人教(2019)生物选择性必修一(学案+练习)：人体的体温调节和水盐调节

人体的体温调节和水盐调节

1．体温调节

(1)调节结果：保持体温相对稳定。

(2)稳定原因：机体的产热和散热保持动态平衡。

①产热途径：安静时肝、脑等器官的活动；运动时骨骼肌是主要的产热器官。

②散热途径：皮肤是最主要的散热器官，通过辐射、传导、对流、蒸发的方式进行。

(3)调节过程。

①体温调节中枢：下丘脑。 ②调节方式：神经—体液调节。 ③调节途径。

2．水盐平衡的调节

(1)来源：水的来源包括饮水、食物中所含有的水和代谢中产生的水。Na的主要来源是食盐。

(2)主要排出途径：肾脏。 (3)调节途径。 ①水平衡调节。

＋

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②血钠平衡。

a．血钠含量降低→肾上腺皮质→醛固酮分泌增加→促进肾小管和集合管对Na＋的重吸收→维持血钠含量的平衡。

b．血钠含量升高→肾上腺皮质→醛固酮分泌减少→减少肾小管和集合管对Na＋的重吸收→维持血钠含量的平衡。

(4)调节方式：神经—体液调节。

1．骨骼肌和肝脏是人体的主要产热器官。

( √ )

2．在寒冷环境中，由于产热量大于散热量，所以体温相对稳定。( × ) 3．醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na＋的重吸收。

( √ )

4．肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节。 ( × ) 【教材细节命题】 (选择性必修1 P59图3­9)由于室内外温差很大，人体维持稳态的调节能力有限，同学们的身体会受到一定的影响。即使是在夏季，医生也建议，在剧烈运动导致大汗淋漓之后最好不要立即到温度很低的空调间“乘凉”，其主要理由是低温环境的刺激，使机体产热作用增强、毛细血管收缩、出汗减少，最终导致机体内的热量不能及时散出。

1．明确水盐调节的四个重要结论

(1)渗透压感受器和渗透压调节中枢在下丘脑，渴觉中枢在大脑皮层。水盐平衡的调节方式为神经—体液调节。

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(2)抗利尿激素的产生部位是下丘脑的神经分泌细胞，而释放部位是垂体后叶。

(3)在水盐平衡调节中，下丘脑内既有感受器，又有效应器(分泌激素)。 (4)水和无机盐的平衡是在神经调节和激素调节共同作用下，主要通过肾脏来完成的。

2．理解血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系

血浆渗透压升高，抗利尿激素分泌增多，二者呈正相关；抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收，使尿量减少，二者呈负相关。三者关系如图所示：

考向1| 体温调节

1．小檗碱也叫黄连素，是从中药黄连中分离出来的一种生物碱，具有抗炎、解热等功能。热激蛋白HSP70是体温调节中的重要因子，也是小檗碱解热作用的靶点。小檗碱可降低TBP蛋白与HSP70基因启动子区域内的“TATA box”的结合，抑制HSP70基因的转录，使其表达水平下降，最终抑制体温的升高。下列叙述错误的是( )

A．服用小檗碱可以缓解体温升高的症状 B．HSP70含量降低会抑制体温升高 C．体温升高过程中机体的产热量大于散热量 D．“TATA box”是DNA聚合酶的结合位点

D 解析：小檗碱最终使得HSP70基因表达水平下降，抑制体温升高，A正确；HSP70基因转录受抑制会抑制体温升高，由此可推测HSP70的存在促使体温升高，因此HSP70含量降低会抑制体温升高，B正确；机体体温升高的过程中，产热量大于散热量，C正确；TBP蛋白与HSP70基因启动子区域内的“TATA box”结合，抑制HSP70基因的转录，由此可推测“TATA box”是RNA聚合酶的结合位点，D错误。

考向2| 水盐平衡调节

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2．(2021·山东德州二模)尿崩症分两种：因抗利尿激素的缺乏引起的中枢性尿崩症(CDI)和因肾脏对ADH敏感性缺陷引起的肾性尿崩症(NDI)。临床上可通过禁水加压(禁止饮水10 h后补充ADH)实验进行确诊。下列有关说法不正确的是( )

A．NDI患者体内ADH的含量与正常人相比要多 B．NDI患者的尿液渗透压明显低于血浆渗透压 C．禁水加压实验后，CDI患者的尿液渗透压将升高 D．禁水加压实验后，NDI患者的尿液渗透压将降低

D 解析：NDI是因肾脏对ADH敏感性缺陷引起的肾性尿崩症，所以NDI患者体内ADH的含量与正常人相比要多，A正确；NDI患者对水分重吸收少，所以其尿液渗透压明显低于血浆渗透压，B正确；禁水加压实验后，由于禁止饮水10 h后补充ADH，ADH促进肾小管和集合管对水分的重吸收，所以CDI患者的尿液渗透压将升高，C正确；禁水加压实验后，NDI患者的肾脏对ADH敏感性缺陷，补充ADH几乎不起作用，因此尿液渗透压不变，D错误。

【命题动态】本部分内容常以体温调节、水盐调节模型考查科学思维， 以神经调节与体液调节的关系、动物生命活动调节的主要方式及下丘脑在生命活动调节中的作用等为载体考查生命观念。一般以客观题形式出现，难度较低。

1．(2021·河北卷)血糖浓度升高时，机体启动三条调节途径：①血糖直接作用于胰岛B细胞；②血糖作用于下丘脑，通过兴奋迷走神经(参与内脏活动的调节)支配胰岛B细胞；③兴奋的迷走神经促进相关胃肠激素释放，这些激素作用于胰岛B细胞。下列叙述错误的是( )

A．①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动

B．②和③均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流 C．①和③调节胰岛素水平的方式均为体液调节 D．血糖平衡的调节存在负反馈调节机制 [思维培养]

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C 解析：①血糖浓度升高直接作用于胰岛B细胞，促进胰岛B细胞分泌胰岛素增多；②血糖浓度升高作用于下丘脑，通过兴奋迷走神经支配胰岛B细胞分泌胰岛素增多，A正确。②是兴奋迷走神经释放的神经递质与胰岛B细胞上的受体结合支配胰岛B细胞，③兴奋的迷走神经促进相关胃肠激素释放，也是通过神经递质与胃肠上的相应受体结合进行调节的，二者都体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流，B正确。①调节胰岛素水平的方式是体液调节，③调节胰岛素水平的方式是神经—体液调节，C错误。在血糖调节过程中，胰岛素的作用结果会使血糖水平下降到正常水平，此时血糖水平会反过来抑制胰岛素的进一步分泌，防止血糖过度下降；胰高血糖素也是如此，故在血糖调节过程中存在负反馈调节，D正确。

2．(2021·北京卷)胰岛素是调节血糖的重要激素，研究者研制了一种“智能”胰岛素(IA)并对其展开了系列实验，以期用于糖尿病的治疗。

(1)正常情况下，人体血糖浓度升高时，____________细胞分泌的胰岛素增多，经____________运输到靶细胞，促进其对葡萄糖的摄取和利用，使血糖浓度降低。

(2)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，IA(见图1)中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响，将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟，使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后，分别加入葡萄糖至不同的终浓度，10分钟后检测膜上的荧光强度。图2结果显示：随着葡萄糖浓度的升高，____________________。研究表明葡萄糖浓度越高，IA与GT结合量越低。据上述信息，推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为____________________。

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(3)为评估IA调节血糖水平的效果，研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA，测量血糖浓度的变化，结果如图3。

图3

该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势，体现在_______________________________________________。

(4)细胞膜上GT含量呈动态变化，当胰岛素与靶细胞上的受体结合后，细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物，糖尿病患者用药后进餐，血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度，完善IA血糖的机制图。(任选一个过程，在方框中以文字和箭头的形式作答) 解析：(1)胰岛素是由胰岛B细胞分泌的，经体液运输到靶细胞，与靶细胞上的受体结合，促进其对葡萄糖的摄取和利用，使血糖浓度降低。(2)分析图2，随着悬液中葡萄糖浓度越高，细胞膜上的荧光强度越低。由题干分析，带荧光的IA能与GT或胰岛素受体结合于红细胞膜上，加入葡萄糖，膜上的荧光强度下降，意味着IA从膜上脱落下来，加入的葡萄糖浓度越高，膜上的IA越少，由于葡萄糖可以与GT结合而不能与胰岛素受体结合，故推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为葡萄糖与IA竞争结合GT。(3)分析图3，对比两幅图可知，胰岛

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素可将血糖降至60 mg·dL－1(低血糖)，而IA能将血糖降至100 mg·dL－1左右；IA能将血糖维持在正常水平约10个小时，而胰岛素只能维持2时左右，故该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势，体现在IA能响应血糖浓度变化发挥作用或IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险。(4)由题干信息可知，GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，血糖浓度升高时，GT数量多有利于降血糖，IA可以与GT或胰岛素受体结合，与GT结合会抑制GT的功能。糖尿病患者用药后进餐，由于食物的消化吸收，血糖浓度会先升高，葡萄糖与IA竞争性结合GT增多，故IA与GT结合减少，与胰岛素受体结合增多，导致膜上的GT增多，进一步有利于葡萄糖与GT结合，最终细胞摄取葡萄糖的速率升高。血糖下降时，葡萄糖与IA竞争性结合GT减少，IA与GT结合增多，与胰岛素受体结合减少，故膜上的GT减少，能与葡萄糖结合的GT也减少，最终细胞摄取的葡萄糖的速率降低。过程如答案所示。

答案：(1)胰岛B 体液 (2)膜上的荧光强度降低 葡萄糖与IA竞争结合GT (3)IA能响应血糖浓度变化发挥作用(或IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险) (4)如下图所示

1．(生活、学习和实践情境)褪黑素是存在于哺乳动物体内的一种胺类激素，具有促进睡眠、延缓衰老、调节免疫和生殖等多项生理功能。下图为光暗信号通过“视网膜→神经中枢→松果体”途径对雌性动物生殖活动的。下列说法错误的是( )

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A．光暗信号调节的反射弧中，感受器位于视网膜，效应器包含松果体 B．去甲肾上腺素的释放伴随着ATP的水解和信号的转变

C．光暗信号对雌性动物生殖过程中既有神经调节，又有体液调节 D．垂体分泌的促性腺激素会负反馈于下丘脑，抑制下丘脑分泌促性腺激素释放激素

D 解析：光暗信号通过“视网膜→神经中枢→松果体”途径对雌性动物生殖的过程包括神经调节和体液调节。其中神经调节的反射弧包括视网膜为感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、传出神经末梢及其控制的松果体细胞作为效应器，A正确；去甲肾上腺素作为神经递质，因此伴随着ATP的水解和信号的改变，B正确；光暗信号对生殖的属于神经—体液调节，C正确；促性腺激素无法负反馈于下丘脑，D错误。

2．(生活、学习和实践情境)近年来经常有媒体报道大中学生在军训过程中晕倒送医，再次引发人们对大学生乃至青少年体质的讨论。检测体质好坏的一个重要标准是内环境是否维持正常水平。在日常生活中，很多因素会引起内环境发生变化。下列相关叙述中错误的是( )

A．剧烈运动中有乳酸的产生，内环境的pH有下降趋势 B．长期营养不良会导致血浆蛋白含量下降，进而引起组织水肿 C．人体高烧不退时，无汗液蒸发，机体水分仍能保持平衡 D．人体刚进入寒冷环境时，机体散热量会大于产热量

C 解析：剧烈运动时，人体中存在无氧呼吸，产生的乳酸使pH有下降趋势，但由于有缓冲物质存在，故pH不会明显下降，A正确；食物中长期缺少蛋白质，会导致血浆蛋白含量下降，进而使血浆进入组织液的水分多于回流的水分，引起组织水肿，B正确；汗液蒸发是机体散热的主要途径之一，人体高烧不退时，机体无汗液蒸发，此时水分平衡可能被打破，故高烧不退的病人需要多饮水以补充水分，C错误；人体刚进入寒冷环境时，内外温差大，散热量会大于产热量，但是通过神经—体液调节，最终散热量和产热量处于动态平衡，D正确。

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