3.2 激素调节的过程- 2024-2025学年高二生物同步高效教学课件（人教版2019选择性必修1）

3.2 激素调节的过程 正常人血糖含量3.9~6.1mmol/L 实例1——血糖平衡的调节 马拉松比赛是赛程超过40 km、历时2 h以上的极限运动，运动员每小时消耗300 g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。 1.计算：仅靠血液中的葡萄糖，运动员能跑多长时间？ 2.长跑过程中大量消耗葡萄糖，会导致血糖含量下降吗？ （1 mmol葡萄糖的质量是180 mg） 0.7~1.1 min左右 问题探讨 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。 血糖的平衡是怎样维持的？ 0.7-1.1min（1min左右） ÷5=1.098min 5×3.9=19.5mmol=0.0195mol×180=3.51g÷5=0.702min 300g÷60min=5g/min 5×6.1=30.5mmol =0.0305mol ×180=5.49g 计算：如果仅靠血液中的葡萄糖，运动员能跑多长时间？ 阅读教材第50-52页，思考以下问题： 5分钟 血糖可以通过哪些途径得到补充(来源)？血糖的功能是什么（去向）？ 血糖含量维持稳定主要依靠哪些激素的调节？这些激素是如何调节的？ 还有哪些激素参与血糖平衡的调节？ 什么是反馈调节？ 除了激素调节之外，血糖平衡还受到哪个系统的调节？ 实例1——血糖平衡的调节 资料1：马拉松组委会一般在赛道沿途约5公里设置一个补给站，确保水的充足供应。补给站一般为饮料站和用水站，也会提供很多的水果和食物作为补给，有时候会提供当地的特色小吃；10公里以上的项目，饮水站和饮料站一般间隔设立，饮料站除饮用水外还需提供能量型饮料；超过25公里的马拉松项目，补给站还提供能量补给品。 血糖的来源和去路(正常情况下) 食物中的糖类消化吸收 阅读资料，思考血糖的来源。 来源 资料2：当一个人刚开始停止进食的时候，首先是糖原开始分解成葡萄糖，来为机体提供能量。糖原分解时不能直接产生葡萄糖，而是先分解为6—磷酸葡萄糖，6—磷酸葡萄糖通过葡萄糖—6—磷酸酶作用才能转变为葡萄糖，进而释放进血液。而肌纤维中缺乏此酶。 资料3：东北虎的食物中蛋白质和脂肪的含量很高，糖类比较少，但东北虎体内的葡萄糖浓度（4.8-6.9mmol/L）与人体相当。 肝糖原分解 非糖物质转化为葡萄糖 实例1——血糖平衡的调节 血糖的来源和去路(正常情况下) 阅读资料，思考血糖的来源。 来源 资料1：糖类是主要的能源物质。 资料2：肝脏是营养物质代谢的主要器官：据测定人在饭后，从门静脉流入肝脏的血液中葡萄糖含量为140mg/dL，从门静脉流出肝的血液中葡萄糖含量约为110mg/dL。肌肉细胞中也存在类似生理过程。 资料3：北京鸭在育肥阶段只用含糖类较多的谷物类作饲料，经过一段时间，鸭就变肥了。 氧化分解释放能量 合成肝糖原、肌糖原 转化为脂肪等非糖物质 实例1——血糖平衡的调节 血糖的来源和去路(正常情况下) 阅读资料，思考血糖的 。 去路 图3-2血糖的来源与去路（正常情况下）P50 血糖 （3.9~6.1 mmol/L） 食物中的糖类 肝糖原 脂肪酸等非糖物质 消化、吸收 分解 转化 摄取 氧化分解 合成 转化 CO2+ H2O+ 能量 肝糖原、肌糖原 甘油三酯、某些氨基酸 血糖的主要来源 是空腹时血糖的重要来源 血糖的主要去路 实例1——血糖平衡的调节 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。机体是通过一些特定的激素来调节血糖的代谢速率。其中最主要的是 血糖 （3.9~6.1 mmol/L） 食物中的糖类 肝糖原 脂肪酸等非糖物质 消化、吸收 分解 转化 摄取 氧化分解 合成 转化 CO2+ H2O+ 能量 肝糖原、肌糖原 甘油三酯 胰岛B细胞 胰岛素 血糖降低 胰岛A细胞 胰高血糖素 促进 抑制 促进 血糖升高 下丘脑 另一区域 交感神经 下丘脑 某一区域 副交感神经 胰岛素是唯一能够降低血糖含量的激素 升高血糖：肾上腺素 甲状腺激素糖皮质激素 实例1—血糖平衡的调节 血 糖 升 高 胰岛B细胞 胰岛素增加 促进④⑤⑥⑦ 抑制②③ 下丘脑某一区域 副交感神经 血 糖 降 低 胰岛A 细胞 胰高血糖素 增加 促进②③ 下丘脑 另一区域 交感神经 交感神经 肾上腺 肾上 腺素 促进肝糖原 分解 （-） （-） 协同 抗衡 实例1——血糖平衡的调节 血糖调节方式？调节中枢？ 神经—体液调节 下丘脑 血糖平衡调节机制（神经—体液调节） （—） （+） 总结：影响胰岛素分泌有哪些因素？ 胰岛素的分泌量增加会抑制胰高血糖素的分泌”,指的是血糖浓度高于正常的情况下发生的,此时胰岛素分泌增加,胰高血糖素的分泌受到抑制而减少,这样才能使血糖降低到正常水平. 而且是血糖浓度越高,抑制作用越强,反过来抑制作用减弱. “胰高血糖素的分泌会促进胰岛素的分泌”,这是在血糖浓度低于正常的情况下发生的,胰高血糖素的分泌增加会升血糖, 升血糖目的在于用血糖. 而血糖的利用必须进入细胞内。血糖能否进入细胞内，就取决于胰岛素了。胰岛素之所以起降低血糖浓度的作用，是因为其能够促进葡萄糖进入细胞中,进一步实现葡萄糖的氧化分解或合成糖元或转变成脂肪、氨基酸等. 因此,胰高血糖素的分泌势必会促进胰岛素的分泌，胰高血糖素可通过升高血糖浓度而间接刺激胰岛素分泌，也可直接刺激B细胞分泌胰岛素。胰岛素可以通过降低血糖间接刺激胰高血糖素的分泌，也可直接作用于胰岛的A细胞，抑制胰高血糖素的分泌 (1)影响胰岛素分泌的因素 ①高血糖。 ②副交感神经的神经递质。 ③胰高血糖素的促进作用。 (2)影响胰高血糖素分泌的因素 ①低血糖。 ②交感神经的神经递质。 ③胰岛素的抑制作用。 胰岛 B细胞 分泌 胰岛素 功能 加速细胞摄取、利用、储存葡萄糖； 抑制肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖；使血糖浓度恢复至正常水平。 胰岛A细胞 胰高血糖素 功能 主要作用于肝脏， ①促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，②促进非糖物质转变成糖 分泌 正常血糖水平 当血糖水平升高时 当血糖水平下降时 刺激胰岛B细胞分泌胰岛素 血糖水平恢复 葡萄糖 糖原、 甘油三酯 转化 刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素 葡萄糖 肝糖原 补充血糖 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的工作，这种调节方式叫做反馈调节。 一、激素调节的实例 实例1——血糖平衡的调节 血糖水平升高 胰岛B分泌胰岛素 血糖降低 促进 + 两抑制，三促进 - 血糖水平降低 胰岛A分泌胰高血糖素 血糖升高 促进 + 两促进 - 一 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的工作，这种调节方式叫作反馈调节。 实例1——血糖平衡的调节 传入神经 脊髓 传出神经 膀胱壁 逼尿肌 大脑皮层 尿液 体外 排出 尿道上的 感受器 刺激 膀胱壁的 感受器 刺激 尿液 + 反馈调节分为________和________两种。 正反馈 负反馈 正反馈：起同向作用，促进系统工作的效果 （分娩、排尿排便、血液凝固、河流的重度污染） 负反馈：抑制系统工作的效果（稳态的调节以及大多数激素调节） 意义：对于机体维持稳态具有重要意义。 糖尿病的病因及治疗、预防 血糖 (3.9~6.1mmol/L) 食物中的糖类 ☆肝糖原☆ 脂肪等非糖物质 消化、吸收 分解 转化 CO2+H2O+能量 氧化分解 合成 肝糖原、肌糖原 甘油三酯、某些氨基酸 转化 糖尿病的症状及成因 肾小管、集合管 重吸收作用 肾小球 滤过作用 一般高于8.9~10 mmol/L时 尿糖 原尿 一、激素调节的实例 实例1——血糖平衡的调节 糖尿病主要表现为高血糖和尿糖，可导致多种器官功能损害。分为1、2两种类型，多饮、多尿、多食是共同外在表现。 尿糖原因 a.一次性摄入的糖太多 c.肾脏疾病，重吸收血糖能力下降，随尿排出。 b.糖尿病 血糖浓度超出肾脏的重吸收能力，随尿排出。 【注意】 尿糖≠糖尿病，正常人一次性摄糖过多，尿中也可能会出现葡萄糖，但该人不属于糖尿病患者。 实例1——血糖平衡的调节 糖尿病的症状及成因 三多一少(多饮、多尿、多食、体重减少) 胰岛素分泌不足或组织细胞对胰岛素敏感性降低 血糖进入组织细胞氧化分解受阻 肝糖原合成减少，非糖物质转变为血糖的量增多 细胞能量供应不足 饥饿、多食 体内脂肪、蛋白质分解加强 体重减轻 血糖升高 ＞6.1mmol/L 多尿 多饮 为什么？ 实例1——血糖平衡的调节 糖尿病的症状及成因 血糖升高，血浆渗透压升高，下丘脑的渗透压感受器兴奋，并传递到大脑皮层的渴觉中枢，产生渴觉，因此会出现多饮现象。 血糖升高，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。 胰岛素受体 胰岛素 葡萄糖 正常 胰岛素受体 胰岛素 葡萄糖 1型 1型糖尿病的发病原因： 胰岛B细胞受到破坏或免疫损伤导致的胰岛素绝对缺乏。 胰岛素受体 胰岛素 葡萄糖 2型 2型糖尿病的发病原因： 机体组织细胞对胰岛素敏感性降低(可能与细胞膜上胰岛素受体受损有关)。 实例1——血糖平衡的调节 糖尿病的症状及成因 A.曲线ab段，人体内的胰岛A细胞分泌的胰高血糖素会增多 B.引起曲线bc段变化的主要途径有血糖转化为非糖物质、合成糖原等 C.曲线ef段，人体内的肝糖原和肌糖原会直接分解为葡萄糖以补充血糖 D.曲线fg段的变化情况是人体内胰岛素和胰高血糖素协同作用的结果 1.人在不同状态下，其血糖浓度会有所变化。如图表示在不同“模拟活动时段”中人体的血糖浓度变化情况。据图分析，以下说法正确的是( ) B (1)激素：a______________ b__________ c___________ (2)分泌部位：甲___________ 乙__________ (3)神经：①___________ ②___________ (4)在图示过程中，ab作用效应________，ac具有_____作用 (5)血糖调节的方式为______________，以___________为主 (6)在神经调节中，内分泌腺属于_________________ 胰高血糖素 胰岛素 肾上腺素 胰岛B细胞 胰岛A细胞 副交感神经 交感神经 相抗衡 协同 神经-体液调节 体液调节 效应器的一部分 下丘脑某一区域 下丘脑另一区域 血糖平衡调节曲线模式图解读 图1表示正常人和糖尿病患者的胰岛素浓度变化曲线，则 为正常人， 为糖尿病患者。判断依据是 。 图2表示正常人和血糖异常患者的血糖浓度变化曲线，则 为正常人， 为高血糖或糖尿病患者， 为低血糖患者。 a b c A的胰岛素含量多，且波动幅度大 A B 图3 图2 血糖平衡调节曲线模式图解读 图3为正常人饭后血糖、胰岛素、胰高血糖素三者间的变化关系，则 a代表 ，b代表 ，c代表 。 图3 血糖 胰岛素 胰高血糖素 血糖含量变化引起胰岛素、胰高血糖素含量的变化，因此胰岛素、胰高血糖素含量的变化稍晚于血糖含量的变化。 图2 当我们在寒风中瑟瑟发抖时，身体内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。 实例2——甲状腺激素分泌的分级调节 甲状腺萎缩， 甲状腺激素显著减少 再注射垂体提取物 部分地恢复甲状腺大小 可增加垂体 分泌TSH的量 向垂体中注射微量的甲状腺激素 血液中TSH水平会明显降低 破坏下丘脑分泌TRH的区域 静脉注射下丘脑分泌的TRH 摘除大鼠垂体 减法原理 加法原理 思考·讨论 实例2——甲状腺激素分泌的分级调节 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。 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。 分级调节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，从而维持机体的稳态。 垂体 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 促肾上腺皮质激素 促性腺激素 甲状腺激素 肾上腺皮质激素 性激素 下丘脑 下丘脑 垂体 甲状腺 细胞代谢 TRH TSH 甲状腺激素TH （—） （—） 反 馈 调 节 分 级 调 节 甲状腺激素分泌的调节示意图 实例2——甲状腺激素分泌的分级调节 缺碘 不足 减弱 减弱 增多 增多 下丘脑 垂 体 促甲状腺激素释放激素TRH 促甲状腺激素TSH 甲状腺 甲状腺激素TH (-) (-) 当促激素释放激素、促激素异常增多时，内分泌腺被持续刺激而肿大。 拓展 碘是合成甲状腺激素的重要原料，饮食长期缺碘，导致甲状腺肿（大脖子病）的原因是什么？ 思考： ①为什么运动员长期服用兴奋剂-睾酮衍生物促进肌肉生长、增强肌肉力量来提高比赛成绩，会导致性器官萎缩，甚至丧失生育能力？ 长期服用睾酮衍生物→对下丘脑和垂体抑制的负反馈作用增强→促性腺激素释放激素和促性腺激素分泌减少→性腺长期得不到刺激而萎缩 【拓展】甲亢 在甲亢患者体内，产生了一种叫做刺激甲状腺免疫球蛋白(TSI)的物质，其化学结构与TSH相似，能与TSH竞争甲状腺细胞膜上的受体，刺激甲状腺细胞持续分泌甲状腺激素。 由于甲状腺激素的反馈作用，抑制TRH和TSH的分泌，使患者体内的TSH浓度降低，但是没有消除TSI对甲状腺细胞的刺激作用，因而导致患者体内的甲状腺激素总是处于较高水平。 正常状态 异常状态 扩展补充和联系：肝脏 ①肝脏是外分泌腺：分泌的是一种黄褐色的苦涩液体（胆汁： 胆汁是一种消化液，但不含消化酶。使脂肪乳化成许多微滴，利于脂肪的消化）。肝脏细胞是合成脂肪的细胞。 ②肝脏是产生尿素的主要器官，尿素经肾脏排出体外。 ③肝脏细胞中的转氨酶。 其在血浆中含量高，表明肝脏细胞出现裂解。 现学现用：识图——该图表示的为下丘脑-垂体-甲状腺轴 ①_______________ ②_______________ ③_______________ ④_______________ ⑤_______________ ⑥_______________ ⑦_______________ 促甲状腺激素释放激素 垂体 促甲状腺激素 甲状腺 甲状腺激素 （负）反馈调节 下丘脑 现学现用：识图—①②③表示激素，abc表示腺体 ①_______________ ②_______________ ③_______________ a________________ b________________ c________________ 甲状腺激素 甲状腺 促甲状腺激素 垂体 促甲状腺激素释放激素 下丘脑 解题思路：先找负反馈的起点——甲状腺激素，再顺着下丘脑-垂体-甲状腺轴反推回去 现学现用： 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b的含量会______，为什么？ _______________________________________________ _______________________________________________ 分级 负反馈 不成立，因为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，b分泌增多 1.通过体液进行运输 内分泌腺没有导管，内分泌细胞产生的激素弥散到体液中，随血液流到全身，传递着各种信息。 激素调节的4特点 思考： （1）临床上为什么通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平？ （2）激素能定向运输吗？ （3）激素运输到全身各处，是不是对所有细胞都能起作用？ 2.作用于靶器官、靶细胞 激素选择靶器官、靶细胞，是通过与靶细胞上的特异性受体相互识别，并发生特异性结合实现的。 激素只能作用于靶器官靶细胞的直接原因？ 激素只能作用于靶器官靶细胞的根本原因？ 只有靶细胞膜上或膜内有与相应激素特异性结合的受体; 相应激素结合的受体的基因，只在靶细胞内选择性表达。 激素调节的4特点 激素名称 促激素释放激素 促甲状腺激素 促性腺激素 促肾上腺皮质激素 生长激素 甲状腺激素 胰岛素 胰高血糖素 释放部位 靶细胞(受体） 下丘脑 垂体 垂体 甲状腺 胰岛B细胞 胰岛A细胞 垂体 甲状腺 性腺 肾上腺皮质 几乎全身组织细胞 几乎全身组织细胞 几乎全身组织细胞 主要作用于肝脏细胞 3.作为信使传递信息 激素调节的特点 激素的作用方式，犹如_____将信息从____________传递给______，引起靶细胞发生一系列的_________。 信使 内分泌细胞 靶细胞 代谢变化 【问题2】激素能持续作用吗？还有哪种物质也有该特点？ 不能。激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了。为了维持激素含量的动态平衡，体内需要源源不断地产生激素。神经递质也是如此，以免其持续发挥作用。 【问题1】图中 和·分别表示什么类型的激素？ 蛋白质类激素 甲状腺激素 性激素等 4.微量和高效 在正常生理状态下，血液中激素浓度都很低，一般为_____________，虽然激素含量甚微，但其作用效果________，因此激素是人和动物体内: ________________________ 10-12-10-9mol/L 极其显著 微量、高效的生物活性物质 激素调节的特点 nmol/L nmol/L mIU/L pmol/L pmol/L 项目 化学本质 产生部位 作用 作用部位 作用后去向 动物激素 酶 神经递质 比较激素、酶、神经递质 蛋白质类或多肽类、氨基酸衍生物类、 固醇类 蛋白质或RNA 主要是小分子化合物 内分泌腺(或细胞) 活细胞 神经元 调节 催化 使突触后膜产生兴奋或抑制 靶细胞、靶器官 被灭活 细胞内外 数量和性质不变 突触后膜 被分解或被回收 分泌细胞 分泌细胞 激素分子 靶细胞 靶细胞 激素是 ； 既不 ； 又不 ； 也不 ； 使 发生变化。 调节生命活动的信息分子 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 激素是调节生命活动的信息分子！ 激素并不直接参与细胞内的代谢活动。 激素调节的4特点 【拓展1】激素类药物的应用 糖尿病患者可通过按时注射胰岛素来治疗 临床上，常用糖皮质激素类药物治疗过敏性鼻炎 给雌雄鱼注射促性腺激素类药物，促使亲鱼的卵子和精子成熟 给猪饲喂激素类药物，以提高猪的瘦肉率 在桑叶上喷洒保幼激素类似物，使蚕的绢丝腺更饱满，吐更多的丝 一些工业废弃物、杀虫剂、除草剂等，在分解过程中产生于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 ………………P56 例．如图是高等动物雌性激素分泌 及作用机制模式图，其分泌调节 机制与甲状腺激素的相同。图中 A、B、C代表结构，a、b、d、 e、f代表物质，①、②、③代表 过程。据图回答下列问题： （1）雌性激素的化学本质是 　 　（“蛋白质”、“脂质”或“糖类”），通过 　 　跨膜运输方式进入细胞内，该激素的受体蛋白位于 　 　（选填“细胞膜上”或“细胞内”）。 （2）图中结构A、B名称分别是 　 　、 　，物质b的化学名称是 　 　。 脂质 自由扩散 细胞内 下丘脑 垂体 促性腺激素 （3）由图可知，雌性激素通过调控相关基因的表达来调节细胞的生理活动的，②③分别表示 　 　、　 　过程，e表示的物质是 　 　。 （4）当分泌的雌性激素过多时，对A和B的分泌活动有 　 　（选填“促进”或“抑制”）作用，使血液中雌性激素含量通过 　 　调节维持相对稳定。 抑制 翻译 mRNA 转录 反馈 1、下列有关糖代谢及其调节的叙述,错误的是(　 ) A.胰岛素促进④⑤⑥⑦等过程 B.过程①⑤分别是血糖的主要来源和去路 C.胰岛A细胞分泌的激素促进②③过程 D.②过程可发生在肌肉、肝脏细胞中 2、右图为某人餐后血液中血糖含量的变化曲线,下列叙述正确的是(　　) A.该曲线可反映正常人血糖含量的变化 B.AB段上升的原因是胰高血糖素分泌量逐渐增加 C.BC段下降的原因是胰岛A细胞活动加强 D.CD段逐渐上升主要是由于肝糖原和肌糖原的分 解补充 D A 3、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.甲与乙结构分别表示下丘脑和垂体 B.a与b物质分别表示促甲状腺激素释 放激素和促甲状腺激素 C.乙结构的活动只受甲结构释放激素 的调节 D.血液中的甲状腺激素含量起着反馈调节的作用 4、肾上腺糖皮质激素是一种可以升高血糖浓度的激素,当人体受到刺激后体内会发生如下图所示的过程,相关叙述不正确的是(　　) A.肾上腺糖皮质激素与胰高血糖素具有协同作用 B.刺激引起肾上腺糖皮质激素分泌是神经—体液 调节 C.下丘脑中有神经递质和肾上腺糖皮质激素的受体 D.肾上腺糖皮质激素可以促进肌糖原分解和非糖物质转化 C D 5、下列关于人体激素及其调节的叙述,不正确的是(　 ) A.激素是信息分子,成分都是有机物 B.激素直接参与细胞内的许多代谢活动 C.激素只作用于相应的靶器官、靶细胞 D.神经系统的某些结构也可以释放激素 6、下列有关人体内激素的叙述,正确的是(　　) A.运动时,肾上腺素水平升高,可使心率加快,说明激素是高能化合物 B.饥饿时,胰高血糖素水平升高,促进糖原分解,说明激素具有酶的催化活性 C.进食后,胰岛素水平升高,其既可加速糖原合成,也可作为细胞的结构组分 D.青春期,性激素水平升高,随体液到达靶细胞,与受体结合可促进机体发育 B D