3.2 激素调节的过程- 2024-2025学年高二生物同步课堂精优课件（人教版2019选择性必修1）

第3章 体液调节 第2节 激素调节的过程 本节聚焦 1、血糖的平衡是怎样维持的？ 2、激素的分级调节是如何实现的？ 3、激素调节有什么特点？ 问题探讨 马拉松比赛是赛程超过40km、历时2h以上的极限运动，运动员每小时消耗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3.9-6.1 mmol/L，全身的血量大约为5 L。计算：仅靠血液中的葡萄糖，运动员能跑多长时间？ 1 mmol葡萄糖的质量是180 mg，血液中的葡萄糖量: 3.51g(3.9×5×180÷1000)~5.49g(6.1×5×180÷1000) 能跑时间:0.7min(3.51÷300×60)~1.1min(5.49÷300×60) 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？ 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。 一、激素调节的实例 实例1：血糖平衡调节 1、血糖的来源和去向 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。 血糖 （3.9~6.1 mmol/L） 肝糖原 脂肪等非糖物质 食物中的糖类 消化吸收 分解 转化 CO2+ H2O+ 能量 合成 肝糖原、肌糖原 转化 甘油三酯、某些氨基酸 血糖平衡的调节就是调节血糖的来源和去向，使其处于平衡状态。 氧化分解 主要来源 空腹重要来源 来源 去向 正常血糖水平 血糖水平 升高 血糖水平 下降 刺激胰岛B细胞分泌胰岛素 刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素 补充血糖 血糖水平恢复 糖原、 甘油三酯 葡萄糖 肝糖原 葡萄糖 在血糖平衡调节的过程中只有激素作用吗？有神经系统的参与吗？ 实例1：血糖平衡调节 2、调节血糖的激素 机体通过特定激素来调节血糖的代谢速率，最主要的是胰岛分泌的胰高血糖素和胰岛素。 转化 分解 直接 + 下丘脑 直接 + 胰岛B细胞 某一区域 另一区域 血糖低 胰岛 A细胞 胰高血糖素 + + + 分泌 促进 血糖进组织细胞氧化分解 血糖进肝、肌肉合成糖原 血糖进脂肪和肝细胞转变为甘油三酯等 抑制 肝糖原的分解 非糖物质转化为葡萄糖 促进 胰岛素 非糖物质转化 肝糖原分解 血糖升高 趋于正常 增加去向 减少来源 传入神经 交感神经 肾上腺(髓质) 肾上腺素 副交感神经 传入神经 血糖升高 血糖恢复正常 神经-体液调节 调节中枢： 下丘脑 调节方式： 实例1：血糖平衡调节 3、调节过程 增加来源 实例1：血糖平衡调节 讨论： 1、下图为早餐后血糖含量变化，按段分析血糖含量变化的具体原因(说明血糖的来源或去向) 2.如图为早餐后(13点之前未再进食)血糖含量变化，图中线条代表胰岛素还是胰高血糖素的变化？ BC段： CD段： AB段： 食物中糖类的消化、吸收 被组织细胞摄取、氧化分解，合成肝糖原、肌糖原，转化为脂肪、某些氨基酸 肝糖原分解，脂肪等非糖物质的转化 B C D 胰高血糖素 胰岛素 人体饭后血糖、胰高血糖素、胰岛素三者之间的变化关系: 反馈调节：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工作的调节方式。 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。 血糖水平升高 胰岛素 分泌增加 血糖水平降低 胰高血糖素分泌增加 实例1：血糖平衡调节 4、反馈调节 正反馈：加强并偏离最初水平，如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等。 负反馈：偏离后纠正回归到最初水平，在生物体中更常见，如体温调节、血糖调节。 (2)糖尿病的表现： 实例1：血糖平衡调节 5、血糖失衡 （1）表现 高血糖：空腹血糖浓度高于7.2 mmol/L，空腹血糖浓度大于8.9 mmol/L时出现尿糖,长期血糖偏高会出现多种糖尿病并发症 低血糖：空腹血糖浓度低于2.8mmol/L，出现饥饿、乏力、头晕等，严重可出现昏迷和死亡。 高血糖和尿糖 (3)糖尿病的类型： 1型糖尿病： 2型糖尿病： 胰岛B细胞功能减退，胰岛素分泌减少，通常青少年时期发病。 组织细胞对胰岛素的敏感性下降。发病率与遗传、环境、生活方式等密切相关，发病年龄在降低，青年患者人数逐渐增加。能量摄入过多、运动量过少、肥胖是最常见危险因素。 三多一少：多尿、多饮、多食、体重减少 (4)糖尿病的特点： 实例1：血糖平衡调节 5、血糖失衡 葡萄糖随尿液排出 带走大量的水分,即“多尿” 导致机体供能不足 细胞外液渗透压升高 机体为满足能量需求 口渴 多饮 多食 机体消耗大量脂肪、蛋白质 体重减轻 控制饮食，多运动；口服降低血糖的药物；注射胰岛素等 (5)应对措施： 糖尿病 血糖平衡的调节总结 ①调节中枢: ②调节方式: 下丘脑 神经—体液调节 ③参与血糖调节的激素: 胰岛素 胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素、甲状腺激素。 唯一降低血糖浓度的激素: 升高血糖浓度的激素有: 通过调节有机物代谢或影响胰岛素的分泌和作用，直接或间接的提高血糖浓度。 1.如图是血糖调节的部分过程图解，甲、乙表示器官，a、b表示相应激素。下列说法中正确的是( ) A.激素b是唯一能够升高血糖的激素 B.激素a能够促进过程①，抑制过程② C.器官甲、乙的名称分别是胰岛、下丘脑 D.激素b的作用结果反过来会影响激素b的分泌 课堂练习 D 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，身体几乎所有细胞动员起来，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。 甲状腺激素的分泌是如何调节的呢？ 实验发现，摘除大鼠的垂体，甲状腺将萎缩，甲状腺激素显著减少；如果给该大鼠注射垂体的提取物，可以部分地恢复甲状腺的大小。 思考讨论 分析甲状腺激素分泌的调节 摘除垂体 甲状腺萎缩 甲状腺激素 分泌减少 垂体提取物 甲状腺大小部分恢复 实验①：垂体与甲状腺之间的作用 说明：垂体中的某些物质可以维持甲状腺的形态结构，促进甲状腺分泌甲状腺激素。 垂体 甲状腺 某些物质 甲状腺激素 促进 实验②：下丘脑与垂体之间的作用 实验处理 （TSH水平） 向静脉注射下丘脑分泌的TRH 损毁动物下丘脑中分泌TRH的区域 向动物垂体中注射微量甲状腺激素 增加 结论：①下丘脑分泌的TRH能促进垂体分泌TSH ； 明显降低 明显降低 ②甲状腺激素能抑制垂体分泌TSH。 如果向动物静脉注射下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素(TRH),可增加垂体分泌促甲状腺激素(TSH)的量。进一步实验发现，将实验动物下丘脑中分泌TRH的区域损毁，或向该动物的垂体中注射微量的甲状腺激素后，血液中的TSH水平会明显降低。 思考讨论 分析甲状腺激素分泌的调节 垂体 甲状腺 甲状腺激素 促进 下丘脑 促甲状腺激素释放激素(TRH) 促进 抑制 促甲状腺激素(TSH) 讨论 1.在甲状腺激素的分泌中，下丘脑、垂体和甲状腺之间有何关系？ 2.在正常情况下，血液中的甲状腺激素的水平总维持在一定范围内，这是如何实现的呢？ 临床上发现，甲状腺机能亢进时，血液中甲状腺激素水平升高，TSH的水平降低；当甲状腺功能减退时，血液中甲状腺激素水平下降，TSH的水平升高。 思考讨论 分析甲状腺激素分泌的调节 这是通过分级调节和反馈调节实现的。当血液中甲状腺激素水平升高时，会反馈抑制TSH和TRH的分泌，降低甲状腺激素水平；当甲状腺激素水平降低时，TSH的分泌量增加，促进甲状腺分泌甲状腺激素，使甲状腺激素浓度升高恢复到正常水平。 下丘脑分泌的TRH，可以促进垂体分泌TSH。垂体分泌的TSH可影响甲状腺的正常生长和分泌甲状腺激素。甲状腺分泌的甲状腺激素增加到一定浓度时，又会抑制下丘脑和垂体的分泌。 实验③：甲状腺激素对垂体的作用 甲状腺机能亢进 甲状腺激素水平升高，TSH水平降低 甲状腺功能减退 甲状腺激素水平下降，TSH水平升高 进一步说明：甲状腺激素可抑制垂体分泌TSH 分级调节 下 丘 脑 垂 体 甲 状 腺 寒冷刺激 促甲状腺激素释放激素（TRH） 促甲状腺激素（TSH） 甲状腺激素 促进 促进 抑制 抑制 细胞代谢（增加产热，抵御寒冷） 促进 反馈调节 垂 体 研究表明，甲状腺激素分泌的调节，是通过下丘脑一垂体一甲状腺轴来进行的。 实例2：甲状腺激素分泌的分级调节 1、甲状腺激素的调节 当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时，又会抑制下丘脑和垂代分泌相关激素，进而使甲状腺激素的分泌减少而不至于浓度过高。（反馈调节） 当机体感受到寒冷等刺激时，相应的神经冲动传到下丘脑，下丘脑分泌TRH;TRH运输到并作用于垂体，促使垂体分泌TSH;TSH随血液循环到达甲状腺，促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。（分级调节） 分级调节：下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控。 (2)类型： (3)意义： 可以放大激素的调节效应，形成多级反馈，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。 下丘脑-垂体-甲状腺轴 下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴 下丘脑-垂体-性腺轴 (1)概念： 下 丘 脑 垂 体 甲状腺 肾上腺皮质 性腺 促甲状腺激素 释放激素 促甲状腺激素 促肾上腺皮质激素释放激素 促性腺激素 释放激素 促性腺激素 靶 腺 体 甲状腺激素 性激素 醛固酮、 皮质醇等 促肾上腺皮质激素 实例2：甲状腺激素分泌的分级调节 2、分级调节 下丘脑 促...激素释放激素 促...激素 垂体 甲状腺 肾上腺皮质 卵巢 睾丸 甲状腺激素 醛固酮、皮质醇 雌激素、孕激素 雄激素 下丘脑是内分泌活动的调节枢纽 神经传导 胰岛 胰岛素 胰高血糖素 肾上腺髓质 交感神经 肾上腺素 为什么缺碘会导致地方性甲状腺肿大（大脖子病），从反馈调节的角度解释原因？ 促甲状腺激素释放激素 促甲状腺激素 甲状腺激素 甲 状 腺 下 丘 脑 垂 体 抑制减弱 抑制减弱 - + + 缺碘 缺碘导致甲状腺激素合成障碍，致使血浆中甲状腺激素水平下降，对下丘脑和垂体的负反馈作用减弱，使TRH和TSH的分泌增加，进而引起甲状腺肿大。 联系生活 3、作为信使传递信息 4、微量和高效 能被特定激素作用的器官、细胞是该激素的靶器官、靶细胞。激素通过与靶细胞上的特异性受体相互识别，并发生特异性结合选择靶细胞。 激素分子 受体 1、通过体液进行运输 2、作用于靶器官、靶细胞 内分泌腺没有导管，激素随血液流到全身，传递各种信息。 激素一经靶细胞接受并起作用后就失活，体内需要源源不断产生激素，以维持激素含量的动态平衡。 激素含量甚微，作用效果极其显著，是微量高效的生物活性物质。 二、激素调节的特点 蛋白质类激素（生长激素，胰岛素，抗利尿激素，多种促激素释放激素，促激素等）不容易穿过细胞膜，其受体在靶细胞的细胞膜上，受体负责把细胞外信号转化为细胞内信号，从而改变细胞的代谢情况 甲状腺激素和类固醇（如性激素）很容易穿过细胞膜，其信号受体在细胞质或细胞核中。激素和受体结合后，连接到DNA上，调控基因的转录，控制相关蛋白质的合成（例如某些酶） 激素的受体都位于细胞膜上吗？ 激素种类 ，量 ； 既不 ； 又不 ； 也不 ； 而是使 发生变化。是 ； 调节生命活动的信息分子（唯一作用） 组成细胞结构 提供能量 起催化作用 靶细胞原有的生理活动 (三不一调节) 多 极微 二、激素调节的特点 激素分子 受体 激素分子 受体 协同作用：不同激素对同一生理效应发挥相同的作用。 抗衡作用：不同激素对同一生理效应发挥相反的作用。 生长激素 甲状腺激素 胰高血糖素 调节生长发育 增加产热 升高血糖 胰高血糖素 胰岛素 升高血糖 降低血糖 肾上腺素 激素之间的相互作用 动物激素、酶、神经递质的比较 项目 动物激素 酶 神经递质 不 同 点 来源 化学本质 作用部位 发挥作用 后去路 相同点 内分泌腺或内分泌细胞 几乎所有的活细胞 神经元轴突末梢的突触小体 蛋白质或多肽类、氨基酸衍生物、类固醇 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 与特定的靶器官、靶细胞细胞膜上或细胞内的受体结合 与底物结合，细胞内外或体外都可起作用 作用后迅速失活 反应前后，性质不变，保持活性 作用后被降解或回收进细胞 1.都有生物活性；2.均与特定分子结合后起作用； 3.都不提供能量；4.都不组成细胞结构 突触后膜上的受体 多种多样，大多为小分子 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。 25 课堂练习 2.下图表示甲状腺活动调节的示意图。对这一调节的叙述，错误的是（     ） A．a随体液定向运输到乙发挥作用 B．乙结构的细胞有a和甲状腺激素的受体 C．甲状腺激素的分级调节，存在反馈调节机制 D．a与b物质分别表示促甲状腺激素释放激素与促甲状腺激素 A 1.下列属于人体内胰岛素和促胰液素共同特点的是（     ） A．合成部位相同 B．调节作用对象相同 C．运输途径相同 D．激素受体相同 C 课堂练习 3、指出下面序号或字母的名称。 （1）该图表示下丘脑—垂体—甲状腺轴 ①促甲状腺激素释放激素（TRH） ②垂体；③促甲状腺激素（TSH）； ④甲状腺；⑤甲状腺激素； ⑥反馈调节；⑦下丘脑。 （2）该图表示下丘脑—垂体—甲状腺轴 ①促甲状腺激素释放激素（TRH） ②促甲状腺激素（TSH） ③甲状腺激素； a:垂体；b:甲状腺；c:下丘脑。 4、回答以下问题 (1)①②⑤表示甲状腺激素分泌的_____调节； ③④表示甲状腺激素分泌的_____调节； (2)如果把图中甲状腺换成胰岛，该图还成立吗？ 为什么？______________________________________ 3.若体内缺碘，血液中ab的含量会______，为什么？ _______________________________________________ 4.若切除甲状腺，ab含量如何变？______________________________ 若切除垂体，ac含量如何变_____________________________________ 若切除下丘脑，bc含量如何变？_____________________________ 分级 反馈 不成立，胰岛分泌相应激素不受垂体控制 升高 碘是甲状腺激素的合成原料，缺碘导致甲状腺激素合成不足，负反馈调节作用减弱，ab分泌增多。 ab均变多（负反馈调节作用减弱） a变多，c变少（分级调节和负反馈调节作用均减弱） bc均变少（分级调节作用减弱） 思考：长期服用性激素以提高成绩的运动员，其体内的促性腺激素释放激素和促性腺激素的量与平常人相比是低一些还是高一些？ 均变少 课堂练习 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 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 C B 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。 还有作用，因为TRH的靶器官是垂体，而不是甲状腺；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；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。 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？ 练习与应用 Lavf58.20.100 $$