蘇教版（2019）選擇性必修1第二章

人體內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)第四節(jié)

體溫穩(wěn)定的調(diào)節(jié)說明水鹽平衡調(diào)節(jié)的相關(guān)性。學(xué)習(xí)目標(biāo)030201簡述體溫的概念、產(chǎn)熱和散熱的途徑，結(jié)合體溫調(diào)節(jié)的過程，深化生命觀念中的穩(wěn)態(tài)與平衡觀。了解機(jī)體產(chǎn)熱與散熱的平衡及意義，并構(gòu)建體溫調(diào)節(jié)的概念模型培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。結(jié)合日常生活中的情況，分析說明維持體溫穩(wěn)定的意義，培養(yǎng)社會責(zé)任。目錄產(chǎn)熱和散熱的平衡01體溫穩(wěn)定的調(diào)節(jié)02行為性體溫調(diào)節(jié)和自主性體溫調(diào)節(jié)03新課導(dǎo)入積極思維人體各部位的溫度都一樣嗎？在各種環(huán)境溫度下，人體各部位的溫度并不完全一樣。在研究體溫時，通常將人體分為核心部位和表層部位。核心部位的溫度稱為體核體溫，表層部位的溫度稱為體殼體溫。研究表明，體核各部位之間的溫度差異很小，即體核體溫是相對穩(wěn)定的。例如，肝部約為38℃，腦部約為38℃，直腸部約為37.5℃。人體表層部位溫度不是固定不變的，會隨環(huán)境溫度的變化而發(fā)生變化。事實2事實1事實3新課導(dǎo)入積極思維比較說出人體各部位溫度的差異情況。分析為什么生理學(xué)把人的體溫確定為體核的平均溫度，而不是體殼的平均溫度？例如，環(huán)境溫度為23℃時，人的皮膚溫度分別為：足部約27℃，手部約30℃，軀干部約32℃，額部約33℃。環(huán)境溫度為35℃時，皮膚溫度的部位差異將縮小。而在寒冷環(huán)境中，皮膚溫度的部位差異將變大。體核體溫是相對穩(wěn)定的。例如，肝部約為38℃，腦部約為38℃，直腸部約為37.5℃。人體表層部位溫度不是固定不變的，會隨環(huán)境溫度的變化而發(fā)生變化。體核各部位之間的溫度差異很小。人體各部位的溫度都一樣嗎？體溫：人體體核部位的平均溫度

（37℃左右）口腔溫度平均為37.2℃、腋窩溫度平均為36.8℃、直腸溫度平均為37.5℃產(chǎn)熱和散熱的平衡最接近人體內(nèi)部溫度體溫37℃左右產(chǎn)熱散熱動態(tài)平衡人體體溫過高或過低的危害知識鏈接正常情況下，人的體溫是相對穩(wěn)定的。某種原因使體溫異常升高或降低超過某一界限時，將危及生命。腦組織對溫度變化非常敏感，當(dāng)腦溫超過42℃時，腦功能將嚴(yán)重受損，并導(dǎo)致腦電反應(yīng)完全喪失。因此，發(fā)熱、中暑等體溫異常升高時，要及時應(yīng)用物理降溫等方法防止腦溫過度升高。當(dāng)體溫超過44~45℃時，體內(nèi)蛋白質(zhì)會發(fā)生不可逆變性，進(jìn)而導(dǎo)致死亡。體溫過低會導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)功能降低。體溫低于34℃時，可引起意識障礙；低于30℃時，可導(dǎo)致神經(jīng)反射消失，心臟興奮傳導(dǎo)系統(tǒng)出現(xiàn)功能障礙，發(fā)生心室纖維性顫動；當(dāng)溫度繼續(xù)下降至28℃以下，心臟活動會停止。產(chǎn)熱與散熱達(dá)到動態(tài)平衡產(chǎn)熱和散熱的平衡代謝性產(chǎn)熱細(xì)胞代謝反射性產(chǎn)熱戰(zhàn)栗行為性產(chǎn)熱運動等物理性散熱輻射、傳導(dǎo)、對流和蒸發(fā)行為性散熱減少衣物等代謝產(chǎn)熱是機(jī)體熱量的主要來源：人體內(nèi)的熱量主要是由糖類

、

脂肪和蛋白質(zhì)等有機(jī)物在細(xì)胞代謝時產(chǎn)生的

。產(chǎn)熱和散熱的平衡人體的產(chǎn)熱安靜狀態(tài)腦肝運動時骨骼肌基礎(chǔ)代謝：基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝，它能滿足所有器官生命活動時的最低能量需求。產(chǎn)熱和散熱的平衡人體的產(chǎn)熱基礎(chǔ)狀態(tài)指受試者禁食12h之后，在室溫20~25℃的環(huán)境中處于清醒、靜臥、精神放松的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，既沒有能量的輸入，也沒有做功，人體所釋放的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，而能量的來源則是體內(nèi)儲存的有機(jī)物。此時，體內(nèi)能量的消耗只用于維持基本的生命活動，能量代謝比較穩(wěn)定，所以把這種狀態(tài)下的能量代謝稱為基礎(chǔ)代謝。人體的產(chǎn)熱器官：從基礎(chǔ)狀態(tài)看主要的產(chǎn)熱器官是內(nèi)臟、肌肉和腦等；從影響體溫看主要是肝和骨骼肌。產(chǎn)熱和散熱的平衡人體的產(chǎn)熱幾種組織器官在不同狀態(tài)下的產(chǎn)熱量組織器官重量（占體重的百分比）產(chǎn)熱量（占機(jī)體部產(chǎn)熱量的百分比）安靜狀態(tài)運動或勞動腦2.5%16%3%內(nèi)臟34%56%22%骨骼肌40%18%73%其他23.5%10%2%除細(xì)胞代謝產(chǎn)熱和骨骼肌運動產(chǎn)熱外

，

骨骼肌的戰(zhàn)栗產(chǎn)熱也非常重要

。產(chǎn)熱和散熱的平衡人體的產(chǎn)熱戰(zhàn)栗是指骨骼肌發(fā)生不隨意的節(jié)律性收縮

，

一般節(jié)律為9～11次·min-1

。

戰(zhàn)栗時屈肌和伸肌同時收縮

，

但不做功

，

產(chǎn)生的能量幾乎全部轉(zhuǎn)化為熱量

。人體的主要散熱部位是皮膚。產(chǎn)熱和散熱的平衡人體的散熱當(dāng)外界溫度低于體表溫度時，大部分體熱可通過輻射、傳導(dǎo)和對流等方式發(fā)散到外界。當(dāng)環(huán)境溫度等于或高于體表溫度時，汗腺的分泌量增加，汗液的蒸發(fā)就成為主要的散熱途徑。出汗是汗腺分泌汗液的活動。出汗可以被人感知，所以稱為可感蒸發(fā)。人體皮膚上有兩類汗腺：大汗腺局限于腋窩和陰部等處，一般不參與體溫調(diào)節(jié)；小汗腺分布于全身皮膚，是體溫調(diào)節(jié)重要的效應(yīng)器。此外，還有一小部分熱量隨呼氣、排尿和排便等散出體外。不感蒸發(fā)知識鏈接相對于可感蒸發(fā)，不感蒸發(fā)是指體內(nèi)的水分從皮膚或黏膜（主要是呼吸道黏膜）的表面不斷滲出而被氣化的過程。從皮膚表面蒸發(fā)的水分又稱為不顯汗。這種蒸發(fā)不被人們所感知，且與汗腺活動無關(guān)。在環(huán)境溫度低于30℃時，人體24h不感蒸發(fā)的水分約為1000mL，其中不顯汗為600～800mL，通過呼吸道黏膜蒸發(fā)的水分為200～400mL。在肌肉活動或發(fā)熱狀態(tài)下，不感蒸發(fā)會有所增加。臨床上給患者補(bǔ)液時，也要注意補(bǔ)充由不感蒸發(fā)散失的這部分水分。皮膚溫度的調(diào)節(jié)產(chǎn)熱和散熱的平衡人體的散熱皮膚溫度的調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)血流量來控制皮膚散熱量。產(chǎn)熱和散熱的平衡人體的散熱汗腺產(chǎn)生汗液，汗液蒸發(fā)散熱。皮下脂肪層隔熱，減少熱量散失。血管收縮，血流量減少，散熱減少。血管舒張，血流量增多，散熱增加。皮膚的血流量決定皮膚溫度的高低。產(chǎn)熱和散熱的平衡人體的散熱在寒冷環(huán)境中，由于四肢深部的靜脈和動脈相伴而行，這相當(dāng)于一個熱量的逆流交換系統(tǒng)，即從四肢遠(yuǎn)端回流的靜脈血溫度較低，可從與其伴行的動脈血中攝取熱量，帶回體核部分，而動脈血在流向四肢遠(yuǎn)端的過程中溫度逐漸降低，可減少熱量的散失。當(dāng)環(huán)境溫度在20~30℃時，人體的產(chǎn)熱量沒有大幅度變化，此時人體一般無須出汗，也無須戰(zhàn)栗，而是通過調(diào)節(jié)皮膚血管血流量，即可控制人體的散熱量。人體是如何維持體溫相對穩(wěn)定的？積極思維事實：1.當(dāng)人體處于寒冷環(huán)境中時，位于身體皮膚、黏膜等處的冷覺感受器受到相應(yīng)的刺激，通過神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)，細(xì)胞代謝水平提高，骨骼肌收縮，產(chǎn)熱增加；人體皮膚毛細(xì)血管收縮，汗腺分泌減弱，散熱減少。2.有一位同學(xué)根據(jù)上述事實，繪制了人體體溫穩(wěn)定的調(diào)節(jié)過程（部分）的示意圖。歸納歸納人體在炎熱環(huán)境中的體溫調(diào)節(jié)過程。嘗試將這一過程在上述示意圖中表述出來。概括概括使人體體溫保持相對穩(wěn)定的神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)的主要過程。人體在神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的共同調(diào)節(jié)下，通過神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)，使產(chǎn)熱和散熱等生理過程達(dá)到平衡，以維持體溫的相對穩(wěn)定。當(dāng)內(nèi)外環(huán)境條件發(fā)生變化的時候，溫度感受器興奮，產(chǎn)生的神經(jīng)沖動傳至下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞，啟動體溫調(diào)節(jié)。體溫穩(wěn)定的調(diào)節(jié)溫度感受器知識鏈接外周溫度感受器外周溫度感受器是存在于皮膚、黏膜和內(nèi)臟中的對溫度變化敏感的游離神經(jīng)末梢，包括熱感受器和冷感受器。在一定溫度范圍內(nèi)，當(dāng)局部溫度升高時，熱感受器興奮；反之，冷感受器興奮。熱感受器和冷感受器各自有特定的敏感溫度范圍，熱感受器的敏感溫度在較高溫度側(cè)，冷感受器的敏感溫度在較低溫度側(cè)。例如，冷感受器在低于正常體溫的某一溫度時發(fā)放沖動的頻率最高，而熱感受器在高于正常體溫的某一溫度時發(fā)放沖動的頻率達(dá)到高峰。當(dāng)溫度偏離冷、熱感受器各自敏感的溫度范圍時，感受器發(fā)放沖動的頻率將降低。皮膚中的溫度感受器呈點狀分布，但冷感受器較多。因此人體對冷刺激較為敏感。溫度感受器知識鏈接中樞溫度感受器中樞溫度感受器是存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)對溫度變化敏感的神經(jīng)元，包括熱敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元。在一定范圍內(nèi)，熱敏神經(jīng)元表現(xiàn)為在局部組織溫度升高時發(fā)放沖動頻率增加，冷敏神經(jīng)元則在局部組織溫度降低時發(fā)放沖動頻率增加。動物實驗表明，下丘腦、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和脊髓等中樞神經(jīng)系統(tǒng)中都含有溫度敏感神經(jīng)元。溫度敏感神經(jīng)元對局部溫度的變化十分敏感，當(dāng)局部組織溫度變動0.1℃時，就會引發(fā)敏感。在寒冷環(huán)境中體溫穩(wěn)定的調(diào)節(jié)寒冷環(huán)境中皮膚冷覺感受器傳出神經(jīng)下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞大腦皮層產(chǎn)生冷覺增添衣物血管收縮，血流量減少汗腺分泌量減少垂體TRHTSH骨骼肌戰(zhàn)栗腎上腺髓質(zhì)分泌腎上腺素甲狀腺分泌甲狀腺激素減少散熱增加產(chǎn)熱在炎熱環(huán)境中體溫穩(wěn)定的調(diào)節(jié)炎熱環(huán)境中皮膚熱覺感受器傳出神經(jīng)下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞大腦皮層產(chǎn)生熱覺減少衣物傳入神經(jīng)血管舒張，血流量增加汗腺分泌量增加腎上腺等分泌增加散熱發(fā)熱產(chǎn)熱和散熱的平衡是由于各種原因?qū)е庐a(chǎn)熱過多、散熱過少而引起體溫升高，超過正常范圍的情形。發(fā)熱一般分為由感染性因素引起的和由非感染性因素引起的兩大類。由病毒、細(xì)菌、真菌等病原體所致各類疾病會引起發(fā)熱，這些屬于感染性因素。甲狀腺功能亢進(jìn)、大面積燒傷、中暑或受風(fēng)寒等也會引起發(fā)熱，這些屬于非感染性因素。一定限度內(nèi)的發(fā)熱是人體抵抗疾病的生理性防御反應(yīng)。發(fā)熱期間，體內(nèi)物質(zhì)氧化分解加快，身體的抵抗力增強(qiáng)，免疫反應(yīng)增強(qiáng)，有利于消除致病因素，恢復(fù)身體健康。但是，一旦人體出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，還是應(yīng)該引起我們的關(guān)注，以免出現(xiàn)嚴(yán)重后果。體溫相對穩(wěn)定的意義產(chǎn)熱和散熱的平衡當(dāng)體溫過低時，酶的活性降低，代謝速率變慢，生命活動受到影響；低于28℃時，人會喪失意識；低于22℃時，可能導(dǎo)致死亡。當(dāng)體溫過高時，酶的活性也會降低，甚至喪失，生命活動出現(xiàn)異常。高于41℃時，引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)障礙，出現(xiàn)說胡話，神志不清等癥狀；高于43℃時，有生命危險。維持體溫的相對穩(wěn)定是人體生命活動正常進(jìn)行的必要條件。溫度通過影響酶的活性，影響代謝水平人或動物調(diào)節(jié)體溫的方式為自主性體溫調(diào)節(jié)和行為性體溫調(diào)節(jié)。行為性體溫調(diào)節(jié)和自主性體溫調(diào)節(jié)恒溫動物和變溫動物都具有一定的行為體溫調(diào)節(jié)能力變溫動物蛇在寒冷環(huán)境中具有日光趨向性行為，而在炎熱環(huán)境下會躲進(jìn)樹蔭或鉆進(jìn)洞穴中。人類或其他恒溫動物區(qū)別于變溫動物的主要特征是具備自主體溫調(diào)節(jié)功能。自主體溫調(diào)節(jié)方式是指在體溫調(diào)節(jié)中樞的控制下，通過調(diào)節(jié)皮膚的血流量、汗腺的分泌、骨骼肌的收縮和改變代謝水平等生理性調(diào)節(jié)反應(yīng)，維持產(chǎn)熱和散熱的動態(tài)平衡，使體溫保持相對穩(wěn)定的水平。體溫的自主性調(diào)節(jié)知識鏈接自主性體溫調(diào)節(jié)是由體溫自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)來完成的。下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞：包括調(diào)定點在內(nèi)，都屬于控制系統(tǒng)。它的傳出信息控制產(chǎn)熱裝置（如肝臟、骨骼?。┮约吧嵫b置（如汗腺、皮膚）等受控系統(tǒng)的活動，使機(jī)體深部溫度維持在一個相對穩(wěn)定的水平。而輸出變量（體溫）總會受到內(nèi)外環(huán)境因素（如代謝率、氣溫、溫度、風(fēng)速）變化的干擾。這些干擾的效果即體溫對調(diào)定點的偏離，則通過溫度感受裝置（皮膚及深部溫度感受器）反饋至腦，經(jīng)過體溫調(diào)節(jié)中樞的整合，再調(diào)整受控系統(tǒng)的活動，這樣便可建立當(dāng)時條件下的產(chǎn)熱和散熱平衡，使體溫保持相對穩(wěn)定。體溫的自主性調(diào)節(jié)系統(tǒng)行為性體溫調(diào)節(jié)和自主性體溫調(diào)節(jié)比較器（調(diào)定點）下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞（控制系統(tǒng)）產(chǎn)熱裝置（骨骼肌、內(nèi)臟等）（受控系統(tǒng)）散熱裝置（汗腺、皮膚、血管等）（受控系統(tǒng)）深部溫度（受控對象）干擾因素體溫（輸出變量）溫度感受裝置（反饋檢測器）偏差信息1.人體能夠在一定范圍內(nèi)隨外界溫度變化調(diào)整自身的產(chǎn)熱和散熱，以維持體溫的相對穩(wěn)定。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A.正常人體產(chǎn)熱速率始終等于散熱速率B.寒冷環(huán)境中，人的體溫調(diào)節(jié)方式是激素調(diào)節(jié)C.機(jī)體發(fā)熱時，體溫維持在39r，產(chǎn)熱速率大于散熱速率D.正常人體處于寒冷環(huán)境中的散熱速率大于常溫環(huán)境中的散熱速率√課堂訓(xùn)練解析：人屬于恒溫動物，但正常人體的體溫也會在一定范圍內(nèi)波動，這種波動意味著產(chǎn)熱速率與散熱速率并不是始終相等的，A錯誤；寒冷環(huán)境中，人體的體溫調(diào)節(jié)方式為神經(jīng)一體液調(diào)節(jié)，B錯誤；人體發(fā)熱時，體溫在較長時間內(nèi)維持在39℃時，此時產(chǎn)熱速率等于散熱速率，C錯誤；正常人體處于寒冷環(huán)境中時，身體體溫與環(huán)境溫度的溫差比在正常環(huán)境中大，所以其散熱速率大于常溫環(huán)境中的散熱速率，D正確。2.某實驗小組利用小白鼠做了如下實驗，電刺激小白鼠下丘腦前部，發(fā)現(xiàn)小白鼠有出汗現(xiàn)象；刺激小白鼠下丘腦后部，小白鼠出現(xiàn)寒戰(zhàn)現(xiàn)象。下列有關(guān)敘述正確的是（

）A.下丘腦前部存在熱覺感受器

B.下丘腦后部存在產(chǎn)熱中樞