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第41课时
体液调节与神经调节的关系
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。
课标要求
考情分析
1.体液调节和神经调节的区别与联系 2023·山东·T9　2022·河北·T17　2022·湖北·T21　2021·山东·T23
2020·江苏·T26
2.体温的调节 2022·山东·T18　2022·湖南·T18　2022·湖北·T9　2022·辽宁·T21
2022·浙江6月选考·T14　2021·海南·T16
3.水和无机盐平衡的调节 2023·全国甲·T30　2022·湖北·T7　2021·河北·T17　2021·全国甲·T4
内容索引
考点一　　体液调节和神经调节的区别与联系
考点二　　体温的调节
考点三　　水和无机盐平衡的调节
课时精练
考点一
体液调节和神经调节的区
别与联系
1.体液调节
体液传送
化学物质
细胞外液
体液
神经调节和体液调节
2.神经调节和体液调节的区别、联系
比较项目 神经调节 体液调节
作用途径 ________ __________
反应速度 ______ 较缓慢
作用范围 __________________ 较广泛
作用时间 短暂 ________
联系 (1)不少内分泌腺直接或间接地受_______________的调节，在这种情况下，_________可以看作_________的一个环节； (2)____________________可以影响神经系统的发育和功能
反射弧
体液运输
迅速
准确、比较局限
比较长
中枢神经系统
体液调节
神经调节
内分泌腺分泌的激素
3.人和高等动物生命活动调节的主要方式
(1)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)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)某些低等动物只有体液调节，没有神经调节(　　)
√
(4)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(　　)
(5)当恐惧因素消除后，心率一般不会立马恢复至安静水平，原因是体液调节反应较为缓慢(　　)
×
提示　当恐惧因素消除后，心率一般不会立马恢复至安静水平，原因是体液调节作用时间比较长。
√
(6)与神经调节相比，体液调节通常作用缓慢，持续时间长(　　)
√
人在恐惧、剧痛、失血等紧急情况下，肾上腺素的分泌增多，人表现出警觉性提高、反应灵敏、物质代谢加快、呼吸频率提高和心率加速等应激反应。请从神经调节和体液调节之间的关系的角度分析原因。
提示　当支配心脏的交感神经兴奋性加强时，心跳加快，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，这属于体液调节。
考向一　体液调节和神经调节的区别与联系
1.(2023·山东，9)脊髓、脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢，其中只有脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌，且只有脑干呼吸中枢具有自主节律性。下列说法错误的是
A.只要脑干功能正常，自主节律性的呼吸运动就能正常进行
B.大脑可通过传出神经支配呼吸肌
C.睡眠时呼吸运动能自主进行体现了神经系统的分级调节
D.体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节
√
1
2
1
2
分析题意可知，只有脑干呼吸中枢具有自主节律性，而脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌，故若仅有脑干功能正常而脊髓受损，也无法完成自主节律性的呼吸运动，A错误；
脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢，故大脑可通过传出神经支配呼吸肌，B正确；
正常情况下，呼吸运动既能受到意识的控制，也可以自主进行，这反映了神经系统的分级调节，睡眠时呼吸运动能自主进行体现了脑干对脊髓的分级调节，C正确；
1
2
CO2属于体液因子，体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节，如CO2浓度升高时，可刺激脑干加快呼吸频率，从而有助于CO2排出，D正确。
2.(2021·山东，23)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。
1
2
(1)下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌G的体液调节方式为__________。
1
2
分级调节
由图可知，下丘脑分泌相应激素通过体液运输作用于垂体，使垂体分泌相应激素，再通过体液运输作用于肾上腺皮质，使其分泌糖皮质激素，该过程体现了激素分泌的分级调节。
(2)研究发现，NE主要通过过程②影响MeSC，过程①作用很小。两过程中，NE作用于MeSC效果不同的原因可能是_____________
_______________________________________________、_____________________、_____
___________________________________________________________________________________________________。(答出3种原因即可)
1
2
两过程NE的作
用方式不同(或NE分别作为激素和神经递质
两过程NE的浓度不同
程NE运输到MeSC的时间不同(或其他合理答案也可，如MeSC上的受体分布不同、两过程NE的活性不同等)
起作用)
两过
过程②为传出神经直接分泌NE作用于MeSC细胞，过程①是先作用于肾上腺髓质使其分泌NE，再作用于MeSC细胞，这两种方式中过程②的作用效果大于过程①，可能原因有：两过程NE的作用方式不同，过程②中NE作为神经递质起作用，而过程①NE作为激素起作用，也可能是两过程NE的浓度不同或两过程NE运输到MeSC的时间不同，过程②中NE作用时间快，过程①中NE作用时间慢。
1
2
(3)已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。
实验思路：_______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验现象：_______________________________________________________________
________________________________________________________。
1
2
取生理状况相似的黑毛小鼠若干只，随机均分为A、B、C、D四组。A组不作处理(或做假手术处理)；B组切除肾上腺；C组束缚(或做假手术并束缚)；D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化
A组小鼠的体毛无明显变化；B组小鼠的体毛增多(生长旺盛)，不变白；C组小鼠脱毛且体毛变白；D组小鼠体毛增多(生长旺盛)，变白
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考点二
体温的调节
1.体温的平衡
产热量
散热量
有机物氧化分解
肝、脑
骨骼肌
2.体温调节的过程
冷觉
热觉
下丘脑
甲状腺
激素增
加
骨
骼
肌
战
栗
收缩
减少
增多
舒张
增加
减少
增加
(1)体温调节的方式为 。
(2)体温调节中枢位于 ，体温感觉中枢位于 。
(3)温度感受器感受温度变化而非绝对温度，分为 和______
_______，既存在于皮肤中，也存在于黏膜、内脏器官中。
(4)特点：人体调节体温的能力是 。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，破坏内环境稳态，严重时会危及生命。
神经—体液调节
下丘脑
大脑皮层
冷觉感受器
热觉
感受器
有限的
(1)骨骼肌和肝脏是人体主要的产热器官(　　)
(2)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。
×
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)下丘脑是体温调节中枢，能产生冷觉(　　)
×
提示　炎热环境中，机体主要通过增加散热来维持体温。
(4)寒冷刺激使血液中肾上腺素含量升高，促进产热，属于体液调节(　　)
×
提示　寒冷刺激使血液中肾上腺素含量升高，促进产热，属于神经—体液调节。
×
(5)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(　　)
人体的温度感受器包括外周温度感受器和中枢温度感受器，前者分布于皮肤和黏膜中，后者分布于中枢中，分为热敏神经元和冷敏神经元。当热敏神经元放电频率(兴奋性)高于冷敏神经元时，散热大于产热，反之，产热大于散热。二者放电频率相等时所对应的温度称为体温调定点，如图1所示。人体被肠病
毒、腺病毒等病原体感染后，会出现发热、呕吐、腹泻等胃肠性感冒症状，某胃肠性感冒患者体温变化如图2所示。回答下列问题：
(1)人体处于炎热环境中时，皮肤中的 感受器兴奋，该兴奋传至下丘脑的 后，通过传出神经使汗腺分泌增强、皮肤血管_____，故热量散失增加，体温维持稳定。
(2)胃肠性感冒患者体温处于37.5 ℃时，下丘脑中的热敏神经元放电频率______(填“高于”“低于”或“等于”)冷敏神经元，在传出神经的支配下，机体减少散热的同时，还会通过促进 激素和肾上腺素的释放、骨骼肌战栗等增加产热，最终出现发热症状。由此推测，肠病毒、腺病毒等病原体感染会导致体温调定点 (填“右移”“左移”或“不动”)。
热觉
体温调节中枢
舒张
等于
甲状腺
右移
(3)据图2分析，BC时间段内和CD时间段内，机体的产热量与散热量的关系。
提示　BC时间段内体温稳定，机体的产热量等于散热量；CD时间段内体温下降，机体的产热量小于散热量。
考向二　体温的调节
3.(2022·浙江6月选考，14)大雪纷飞的冬天，室外人员的体温仍能保持相对稳定，其体温调节过程如图所示。下列叙述错误的是
3
4
A.寒冷刺激下，骨骼肌不由自主地舒张以增加产热
B.寒冷刺激下，皮肤血管反射性地收缩以减少散热
C.寒冷环境中，甲状腺激素分泌增加以促进物质分解产热
D.寒冷环境中，体温受神经与体液的共同调节
√
寒冷刺激下，骨骼肌不由自主地收缩以增加产热，A错误；
寒冷刺激下，皮肤血管收缩，血流量减少，以减少散热，B正确；
寒冷环境中，通过分级调节使甲状腺激素分泌增加，以促进新陈代谢增加产热，C正确；
据图可知，寒冷环境中既有下丘脑参与的神经调节，也有甲状腺激素参与的体液调节，故体温受神经和体液的共同调节，D正确。
3
4
4.(2022·湖北)北京冬奥会期间，越野滑雪运动员身着薄比赛服在零下10 ℃左右的环境中展开激烈角逐。关于比赛中运动员的生理现象，下列叙述正确的是
A.血糖分解加快，储存的ATP增加，产热大于散热
B.血液中肾上腺素含量升高，甲状腺激素含量下降，血糖分解加快
C.心跳加快，呼吸频率增加，温度感受器对低温不敏感而不觉得寒冷
D.在运动初期骨骼肌细胞主要通过肌糖原分解供能，一定时间后主要通
过肝糖原分解供能
3
4
√
运动期间需要大量能量，血糖分解加快，ATP和ADP的转化速率加快，但储存的ATP基本不变，A错误；
运动时血液中肾上腺素和甲状腺激素含量升高，血糖分解加快，细胞代谢速率加快，B错误；
心跳加快，呼吸频率增加，细胞代谢速率加快，运动员基本不觉得寒冷，说明温度感受器对低温不敏感，C正确。
3
4
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考点三
水和无机盐平衡的调节
1.水平衡的调节
(1)人体内水的来源和去向
饮水
肾排尿
排尿量
(2)水平衡的调节过程
升高
下丘脑
大脑皮层
渴感
抗利尿激素
饮水
重吸收水
2.无机盐平衡的调节
(1)人体内Na＋的来源和去向
食盐
经肾随尿排出
≈
(2)血钠平衡的调节过程
减少
3.水盐调节机制、相关结构及参与的激素
下丘脑
神经—体液
大脑皮层
下丘脑
下丘脑
肾小管和集合管
肾上腺皮质
肾小管和集合管
(1)垂体合成并分泌的抗利尿激素作用于肾小管和集合管(　　)
(2)肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节(　　)
提示　抗利尿激素是由下丘脑合成分泌、垂体释放的。
×
×
提示　肾小管通过被动运输的方式吸收水的过程受抗利尿激素的调节。
(3)大量出汗时垂体感受到细胞外液渗透压的变化，使大脑皮层产生渴觉(　　)
(4)血钠含量升高时，肾上腺髓质分泌减少，血液中醛固酮减少(　　)
提示　细胞外液渗透压感受器位于下丘脑。
×
×
提示　血钠含量升高时，肾上腺皮质分泌减少，血液中醛固酮减少。
(5)剧烈运动过程中，汗液的大量分泌是为了维持体温和渗透压的相对稳定(　　)
×
提示　剧烈运动过程中，汗液的大量分泌是为了维持体温的相对稳定，同时可以排出体内的代谢废物。出汗使体内失水过多，会导致细胞外液渗透压升高。
当机体摄入水总量大大超过了排出的水量，以致水分在体内滞留，引起血浆渗透压下降和循环血量增多，称之为水中毒。尿崩症(DI)患者常表现为多尿、烦渴及低比重尿或低渗尿等，可分为中枢性尿崩症和肾性尿崩症两种。肾性尿崩症是由于多种病变引起肾脏对抗利尿激素敏感性缺陷，导致肾小管重吸收水的功能障碍的一组临床综合征。中枢性尿崩症是由创伤、肿瘤、手术等多种原因引起下丘脑、垂体损伤导致抗利尿激素合成、转运和分泌不足而造成的。
(1)在治疗某患者的过程中给患者输液较多，会不会出现水中毒？请说明理由。
提示　不会出现水中毒。因为输入的液体与内环境是等渗溶液。
(2)根据上述材料推测肾性尿崩症的病因。该种患者体内抗利尿激素的含量与正常人相比是偏高还是偏低？
提示　肾性尿崩症的病因是肾脏相应细胞表面缺乏抗利尿激素的受体，使抗利尿激素不能发挥作用。检测患者体内抗利尿激素的含量，与正常人相比偏高。
(3)尿崩症患者虽然尿的排出量增多了，但还是感觉口渴，原因是什么？
提示　尿崩症患者由于排尿较多，肾小管的重吸收能力低，排出的是低比重尿或低渗尿，而内环境的渗透压仍然较高，进而引起大脑皮层产生渴觉。
(4)有人说，不要等渴了再喝水，你觉得这句话有道理吗？
提示　当人意识到渴了，说明机体细胞渗透压已经升高，机体已经在调动心脏、肾等器官以及泌尿系统、循环系统等调节渗透压；渗透压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，会对机体健康造成不良影响。因此，这句话是有道理的。
(5)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。
血浆渗透压、抗利尿激素的含量和尿量的关系
考向三　水和无机盐平衡的调节
5.(2022·湖北)工作在一线的医护人员有时会长时间穿防护服，他们汗流浃背，饮水受限，尿量减少。下列关于尿液生成及排放的调节，叙述正确的是
A.抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对NaCl的重吸收
B.医护人员紧张工作后大量饮用清水有利于快速恢复水—盐平衡
C.医护人员工作时高度紧张，排尿反射受到大脑皮层的抑制，排尿减少
D.医护人员工作时汗流浃背，抗利尿激素的分泌减少，水的重吸收增加
√
5
6
抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收，A错误；
医护人员因长时间穿防护服工作，汗流浃背、饮水受限的过程丢失了水分和无机盐，故医护人员紧张工作后应适量饮用淡盐水，有利于快速恢复水—盐平衡，B错误；
排尿反射中枢位于脊髓，排尿反射中枢属于低级中枢，受控于高级中枢大脑皮层，故医护人员工作时高度紧张，排尿反射受到大脑皮层的抑制，排尿减少，C正确；
5
6
医护人员工作时汗流浃背，使细胞外液的渗透压增高，抗利尿激素的分泌增多，水的重吸收增加，排尿减少，D错误。
5
6
6.(2021·全国甲，4)人体下丘脑具有内分泌功能，也是一些调节中枢的所在部位。下列有关下丘脑的叙述，错误的是
A.下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化
B.下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素
C.下丘脑参与水盐平衡的调节：下丘脑有水平衡调节中枢
D.下丘脑能感受体温的变化：下丘脑有体温调节中枢
√
5
6
下丘脑是水盐平衡调节中枢，同时也具有渗透压感受器，来感知细胞外液渗透压的变化，A、C正确；
下丘脑能分泌促甲状腺激素释放激素、抗利尿激素等，具有内分泌功能，促甲状腺激素由垂体分泌，B错误；
下丘脑内有维持体温相对恒定的体温调节中枢，能感受体温变化，能调节产热和散热，D正确。
5
6
返回
1.(选择性必修1 P57)激素等化学物质，通过__________的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。一些低等动物只有_____调节，没有____调节。
2.(2023·新课标，32节选)剧烈运动时，机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2，CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是________________________________________________。
体液传送
体液
神经
血液中CO2增多，刺激呼吸中枢，导致呼吸加深加快
3.(选择性必修1 P57)体液调节和神经调节的作用途径依次是 _ 和
，体液调节作用时间比神经调节作用时间 ；体液调节反应速度 ，神经调节反应速度 ；体液调节作用范围 ，神经调节作用范围 。
4.(选择性必修1 P58)体温保持相对稳定的原因是 __ ；机体热量的主要来源： ，安静状态下，人体主要通过 等器官的活动提供热量；运动时， 是主要的产热器官； 是主要的散热器官。
体液运输
反射弧
长
较缓慢
迅速
较广泛
准确、比较局限
机体产热量≈散热量
代谢产热
肝、脑
骨骼肌
皮肤
5.(选择性必修1 P58)体温调节机制是 ，体温调节中枢是_________，体温感觉中枢是__________，温度感受器包括___________和___________。体温上升期，机体产热量_____散热量，体温维持期，机体产热量______散热量。
6.(选择性必修1 P59)人体内水的来源是_____、食物中的水和____________，
_______是人体排出水的最主要途径。Na＋的主要来源是_____，几乎全部由______吸收，主要经___随尿排出，排出量___________摄入量。
神经—体液调节
下丘脑
大脑皮层
冷觉感受器
热觉感受器
大于
等于
饮水
代谢产生的水
肾排尿
食盐
小肠
肾
几乎等于
7.(选择性必修1 P61)水盐平衡调节的机制是 ，调节中枢在 ，渴觉中枢在 ，渗透压感受器位于 ，抗利尿激素由 合成并分泌，生理功能是___________________________
________。当细胞外液量减少或血钠含量降低时， 增加分泌醛固酮，促进 。
神经—体液调节
下丘脑
大脑皮层
下丘脑
下丘脑
促进肾小管和集合管对水分的
重吸收
肾上腺皮质
肾小管和集合管对Na＋的重吸收
8.一般情况下，冬天人的尿较多，夏天人的尿较少。为什么会出现这种情况呢？_______________________________________________________
_____________________________________________________________________________
返回
尿液的多少与水的产生和排出都有关系。冬天相比于夏天，汗液分泌量减少，同时由于环境温度低，机体因代谢生成的水增加，会导致尿量增加。
课时精练
一、选择题
1.(2024·河北衡水中学高三一模)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
√
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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，称为体液调节，H＋也能作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用，A正确；
呼吸、心跳等人体的基本生命中枢位于脑干，脑干是连接脊髓和脑其他部分的重要通路，B正确；
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，C错误；
体液中CO2浓度变化会刺激相关感受器，从而对呼吸运动进行调节，因此临床上给患者输入O2时，往往采用含有5%左右的CO2的混合气体，以达到刺激呼吸中枢的目的，D正确。
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2.(2024·新乡高三模拟)下列有关神经调节和体液调节的说法，正确的是
A.神经调节的信号有电信号和化学信号，而激素调节仅有化学信号
B.神经调节的结果是使效应器作出反应，而激素调节的结果是使靶细胞
的生理活动发生改变，神经调节的作用范围较广泛
C.在人与高等动物生命活动调节过程中，体液调节起主导作用
D.所有生物都同时存在神经调节和体液调节
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兴奋在神经元之间传递时，存在电信号→化学信号→电信号的转换，激素调节只有化学信号，A正确；
激素调节的作用范围较广泛，神经调节的作用范围准确、比较局限，B错误；
在人与高等动物生命活动调节过程中，神经调节起主导作用，C错误；
单细胞生物没有神经调节，只有体液调节，D错误。
3.(2024·常州前黄高级中学高三模拟)人在饥寒交迫时的生理变化如图所示(字母表示人体的某些结构，数字表示调节过程)。下列分析中正确的是
A.①调节的结果是皮肤血管
收缩、汗腺分泌增多
B.激素丙也能起到激素丁在
图中的作用效果
C.激素丙含量低时对激素甲
的合成分泌过程促进作用加强
D.机体受到寒冷刺激会通过反射活动使a产生冷觉
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d是肝脏细胞，图中对肝脏细胞起作用的不只有激素丁(胰高血糖素)，还有激素丙(甲状腺激素)，B正确；
激素丙为甲状腺激素，甲状腺激素含量低时对激素甲(促甲状腺激素释放激素)合成分泌的抑制作用减弱，但不能促进激素甲的合成分泌，C错误；
通过①的调节，骨骼肌战栗，产热增多，皮肤血管收缩，汗腺分泌减少，散热减少，A错误；
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寒冷刺激机体皮肤上的冷觉感受器，产生的兴奋通过传入神经到达下丘脑和大脑皮层，在大脑皮层产生冷觉，因未经过完整的反射弧，不属于反射，D错误。
4.(2024·重庆渝中区高三三模)临床上，发热是指在致热源的作用下，机体体温调节中枢的“调定点”上移而引起的一种高水平体温调节活动。如图表示人感染流感病毒后致热源导致人发热时体温调节的变化，据图分析，下列说法正确的是
A.致热源刺激后，在大脑皮层体温调节中枢
的控制下，体温“调定点”上移
B.①阶段，甲状腺激素和肾上腺素分泌增加，
两者增加的调节方式完全相同
C.当体温稳定在39 ℃时，机体的产热量显著
多于机体的散热量
D.②阶段，人体血管舒张、皮肤血流量增多，汗腺分泌也增加
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√
②阶段中，体温下降，机体增加散热的方式为血管舒张、皮肤血流量增多，汗腺分泌也增加，D正确。
体温调节中枢位于下丘脑，A错误；
甲状腺激素的分泌属于体液调节，肾上腺素的分泌受神经系统的调节，B错误；
体温稳定在39 ℃时，机体的产热量等于机体的散热量，C错误；
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5.如图表示人体血液流经肾脏部位的简要示意图，下列叙述正确的是
A.当血钠含量升高时，醛固酮的分泌
量增加，肾小管和集合管对Na＋的
重吸收减少
B.抗利尿激素作用的靶细胞包括肾小
管和集合管细胞
C.血液中的血细胞、蛋白质、无机盐等不会进入肾小囊
D.饮水不足时细胞外液渗透压降低，肾小管重吸收水的能力增强
√
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当血钠含量降低时，醛固酮的
分泌量增加，肾小管和集合管
对Na＋的重吸收增加，A错误；
血液中的血细胞、蛋白质一般不会进入肾小囊，水和无机盐等都可以经肾小球过滤到肾小囊中，C错误；
饮水不足时，细胞外液渗透压升高，最终导致肾小管重吸收水的能力增强，D错误。
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6.(2024·龙岩高三三模)热射病(重症中暑)是一种因高温引起的人体体温调节功能失调的致命性疾病，患者体内热量过度积蓄，导致核心温度迅速升高，从而引发器官功能障碍。下列相关叙述正确的是
A.高温导致蛋白质肽键断裂是热射病患者器官功能障碍的原因之一
B.重症中暑后，快速饮用大量冰水是降低体温的有效方式
C.环境温度超过40 ℃时，皮肤主要以辐射和传导方式散热
D.人体大量出汗后机体分泌的抗利尿激素和醛固酮有可能均增加
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√
高温会导致蛋白质空间结构发生改变，但不会破坏蛋白质的肽键，A错误；
重症中暑后，快速饮用大量冰水会导致血管收缩，血流量减少，不利于机体散热，B错误；
环境温度超过体温，皮肤主要以汗液蒸发的方式散热，C错误；
大量排汗后，体内水分和无机盐丢失较多，机体分泌的抗利尿激素和醛固酮均增加，以增强对水分和无机盐的重吸收，D正确。
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7.下丘脑在人体内环境的稳态调节过程中发挥重要作用，如图为神经系统对激素分泌的三种调节方式。下列相关分析错误的是
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A.若方式甲中的靶腺体为甲状腺，
处于寒冷环境中，其分泌的激
素量将会增加，肾小管管壁细
胞存在该激素的受体
B.抗利尿激素的合成和分泌符合图中方式乙，内环境渗透压升高能增加其分泌
量，使尿量增加
C.兴奋在A处传递是单向传递，当抑制性神经递质传到突触后膜时，膜外Cl－将
大量内流
D.方式丙中激素的释放为神经调节的结果，内分泌腺属于效应器
√
若方式甲中的靶腺体为甲状腺，处于寒冷环境中，其分泌的激素量将会增加，促进机体代谢，增加产热，其靶细胞为几乎所有细胞，A正确；
内环境渗透压升高，引起抗利尿激素分泌增加，抗利尿激素的合成和分泌符合图中方式乙，内环境渗透压升高能增加其分泌量，促进肾小管、集合管对水的重吸收，使尿量减少，B错误；
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兴奋在A处(突触结构)传递的特点是单向传递，当抑制性神经递质传到突触后膜时，膜外Cl－将大量内流，使静息电位绝对值增大，C正确；
方式丙中，从图中可以看出，植物神经系统将兴奋传至内分泌腺，引起内分泌腺分泌某种激素，这是神经调节的过程，没有体液调节；在神经调节中，传出神经末梢及其所支配的腺体或肌肉称为效应器，D正确。
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8.(2024·湖南长郡中学高三模拟)体温调定点学说认为，位于下丘脑的PO/AH区的热敏神经元和冷敏神经元放电频率相等时设定了一个调定点，如37 ℃，体温整合中枢就是按照这个调定点来调节体温的。下列有关叙述错误的是
A.若体温维持在调定点，机体产热量与散热
量相等
B.若体温低于调定点，会有皮肤毛细血管收
缩，汗腺分泌减少，散热速度减缓
C.在致热原作用下，冷敏神经元放电频率降
低，热敏神经元放电频率升高
D.人体在发热初期，达到调定点之前，冷敏
神经元的放电频率高于热敏神经元
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若体温维持在某一固定值时，机体的产热量与散热量相等，A正确；
若体温低于调定点，冷敏神经元放电频率升高，使皮肤毛细血管收缩，汗腺分泌减少，散热速度减缓，B正确；
在致热原作用下，冷敏神经元放电频率升高，热敏神经元放电频率降低，C错误；
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人体在发热初期，没有达到新的调定点之前，冷敏神经元的放电频率高于热敏神经元，从而感到寒冷，D正确。
9.(2024·江苏决胜新高考高三联考)水盐平衡是维持细胞形态和功能相对稳定的基础。如图是醛固酮参与水盐平衡调节的部分机制，下列相关叙述正确的是
A.大量饮水可促进肾上腺皮质分
泌醛固酮
B.醛固酮与胞内受体结合进而促
进相关基因表达
C.膜上多种蛋白的增加可促进Na＋、
K＋的重吸收
D.血浆中K＋浓度的改变不会影响醛固酮的分泌
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√
大量失水时使细胞外液量减少以及血钠含量降低，肾上腺皮质分泌醛固酮增加，A错误；
醛固酮作为信息分子，与胞内受体结合进而促进相关基因表达，B正确；
醛固酮的作用是“保钠排钾”，C错误；
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血液中Na＋浓度下降或K＋浓度升高，肾上腺皮质分泌醛固酮增加，调节肾小管和集合管对Na＋的重吸收，D错误。
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二、非选择题
10.(2022·湖南，18)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_________________________________。
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汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张
在炎热的环境中时，皮肤中的热觉感受器受到刺激后，将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢，通过中枢的调节，使皮肤中的毛细血管舒张，皮肤血流量增多，同时也使汗液的分泌增多等，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_______。
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上移
增加
机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点，此时产热量和散热量相等，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。
(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。
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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______________________
_________________________________________。
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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
M与药物A一样也具有解
热作用
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
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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；丁组小鼠出现发热症状，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。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。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。
11.(2024·泉州高三联考)贵州“村BA”的成功举办表明全民健身的理念深入人心。回答下列问题。
(1)篮球比赛中，无人防守的球员接到队友传球之后，迅速投篮并命中篮筐，这一过程属于_______反射。比赛过程中，运动员感到口渴是因为大量出汗导致血浆渗透压升高，刺激______________________后产生的兴奋传到大脑皮层，产生渴感；该过程的结构基础_______(填“有”或“没有”)构成一个反射弧。
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条件
(下丘脑)渗透压感受器
没有
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篮球比赛中，无人防守的球员接到队友传球之后，迅速投篮并命中篮筐，这一过程需要大脑皮层参与，属于条件反射。比赛过程中，运动员感到口渴是因为大量出汗导致血浆渗透压升高，刺激下丘脑的渗透压感受器产生兴奋并将兴奋传到大脑皮层，产生渴感，该过程的结构基础没有构成一个反射弧，不属于反射，因为反射的发生需要经过完整的反射弧。
由图可知，饮用_____(填“A”或“B”)有利于机体及时补充水分；饮用B后出现的排尿速率的变化趋势的原因是____________________________
_______________________________________________________________
________________________________________________________。
(2)及时补充水分对于机体正常完成各项生命活动非常重要。研究发现正常人分别一次性饮用1 000 mL清水与1 000 mL生理盐水，其排尿速率变化如图所示。
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A
饮用了大量的清水后，血浆渗透压降低，抗利尿激素的分泌减少，使肾小管和集合管对水的重吸收减少，排尿速率增加，随后血浆渗透压趋于正常，排尿速率下降
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由图可知，饮用“A”后表现为排尿速率相对稳定，因而有利于机体及时补充水分；饮用B后出现的排尿速率的变化趋势表现为先上升后
下降，这是因为饮用了大量的清水后，血浆渗透压降低，抗利尿激素的分泌减少，使肾小管和集合管对水的重吸收减少，排尿速率增加，随后血浆渗透压趋于正常，排尿速率下降。
(3)已有研究表明冰水会刺激口腔中的冷觉感受器，抑制渴感的产生。请结合所学知识，给出运动员运动后补水的三点合理建议：_____________
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饮用温水、饮水适量、饮用淡盐水、分多次饮水、饮用葡萄糖盐水、饮用运动功能饮料
12.(2024·广州第二中学高三模拟)褪黑素作为由松果体产生的一种激素，其分泌昼少夜多，夜间褪黑素分泌量比白天多5～10倍，它能使人入睡时间明显缩短、睡眠持续时间延长，从而起到调整睡眠的作用。如图为褪黑素的分泌调节过程，请回答下列问题：
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(1)据上述信息推测，光周期可影响褪黑素的分泌。请写出褪黑素分泌的反射路径：信号刺激→视网膜的感觉神经末梢(产生兴奋)→传入神经→_____________
__________→传出神经→松果体细胞。
下丘脑视交叉
上核(SCN)
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分析图解：光周期信号通过“视网膜－松果体”途径对生物钟进行调控，该调控过程包括神经调节和体液调节，其中神经调节的反射弧为：信号刺激→视网膜的感觉神经末梢(产生兴奋)→传入神经→下丘脑视交叉上核(SCN)→传出神经→松果体细胞。
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(2)SCN(下丘脑视交叉上核)的细胞上存在褪黑素的受体，推测褪黑素可以抑制SCN的兴奋，通过__________调节使褪黑素的分泌量维持稳定。褪黑素需经体液运输才能与SCN上相应受体结合发挥作用，而控制松果体细胞分
(负)反馈
去甲肾上腺素为神经递质，可直接通过突触控制
泌的交感神经末梢释放的去甲肾上腺素不需要经血液运输即可实现调节松果体的活动，原因是___________________________________________
________。
松果体
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SCN(下丘脑视交叉上核)的细胞上存在褪黑素的受体，将神经中枢产生的兴奋传递到松果体，松果体细胞产生的褪黑素又可抑制SCN的兴奋，属于负反馈调节，使褪黑素的分泌量维持稳定。褪黑素是激素，需经体液运输才能与SCN上相应受体结合并发挥作
用。去甲肾上腺素为神经递质，可直接通过突触控制松果体，故交感神经末梢释放的去甲肾上腺素不需要经血液运输即可实现调节松果体的活动。
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(3)研究发现，睡前只要使用1小时带有背光显示屏的电子产品就会使褪黑素分泌量减少20%而扰乱生物钟，请结合上述信息，分析熬夜玩手机导致失眠的原因：_________________________
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长时间的手机屏幕光刺激可导致夜间褪黑素分泌量减少，入睡时间明显延长，睡眠持续时间缩短
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根据题干信息，褪黑素的分泌昼少夜多，褪黑素能使人入睡时间明显缩短、睡眠持续时间延长。长时间的手机屏幕光刺激可导致夜间褪黑素分泌量减少，入睡时间明显延长，睡眠持续时间缩短，故熬夜玩手机会导致失眠。
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(4)现有生理状况相同的小鼠若干只，请设计实验验证褪黑素促进睡眠与γ－氨基丁酸的作用有关，提供的试剂有褪黑素溶液、生理盐水和γ－氨基丁酸受体阻断剂，要求写出实验思路和实验结果。
实验思路：取生理状况相似的若干只小
鼠均分为甲、乙两组，甲组注射适量的γ－氨基丁酸受体阻断剂，乙组注射等量的生理盐水，一段时间后给两组小鼠注射等量的褪黑素溶液，并记录两组小鼠进入睡眠所需的时间；实验结果：甲组小鼠进入睡眠所需的时间显著比乙组小鼠长
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该实验验证褪黑素促进睡眠与γ－氨基丁酸的作用有关，因此自变量为γ－氨基丁酸能否与受体结合，通过观察睡眠情况来验证褪黑素促进睡眠与γ－氨基丁酸的作用有关。故应设计两组实验，一组γ－氨基丁酸可以与受体结合，
一组γ－氨基丁酸不能与受体结合，可使用γ－氨基丁酸受体阻断剂，其余条件相同且适宜。具体实验思路及实验结果见答案。
返回第41课时　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。
考情分析 1.体液调节和神经调节的区别与联系 2023·山东·T9　2022·河北·T17　2022·湖北·T21　2021·山东·T23 2020·江苏·T26
2.体温的调节 2022·山东·T18　2022·湖南·T18　2022·湖北·T9　2022·辽宁·T21 2022·浙江6月选考·T14　2021·海南·T16
3.水和无机盐平衡的调节 2023·全国甲·T30　2022·湖北·T7　2021·河北·T17　2021·全国甲·T4
考点一　体液调节和神经调节的区别与联系
1．体液调节
2．神经调节和体液调节的区别、联系
比较项目 神经调节 体液调节
作用途径 反射弧 体液运输
反应速度 迅速 较缓慢
作用范围 准确、比较局限 较广泛
作用时间 短暂 比较长
联系 (1)不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节，在这种情况下，体液调节可以看作神经调节的一个环节；(2)内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能
3.人和高等动物生命活动调节的主要方式
判断正误
(1)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)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)某些低等动物只有体液调节，没有神经调节(　√　)
(4)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(　√　)
(5)当恐惧因素消除后，心率一般不会立马恢复至安静水平，原因是体液调节反应较为缓慢(　×　)
提示　当恐惧因素消除后，心率一般不会立马恢复至安静水平，原因是体液调节作用时间比较长。
(6)与神经调节相比，体液调节通常作用缓慢，持续时间长(　√　)
人在恐惧、剧痛、失血等紧急情况下，肾上腺素的分泌增多，人表现出警觉性提高、反应灵敏、物质代谢加快、呼吸频率提高和心率加速等应激反应。请从神经调节和体液调节之间的关系的角度分析原因。
提示　当支配心脏的交感神经兴奋性加强时，心跳加快，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，这属于体液调节。
考向一　体液调节和神经调节的区别与联系
1．(2023·山东，9)脊髓、脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢，其中只有脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌，且只有脑干呼吸中枢具有自主节律性。下列说法错误的是(　　)
A．只要脑干功能正常，自主节律性的呼吸运动就能正常进行
B．大脑可通过传出神经支配呼吸肌
C．睡眠时呼吸运动能自主进行体现了神经系统的分级调节
D．体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节
答案　A
解析　分析题意可知，只有脑干呼吸中枢具有自主节律性，而脊髓呼吸中枢直接支配呼吸运动的呼吸肌，故若仅有脑干功能正常而脊髓受损，也无法完成自主节律性的呼吸运动，A错误；脑干和大脑皮层中都有调节呼吸运动的神经中枢，故大脑可通过传出神经支配呼吸肌，B正确；正常情况下，呼吸运动既能受到意识的控制，也可以自主进行，这反映了神经系统的分级调节，睡眠时呼吸运动能自主进行体现了脑干对脊髓的分级调节，C正确；CO2属于体液因子，体液中CO2浓度的变化可通过神经系统对呼吸运动进行调节，如CO2浓度升高时，可刺激脑干加快呼吸频率，从而有助于CO2排出，D正确。
2．(2021·山东，23)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。
(1)下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌G的体液调节方式为__________。
(2)研究发现，NE主要通过过程②影响MeSC，过程①作用很小。两过程中，NE作用于MeSC效果不同的原因可能是__________________________________、____________________、________________________。(答出3种原因即可)
(3)已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。
实验思路：___________________________________________________________________
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实验现象：____________________________________________________________________
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答案　(1)分级调节　(2)两过程NE的作用方式不同(或NE分别作为激素和神经递质起作用)　两过程NE的浓度不同　两过程NE运输到MeSC的时间不同(或其他合理答案也可，如MeSC上的受体分布不同、两过程NE的活性不同等)　(3)取生理状况相似的黑毛小鼠若干只，随机均分为A、B、C、D四组。A组不作处理(或做假手术处理)；B组切除肾上腺；C组束缚(或做假手术并束缚)；D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化　A组小鼠的体毛无明显变化；B组小鼠的体毛增多(生长旺盛)，不变白；C组小鼠脱毛且体毛变白；D组小鼠体毛增多(生长旺盛)，变白
解析　(1)由图可知，下丘脑分泌相应激素通过体液运输作用于垂体，使垂体分泌相应激素，再通过体液运输作用于肾上腺皮质，使其分泌糖皮质激素，该过程体现了激素分泌的分级调节。(2)过程②为传出神经直接分泌NE作用于MeSC细胞，过程①是先作用于肾上腺髓质使其分泌NE，再作用于MeSC细胞，这两种方式中过程②的作用效果大于过程①，可能原因有：两过程NE的作用方式不同，过程②中NE作为神经递质起作用，而过程①NE作为激素起作用，也可能是两过程NE的浓度不同或两过程NE运输到MeSC的时间不同，过程②中NE作用时间快，过程①中NE作用时间慢。
考点二　体温的调节
1．体温的平衡
2．体温调节的过程
(1)体温调节的方式为神经—体液调节。
(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)温度感受器感受温度变化而非绝对温度，分为冷觉感受器和热觉感受器，既存在于皮肤中，也存在于黏膜、内脏器官中。
(4)特点：人体调节体温的能力是有限的。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，破坏内环境稳态，严重时会危及生命。
判断正误
(1)骨骼肌和肝脏是人体主要的产热器官(　√　)
(2)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。
(3)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。
(4)寒冷刺激使血液中肾上腺素含量升高，促进产热，属于体液调节(　×　)
提示　寒冷刺激使血液中肾上腺素含量升高，促进产热，属于神经—体液调节。
(5)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。
人体的温度感受器包括外周温度感受器和中枢温度感受器，前者分布于皮肤和黏膜中，后者分布于中枢中，分为热敏神经元和冷敏神经元。当热敏神经元放电频率(兴奋性)高于冷敏神经元时，散热大于产热，反之，产热大于散热。二者放电频率相等时所对应的温度称为体温调定点，如图1所示。人体被肠病毒、腺病毒等病原体感染后，会出现发热、呕吐、腹泻等胃肠性感冒症状，某胃肠性感冒患者体温变化如图2所示。回答下列问题：
(1)人体处于炎热环境中时，皮肤中的热觉感受器兴奋，该兴奋传至下丘脑的体温调节中枢后，通过传出神经使汗腺分泌增强、皮肤血管舒张，故热量散失增加，体温维持稳定。
(2)胃肠性感冒患者体温处于37.5 ℃时，下丘脑中的热敏神经元放电频率等于(填“高于”“低于”或“等于”)冷敏神经元，在传出神经的支配下，机体减少散热的同时，还会通过促进甲状腺激素和肾上腺素的释放、骨骼肌战栗等增加产热，最终出现发热症状。由此推测，肠病毒、腺病毒等病原体感染会导致体温调定点右移(填“右移”“左移”或“不动”)。
(3)据图2分析，BC时间段内和CD时间段内，机体的产热量与散热量的关系。
提示　BC时间段内体温稳定，机体的产热量等于散热量；CD时间段内体温下降，机体的产热量小于散热量。
考向二　体温的调节
3．(2022·浙江6月选考，14)大雪纷飞的冬天，室外人员的体温仍能保持相对稳定，其体温调节过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．寒冷刺激下，骨骼肌不由自主地舒张以增加产热
B．寒冷刺激下，皮肤血管反射性地收缩以减少散热
C．寒冷环境中，甲状腺激素分泌增加以促进物质分解产热
D．寒冷环境中，体温受神经与体液的共同调节
答案　A
解析　寒冷刺激下，骨骼肌不由自主地收缩以增加产热，A错误；寒冷刺激下，皮肤血管收缩，血流量减少，以减少散热，B正确；寒冷环境中，通过分级调节使甲状腺激素分泌增加，以促进新陈代谢增加产热，C正确；据图可知，寒冷环境中既有下丘脑参与的神经调节，也有甲状腺激素参与的体液调节，故体温受神经和体液的共同调节，D正确。
4．(2022·湖北)北京冬奥会期间，越野滑雪运动员身着薄比赛服在零下10 ℃左右的环境中展开激烈角逐。关于比赛中运动员的生理现象，下列叙述正确的是(　　)
A．血糖分解加快，储存的ATP增加，产热大于散热
B．血液中肾上腺素含量升高，甲状腺激素含量下降，血糖分解加快
C．心跳加快，呼吸频率增加，温度感受器对低温不敏感而不觉得寒冷
D．在运动初期骨骼肌细胞主要通过肌糖原分解供能，一定时间后主要通过肝糖原分解供能
答案　C
解析　运动期间需要大量能量，血糖分解加快，ATP和ADP的转化速率加快，但储存的ATP基本不变，A错误；运动时血液中肾上腺素和甲状腺激素含量升高，血糖分解加快，细胞代谢速率加快，B错误；心跳加快，呼吸频率增加，细胞代谢速率加快，运动员基本不觉得寒冷，说明温度感受器对低温不敏感，C正确。
考点三　水和无机盐平衡的调节
1．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
2．无机盐平衡的调节
(1)人体内Na＋的来源和去向
(2)血钠平衡的调节过程
3．水盐调节机制、相关结构及参与的激素
判断正误
(1)垂体合成并分泌的抗利尿激素作用于肾小管和集合管(　×　)
提示　抗利尿激素是由下丘脑合成分泌、垂体释放的。
(2)肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节(　×　)
提示　肾小管通过被动运输的方式吸收水的过程受抗利尿激素的调节。
(3)大量出汗时垂体感受到细胞外液渗透压的变化，使大脑皮层产生渴觉(　×　)
提示　细胞外液渗透压感受器位于下丘脑。
(4)血钠含量升高时，肾上腺髓质分泌减少，血液中醛固酮减少(　×　)
提示　血钠含量升高时，肾上腺皮质分泌减少，血液中醛固酮减少。
(5)剧烈运动过程中，汗液的大量分泌是为了维持体温和渗透压的相对稳定(　×　)
提示　剧烈运动过程中，汗液的大量分泌是为了维持体温的相对稳定，同时可以排出体内的代谢废物。出汗使体内失水过多，会导致细胞外液渗透压升高。
当机体摄入水总量大大超过了排出的水量，以致水分在体内滞留，引起血浆渗透压下降和循环血量增多，称之为水中毒。尿崩症(DI)患者常表现为多尿、烦渴及低比重尿或低渗尿等，可分为中枢性尿崩症和肾性尿崩症两种。肾性尿崩症是由于多种病变引起肾脏对抗利尿激素敏感性缺陷，导致肾小管重吸收水的功能障碍的一组临床综合征。中枢性尿崩症是由创伤、肿瘤、手术等多种原因引起下丘脑、垂体损伤导致抗利尿激素合成、转运和分泌不足而造成的。
(1)在治疗某患者的过程中给患者输液较多，会不会出现水中毒？请说明理由。
提示　不会出现水中毒。因为输入的液体与内环境是等渗溶液。
(2)根据上述材料推测肾性尿崩症的病因。该种患者体内抗利尿激素的含量与正常人相比是偏高还是偏低？
提示　肾性尿崩症的病因是肾脏相应细胞表面缺乏抗利尿激素的受体，使抗利尿激素不能发挥作用。检测患者体内抗利尿激素的含量，与正常人相比偏高。
(3)尿崩症患者虽然尿的排出量增多了，但还是感觉口渴，原因是什么？
提示　尿崩症患者由于排尿较多，肾小管的重吸收能力低，排出的是低比重尿或低渗尿，而内环境的渗透压仍然较高，进而引起大脑皮层产生渴觉。
(4)有人说，不要等渴了再喝水，你觉得这句话有道理吗？
提示　当人意识到渴了，说明机体细胞渗透压已经升高，机体已经在调动心脏、肾等器官以及泌尿系统、循环系统等调节渗透压；渗透压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，会对机体健康造成不良影响。因此，这句话是有道理的。
(5)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。
归纳总结　血浆渗透压、抗利尿激素的含量和尿量的关系
考向三　水和无机盐平衡的调节
5．(2022·湖北)工作在一线的医护人员有时会长时间穿防护服，他们汗流浃背，饮水受限，尿量减少。下列关于尿液生成及排放的调节，叙述正确的是(　　)
A．抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对NaCl的重吸收
B．医护人员紧张工作后大量饮用清水有利于快速恢复水—盐平衡
C．医护人员工作时高度紧张，排尿反射受到大脑皮层的抑制，排尿减少
D．医护人员工作时汗流浃背，抗利尿激素的分泌减少，水的重吸收增加
答案　C
解析　抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收，A错误；医护人员因长时间穿防护服工作，汗流浃背、饮水受限的过程丢失了水分和无机盐，故医护人员紧张工作后应适量饮用淡盐水，有利于快速恢复水—盐平衡，B错误；排尿反射中枢位于脊髓，排尿反射中枢属于低级中枢，受控于高级中枢大脑皮层，故医护人员工作时高度紧张，排尿反射受到大脑皮层的抑制，排尿减少，C正确；医护人员工作时汗流浃背，使细胞外液的渗透压增高，抗利尿激素的分泌增多，水的重吸收增加，排尿减少，D错误。
6．(2021·全国甲，4)人体下丘脑具有内分泌功能，也是一些调节中枢的所在部位。下列有关下丘脑的叙述，错误的是(　　)
A．下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化
B．下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素
C．下丘脑参与水盐平衡的调节：下丘脑有水平衡调节中枢
D．下丘脑能感受体温的变化：下丘脑有体温调节中枢
答案　B
解析　下丘脑是水盐平衡调节中枢，同时也具有渗透压感受器，来感知细胞外液渗透压的变化，A、C正确；下丘脑能分泌促甲状腺激素释放激素、抗利尿激素等，具有内分泌功能，促甲状腺激素由垂体分泌，B错误；下丘脑内有维持体温相对恒定的体温调节中枢，能感受体温变化，能调节产热和散热，D正确。
1．(选择性必修1 P57)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，称为体液调节。一些低等动物只有体液调节，没有神经调节。
2．(2023·新课标，32节选)剧烈运动时，机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2，CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是血液中CO2增多，刺激呼吸中枢，导致呼吸加深加快。
3．(选择性必修1 P57)体液调节和神经调节的作用途径依次是体液运输和反射弧，体液调节作用时间比神经调节作用时间长；体液调节反应速度较缓慢，神经调节反应速度迅速；体液调节作用范围较广泛，神经调节作用范围准确、比较局限。
4．(选择性必修1 P58)体温保持相对稳定的原因是机体产热量≈散热量；机体热量的主要来源：代谢产热，安静状态下，人体主要通过肝、脑等器官的活动提供热量；运动时，骨骼肌是主要的产热器官；皮肤是主要的散热器官。
5．(选择性必修1 P58)体温调节机制是神经—体液调节，体温调节中枢是下丘脑，体温感觉中枢是大
脑皮层，温度感受器包括冷觉感受器和热觉感受器。体温上升期，机体产热量大于散热量，体温维持期，机体产热量等于散热量。
6．(选择性必修1 P59)人体内水的来源是饮水、食物中的水和代谢产生的水，肾排尿是人体排出水的最主要途径。Na＋的主要来源是食盐，几乎全部由小肠吸收，主要经肾随尿排出，排出量几乎等于摄入量。
7．(选择性必修1 P61)水盐平衡调节的机制是神经—体液调节，调节中枢在下丘脑，渴觉中枢在大脑皮层，渗透压感受器位于下丘脑，抗利尿激素由下丘脑合成并分泌，生理功能是促进肾小管和集合管对水分的重吸收。当细胞外液量减少或血钠含量降低时，肾上腺皮质增加分泌醛固酮，促进肾小管和集合管对Na＋的重吸收。
8．一般情况下，冬天人的尿较多，夏天人的尿较少。为什么会出现这种情况呢？尿液的多少与水的产生和排出都有关系。冬天相比于夏天，汗液分泌量减少，同时由于环境温度低，机体因代谢生成的水增加，会导致尿量增加。
课时精练
一、选择题
1．(2024·河北衡水中学高三一模)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
答案　C
解析　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，称为体液调节，H＋也能作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用，A正确；呼吸、心跳等人体的基本生命中枢位于脑干，脑干是连接脊髓和脑其他部分的重要通路，B正确；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，C错误；体液中CO2浓度变化会刺激相关感受器，从而对呼吸运动进行调节，因此临床上给患者输入O2时，往往采用含有5%左右的CO2的混合气体，以达到刺激呼吸中枢的目的，D正确。
2．(2024·新乡高三模拟)下列有关神经调节和体液调节的说法，正确的是(　　)
A．神经调节的信号有电信号和化学信号，而激素调节仅有化学信号
B．神经调节的结果是使效应器作出反应，而激素调节的结果是使靶细胞的生理活动发生改变，神经调节的作用范围较广泛
C．在人与高等动物生命活动调节过程中，体液调节起主导作用
D．所有生物都同时存在神经调节和体液调节
答案　A
解析　兴奋在神经元之间传递时，存在电信号→化学信号→电信号的转换，激素调节只有化学信号，A正确；激素调节的作用范围较广泛，神经调节的作用范围准确、比较局限，B错误；在人与高等动物生命活动调节过程中，神经调节起主导作用，C错误；单细胞生物没有神经调节，只有体液调节，D错误。
3．(2024·常州前黄高级中学高三模拟)人在饥寒交迫时的生理变化如图所示(字母表示人体的某些结构，数字表示调节过程)。下列分析中正确的是(　　)
A．①调节的结果是皮肤血管收缩、汗腺分泌增多
B．激素丙也能起到激素丁在图中的作用效果
C．激素丙含量低时对激素甲的合成分泌过程促进作用加强
D．机体受到寒冷刺激会通过反射活动使a产生冷觉
答案　B
解析　通过①的调节，骨骼肌战栗，产热增多，皮肤血管收缩，汗腺分泌减少，散热减少，A错误；d是肝脏细胞，图中对肝脏细胞起作用的不只有激素丁(胰高血糖素)，还有激素丙(甲状腺激素)，B正确；激素丙为甲状腺激素，甲状腺激素含量低时对激素甲(促甲状腺激素释放激素)合成分泌的抑制作用减弱，但不能促进激素甲的合成分泌，C错误；寒冷刺激机体皮肤上的冷觉感受器，产生的兴奋通过传入神经到达下丘脑和大脑皮层，在大脑皮层产生冷觉，因未经过完整的反射弧，不属于反射，D错误。
4．(2024·重庆渝中区高三三模)临床上，发热是指在致热源的作用下，机体体温调节中枢的“调定点”上移而引起的一种高水平体温调节活动。如图表示人感染流感病毒后致热源导致人发热时体温调节的变化，据图分析，下列说法正确的是(　　)
A．致热源刺激后，在大脑皮层体温调节中枢的控制下，体温“调定点”上移
B．①阶段，甲状腺激素和肾上腺素分泌增加，两者增加的调节方式完全相同
C．当体温稳定在39 ℃时，机体的产热量显著多于机体的散热量
D．②阶段，人体血管舒张、皮肤血流量增多，汗腺分泌也增加
答案　D
解析　体温调节中枢位于下丘脑，A错误；甲状腺激素的分泌属于体液调节，肾上腺素的分泌受神经系统的调节，B错误；体温稳定在39 ℃时，机体的产热量等于机体的散热量，C错误；②阶段中，体温下降，机体增加散热的方式为血管舒张、皮肤血流量增多，汗腺分泌也增加，D正确。
5．如图表示人体血液流经肾脏部位的简要示意图，下列叙述正确的是(　　)
A．当血钠含量升高时，醛固酮的分泌量增加，肾小管和集合管对Na＋的重吸收减少
B．抗利尿激素作用的靶细胞包括肾小管和集合管细胞
C．血液中的血细胞、蛋白质、无机盐等不会进入肾小囊
D．饮水不足时细胞外液渗透压降低，肾小管重吸收水的能力增强
答案　B
解析　当血钠含量降低时，醛固酮的分泌量增加，肾小管和集合管对Na＋的重吸收增加，A错误；血液中的血细胞、蛋白质一般不会进入肾小囊，水和无机盐等都可以经肾小球过滤到肾小囊中，C错误；饮水不足时，细胞外液渗透压升高，最终导致肾小管重吸收水的能力增强，D错误。
6．(2024·龙岩高三三模)热射病(重症中暑)是一种因高温引起的人体体温调节功能失调的致命性疾病，患者体内热量过度积蓄，导致核心温度迅速升高，从而引发器官功能障碍。下列相关叙述正确的是(　　)
A．高温导致蛋白质肽键断裂是热射病患者器官功能障碍的原因之一
B．重症中暑后，快速饮用大量冰水是降低体温的有效方式
C．环境温度超过40 ℃时，皮肤主要以辐射和传导方式散热
D．人体大量出汗后机体分泌的抗利尿激素和醛固酮有可能均增加
答案　D
解析　高温会导致蛋白质空间结构发生改变，但不会破坏蛋白质的肽键，A错误；重症中暑后，快速饮用大量冰水会导致血管收缩，血流量减少，不利于机体散热，B错误；环境温度超过体温，皮肤主要以汗液蒸发的方式散热，C错误；大量排汗后，体内水分和无机盐丢失较多，机体分泌的抗利尿激素和醛固酮均增加，以增强对水分和无机盐的重吸收，D正确。
7．下丘脑在人体内环境的稳态调节过程中发挥重要作用，如图为神经系统对激素分泌的三种调节方式。下列相关分析错误的是(　　)
A．若方式甲中的靶腺体为甲状腺，处于寒冷环境中，其分泌的激素量将会增加，肾小管管壁细胞存在该激素的受体
B．抗利尿激素的合成和分泌符合图中方式乙，内环境渗透压升高能增加其分泌量，使尿量增加
C．兴奋在A处传递是单向传递，当抑制性神经递质传到突触后膜时，膜外Cl－将大量内流
D．方式丙中激素的释放为神经调节的结果，内分泌腺属于效应器
答案　B
解析　若方式甲中的靶腺体为甲状腺，处于寒冷环境中，其分泌的激素量将会增加，促进机体代谢，增加产热，其靶细胞为几乎所有细胞，A正确；内环境渗透压升高，引起抗利尿激素分泌增加，抗利尿激素的合成和分泌符合图中方式乙，内环境渗透压升高能增加其分泌量，促进肾小管、集合管对水的重吸收，使尿量减少，B错误；兴奋在A处(突触结构)传递的特点是单向传递，当抑制性神经递质传到突触后膜时，膜外Cl－将大量内流，使静息电位绝对值增大，C正确；方式丙中，从图中可以看出，植物神经系统将兴奋传至内分泌腺，引起内分泌腺分泌某种激素，这是神经调节的过程，没有体液调节；在神经调节中，传出神经末梢及其所支配的腺体或肌肉称为效应器，D正确。
8．(2024·湖南长郡中学高三模拟)体温调定点学说认为，位于下丘脑的PO/AH区的热敏神经元和冷敏神经元放电频率相等时设定了一个调定点，如37 ℃，体温整合中枢就是按照这个调定点来调节体温的。下列有关叙述错误的是(　　)
A．若体温维持在调定点，机体产热量与散热量相等
B．若体温低于调定点，会有皮肤毛细血管收缩，汗腺分泌减少，散热速度减缓
C．在致热原作用下，冷敏神经元放电频率降低，热敏神经元放电频率升高
D．人体在发热初期，达到调定点之前，冷敏神经元的放电频率高于热敏神经元
答案　C
解析　若体温维持在某一固定值时，机体的产热量与散热量相等，A正确；若体温低于调定点，冷敏神经元放电频率升高，使皮肤毛细血管收缩，汗腺分泌减少，散热速度减缓，B正确；在致热原作用下，冷敏神经元放电频率升高，热敏神经元放电频率降低，C错误；人体在发热初期，没有达到新的调定点之前，冷敏神经元的放电频率高于热敏神经元，从而感到寒冷，D正确。
9．(2024·江苏决胜新高考高三联考)水盐平衡是维持细胞形态和功能相对稳定的基础。如图是醛固酮参与水盐平衡调节的部分机制，下列相关叙述正确的是(　　)
A．大量饮水可促进肾上腺皮质分泌醛固酮
B．醛固酮与胞内受体结合进而促进相关基因表达
C．膜上多种蛋白的增加可促进Na＋、K＋的重吸收
D．血浆中K＋浓度的改变不会影响醛固酮的分泌
答案　B
解析　大量失水时使细胞外液量减少以及血钠含量降低，肾上腺皮质分泌醛固酮增加，A错误；醛固酮作为信息分子，与胞内受体结合进而促进相关基因表达，B正确；醛固酮的作用是“保钠排钾”，C错误；血液中Na＋浓度下降或K＋浓度升高，肾上腺皮质分泌醛固酮增加，调节肾小管和集合管对Na＋的重吸收，D错误。
二、非选择题
10．(2022·湖南，18)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____________________________________
___________________________________________________________________________。
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)在炎热的环境中时，皮肤中的热觉感受器受到刺激后，将兴奋传递至下丘脑的体温调节中枢，通过中枢的调节，使皮肤中的毛细血管舒张，皮肤血流量增多，同时也使汗液的分泌增多等，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，此时产热量和散热量相等，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。(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；丁组小鼠出现发热症状，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。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。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。
11．(2024·泉州高三联考)贵州“村BA”的成功举办表明全民健身的理念深入人心。回答下列问题。
(1)篮球比赛中，无人防守的球员接到队友传球之后，迅速投篮并命中篮筐，这一过程属于__________反射。比赛过程中，运动员感到口渴是因为大量出汗导致血浆渗透压升高，刺激________________后产生的兴奋传到大脑皮层，产生渴感；该过程的结构基础__________(填“有”或“没有”)构成一个反射弧。
(2)及时补充水分对于机体正常完成各项生命活动非常重要。研究发现正常人分别一次性饮用1 000 mL清水与1 000 mL生理盐水，其排尿速率变化如图所示。
由图可知，饮用__________(填“A”或“B”)有利于机体及时补充水分；饮用B后出现的排尿速率的变化趋势的原因是_______________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)已有研究表明冰水会刺激口腔中的冷觉感受器，抑制渴感的产生。请结合所学知识，给出运动员运动后补水的三点合理建议：______________________________________________。
答案　(1)条件　(下丘脑)渗透压感受器　没有　(2)A　饮用了大量的清水后，血浆渗透压降低，抗利尿激素的分泌减少，使肾小管和集合管对水的重吸收减少，排尿速率增加，随后血浆渗透压趋于正常，排尿速率下降　(3)饮用温水、饮水适量、饮用淡盐水、分多次饮水、饮用葡萄糖盐水、饮用运动功能饮料
解析　(1)篮球比赛中，无人防守的球员接到队友传球之后，迅速投篮并命中篮筐，这一过程需要大脑皮层参与，属于条件反射。比赛过程中，运动员感到口渴是因为大量出汗导致血浆渗透压升高，刺激下丘脑的渗透压感受器产生兴奋并将兴奋传到大脑皮层，产生渴感，该过程的结构基础没有构成一个反射弧，不属于反射，因为反射的发生需要经过完整的反射弧。(2)由图可知，饮用“A”后表现为排尿速率相对稳定，因而有利于机体及时补充水分；饮用B后出现的排尿速率的变化趋势表现为先上升后下降，这是因为饮用了大量的清水后，血浆渗透压降低，抗利尿激素的分泌减少，使肾小管和集合管对水的重吸收减少，排尿速率增加，随后血浆渗透压趋于正常，排尿速率下降。
12．(2024·广州第二中学高三模拟)褪黑素作为由松果体产生的一种激素，其分泌昼少夜多，夜间褪黑素分泌量比白天多5～10倍，它能使人入睡时间明显缩短、睡眠持续时间延长，从而起到调整睡眠的作用。如图为褪黑素的分泌调节过程，请回答下列问题：
(1)据上述信息推测，光周期可影响褪黑素的分泌。请写出褪黑素分泌的反射路径：信号刺激→视网膜的感觉神经末梢(产生兴奋)→传入神经→______________________→传出神经→松果体细胞。
(2)SCN(下丘脑视交叉上核)的细胞上存在褪黑素的受体，推测褪黑素可以抑制SCN的兴奋，通过__________调节使褪黑素的分泌量维持稳定。褪黑素需经体液运输才能与SCN上相应受体结合发挥作用，而控制松果体细胞分泌的交感神经末梢释放的去甲肾上腺素不需要经血液运输即可实现调节松果体的活动，原因是__________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)研究发现，睡前只要使用1小时带有背光显示屏的电子产品就会使褪黑素分泌量减少20%而扰乱生物钟，请结合上述信息，分析熬夜玩手机导致失眠的原因：__________________
_____________________________________________________________________________。
(4)现有生理状况相同的小鼠若干只，请设计实验验证褪黑素促进睡眠与γ－氨基丁酸的作用有关，提供的试剂有褪黑素溶液、生理盐水和γ－氨基丁酸受体阻断剂，要求写出实验思路和实验结果。
_______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案　(1)下丘脑视交叉上核(SCN)　(2)(负)反馈　去甲肾上腺素为神经递质，可直接通过突触控制松果体　(3)长时间的手机屏幕光刺激可导致夜间褪黑素分泌量减少，入睡时间明显延长，睡眠持续时间缩短　(4)实验思路：取生理状况相似的若干只小鼠均分为甲、乙两组，甲组注射适量的γ－氨基丁酸受体阻断剂，乙组注射等量的生理盐水，一段时间后给两组小鼠注射等量的褪黑素溶液，并记录两组小鼠进入睡眠所需的时间；实验结果：甲组小鼠进入睡眠所需的时间显著比乙组小鼠长
解析　(1)分析图解：光周期信号通过“视网膜－松果体”途径对生物钟进行调控，该调控过程包括神经调节和体液调节，其中神经调节的反射弧为：信号刺激→视网膜的感觉神经末梢(产生兴奋)→传入神经→下丘脑视交叉上核(SCN)→传出神经→松果体细胞。(2)SCN(下丘脑视交叉上核)的细胞上存在褪黑素的受体，将神经中枢产生的兴奋传递到松果体，松果体细胞产生的褪黑素又可抑制SCN的兴奋，属于负反馈调节，使褪黑素的分泌量维持稳定。褪黑素是激素，需经体液运输才能与SCN上相应受体结合并发挥作用。去甲肾上腺素为神经递质，可直接通过突触控制松果体，故交感神经末梢释放的去甲肾上腺素不需要经血液运输即可实现调节松果体的活动。(3)根据题干信息，褪黑素的分泌昼少夜多，褪黑素能使人入睡时间明显缩短、睡眠持续时间延长。长时间的手机屏幕光刺激可导致夜间褪黑素分泌量减少，入睡时间明显延长，睡眠持续时间缩短，故熬夜玩手机会导致失眠。(4)该实验验证褪黑素促进睡眠与γ－氨基丁酸的作用有关，因此自变量为γ－氨基丁酸能否与受体结合，通过观察睡眠情况来验证褪黑素促进睡眠与γ－氨基丁酸的作用有关。故应设计两组实验，一组γ－氨基丁酸可以与受体结合，一组γ－氨基丁酸不能与受体结合，可使用γ－氨基丁酸受体阻断剂，其余条件相同且适宜。具体实验思路及实验结果见答案。

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