第3节 神经调节与体液调节的关系
[学习目标] 1.概述体液调节的含义，列表比较神经调节和体液调节的特点。2.建立体温调节和水盐平衡调节的过程模型，概述神经调节和体液调节的协调。
一、神经调节和体液调节的比较
1．图A表示的调节方式为激素调节，激素如何从产生部位到靶细胞发挥作用？
答案 通过体液传送。
2．什么是体液调节？参与体液调节的物质只有激素吗？
答案 激素等化学物质通过体液传送的方式对生命活动进行的调节，称为体液调节。参与体液调节的化学物质除了激素，还包括其他调节因子，如CO2、H＋等。
3．图B表示的调节方式为神经调节，其通过的途径为反射弧。
4．是否所有动物都具有上述两种方式？
答案 不是。较低等的动物只有方式A；高等动物和人体内，具有方式A和B。
5．比较神经调节和体液调节的特点
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
6. 神经调节和体液调节的关系
(1)一方面，不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节，这样体液调节又成为神经调节的一个环节，这种情况，又称为神经—体液调节。
(2)另一方面，内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
(3)机体的生命活动常常既受神经调节，也受体液调节，一般神经调节占主导地位。
二、人体的体温调节
1．人体的产热和散热
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(1)体温是指人体内部的温度，我们通常在腋窝、口腔、直肠三个部位测体温，其中最接近人体体温的是直肠测得的温度。
(2)主要的产热器官是肝脏和骨骼肌，主要的散热器官是皮肤。
2．体温调节过程
(1)观察教材32页体温调节图解，分析寒冷条件下体温调节机制：
寒冷→体温低于正常体温→下丘脑感受到变化→通过神经－体液发送信息→汗腺分泌减少，毛细血管收缩，肌肉和肝脏等产热增多→体温回升至正常。
(2)炎热条件下体温调节机制又是怎样的？
答案 炎热→体温高于正常体温→下丘脑感受到变化→通过神经－体液发送信息→汗腺分泌增加，毛细血管舒张，肌肉和肝脏产热减少→体温降低至正常。
(3)总体来看，体温调节的原理是产热过程和散热过程动态平衡的结果。
三、水盐平衡及调节
1．水盐平衡
2．水盐平衡调节
(1)水盐平衡的调节中枢在下丘脑；主要通过调节肾脏(器官)的功能来实现。
(2)水盐平衡的神经调节中感受渗透压变化的感受器位于下丘脑，产生渴感的中枢在大脑皮层。
(3)水盐平衡中参与体液调节的激素主要是抗利尿激素。它是由下丘脑神经细胞分泌，储藏于垂体中，在适宜刺激的作用下，由垂体释放进入血液，能促进肾小管、集合管对水分的重吸收。抗利尿激素增多，重吸收能力增强，排尿减少；反之，重吸收能力减弱，排尿增多。
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一、分析人体的体温调节图解
下图是人体的体温调节过程，据图分析回答：
1．人体体温调节中枢是哪里？
答案 下丘脑。
2．寒冷条件下，人体会不自觉地打寒战，其反射过程是怎样的？
答案 寒冷→皮肤冷觉感受器→传入神经→下丘脑→传出神经→骨骼肌战栗。
3．图中A、B是两种激素，名称分别是什么？
答案 促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素。
4．图中的肾上腺素和甲状腺激素之间表现为哪种关系？
答案 二者都能促进产热，是协同关系。
5．人长时间在高温环境中，会出现中暑的现象，原因是什么？
答案 人体体温调节能力是有一定限度的，长时间在高温环境中，超出了人体的体温调节能力，体温会升高，导致中暑。
二、分析下丘脑在人体稳态调节中的作用
下丘脑在人体生命活动中有重要的作用，结合下图分析问题：
1．人体在过度紧张时，甲状腺激素分泌会增多，下丘脑在该过程中起什么作用？
答案 下丘脑神经分泌细胞合成并分泌促甲状腺激素释放激素，通过垂体促进甲状腺的分泌活动。
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2．饮食过咸时，细胞外液的渗透压会升高，下丘脑在调节过程中有什么作用？
答案 当细胞外液渗透压升高时，一方面刺激下丘脑渗透压感受器产生兴奋，传至大脑皮层后引起饮水反射，另一方面下丘脑神经分泌细胞产生抗利尿激素，促进水的重吸收。
3．血糖含量降低时，下丘脑怎样调节？
答案 当血糖含量降低时，刺激下丘脑，通过有关神经促进胰高血糖素和肾上腺素的分泌，升高血糖。
4．寒冷环境下，人会起“鸡皮疙瘩”，相应的反射弧是怎样的？
答案 寒冷→皮肤冷觉感受器→传入神经→下丘脑→传出神经→立毛肌收缩。
【归纳提炼】
1．给严重缺氧的病人输氧时，需在纯氧中混入5%的CO2，以维持呼吸中枢的兴奋，这属于( )
A．神经调节 B．体液调节
C．激素调节 D．神经调节和激素调节
答案 B
解析 体液调节是指某些化学物质(如：激素、CO2等)通过体液传送的方式，对生命活动进行的调节。其中激素调节是体液调节的主要内容。给严重缺氧的病人输氧时，一方面满足病人对氧的需要，另一方面还要提高病人的呼吸中枢的兴奋性，加强病人的呼吸能力。二氧化碳是调节呼吸的有效生理刺激，当吸收CO2含量较高的混合气体时，会使肺泡内CO2含量升高，动脉血中CO2含量也随之升高，这样就形成了对呼吸中枢的有效刺激，呼吸中枢的活动就会加强，使呼吸加强。
2. 当人所处的环境温度从25 ℃降到5 ℃时，耗氧量、尿量、抗利尿激素的变化依次为( )
A．增加、增加、减少 B．减少、减少、增加
C．增加、减少、增加 D．增加、增加、增加
答案 A
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解析 人所处的环境温度降低，冷觉感受器兴奋，肾上腺素、甲状腺激素分泌增加，细胞代谢增强，产热增加，耗氧量增加。在寒冷环境中，排汗减少，尿量增加，抗利尿激素减少。
3. 下列关于人体内水和无机盐平衡调节的叙述中，正确的是 ( )
A．血浆渗透压降低时引起口渴
B．机体失去水时，抗利尿激素分泌减少
C．抗利尿激素使细胞吸水能力增强
D．抗利尿激素使细胞吸水能力减弱
答案 C
解析 血浆渗透压降低，说明人体饮水过多或盐分丢失过多，因而不会产生渴感。当机体失水时，细胞外液渗透压升高，渗透压感受器兴奋，使下丘脑神经分泌细胞合成并由垂体释放的抗利尿激素增加。抗利尿激素可促进肾小管和集合管对水的重吸收，使细胞外液渗透压下降，从而使细胞内液渗透压相对上升，这样细胞的吸水能力就增强了。
4．某人因一次意外而导致下丘脑受到损伤，这样可能会导致他的( )
①甲状腺激素分泌量发生变化 ②体温调节发生变化 ③血糖含量发生变化 ④细胞外液渗透压发生变化
⑤垂体合成抗利尿激素减少
A．①②⑤ B．①②③④⑤
C．①③④⑤ D．①②③④
答案 D
解析 由于下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体，垂体释放的促甲状腺激素作用于甲状腺，所以损伤到下丘脑时甲状腺激素分泌量发生变化，①正确；下丘脑是体温调节中枢，②正确；血糖平衡调节中枢位于下丘脑，如下丘脑受损，则血糖调节能力下降，会导致血糖含量变化，③正确；下丘脑是水盐平衡调节中枢，所以损伤下丘脑会导致细胞外液渗透压发生变化，④正确；抗利尿激素是在下丘脑中合成的，如下丘脑受损，则抗利尿激素合成减少，⑤错误。
5．下列关于神经调节和体液调节之间的关系，不正确的是( )
A．大部分内分泌腺的激素分泌不受神经系统的调控
B．内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的功能
C．生物各项生命活动一般同时受神经和体液的调节，但神经调节在其中扮演了主要角色
D．体液调节可以是神经调节的一个环节
答案 A
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解析 大多数内分泌腺都受中枢神经系统的控制，A错误；内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的功能，如甲状腺激素能促进中枢神经系统的发育，B正确；生物体各项生命活动一般同时受神经和体液的调节，但神经调节占主导地位，C正确；有些内分泌腺本身直接或者间接受中枢神经系统的调节，此时体液调节也可以看成是神经调节的一个环节，D正确。
知识点一 神经调节和体液调节的比较
1．正常人体内的激素和神经递质均有特定的生物活性，这二类物质都是( )
A．在细胞内发挥作用
B．在与特定分子结合后起作用
C．由活细胞产生的蛋白质
D．在发挥作用后还能保持活性
答案 B
解析 神经递质与细胞膜表面的受体相结合，从而起作用，激素与细胞膜表面或细胞内的受体相结合起作用，A错误；激素和神经递质都与特异性受体识别并结合起作用，B正确；性激素的化学本质是固醇，而神经递质的化学本质有乙酰胆碱、单胺类物质等，C错误；激素和神经递质起作用后会在相应酶的作用下被处理而失去活性，即激素和神经递质起作用后会发生代谢性失活，D错误。
2．下列关于神经调节与体液调节的特点，叙述错误的是 ( )
A．神经调节迅速、准确，作用时间短暂，但作用范围比较局限
B．体液调节缓慢，作用范围广泛，作用时间持久
C．神经调节和体液调节共同协调，相辅相成，地位平等
D．神经调节和体液调节共同协调，相辅相成，而以神经调节为主
答案 C
解析 神经调节迅速、准确，作用时间短暂，作用范围比较局限。体液调节较缓慢，作用范围广泛，作用时间比较持久。神经调节与体液调节共同协调，相辅相成，而以神经调节为主。
3．如图表示人体对刺激的反应，相关说法不正确的是( )
A．刺激可能来自内环境理化性质的改变或外界环境的变化
B．①②③和①④均表示神经调节
C．内环境中血糖和pH调节均主要与⑥⑤途径有关
D．剧烈运动时，①②③、①④⑤和⑥⑤途径共同发挥作用维持内环境稳定
答案 C
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解析 刺激可能来自内环境理化性质的改变(如体温升高等)或外界环境的变化(如寒冷环境)，故A正确；效应器是由传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体组成，图中①②③和①④均表示神经调节，故B正确；内环境中血糖调节主要与⑥⑤途径有关，而pH调节主要依赖血液中的缓冲物质，故C错误；人体内环境稳定是神经、体液、免疫共同调节的结果，故D正确。
4．关于人体神经调节和体液调节的叙述，错误的是( )
A．反射弧是神经调节的结构基础
B．体温受到神经和体液的双重调节
C．甲状腺激素不能影响神经系统的活动
D．垂体分泌促甲状腺激素受下丘脑调控
答案 C
解析 神经调节的基本方式是反射，完成反射的结构基础是反射弧，故A选项正确；体温调节过程受神经和体液共同调节，如通过神经调节使血管收缩，同时甲状腺激素参与体液调节，故B选项正确；甲状腺分泌的甲状腺激素，会促进幼年动物大脑的发育，如缺乏会影响脑的发育，故C选项错误；下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素(TRH)，TRH运输到垂体，促使垂体分泌促甲状腺激素(TSH)，故D选项正确。
知识点二 人体体温调节
5．如图表示一段时间内，人体皮肤血流量变化曲线，下列相关叙述中，不正确的是( )
A．若①为25 ℃条件，则②可能为0 ℃环境
B．在时间②内人体耗氧量增加
C．在时间②内酶的活性比时间①、③低
D．在时间②内体温的恒定是神经—体液共同调节的结果
答案 C
解析 寒冷环境中人体的皮肤毛细血管收缩，血流量减少；人体的耗氧量增加，从而增加产热；人体内的温度是恒定的，酶活性不变；寒冷环境中人体体温受到神经调节和体液调节(肾上腺素和甲状腺激素的调节)共同维持。
6．人体内多种激素之间表现为协同作用，下列是某同学所作的归纳，其中有误的是( )
A．① B．② C．③ D．④
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答案 A
解析 胰岛素具有降血糖的作用，不能促进生长发育，①错误；甲状腺激素既能促进生长发育，又能促进细胞代谢，增加产热，②正确；肾上腺素具有升高血糖的作用和增加产热的作用，③正确；胰高血糖素有升高血糖的作用，④正确。
7．如图表示大鼠皮肤冷觉感受器和温觉感受器在不同温度时的传入神经放电频率(敏感程度)，相关说法不正确的是( )
A．测试期间大鼠传入神经放电频率的变化说明动物能通过调节维持体温的相对恒定
B．两个曲线交点对应的温度表示大鼠的正常体温，该实验在皮肤冷却处理的过程中，随着处理温度的降低，传入神经放电频率减小
C．大鼠受到寒冷刺激，皮肤冷觉感受器兴奋，经传入神经引起下丘脑体温调节中枢兴奋，导致甲状腺激素等分泌增加，机体产热增多以维持体温稳定，此调节机制为神经—体液调节
D．测试实验中，若在突触间隙处给予某种药物后，再刺激轴突，发现神经冲动的传递被阻断，但检测到突触间隙处神经递质的量与给予药物之前相同，则该药物最可能是抑制了突触后膜的功能
答案 B
解析 测试期间大鼠传入神经放电频率的变化是因外界刺激引起的，刺激通过传入神经传递到下丘脑，体温调节中枢在下丘脑，所以说明动物能通过调节维持体温的相对恒定，A正确；由图可知，两个曲线交点对应的温度表示大鼠的正常体温，在皮肤冷却处理的过程中，随着处理温度的降低，由曲线变化趋势可知，传入神经放电频率增大，当温度低于28 ℃时，继续降低温度，放电频率减小，B错误；大鼠受到寒冷刺激，皮肤冷觉感受器兴奋，经传入神经引起下丘脑体温调节中枢兴奋，导致甲状腺激素等分泌增加，甲状腺激素促进代谢使机体产热增多以维持体温稳定，该过程是神经—体液调节，C正确；神经递质由突触前膜释放，但由于检测到突触间隙处神经递质的量与给予药物之前相同，说明药物没有破坏前膜，但神经冲动的传递被阻断，最可能是抑制了突触后膜的功能，D正确。
知识点三 水盐平衡的调节
8．图中曲线表示某健康成年人分别饮1升清水及饮1升生理盐水后的尿生成速率。下列叙述错误的是( )
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A．饮清水后约1 h，尿生成速率达到峰值
B．饮清水后0.5 h，血液中的抗利尿激素浓度降低
C．在3 h内，饮清水较饮生理盐水产生的尿量多
D．3 h后两条曲线将不再交叉或重叠
答案 D
解析 饮清水后，血浆渗透压降低，抗利尿激素分泌减少，尿液产生量增多，排出大量尿液从而使血浆渗透压升高；饮生理盐水后，血浆渗透压基本不变，尿液生成量不会迅速增加；3 h以后，通过尿量的调节，血浆渗透压及血浆总量最终恢复到初始值，尿量的曲线将重叠。
9．如图为水平衡调节机制，请据图判断A、B、C依次为( )
A．抗利尿激素、渴觉中枢、肾小管和集合管
B．渴觉中枢、抗利尿激素、肾小管和集合管
C．抗利尿激素、肾小管和集合管、渴觉中枢
D．渴觉中枢、肾小管和集合管、抗利尿激素
答案 C
解析 垂体释放抗利尿激素，抗利尿激素作用于肾小管和集合管，如果抗利尿激素增多，则加强了肾小管、集合管对水分的重吸收，回到内环境中的水分增加了，就会使细胞渗透压下降，如果抗利尿激素少，则减弱了肾小管、集合管对水分的重吸收，回到内环境中的水分减少了，就会使细胞渗透压升高；渴觉中枢是在大脑皮层上，产生口渴，A、B、D错误，C正确。
10．下丘脑在人体内环境的稳定与调节过程中发挥着至关重要的作用。下列关于下丘脑功能的叙述，错误的是( )
A．下丘脑分泌的抗利尿激素可引起尿量增加
B．下丘脑的活动受其他相关内分泌腺分泌的激素负反馈调节
C．下丘脑体温调节中枢发出的神经可支配肾上腺的活动
D．下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素可引起机体产热量增加
答案 A
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解析 下丘脑分泌的抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收，使尿量减少，A项错误；下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体使其分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素又作用于甲状腺使其合成和分泌甲状腺激素，甲状腺激素能促进物质的氧化分解，使机体产热量增加，如果甲状腺激素分泌过多，则会使下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素减少，这是一种负反馈调节，B、D项都正确；下丘脑体温调节中枢发出的神经支配肾上腺分泌相应激素来调节体温，C项正确。
综合训练
11. 下图为人体细胞外液渗透压平衡的部分调节机制示意图。据图回答下列问题：
(1)写出图中A、B的名称：A________、B__________。
(2)当健康人处于温度为38 ℃的环境时，其内环境仍能维持相对稳定的温度和渗透压。此时，调节体内温度的主要反射弧是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
写出此时人体渗透压的神经—体液调节机制： __________________________________
________________________________________________________________________。
(3)细胞外液渗透压下降对A的调节效应是________A的活动，此种调节方式在人体内环境平衡的调节中广泛存在，其意义在于_________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)下丘脑 垂体 (2)皮肤温觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→汗腺 此时出汗增加，细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑，促使抗利尿激素分泌增加，经垂体释放后作用于肾小管和集合管，使水的重吸收增强，尿量减少；同时大脑皮层产生渴感，引起口渴，主动饮水，增加机体含水量 (3)抑制 维持激素水平的相对稳定(维持内环境或系统或机体的相对稳定)
解析 (1)抗利尿激素是由下丘脑合成，通过垂体释放的。(2)考查人体处于高温环境中的体温调节的反射弧以及大量出汗后的水盐平衡调节过程。(3)细胞外液渗透压下降，反馈地抑制下丘脑的活动，使抗利尿激素合成分泌减少。负反馈调节对于维持内环境相对稳定有重要意义。
12．图1中①、②表示结构，a～d表示相应的物质，甲、乙表示相应器官；图2是一种血糖调控模式，据图分析回答问题：
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(1)人体体温恒定是机体代谢产热量与散热量保持动态平衡的结果，寒冷刺激后，图1中下丘脑的__________兴奋，引起①分泌物质a增多，则物质a是__________________，最终引起c分泌增加，在此过程中c的作用是________________________________________
________________________________________________________________________，
若c的含量偏高时，会抑制________(填字母)的分泌。
(2)重感冒发热患者通常会在服药后因大量出汗散热而退烧，排汗的调节方式是________(填“神经调节”“体液调节”或“神经—体液调节”)，排汗导致血浆渗透压升高，引起②所分泌的________(物质d)增多，其作用于乙的________________，导致尿量减少。
(3)图2中A表示葡萄糖，当人体饥饿时，通过途径①作用于胰腺的________细胞，该细胞所分泌的激素通过途径②促进____________________，使血糖水平升高，Ⅰ型糖尿病患者③、④过程________(填“能”或“不能”)正常进行，理由是________________________。
答案 (1)体温调节中枢 促甲状腺激素释放激素 提高细胞代谢速率，使机体产生更多热量 a和b (2)神经调节 抗利尿激素 肾小管和集合管 (3)胰岛A 肝糖原分解成葡萄糖 不能 Ⅰ型糖尿病患者胰岛素分泌不足(或胰岛B细胞受损)
解析 (1)下丘脑是体温调节中枢，当受到寒冷刺激后，下丘脑体温调节中枢兴奋，引起①分泌物质a促甲状腺激素释放激素增多，最终引起c甲状腺激素分泌增加，从而提高细胞代谢速率，使机体产生更多热量，若甲状腺激素的含量偏高时，通过负反馈调节，会抑制a和b的分泌。(2)重感冒发热患者通常会在服药后因大量出汗散热而退烧，排汗的调节方式是神经调节，排汗导致血浆渗透压升高，引起②所分泌的物质d抗利尿激素增多，促进肾小管和集合管对水分的重吸收，导致尿量减少。(3)当人体饥饿时，血糖浓度降低，通过途径①作用于胰腺的胰岛A细胞，该细胞所分泌的胰高血糖素通过途径②促进肝糖原分解成葡萄糖，使血糖水平升高，Ⅰ型糖尿病患者③、④过程不能正常进行，理由是Ⅰ型糖尿病患者胰岛素分泌不足或胰岛B细胞受损。
13．恒温动物保持体温恒定是维持机体内环境稳定、保证新陈代谢等生命活动正常进行的必要条件。某研究性学习小组内的部分同学认为维持体温恒定的体温调节中枢位于下丘脑，还有部分同学认为位于脊髓。假设你是该小组的一员，请对上述问题进行探究实验。
准备：大小相同、健康生长的小白鼠若干、体温计、手术针。
步骤：(1)将小白鼠平均分成四组，分别标号甲、乙、丙、丁。
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(2)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将四组小白鼠同时放在寒冷环境中，观察并记录四组小白鼠的体温。
结论(请写出所有可能出现的实验现象并作分析)：
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________。
(3)________________________________________________________________________。
答案 步骤：(2)甲组小白鼠不作任何处理，乙组只破坏下丘脑，丙组只破坏脊髓，丁组既破坏下丘脑又破坏脊髓
结论：(1)甲、乙两组小白鼠体温恒定，丙、丁两组小白鼠体温不恒定，说明体温调节中枢位于脊髓
(2)甲、丙两组小白鼠体温恒定，乙、丁两组小白鼠体温不恒定，说明体温调节中枢位于下丘脑
(3)甲、乙、丙、丁四组小白鼠体温均恒定，说明体温调节中枢既不位于脊髓也不位于下丘脑
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