师：同学们，大家好。这节课我们一起来学习高中生物学选择性必修一第三章第三节“体液调节与神经调节的关系”。同学们有没有去过迪士尼呢？你们知道迪士尼中有什么刺激项目吗？据网络评选，其中最刺激的一个项目叫做创极速光轮，它极具科幻色彩，将过山车换成了摩托车，速度可达每小时80公里。下面我们通过一个代入感极强的视频来体验一下。

　　（播放视频）

　　师：在乘坐创极速光轮头朝下疾驰时，不少人会感到心怦怦直跳并狂呼乱叫。如果此时检测血液，会发现能使心跳和呼吸加快的肾上腺素含量也会明显升高。那么在人体所做出的反应中，哪些与神经调节有关？哪些与激素调节有关？你能说出两者之间的关系吗？通过第二章的学习，同学们已经知道，当支配心脏的交感神经兴奋性加强时，心跳加快，这属于神经调节。与此同时，交感神经也支配肾上腺的分泌活动，使肾上腺素分泌增加，肾上腺素通过血液运输到心脏，也使心跳加快，这属于激素调节。由此可见，机体的这些应激反应是神经和激素共同调节的结果，两者之间相对独立又有联系。

　　这节课我们一起通过几个实例深入研究两者的关系。前面学习过激素调节的特点，内分泌细胞产生的激素通过体液运输，随血液流到全身，选择性地与靶细胞受体识别并结合，传递着各种信息。这种通过体液传送的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。那么，除激素外，有没有其他非激素类物质也参与调节机体活动呢？请同学们按下暂停键，阅读资料后举例说明。

　　（学生阅读资料）

　　师：资料中显示二氧化碳浓度变化可以调节呼吸运动，组织胺参与中枢与周边的多重生理功能。所以除激素外，如组织胺、某些气体分子、二氧化碳等也能作为体液因子对生命活动进行调节。其中激素调节是体液调节的主要内容。请同学们回顾已学知识，对体液调节和神经调节的特点进行比较。我们分别从作用途径、反应速度、作用范围和作用时间等几个方面来思考。

　　生：体液调节是体液因子通过体液传送到靶细胞，所以反应速度较缓慢，作用范围较广泛，作用时间比较长。而神经调节的基本方式是反射，依赖于结构基础反射弧，兴奋以电信号形式沿神经纤维传导，所以反应迅速，作用范围准确、局限，作用时间也短暂。

　　师：既然体液调节和神经调节的结构基础与作用方式都不一样，它们是如何相互联系并彼此协调的呢？下面我们通过两个实例进一步探究。通过第一章的学习，我们知道人体内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。其中人体体温是重要的一个理化性质，那么人体体温保持相对恒定的原因是什么呢？

　　生：这种恒定是人体产热和散热过程保持动态平衡的结果。

　　师：非常好。同学们联系实际想想，机体产热途径和散热途径分别有哪些呢？

　　生：机体热量的主要来源是代谢产热，通过细胞中物质代谢产生能量。比如我们熟悉的细胞呼吸，最常利用的物质是糖类。恒温动物在安静时主要由肝、脑等器官的活动提供热量，运动时主要由骨骼肌产热。而皮肤是人体最主要的散热器官，皮肤散热主要通过辐射、传导、对流以及蒸发等方式进行。

　　师：图示展示的是皮肤中与散热相关的一些结构，如皮肤血管舒张以增加血流量，促进热量散失；反之，血管收缩，减少热量散失。皮下脂肪层起到隔热保温作用。另外，人和有汗腺的哺乳动物还能通过汗液的分泌蒸发来调节散热，可见皮肤可作为生理性反射活动的效应器。同时它也存在多种感受器，可以感知压力、疼痛和外周温度。感受器分为热觉感受器和冷觉感受器，是由游离的神经末梢组成。人体的皮肤温度约为30摄氏度时，引起冷觉；约35摄氏度时引起热觉。假如你突然进入一个寒冷环境，人体体温和外界温度相差较大，这时散热就会加快。机体会做出哪些反应呢？

　　生：恒温动物主要是通过生理性调节来维持体温的稳定，如骨骼肌寒颤、减少出汗、血管收缩等。我们还会有行为性调节，如运动、增加衣物、前往温暖的地方等。

　　师：接下来我们梳理一下寒冷环境下人体体温调节的主要过程。在寒冷环境中散热加快，当局部体温低于正常体温时，冷觉感受器受到刺激并产生兴奋，传递到下丘脑的体温调节中枢，通过中枢的分析综合使有关神经兴奋，进而引起皮肤血管收缩，皮肤血流量减少，同时汗腺的蒸发散热也随之减少。在减少散热的同时，机体还会主动产热，如骨骼肌战栗。与此同时，相关神经兴奋后可以促进甲状腺激素、肾上腺素等激素的释放。激素通过体液运输作用于组织细胞，使组织细胞的代谢增强，增加产热，从而弥补了散热的影响。就这样，产热与散热实现新的平衡，体温维持正常。

　　这里有些同学可能会产生疑问，前面学习过甲状腺激素的分泌是通过下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴来进行的，存在着分级调节。的确，我们同学联系前后知识做得非常好。这里的甲状腺受交感和副交感神经的支配，属于神经调节，持续时间短。如果机体在寒冷环境中度过几周，下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素，最终导致甲状腺激素分泌增加，这种产热是缓慢增加的，持续时间长。

　　以上属于生理性调节，并不是我们主观上能控制的，而行为性调节又是怎样发生的呢？

　　生：冷觉感受器将信息传至大脑皮层，由此产生冷觉。这时候我们就会主动添加衣物或前往温暖的地方等，这些行为会进一步帮助我们减少散热，维持体温的稳定。

　　师：接下来请同学们完成任务一：寒冷环境中的体温调节，哪些是与神经调节有关？哪些与体液调节有关？它们之间有什么关系？请在图中表示出来。思考时，同学们应该从这两种调节方式的结构和特点来分析。

　　（学生完成任务）

　　师：我们知道神经调节的结构基础是反射弧，图中皮肤中冷觉感受器接受到寒冷刺激，通过传入神经传递到下丘脑体温调节中枢，再由传出神经传递到相关效应器，通过完整的反射弧完成反射活动，这就是神经调节过程。同时我们看到甲状腺激素、肾上腺素的分泌，以及下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴分泌的相应激素都是通过体液运输作用于相应的靶细胞，最终使组织细胞代谢增强，这符合体液调节的相关特点。由此可见，体温调节是由神经调节和体液调节共同实现的。

　　那么神经调节和体液调节之间又有什么样的关系呢？

　　生：我们发现甲状腺和肾上腺的分泌是可以直接受神经系统的支配。此时这两个腺体可作为反射弧中的效应器。所以在体温调节过程中，神经调节影响体液调节，再由激素对机体功能实施调节。

　　师：细心的同学还能发现，下丘脑在整个体温调节过程中扮演重要角色。它既是神经调节的体温调节中枢，又是内分泌细胞分泌相应的激素，最终影响了甲状腺的分泌活动。所以下丘脑是将神经调节与体液调节联系起来的重要枢纽。好，通过以上分析，相信同学们对整个体温调节过程已经有了清晰的认识。它的调节方式是神经 - 体液调节，在神经调节过程中，外周温度感受器分布于皮肤、黏膜、内脏等处，神经中枢位于下丘脑，感觉中枢位于大脑皮层，效应器分布于多处。而体液调节参与的主要激素有甲状腺激素、肾上腺素等。参考寒冷环境下的体温调节过程，请同学们尝试构建炎热环境中体温调节的模型。

　　（学生构建模型）

　　师：炎热环境下皮肤中的热觉感受器兴奋，该兴奋传递至下丘脑，通过自主神经系统调节，最终使皮肤的血管舒张，皮肤血流量增多，也使汗腺的分泌增多等。虽然炎热环境下我们散热不容易，但机体通过这些生理性调节可以帮助我们增加散热。此外，大脑皮层还会产生热觉，从而使我们主动去减少衣物或去阴凉的地方。

　　那么炎热环境下机体的体温调节是否只有神经调节呢？

　　生：在调节过程中发生的应激反应还体现在循环系统、内分泌系统、消化系统等。其中下丘脑、垂体、肾上腺皮质系统以及交感神经 - 肾上腺髓质系统是反应的核心。前者能强化机体神经系统功能，有助于提高机体热适应和热耐受能力。后者能增强心脏兴奋性，心输出量增加，也就是说高温环境下的体温调节也是以神经 - 体液调节方式为主。

　　师：总体来说，人体的体温调节是一个依靠产热和散热保持动态平衡的过程。当外界环境温度变化时，我们局部体温高于或低于正常体温，温度感受器就会感受到这些变化。再由下丘脑体温调节中枢分析综合，通过神经 - 体液调节发送信息，使相应的肌肉或腺体做出反应，最终使体温恢复到正常。当然，生活中因为一些原因也会出现发热、中暑乃至失温等情况，说明了我们的体温调节能力也是有一定限度的。接下来请同学们用体温调节的原理来解释，并说出体温维持相对恒定的意义。

　　生：第一个实例，失温是指人体热量流失大于热量补给，从而造成人体核心区温度降低，并产生一系列寒颤、迷茫、心肺功能衰竭等症状，甚至最终造成死亡的病症。由于马拉松运动会造成人体流汗，湿度加大，再加上风力加大，极容易出现热量迅速流失，造成失温现象。第二个实例，中暑是指在温度或湿度较高、不透风的环境下，因体温调节中枢功能障碍或汗腺功能障碍以及水无机盐丢失过多从而发生的以中枢神经和心血管功能障碍为主要表现的急性疾病。长时间体内热量不能及时散出，就会导致体温升高。