2018-2019版高中生物 第2章 生物個體的內環(huán)境與穩(wěn)態(tài) 第1節(jié) 人體的代謝與穩(wěn)態(tài) 第4課時學案 北師大版必修3.doc

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第4課時　體溫的平衡 [目標導讀]　1.結合教材圖2－9，闡明體溫的相對穩(wěn)定及意義。2.通過分析表2－2，概述人體的產熱和散熱。3.結合教材圖2－10，探究體溫的調節(jié)機制，分析體溫調節(jié)障礙出現(xiàn)的問題。 [重難點擊]　體溫的調節(jié)機制。 一　體溫的相對穩(wěn)定和人體的產熱、散熱 春夏秋冬，寒暑更替，我們的體溫并不隨外界溫度的變化而發(fā)生大幅度波動。閱讀教材P17～18，分析其中的奧秘。 1．結合圖1和圖2分析體溫的相對穩(wěn)定及意義 (1)體溫：是指機體內部或深部的溫度。臨床上我們通常在口腔、腋窩或直腸測量體溫，其中最接近體溫的是在直腸測得的溫度，約為36.9～37.9 ℃。 (2)體溫變化 ①據(jù)圖1，在一日之內，正常人的體溫清晨最低，下午最高，但波動幅度一般不超過1_℃。據(jù)圖2，成年女性的體溫隨月經周期而變動，排卵日體溫最低。因此說明，同一個體在不同時期的體溫是不同的。 ②正常情況下的體溫比較：兒童>成年人>老年人，說明不同年齡的人群體溫不同。 ③女性的體溫平均比男性高0.3 ℃，說明不同性別的人群體溫不同。 綜上，雖然體溫受多種因素的影響而發(fā)生變化，但變化的幅度較小，正常人的體溫處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。 (3)體溫相對穩(wěn)定的意義：體內各種理化過程，特別是由各種酶參與的代謝活動，都需要有一個適宜的溫度范圍，體溫過高或者過低，都將引起酶活性的改變或喪失，導致生理功能障礙，甚至危及生命，所以說體溫穩(wěn)定是機體正常生命活動的必要條件。 2．分析教材表2－2中數(shù)據(jù)，探究人體的產熱和散熱 (1)人體在安靜狀態(tài)下以內臟產熱為主，在勞動或運動時代謝增強，此時以骨骼肌產熱為主。說明體溫來源于體內物質代謝過程中所釋放出來的熱量，所以人體產熱量的多少與代謝強度密切相關。 (2)劇烈運動產熱量增加時，人體相應地會出現(xiàn)皮膚發(fā)紅、出汗增加、呼氣加劇等現(xiàn)象，結合這些現(xiàn)象分析人體散熱的途徑 ①人體產生的熱量90%以上經皮膚散發(fā)到外界，其散熱方式有輻射、對流、傳導和汗液蒸發(fā)，當環(huán)境溫度接近或超過皮膚溫度時，人體幾乎全靠汗液蒸發(fā)來散熱。 ②一小部分熱量會隨呼吸、排便散失。 (3)體溫的相對穩(wěn)定就是機體產熱量和散熱量動態(tài)平衡的結果。 小貼士　體溫的來源和散失 歸納提煉 活學活用 1．如表所示為人的幾種組織、器官的產熱百分比，從表中數(shù)據(jù)不能推導出的結論是(　　) 器官、組織 產熱量/% 安靜狀態(tài) 勞動或運動狀態(tài) 腦 16 1 內臟 56 8 骨骼肌 18 90 其他 10 2 A.本表中顯示不出骨骼肌產生的熱量的用途 B．安靜狀態(tài)下，腦易進入高效的工作狀態(tài) C．安靜狀態(tài)下，內臟是主要的產熱器官 D．勞動或運動時，骨骼肌是主要的產熱器官 答案　B 解析　表中數(shù)據(jù)表示人體在兩種不同狀態(tài)下幾種器官、組織的產熱百分比，具體每種器官、組織在兩種不同狀態(tài)下產熱總量是未知的，所以無法判定安靜狀態(tài)下，腦易進入高效的工作狀態(tài)而勞動或運動時腦就不易進入高效的工作狀態(tài)，所以B項不能推導出來。本表中未顯示出骨骼肌產生的能量的用途。綜上，選B。 二　體溫的調節(jié)和調節(jié)障礙 體溫能夠保持相對穩(wěn)定，是在神經系統(tǒng)和內分泌系統(tǒng)等的共同調節(jié)作用下的結果。 1．體溫調節(jié)的方式 結合兩個實例，分析體溫調節(jié)的方式： 實例 調節(jié)途徑 是否有意識 調節(jié)方式 冬冷夏熱，人們能夠根據(jù)環(huán)境溫度的不同來增減衣著，創(chuàng)設人工氣候環(huán)境以祛寒避暑 相應的行為活動 意識控制 行為性調節(jié) 處于寒風中衣衫單薄的人們會出現(xiàn)打寒戰(zhàn)，皮膚的毛孔收縮等變化，處于炎熱環(huán)境時會出現(xiàn)發(fā)汗等現(xiàn)象 通過各種溫度感受器，把溫度變化的信息傳遞給體溫調節(jié)中樞，經傳出神經或體液途徑，協(xié)調產熱和散熱，維持體溫穩(wěn)定 非意識控制 生理性調節(jié) (1)溫度感受器：感受體內、體外溫度變化信息的結構，包括：外周溫度感受器和中樞溫度感受器，其中前者分布于皮膚、黏膜和內臟中，后者存在于脊髓、腦干網狀結構及下丘腦等部位。 (2)體溫調節(jié)中樞：位于下丘腦，將溫度感受器的傳入沖動進行整合，調節(jié)機體的產熱和散熱過程。 2．體溫調節(jié)的過程 結合上述內容，閱讀教材后，完成下圖，然后分析： (1)當人處于寒冷環(huán)境中時：寒冷刺激→對冷刺激敏感的感受器興奮→傳入神經→下丘腦的體溫調節(jié)中樞→傳出神經→效應器(皮膚血管收縮，散熱減少；骨骼肌產熱增加；腎上腺髓質分泌腎上腺素，導致體內代謝活動增強，產熱量增加)。 (2)當人處于炎熱環(huán)境中時：溫熱刺激→對熱刺激敏感的感受器興奮→傳入神經→下丘腦的體溫調節(jié)中樞→傳出神經→效應器(皮膚血管舒張，汗腺分泌汗液，從而使散熱量增加)。另一方面，人可以通過主動減少活動使產熱減少。 3．體溫調節(jié)障礙 (1)在寒冷環(huán)境中，如果機體的產熱量不能補償散失的熱量，將引起體溫降低。一般把低于36_℃的體溫稱為體溫過低或低體溫。人的體溫降至28_℃時，將喪失意識；降至20_℃時，通常不易恢復。 (2)在高熱環(huán)境、劇烈運動等情況下，如果體內產生的熱量不能及時散發(fā)出去，將引起體溫升高。體溫高于40 ℃稱為體溫過高。人的體溫高于41_℃時將引起中樞神經系統(tǒng)活動障礙，出現(xiàn)說胡話、神志不清等癥狀；超過43_℃時就會有生命危險。一般認為45.5_℃為人的致死體溫。體溫持續(xù)地高于正常水平，稱為發(fā)熱。 歸納提煉 1．人體的體溫調節(jié)中樞位于下丘腦。 2．機體在寒冷環(huán)境中通過增加產熱、減少散熱來維持體溫穩(wěn)定，在炎熱環(huán)境中則以增加散熱為主。 3．無論是在寒冷環(huán)境中還是在炎熱環(huán)境中，產熱量總是等于散熱量，使體溫保持相對穩(wěn)定。 4．機體在寒冷環(huán)境中的體溫調節(jié)方式為神經—體液調節(jié)，而在炎熱環(huán)境中主要是神經調節(jié)。 5．參與體溫調節(jié)的產熱激素主要有甲狀腺激素和腎上腺素，兩者在體溫調節(jié)中表現(xiàn)為協(xié)同作用。 活學活用 2．如圖表示某人的體溫變化曲線，導致ab段和bc段體溫變化的事件最有可能是(　　) A．發(fā)熱和寒戰(zhàn) B．提高環(huán)境溫度和寒戰(zhàn) C．寒戰(zhàn)和出汗減少 D．劇烈運動和出汗增加 問題導析　(1)人體正常體溫為37 ℃左右，60～80分鐘時，體溫上升，可能的原因有提高環(huán)境溫度、劇烈運動等。 (2)80～100分鐘時，體溫恢復正常，可能是通過調節(jié)使出汗增加。 答案　D 解析　從圖中可讀出，60分鐘前，人的體溫維持在37 ℃左右，60～80分鐘時，體溫上升，80～100分鐘時，體溫恢復正常。四個選項中可能導致體溫上升的事情有發(fā)熱、提高環(huán)境溫度、劇烈運動，可能導致體溫下降的事件有出汗增加。寒冷刺激下打寒戰(zhàn)能增加產熱，但一般不會導致體溫高于正常值，因此只有D項正確。 當堂檢測 1．“冰桶挑戰(zhàn)賽”是一項慈善活動，目的是讓更多人知道被稱為“漸凍人”的罕見疾病，同時也達到募款幫助治療的目的。當一桶冰水從頭頂澆下，身體會作出一系列的反應，有關描述不正確的是(　　) A．皮膚毛細血管收縮，血流量減少 B．甲狀腺激素和腎上腺素分泌增加 C．體溫下降，代謝減弱 D．此過程既有神經調節(jié)，也有體液調節(jié) 答案　C 解析　當一桶冰水從頭頂澆下，身體作出一系列反應：寒冷刺激對冷敏感的溫度感受器→下丘腦體溫調節(jié)中樞→增加產熱(骨骼肌戰(zhàn)栗、立毛肌收縮、甲狀腺激素和腎上腺素分泌增加，代謝加強)，減少散熱(毛細血管收縮、汗腺分泌減少)→體溫維持相對恒定，此過程既有神經調節(jié)，也有體液調節(jié)。 2．冬季課后，小李從教室走出，這時他將出現(xiàn)的生理反應是(　　) A．耗氧量增加，體溫升高 B．耗氧量減少，代謝水平較低 C．耗氧量增加，體表血管收縮 D．耗氧量減少，心律變慢 答案　C 解析　室外溫度低，此時應該減少身體熱量的散失，所以體表大部分血管收縮以減少散熱。另外還要通過加強代謝過程增加體內產熱量，因此需要大量的氧氣，這樣才能維持體溫的恒定。 3．下列關于體溫的敘述，錯誤的是(　　) A．人的體溫來源主要是物質代謝過程所釋放出來的熱量 B．體溫的相對穩(wěn)定，是維持內環(huán)境穩(wěn)定、保證代謝正常進行的必要條件 C．人的體溫就是通過直腸所測得的溫度 D．體溫的相對恒定是機體產熱和散熱保持動態(tài)平衡的結果 答案　C 解析　體溫是指人體內部的溫度，與我們通過直腸所測得的溫度比較接近，所以C項錯誤。 4．如圖所示為人體體溫調節(jié)示意圖，根據(jù)圖示過程判斷下列敘述中錯誤的是(　　) A．當機體受到炎熱刺激時，機體主要依靠D、E和F散熱 B．當機體受到寒冷刺激時，機體可通過B→C→G完成調節(jié) C．D途徑主要是通過骨骼肌的產熱完成的 D．人體體溫調節(jié)的過程屬于神經—體液調節(jié) 答案　A 解析　在炎熱環(huán)境中時，機體主要依靠皮膚和汗腺散熱；在寒冷環(huán)境中時，機體可通過B→C→G這個反射弧來完成對體溫的調節(jié)；D途徑主要是通過骨骼肌的產熱來完成的；體溫調節(jié)過程除神經調節(jié)外，還存在甲狀腺激素和腎上腺素的體液調節(jié)。 5．如圖表示人處于寒冷環(huán)境中時，皮膚發(fā)生的主要變化，請分析回答下列問題。 (1)人體出現(xiàn)上述反應的意義是_________________________________________________。 (2)體溫調節(jié)過程中，某些激素也發(fā)揮重要作用。人在寒冷環(huán)境中分泌量明顯增多的激素有________________。 (3)動物實驗表明：如果破壞了恒溫動物的下丘腦，動物就不再具有體溫調節(jié)能力了；而保留下丘腦及以下神經，則仍具有調節(jié)體溫的能力，這說明________________________________。 答案　(1)減少散熱，增加產熱，維持體溫恒定 (2)腎上腺素　(3)下丘腦是體溫調節(jié)中樞 解析　當人處于寒冷環(huán)境中時，通過神經系統(tǒng)的調節(jié)，皮膚血管收縮，皮膚血流量減少，汗腺分泌減少，從而減少散熱、增加產熱，使體溫維持穩(wěn)定；體溫調節(jié)既有神經調節(jié)，又有體液調節(jié)，體液調節(jié)主要通過腎上腺素的調節(jié)，促進產熱代謝，提高體溫。神經調節(jié)是通過反射弧完成的，體溫調節(jié)中樞在下丘腦。 40分鐘課時作業(yè) [學考達標] 知識點一　體溫的相對穩(wěn)定和人體的產熱散熱 1．下列有關體溫相對穩(wěn)定及意義的說法，正確的是(　　) A．體溫就是測量口腔的溫度 B．個體之間的體溫存在差異，女性的體溫平均比男性高1 ℃ C．就體溫來講，兒童<成年人<老年人，女性>男性 D．在某些特殊情況下，體溫在一定范圍內升高或降低對人體是有益的 答案　D 2．下列說法中，錯誤的是(　　) A．人的體溫來源于體內物質代謝所釋放出來的熱量 B．產熱的主要器官是骨骼肌和內臟，安靜狀態(tài)下的產熱器官是內臟 C．人體產熱的90%以上經皮膚散發(fā)到外界 D．皮膚散熱的方式包括輻射、對流、傳導和蒸發(fā) 答案　B 3．人體體溫相對穩(wěn)定的生理意義是(　　) A．適應較低環(huán)境溫度的能力強 B．適應高溫的能力強 C．人體新陳代謝所必需的 D．37 ℃是高于一般環(huán)境的溫度，能大幅度促進新陳代謝速率 答案　C 知識點二　體溫的調節(jié)和調節(jié)障礙 4．在寒冷條件下，下列有關人體體溫調節(jié)的敘述，正確的是(　　) A．人體的產熱量一定高于散熱量 B．下丘腦不僅是體溫調節(jié)中樞，還能分泌促甲狀腺激素 C．人體內的甲狀腺激素分泌量減少 D．效應器有皮膚血管、骨骼肌等 答案　D 解析　在寒冷環(huán)境中，人體通過增加產熱和盡量地減少散熱來維持體溫的相對恒定，此時的產熱量和散熱量幾乎相等，A錯誤；下丘腦是體溫的調節(jié)中樞，分泌的是促甲狀腺激素釋放激素，B錯誤；寒冷環(huán)境中為增強新陳代謝，人體的甲狀腺激素分泌量增加，C錯誤；效應器有皮膚血管和骨骼肌等，D正確。 5．下列關于體溫調節(jié)的敘述，合理的是(　　) A．人體的溫度感受器只分布于皮膚中 B．體溫調節(jié)的主要中樞位于大腦皮層 C．處于寒冷環(huán)境中，人的皮膚毛細血管收縮，血液中腎上腺素含量增加 D．人在炎熱環(huán)境中，散熱的主要方式是汗腺分泌減少，降低新陳代謝 答案　C 解析　人體的外周溫度感受器分布于皮膚、黏膜、內臟中，中樞溫度感受器存在于脊髓、腦干網狀結構及下丘腦等部位；調節(jié)體溫的基本中樞在下丘腦；人在炎熱環(huán)境中，皮膚汗腺分泌增加，血管舒張，皮膚的血流量增加，從而使散熱量增加。 6．某同學感冒發(fā)熱39 ℃，伴有輕度腹瀉。與病前相比，此時該同學的生理狀況是(　　) A．呼吸、心跳加快，心肌細胞中ATP大量積累 B．汗液分泌增多，尿量減少，血漿Na＋濃度降低 C．腎上腺素分泌增多，代謝增強，產熱量增加 D．糖原合成增強，脂肪分解加快，尿素合成增多 答案　C 解析　細胞中ATP不能大量積累，發(fā)熱是因為機體代謝加強，產熱量大于散熱量，使得體溫上升，糖原合成減弱。此時汗液會分泌減少，尿量也會減少。 [高考提能] 7．冬季來臨，人們在匆匆換上冬裝的同時，生理上出現(xiàn)的適應性變化是(　　) A．體溫下降，酶的活性下降 B．人們的產熱量遠遠高于散熱量 C．甲狀腺激素與腎上腺素分泌量增加 D．皮膚血管舒張，血流量增大 答案　C 解析　在外界溫度較低的情況下，人主要通過增加產熱和減少散熱來維持體溫的恒定，比如皮膚毛細血管收縮，使流經體表的血量減少，從而減少散熱。另外，甲狀腺激素和腎上腺素分泌量增加以促進新陳代謝，增加產熱，但總的來說產熱量和散熱量相等。 8．當人所處的環(huán)境溫度從25 ℃降到5 ℃時，耗氧量、尿量、抗利尿激素的變化依次為(　　) A．增加、增加、減少 B．減少、減少、增加 C．增加、減少、增加 D．增加、增加、增加 答案　A 解析　人所處的環(huán)境溫度降低，對冷刺激敏感的溫度感受器興奮，腎上腺素分泌增加，細胞代謝增強，產熱增加，耗氧量增加。在寒冷環(huán)境中，排汗減少，尿量增加，抗利尿激素減少。 9．如圖表示某人在休息時，單位時間內流經其單位面積皮膚血管內血液的相對流量，在a時刻，室內溫度由15 ℃突升至40 ℃，在b時刻，室內溫度又突降至15 ℃，下列說法正確的是(　　) A．在a時刻室內溫度變化時，皮膚血管收縮，皮膚血流量減少 B．在ab段時間內，因外界環(huán)境溫度高于人體溫度，所以人體不散熱 C．在ab段時間內，人體內酶的活性比bc段時間內高 D．在bc段時間內，人體腎上腺素分泌量增加 答案　D 解析　在a時刻，室內溫度由15 ℃突升至40 ℃，外界環(huán)境溫度變高，皮膚血管會舒張，單位時間血流量變大；在ab段時間內，人體仍然維持體溫相對穩(wěn)定，人體內酶的活性不變；在bc段時間內，外界環(huán)境溫度低，人體腎上腺素分泌量增加，促進人體代謝，多產熱，以維持體溫恒定。 10．如圖是人體體溫調節(jié)的曲線圖，請據(jù)圖分析，下列說法錯誤的是(　　) A．人體熱量的來源主要是細胞中有機物的氧化放能 B．時間t1～t2，散熱量增加產熱量也增加 C．時間t2～t3，散熱量減少是體溫調節(jié)的結果 D．時間t3以后，產熱量小于散熱量 答案　D 解析　細胞中有機物的氧化分解釋放出大量的能量，其中一部分以熱能形式散失，來維持體溫恒定，A正確；人體體溫恒定，正常情況下產熱量等于散熱量，時間t3后產熱量也是等于散熱量，D錯誤。 11．下圖為寒冷條件下，人體皮膚結構與生理變化解剖圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)此時，體內產熱量將__________，產生的熱量增加的部分主要來自___________________。 (2)在此環(huán)境中，[　]皮膚血管__________，[　]汗腺__________，以減少__________________。 (3)寫出在此條件下，皮膚血管產生變化的反射?。篲_________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)參與該過程調節(jié)的激素為__________________，其生理作用為__________________________________。 答案　(1)增加　骨骼肌不自主戰(zhàn)栗　(2)2　收縮　3　分泌減少　熱量散失　(3)對冷敏感的溫度感受器→傳入神經→下丘腦體溫調節(jié)中樞→傳出(交感)神經→皮膚血管收縮 (4)腎上腺素　使代謝活動加強，增加產熱 解析　人體在寒冷時，皮膚的反應為皮膚血管收縮、汗腺分泌活動減弱。參與體溫調節(jié)的激素主要為腎上腺素，可以使代謝活動加強，增加產熱。 12．下圖是人體體溫調節(jié)示意圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)從反射弧的各種環(huán)節(jié)上看，①和②屬于________，③屬于________，體溫調節(jié)中樞位于__________。 (2)在寒冷環(huán)境中，皮膚血管會________，同時骨骼肌會______________，在腎上腺素的作用下，人體的代謝活動____________，從而產生更多的熱量。 (3)神經調節(jié)和激素調節(jié)都可以對體溫進行調節(jié)，在這兩種調節(jié)方式中是以________調節(jié)為主。 (4)人體的體溫之所以保持相對恒定，是____________和________兩個過程相對平衡的結果。 答案　(1)傳入神經　傳出神經　下丘腦　(2)收縮　不自主戰(zhàn)栗　加強　(3)神經　(4)產熱　散熱 解析　①、②是連接感受器和神經中樞之間的傳入神經；③是傳出神經；體溫調節(jié)中樞位于下丘腦。 [個性拓展] 13．小白鼠是恒溫動物，科學家們在實驗中發(fā)現(xiàn)如果破壞了小白鼠的下丘腦，它就不再有維持體溫相對穩(wěn)定的能力。 (1)這個實驗說明了_____________________________________________________________，本實驗的對照是_____________________________________________________________。 (2)正常小白鼠的體溫調節(jié)類型和圖中所示的____________相同。 (3)研究者確定實驗動物體溫是否相對穩(wěn)定的方法是___________________________。若研究者要對實驗鼠被破壞下丘腦之前24 h和破壞下丘腦之后24 h的體溫分別進行測量記錄(測量間隔時間為4 h)，請你為該實驗設計一個合理的體溫記錄表。 (4)若研究者僅根據(jù)一只小白鼠實驗的結果便得出了前面的結論，你認為該結論可靠嗎？為什么？ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)有人認為脊髓也參與了體溫調節(jié)，請在上述實驗的基礎上補充實驗并簡要說明。 ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)調節(jié)體溫的主要中樞在下丘腦　實驗前動物的狀態(tài)(或小白鼠被破壞下丘腦之前的狀態(tài)) (2)甲 (3)多次等時間間隔測量動物體溫　記錄表如下： 測量時間 (間隔4 h) 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 第六次 第七次 處理前小白鼠體溫 處理后小白鼠體溫 (4)不可靠。因為一次實驗具有偶然性，應進行多次重復實驗，若均得到相同的結果，上述結論才具有說服力 (5)另取幾只小白鼠，分別只破壞脊髓，觀察各自的體溫是否穩(wěn)定 解析　本題是一道自身前后對照實驗題，小白鼠是恒溫動物，在正常情況下，隨著環(huán)境溫度的降低，小白鼠機體為了維持體溫，會通過增加耗氧量，加快體內物質的氧化分解來增加產熱量，這個過程是在下丘腦和內分泌系統(tǒng)調節(jié)下完成的。因此，小白鼠的下丘腦被破壞以后就失去了這一調節(jié)功能。由此也證明了體溫調節(jié)中樞位于下丘腦。本實驗以多次等時間間隔測量動物體溫來作為體溫是否相對穩(wěn)定的依據(jù)，遵循了科學性原則，使得到的結論更具有說服力。