中的食盐
尿液
(4)无机盐平衡的调节
——以Na+为例
①Na+的来源和去向:
人体内的Na+
主要是食盐
肾脏
皮肤
尿液(主要途径)
汗液
大肠
粪便
人体内无机盐有多种，大多以离子形式存在，如Na+、HCO3―等。
Na+的浓度对于细胞外液渗透压的维持具有重要作用。
来源：主要来源是 __ ,几乎全部由小肠吸收。
去向：主要经 __ 排出,排出量几乎 ___ 摄入量。
食盐
肾脏
等于
②参与无机盐平衡调节的激素
——醛固酮
合成、分泌部位：
化学本质：
生理作用：
靶细胞：
肾上腺皮质
固醇类
促进肾小管和集合管对Na＋的重吸收，维持血钠平衡。
肾小管和集合管
③Na+平衡的调节过程:
大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低
肾上腺皮质
(+)
醛固酮
(+)
肾小管和集合管对Na+的重吸收
维持血钠含量平衡
血钠含量升高
(-)
(-)
*机体对水和无机盐的调节，是基于保持细胞外液Na+浓度，即保持细胞外液渗透压不变。
由以上内容可知，水和无机盐的平衡，是在___________和_________的共同作用下，通过调节_____和_________实现的；
神经调节
激素调节
尿量
尿的成分
【P61旁栏思考题】有人说，不要等渴了再喝水，你觉得这句话有道理吗？为什么？
有道理。当人意识到渴了，机体细胞外液渗透压已经升高，会引起一系列问题，如血液黏稠度增高、血压升高、酸中毒等，长期如此，会对机体健康造成影响。
【P61旁栏思考题】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？
这种说法不对。不吃饭会使机体营养摄入不足；不喝水会导致机体细胞外液渗透压失衡；大便和小便是人体排出代谢废物的重要途径，如果这些废物不能及时排出体外，会引起中毒或其他病症，损害健康。水和无机盐的平衡是机体通过各个器官、系统的协调配合完成的，不仅仅是摄入和排出的平衡，不能靠禁食禁水和减少排便来保持。
(5)水和无机盐平衡调节的意义
水和无机盐的平衡，对于________________起着非常重要的作用，是人体各种生命活动___________的____________；
维持人体的稳态
正常进行
必要条件
举例:
剧烈运动、在高温条件下工作或患某些疾病（如剧烈呕吐、严重腹泻）
丢失大量的水和无机盐（主要是钠盐）
细胞外液渗透压就会下降
血压下降、心率加快、四肢发冷等症状，严重的甚至昏迷
及时补充生理盐水缓解症状
人体每昼夜有35～50g的代谢废物必须随尿液排出，而溶解这些代谢废物的最低尿量应在500mL以上。如果排出的尿量过少，代谢废物不能及时随尿液排出体外，就会引起中毒而损害健康。因此人每天都要保证一定量的饮水。
【P62旁栏思考题】有的人喜欢吃清淡的食物，炒菜时放盐极少，如果长期这样下去，对他的健康可能会有什么影响？
食盐的主要成分是NaCl，Na+是维持细胞外液渗透压的重要成分之一，是人体健康不可或缺的重要物质。
长期食盐摄入不足，会导致细胞外液渗透压降低，进而影响细胞内外渗透压平衡，甚至还会出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状，严重还会昏迷。
①不少内分泌腺________(例如下丘脑和垂体等)或________(例如甲状腺、肾上腺等)地受_________________的调节，在这种情况下，体液调节可以看做是神经调节的一个环节；
(6)体液调节和神经调节的关系
例如，肾上腺髓质受______神经支配，当其兴奋时，肾上腺髓质分泌肾上腺素等激素；它作用于靶细胞，使靶细胞产生相应的反应。
直接
间接
中枢神经系统
交感
②内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的_______和_________。
发育
功能
例如：人在幼年时缺乏甲状腺激素，会影响脑的发育；成年时，甲状腺分泌不足，会使神经系统的_____________，表现为头晕、反应迟钝、记忆力减退等症状。
兴奋性降低
人体内环境
感知变化
调节校正
恢复稳定
神经调节
体液调节
各器官和系统的活动一致
各项生命活动正常
③人体内环境稳态的维持需要各个器官和系统的参与
维持内环境稳态
适应环境的不断变化
一、概念检测
1.神经调节和体液调节对于机体稳态的维持具有重要作用。判断下列相关表述是否正确。
（1）在寒冷的环境中，人体产热大于散热， 使体温得以稳定。 （ ）
（2）神经调节和体液调节是两个独立的调节系统。（ ）
（3）人体中的体液调节以激素调节为主。（ ）
2.人体在剧烈运动、大量出汗后，因口渴而大量饮水。关于此间发生的内环境变化及调节过程，下列推断正确的是 （ ）
A. 饮水后血浆渗透压下降、渗透压感受器抑制、抗利尿激素增加
B. 出汗时体温增高、冷觉感受器抑制、促甲状腺激素释放激素减少
C. 口渴时血浆渗透压增高、抗利尿激素含量增加、皮层渴觉中枢兴奋
D. 出汗后体温下降、热觉感受器兴奋、促甲状腺激素释放激素增加
×
×
√
C
二、复习与提高
1.对于高热不退的病人，可以采用一些辅助措施来降低体温。下列措施不恰当的是 （ ）
A. 适当撤减衣服 B. 加盖棉被，增加排汗量
C. 用酒精棉球擦拭四肢等部位 D. 在额头上敷用冷水浸泡过的毛巾
2.下图表示某雄性哺乳动物雄激素（睾酮）产生的调节过程，a e表示有关生理活动过程。下列相关叙述，不正确的是 （ ）
A. 睾酮由睾丸产生，与下丘脑和垂体无关
B. 图中各激素只作用于有相关受体的细胞
C. a、b、c过程体现了睾酮分泌的分级调节
D. d和e过程体现了激素分泌的负反馈调节
B
A
3. X和Y是两种激素。X刺激Y的分泌，Y能够抑制分泌X的细胞的分泌活性。如果Y的水平下降，那么接下来立即发生的是 （ ）
A.X的分泌减少 B.X的分泌增多
C.Y的分泌停止 D.X的分泌停止
4. 大面积烧伤的病人由于严重脱水，血钾含量升高，细胞外液渗透压升高，此时血液中（ ）
A.抗利尿激素浓度增加，醛固酮浓度降低
B.抗利尿激素浓度降低，醛固酮浓度增加
C.抗利尿激素浓度增加，醛固酮浓度增加
D.抗利尿激素浓度降低，醛固酮浓度降低
B
C

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