高二生物穩態與環境
比較項目
神經調節
體液調節
作用途徑
反射弧
體液運輸
反應速度
迅速
較緩慢
作用范圍
準確、比較局限
較廣泛
作用時間
短暫
比較長【教師精講】 師：神經調節是以反射為基本活動方式，其結構基礎是反射弧，當然它的作用途徑就是反射弧了。體液調節中的激素或其他調節因子都必須靠體液來運輸，它的作用途徑自然是體液的運輸。 興奮在神經纖維上的傳導形式是神經沖動，產生原因是形成了局部電流，所以這種運輸速度非常快。興奮在神經元之間的傳遞雖然有突觸延擱的現象存在，但相對來說延擱的時間還是非常短的。而體液體調節需要經過物質的分泌、體液的運輸、與靶細胞的受體結合等過程，時間經過得就長了。 神經調節中，完成反射的結構基礎是反射弧，所以某一刺激引起的反射作用范圍就是這條反射弧的效應器，比較準確而局限。體液調節中的激素和其他調節因子廣泛彌散在體液中，很多調節因子（如甲狀腺激素、co2）的靶細胞是幾乎包括全身所有細胞。即使它有特定的靶器官，它的功能也常常會影響到全身。如胰島素分泌的不正常會使流遍全身的血液中的葡萄糖含量過高，產生糖尿病。 神經調節中因為神經沖動的產生是由于局部電流回路，神經纖維上的膜電位在興奮后馬上回到靜息狀態，而在兩個神經元之間傳遞信息的神經遞質在突觸間隙中存在的時間是非常短暫的，很快會受突觸間隙中的其他物質的影響而失去功能。所以每次反射產生的時間很快，完成后又馬上回到原來狀態。而體液調節中激素或是其他調節因子被分泌到體液中后，它能存在較長的時間。 師：我們通過分析知道，神經調節與體液調節的作用方式和結構基礎都是不同的，但兩者又是相互協調地發揮作用的。那么兩者間有什么關系呢？這兩種調節是怎樣進行協調的呢？ 多媒體顯示：二、神經調節和體液調節的協調 師：這里我們用兩個例子來幫助大家理解這一問題。 多媒體顯示：實例一：體溫恒定的調節【方法引導】 師：不論是在炎熱的環境中，還是在寒冷的環境中，人的體溫總是保持恒定的，這種恒定有什么意義？ 生：人體內的代謝反應是酶促反應，而酶必須在一定的溫度條件下才能發揮最大的催化能力。人的體溫總是保持恒定，人體內的酶促反應就能穩定的進行，大大提高的人適應變化中的環境的能力。 師：一個物體溫度的高低取決于什么？人的體溫高低又取決于什么？生：物體的溫度高低取決于該物體所處的環境的溫度。而人的體溫高低和環境溫度高低沒有必然的關系，它取決于人體代謝產生的熱量和人體向環境中散失的熱量之間的比例。師：人體通過什么途徑產生熱量？通過什么途徑散失熱量？生：人體主要通過呼吸作用產生熱量，主要通過體表熱輻射散失熱量。師：體溫的恒定對人體正常的生命活動至關重要。人體熱量的來源主要是細胞中有機物的氧化放能，人體安靜時以肝臟方能為主，運動時以骨骼肌為主。熱量的三處主要通過汗液的蒸發，皮膚內毛細血管的散熱，其次還有呼吸、排尿和排便等。播放幻燈片：體液調節圖解師：寒冷的環境中，要維持體溫的恒定，產熱的結構發生什么變化？散熱的結構發生什么變化？如果是在炎熱的環境中呢？生：寒冷環境中作為產熱結構的肌肉和肝臟代謝旺盛，產熱多；作為散熱結構的汗腺分泌減少，毛細血管收縮，散熱減少。炎熱環境中，肌肉和肝臟代謝減弱，產熱少，汗腺分泌增加，毛細血管舒張，散熱增多。師：在上一節課上我們曾經接觸過一種激素，它能在寒冷刺激下調節機體產熱增加，是什么激素？生：甲狀腺激素。師：人體的產熱和散熱是受什么調節和控制的呢？如何進行調節和控制的？生：人體的產熱和散熱是受神經和體液共同調節的。體溫變化的刺激被下丘腦感受到后，神經系統通過反射弧產生相應反射，同時體液中如甲狀腺激素等能調節體溫的激素含量也會發生變化，神經和體液共同調節產熱結構和散熱結構發生相應變化。師：在這個實例中，神經調節和體液調節的關系是怎樣的？生：在這個實例中，首先起作用的是下丘腦的體溫感受器，它屬于反射弧中的感受器部分，分泌相關激素的內分泌腺就相當于效應器。所以，這個實例中體液體調節受神經調節的控制，它們共同作用完成對產熱和散熱的控制。師：人體的體溫在任何情況下都能保持恒定嗎？哪些情況下可能導致體溫失恒？如果環境溫度過高或過低，應采取哪些措施才能維持體溫的恒定？生：人體的體溫并不是在任何情況下都能保持恒定的。當環境溫度持續長時間過高或過低，超出了機體所能調節的限度，就可能導致體溫失恒。如果環境溫度過高或過低，應采取增減衣物、轉移到溫度適宜的環境中、物理降溫或取暖等措施才能維持體溫的恒定。師：請根據人體體溫調節機制簡圖解釋，極地和高溫車間工作人員是怎樣調節體溫的？這種調節能力是有限的，因此還應分別采取哪些措施？生：極地工作人員通過神經和體液共同作用，肌肉、肝臟細胞代謝非常旺盛，汗腺分泌很少，毛細血管收縮。而在高溫車間工作的人則正好相反。因為調節能力是有限的，極地工作的人員要穿很多保暖衣物，喝溫水，作室內加熱等措施。高溫環境工作的人多喝鹽開水補充汗液中流失的水分和鹽分，室內要通風，準備風扇、室內降溫等措施。【合作探究】 師：人體每天都要從飲食中獲得水和各種無機鹽，同時又要通過多種途徑排出一定的水和無機鹽，以維持內環境的穩態。水鹽排出的主要途徑是排尿。關于尿液的形成，我們在初中時已經學過，這里大家來重溫這個知識。 演示多媒體cia 師：尿液形成過程中直接影響尿量多少和回到內環境中水鹽的量的是在哪里進行的什么過程？ 生：是在腎小管、集合管中完成的水分和鹽分的重吸收過程。 師：關于抗利尿激素的功能，我們在第2節練習的題目中接觸過了，還記得它的作用嗎？ 生：下丘腦分泌的抗利尿激素能提高腎臟集合管對水的通透性，促進水的重吸收。 師：很好。水鹽調節的機制非常復雜，涉及多種激素和神經的協調作用。下面僅以抗利尿激素及相關神經調節為例，來探討水鹽平衡的維持。 多媒體顯示：實例二：人體水鹽平衡的調節播放幻燈片：水鹽平衡調節圖解 師：大家根據水鹽平衡調節圖解，展開分析討論，然后分別請兩位同學來說明當飲水不足和飲水過多的情況下，人體是怎樣保持水和無機鹽的平衡的。 生1：當人飲水不足、體內失水過多或吃的食物過咸，細胞外液滲透壓就會升高，這一情況刺激下丘腦滲透壓感受器。使得下丘腦一方面把信息傳到大腦皮層感覺中樞，使人產生渴覺而主動飲水，結果就能使細胞外液滲透壓下降。這部分屬于神經調節。另一方面，下丘腦還分泌抗利尿激素，并由垂體釋放到血液中。血液中的抗利尿激素含量增加，就加強了腎小管、集合管對水分的重吸收，回到內環境中的水分增加了，就會使細胞滲透壓下降，同時也會使尿量增加。這屬于體液調節。 生2：當人飲水過多時，細胞外液滲透壓就會降低，這一情況刺激下丘腦滲透壓感受器。使得下丘腦一方面把信息傳到大腦皮層感覺中樞，使人不產生渴覺。另一方面，下丘腦還減少分泌抗利尿激素，垂體釋放到血液中的抗利尿激素減少，就減弱了腎小管、集合管對水分的重吸收，回到內環境中的水分減少了，就會使細胞滲透壓升高，另外也會使尿量減少。 師：在這個實例中，下丘腦及參與了神經調節，又作為內分泌腺參與了體液調節。請同學比較分析實例一和實例二，進一步闡明神經調節和體液調節的關系。 生：…… 師：經過分析我們知道，不少內分泌腺直接或間接地接受中樞神經系統的調節，在這種情況下，體液調節可以看作神經調節的一個環節。 多媒體顯示：1、內分泌腺直接或間接地接受中樞神經系統的調節。 師：反過來，體液調節對神經系統就沒有作用了嗎?請舉例說明。 生：有的。比如說甲狀腺激素的幾個功能中有一個就涉及到它能提高神經系統的興奮性、與神經系統的發育有關。 師：是的。另一方面，內分泌腺所分泌的激素也可以影響神經系統的發育和功能，如幼年時甲狀腺激素缺乏，就會影響腦的發育；成年時，甲狀腺激素分泌不足會使神經系統的興奮性降低。 多媒體顯示：2、內分泌腺所分泌的激素也可以影響神經系統的發育和功能。 師：總之，動物體的各項生命活動常常同時受神經和體液的調節。正是由于這兩種調節方式的協調，各器官、系統的活動才能協調一致，內環境的穩態才能得以維持，細胞的各項生命活動才能正常進行，機體才能適應環境的不斷變化。 最后讓我們回到這節課一開始我們提出的“過山車現象”，現在再來重新審視那兩個問題。多媒體顯示問題：1、 既然知道做過山車是安全的，為什么心跳還會加速呢？2、這個例子中，人體所作出的反應，那些與神經調節有關？那些與激素調節有關？你能說出兩者之間的關系嗎？ 生1：在重力加速度的影響下，全身的血液要進行重新分配，這是一個方面；另一方面，雖然知道坐過山車是安全的，但不免還是有點擔心，在這種狀態下，內分泌系統分泌出腎上腺素等多種激素，使心跳和呼吸加快，血壓上升。生2：人由于緊張，會緊握雙拳、發出叫喊等，這些反應與神經調節有關；心跳和呼吸加快、血壓上升等與激素調節有關。在這種緊張的狀態下，腎上腺、垂體等一接到神經系統的信號，就分泌多種激素進行應急。【知識拓展】師：最后請同學們閱讀課后的文章——拒絕毒品、慎用心理藥物。然后來談談大家對此的想法。【板書設計】體液調節：激素等化學物質（處激素以外，還有其他調節因子，如co2等）通過體液傳送的方式對生命活動進行的調節。一、神經調節和體液調節的比較