3.2 激素调节的过程课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修1

3.2 激素调节的过程 选择性必修1第3章 体液调节 问题探讨 马拉松长跑是赛程超过40km、历时2h以上的极限运动， 运动员每小时至少要消耗300g糖类。血糖可以补充肌 肉因运动而消耗的糖类。正常人的血糖含量为 3.9 ~ 6.1mmol/L，全身的血量大约为5L。 讨论 长跑过程中大量消耗葡萄糖，会导致血糖含量下降吗？为什么？ 计算：如果仅靠血液中的葡萄糖，运动员能跑多长时间？ 约0.7~1.1min（1min左右） 可能会略有下降，但不会持续下降，应该在正常范围内波动；运动过 程中，因消耗血糖为运动提供能量，血糖含量有所下降，同时机体会 随时分解储能物质转化成葡萄糖补充消耗，维持血糖的相对稳定。 本节聚焦 ·血糖的平衡是如何维持的？ ·激素的分级调节是如何实现的？ ·激素调节有什么特点？ 1.血糖的含义： 2.血糖浓度 血液中的糖称为血糖，主要是葡萄糖。 正常人空腹时 3.9~6.1mmol/L 探究点一：血糖平衡的调节 1.在正常进餐后4 h测定血糖浓度，浓度为(3.9～6.1 mmol/L)， 然后口服100 g葡萄糖，每隔半小时测定一次血糖浓度，其实验 结果如图所示，据图讨论。 阅读教材P51 A B 口服葡萄糖 A B C D (1)写出图一中A细胞和B器官的名称。 (2)图一中，当血糖水平升高时A细胞分泌激素的量会发生什么变化？其作用于器官B后使血糖水平恢复，主要的变化是什么？ A细胞：胰岛B细胞； B器官：肝脏。 图中A细胞分泌胰岛素的量增加。 促进血糖合成糖原和转化为甘油三酯等。 (3)图二中，在血糖浓度变化中，实现BC段变化的主要代谢途径是什么？ 胰岛B细胞的活动增强，胰岛素的分泌量明显增加。 体内胰岛素水平的上升，一方面促进血糖进入组织 细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉并合成糖原，进 入脂肪组织细胞转变为甘油三酯； 另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。 这样既增加了血糖的去向，又减少了血糖的来源，使血糖 浓度恢复到正常水平。 (4)图二曲线CD段表示处在饥饿状态时的血糖浓度，此时维持血糖 浓度相对稳定的代谢途径是什么？ 胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液， 促进非糖物质转变成糖，使血糖浓度回升到正常水平。 胰岛A细胞的活动增强，胰高血糖素的分泌量增加， 一、激素调节的实例 实例1:血糖平衡的调节 血液中的唐称为血糖，主要是葡萄糖。 相关信息 人体内有多种激素参与调节血糖浓度，如糖皮质激素、肾上 腺素、甲状腺激素等，它们通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用，直接或间接地提高血糖浓度。胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。 也就是说，胰岛素和胰高血糖素共同维持血糖含量的稳定（图3-4）。 同时，在血糖调节的过程中，胰岛素的作用结果会反过来影响胰岛素 的分泌，胰高血糖素也是如此。 像这样，在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫作反馈调节(feedback regulation）。 反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义。 血糖的平衡还受到神经系统的调节。例如，当血糖含量降低时，下丘脑的某个区域兴奋，通过交感神经使胰岛A细胞分泌 胰高血糖素，使得血糖含量上升。另外，神经系统还通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量。 归纳总结1：血糖平衡调节的方式 注：“＋”表示促进。 (1)调节中枢：下丘脑。 (2)调节方式：神经—体液调节，主要依靠体液调节。 (3)使血糖浓度升高的激素不仅有胰高血糖素，还有肾上腺素、甲状腺激素等。 归纳总结2：血糖平衡调节过程中的体液调节 血糖含量升高(降低)时→直接刺激胰岛B(A)细胞→ 胰岛素(胰高血糖素)分泌增加→血糖降低(升高) 归纳总结2：血糖平衡调节过程中的神经-体液调节 血糖含量降低(升高)时→刺激下丘脑有关神经细胞→作用于肾上腺和胰岛A细胞(胰岛B细胞)→分泌肾上腺素和胰高血糖素(胰岛素)→血糖含量升高(降低)。 归纳总结3：构建血糖平衡反馈调节模型 注：“＋”表示促进作用，“－”表示抑制作用。 与社会的联系 糖尿病是一种严重危害健康的常见病，主要表现为高血糖和尿糖， 可导致多种器官功能损害。 1型糖尿病由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致，通常在青少年时期发病，我国的发病率约为十万分之一。 2型糖尿病很常见，与遗传、环境、生活方式等密切相关; 青少年型糖尿病 健康中国行动之糖尿病防治行动提出，到2030年，18岁及以上居民糖尿病知晓率达到60%以上。作为青年学生，我们能为这一目标做些什么呢？ 目前，它的发病年龄在降低，青年患者人数逐渐增加，甚至有几岁的儿童患。能量摄入过多、运动量过少、肥胖是2型糖尿病最常见的危险因素。因此，青少年要注意控制饮食，多运动。 探究点二：糖尿病的病因及症状 阅读教材P52 受体正常 受体不足 ①胰岛素 ②葡萄糖载体 糖蛋白 1.结合教材分析上图中1型与2型糖尿病的发病原因。 2.图中哪种糖尿病可通过注射胰岛素治疗？ 1型糖尿病是由于胰岛功能减退、胰岛素分泌不足导致的； 2型糖尿病是由于靶细胞膜上的胰岛素受体减少引起的。 1型 3.糖尿病的主要病因是胰岛素分泌不足。 请分析糖尿病患者出现“三多一少”，即“多尿、多饮、多食和 体重减轻”的原因分别是什么？ 多尿： 多饮： 多食：胰岛素缺乏，葡萄糖氧化分解障碍；供能不足，产生饥饿感。 体力和体重下降：能量不足，脂肪及蛋白质大量被消耗。 血糖含量升高，会导致原尿中葡萄糖浓度升高，渗透压增大，肾小管和集合管对水的重吸收减少，尿量增多，因此会出现多尿现象。 细胞外液渗透压升高，在大脑皮层形成渴觉。 4.尿液中葡萄糖含量高一定是糖尿病吗？ 不一定，如一次性吃糖过多或肾小管重吸收障碍时均可导致尿中含糖。 一、激素调节的实例 实例2:甲状腺激素分泌的分级调节 当你在寒风中瑟瑟发抖时，你身体内几乎所有的细胞都被动员起来，共同抵御寒冷。起动员作用的是神经冲动和激素，甲状腺分泌的甲状腺激素（thyroxine）在其中起重要作用。甲状腺激素随血液运到全身，几乎作用于体内所有的细胞，提高细胞代谢的速率，使机体产生更多的热量。那么，甲状腺激素的分泌是如何调节的呢？ 寒冷条件下的甲状腺激素分泌 寒冷刺激 神经系统 一系列 反应 甲状腺激素分泌量增加 体内细胞 提高细胞代谢速率，增加产热 为什么说寒冷条件下人体发抖也是抵御寒冷的自然反应呢 ？ 身体发抖在生理学上称为战栗产热，又称寒战产热。人体在寒冷环境中主要依靠战栗来增加产热量。寒冷刺激会作用于体表的冷觉感受器，经传入神经传至下丘脑体温调节中枢，最终引起延髓某些部位的神经元兴奋，并将兴奋下传到脊随前角运动神经元，引起肌肉战栗产热。战栗是骨骼肌发生不随意的、不受大脑皮层控制的节律性收缩，节律为9～11次/min，屈肌和伸肌同时收缩，基本上不对外做功，但产热量很高。因此，寒冷条件下人体发抖也是抵御寒冷的自然反应。 思考·讨论 分析甲状腺激素分泌的调节（实验一） 组别 实验处理 实验结果 甲状腺结构 甲状腺激素分泌量 1 2 3 摘除大鼠的垂体 萎缩 显著减少 常态对照 正常 正常 摘除大鼠的垂体后再注射垂体提取物 部分恢复大小 恢复大小 实验结论：垂体中的某些物质可以维持甲状腺的形 态，促进甲状腺分泌甲状腺激素。 组别 实验处理 实验结果 （血液中TSH水平） 1 2 3 4 向动物静脉注射下丘脑分泌的TRH 思考·讨论 分析甲状腺激素分泌的调节（实验二） 明显升高 常态对照 正常 损毁动物下丘脑中分泌TRH的区域 明显降低 向动物的垂体中注射微量甲状腺激素 明显降低 实验结论：下丘脑分泌的TRH可以促进垂体分泌TSH。 甲状腺激素可以抑制垂体分泌TSH。 注：TRH-促甲状腺激素释放激素 TSH-促甲状腺激素 分析甲状腺激素分泌的调节 临床现象：甲状腺机能亢进时，血液中甲状腺激素水平升高， TSH水平降低；甲状腺功能减退时，血液中甲状腺激素水平下 降，TSH的水平升高。 结论：甲状腺激素能够降低TSH的分泌。 甲状腺激素分泌的调节 下丘脑 TRH TSH TH 垂体 (+) 甲状腺 (+) (-) (-) 反 馈 调 节 分 级 调 节 寒冷条件下的甲状腺激素分泌 寒冷刺激 神经系统 体内细胞 提高细胞代谢速率，增加产热 下丘脑 垂体 甲状腺 TRH TSH TH 下丘脑-垂体-靶腺体轴 下丘脑-垂体-靶腺体轴 甲状腺 肾上腺皮质 性腺 促甲状腺激素 释放激素 促肾上腺皮质激素 释放激素 促性腺激素 释放激素 促甲状腺激素 释放激素 促肾上腺皮质激素 释放激素 促性腺激素 释放激素 20世纪50年代，英国的哈里斯提出了 下丘脑调节垂体的神经体液学说：下 丘脑产生一类“促激素释放激素”通 过血液作用于垂体。 20年后，相继从动物下丘脑中分离 鉴定各种促激素释放激素。 下丘脑-垂体-靶腺体轴 下丘脑 垂体 分级调节的意义： 可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，维持机体的稳态。 实例分析：地方性甲状腺肿大的原因 下丘脑 TRH TSH TH 垂体 (+) 甲状腺 (+) (-) (-) 缺碘→ 不足 减弱 减弱 增多 增多 实例分析：地方性甲状腺肿大的原因 下丘脑 TRH TSH TH 垂体 (+) 甲状腺 (+) (-) (-) 二、激素调节的特点 1. 通过体液进行运输 二、激素调节的特点 2. 作用于靶器官、靶细胞 二、激素调节的特点 3. 作为信使传递信息 肾上腺素对肝细胞的作用 肝糖原 葡萄糖 二、激素调节的特点 3. 作为信使传递信息 类固醇激素的作用机制 ① ② ③ ④ ⑤ 转录 mRNA ⑥ 翻译 新蛋白质 二、激素调节的特点 3. 作为信使传递信息 肾上腺素对肝细胞的作用 类固醇激素的作用机制 激素去向？ 失活 二、激素调节的特点 4.微量 高效 二、激素调节的特点 1分子受体 102分子活化G蛋白 104分子cAMP 105分子活化蛋白激酶A 106分子活化糖原磷酸化酶 108分子葡萄糖 激素（肾上腺素）的生物放大效应 二、激素调节的特点 3. 作为信使传递信息 2. 作用于靶器官、靶细胞 4. 作为信使传递信息 1. 通过体液进行运输 机体内，往往多种激素共同参与调节同一生理功能，各种激素彼 此关联、相互影响。 1. 协同作用：在同一生理功能上效果相同。 2. 在同一调节过程中效果相抗衡。 激素之间的关系 激素种类多、量极微，既不组成细胞结构，又不提供能量，也不起催化作用，而是随体液到达靶细胞，使靶细胞原有的生理活动发生变化。 激素作用：调节！！！ 练习与应用 一、概念检测 1．以下关于胰岛素、甲状腺激素作用特点 的叙述，错误的是 （ ） A．需借助体液运输 B．发挥作用后立即失活 C．在代谢时发挥催化作用 D．作用于特定的细胞、器官 C 2．机体内各种激素彼此关联，相互影响，共 同参与调节同一生理功能。下列对激素间相互 关系的描述，正确的是 （ ） A．胰岛素与胰高血糖素都对血糖的稳定起 作用，二者为协同关系 B．胰岛素可降低血糖，肾上腺素可使血糖 升高，二者作用相抗衡 C．雌激素和雄激素都抑制垂体分泌促性腺 激素，二者为协同关系 D．生长激素可促进生长，甲状腺激素可促 进发育，二者作用相抗衡 练习与应用 一、概念检测 B 练习与应用 一、概念检测 3．下图曲线表示某人从早餐开始到12时血糖浓度的变化情况，请识图并结合自己的生活实际，分析曲线变化的具体原因（说明血糖的来源或去向，以及相关激素的作用）。 早餐后，随着食物中的淀粉等糖类物质消化吸收进入血液，血糖浓度升高。 血糖浓度升高到一定程度时，刺激胰岛B细胞增强对胰岛素的分泌，胰岛素水平上升，促进血糖的利用和转变成糖原等物质，使血糖浓度下降。 随着血糖浓度降低，胰岛A细胞的活动增强，胰高血糖素的分泌增加，促进肝糖原分解和其他物质转变成葡萄糖进入血液，使血糖浓度恢复到正常水平。 练习与应用 二、拓展应用 1．甲状腺癌患者切除甲状腺后，其下丘脑分泌的TRH还有作用吗？其垂体分泌的TSH呢？为什么这样的患者要终生服用甲状腺激素类药物？ × × → 甲状腺激素对机体代谢和生长发育等具有重要的调节作用，故切除甲状腺后需要终生服用甲状腺激素类药物。 还有作用，因为TRH的靶器官是垂体，而不是甲状腺激素； 因失去了甲状腺激素对垂体分泌TSH的抑制作用，TSH水平会升高； 练习与应用 二、拓展应用 2．假设你是一位工程师，要为胰岛素分泌不足的糖尿病患者设计一个随身携带的“人工胰岛”（已有这类产品），请写出你的设计思想，指出需要解决的主要问题。 科学·技术·社会 评价应用激素类药物的利与弊 1．许多糖尿病患者可以通过按时注射胰岛素来治疗； 临床上，常使用糖皮质激素类药物治疗过敏性鼻炎。 科学·技术·社会 评价应用激素类药物的利与弊 2．在养殖青、草、鲢、鳙四大家鱼时，人们给雌、雄亲鱼注射促性腺激素类药物，就能促使亲鱼的卵和精子成熟，从而进行人工授精和育苗。 3．某些人给猪喂饲激素类药物，以提高猪的瘦肉率。 4．昆虫的生命活动也受到许多激素的调节，其中有一种激素是保幼激素。如果在家蚕作茧之前数日，在桑叶上适量喷洒人工合成的保幼激素类似物，蚕吃后能推迟几天作茧，就能多吃几天桑叶而使绢丝腺更饱满，从而可以吐更多的丝。 科学·技术·社会 评价应用激素类药物的利与弊 5．一些工业废弃物、杀虫剂、除草剂等，在分解过程中能产生与性激素分子结构类似的产物，称为环境激素或内分泌干扰物，可能对人和动物的内分泌功能产生不良影响。 6．有些运动员服用人工合成的睾酮衍生物（兴奋剂的一种）来促进肌肉的生长，增强肌肉的力量，提高比赛成绩。 7．临床上可以用适量的生长激素治疗侏儒症。有些人为了追求美丽，在某些部位违规使用生长激素，令局部组织过度生长出“大瘤”或者鼓起条索状的结构。 8．某些医生使用糖皮质激素类物质消除发热症状。这些激素可抑制热量释放或降低体温中枢的敏感性，从而使体温下降或防止发热。但也有部分医生把这些激素用到一些诊断不清、治疗效果不好的病例身上，以图缓解症状。 9．美国生物学家平卡斯（G.G. Pincus，1903—1967）和美籍华人生物学家张明觉（1908—1991），发明了可抑制妇女排卵的口服避孕药——人工合成的孕激素类药物，用于计划生育、控制人口。 10．在农业生产上，常在农田或果园中使用一些昆虫的性外激素（或类似物）来诱杀雄性昆虫以控制虫害。 昆虫诱捕器 $$