第3章 第2节 激素调节的过程(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物选择性必修1 稳态与调节(人教版2019 单选)
2024-10-17
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教辅
内容正文:
第2节
激素调节的过程
1.以人体血糖的平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制。
2.以人体甲状腺激素分泌调节为例,说明激素分级调节的机制及其意义。
3.概括出激素调节的特点,分析激素调节的一般过程。
4.运用激素调节原理分析与健康相关的实际问题(如滥用激素类药物等),说出以科学知识指导健康生活的重要性。
CONTENTS
目录
1
2
3
4
聚焦·学案(一) 血糖的平衡是怎样维持的
聚焦·学案(二) 激素的分级调节是如何实现的
随堂小结 ——即时回顾与评价
聚焦·学案(三) 激素调节有什么特点
5
课时达标评价
NO.1
聚焦·学案(一) 血糖的平衡是
怎样维持的
基础—自主学习
[助读教材]
1.血糖平衡的调节
写出图中序号代表的内容:
①__________________,②_______,③____________________,④__________________,⑤___________________________。
食物中的糖类
肝糖原
脂肪等非糖物质
肝糖原、肌糖原
甘油三酯、某些氨基酸
2.血糖平衡的激素调节
(1)参与血糖调节的主要激素
项目 胰岛素 胰高血糖素
分泌部位 _______细胞 _______细胞
作用途径 ①增加血糖去向:促进血糖进入组织细胞进行__________,进入肝、肌肉并合成______,进入脂肪细胞和肝细胞转变为__________等;
②减少血糖来源:抑制_______的分解和非糖物质转变成葡萄糖 主要作用于肝,促进_______分解成葡萄糖进入血液,促进__________转变成糖
作用效果 使血糖浓度_______ 使血糖浓度______
胰岛B
胰岛A
氧化分解
肝糖原
糖原
甘油三酯
肝糖原
降低
非糖物质
升高
(2)反馈调节——激素分泌调节的方式
概念 在一个系统中,系统本身工作的______,反过来又作为______调节该系统的工作的调节方式
意义 反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,它对于机体__________具有重要意义
效果
信息
维持稳态
3.神经系统参与调节血糖(以血糖含量降低时为例)
神经中枢 ________的某个区域
传出神经 ____________
效应器 ①胰岛A细胞:分泌_______________;
②甲状腺:分泌____________;
③肾上腺髓质:分泌____________
作用效果 升高血糖含量
下丘脑
交感神经
胰高血糖素
甲状腺激素
肾上腺素
[微点品悟]
1.判断下列表述的正误
(1)胰岛素通过增加血糖的去路,减少血糖的来源来调节血糖的平衡。 ( )
(2)胰岛素是唯一降低血糖浓度的激素。 ( )
(3)胰高血糖素是机体内唯一能够升高血糖浓度的激素。 ( )
(4)胰岛素可促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖浓度降低。
( )
√
√
×
√
(5)胰高血糖素可以促进肝糖原和肌糖原的分解,从而使血糖的浓度升高。 ( )
(6)血糖浓度降低时,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。 ( )
×
√
2.下列有关糖代谢及其调节的叙述,正确的是( )
A.②过程可发生在肌肉、肝脏中
B.胰岛B细胞分泌的激素促进①③过程
C.胰岛A细胞分泌的激素促进④过程
D.胰岛素抑制②③过程,促进④⑤⑥⑦过程
√
解析:肌糖原不能直接分解为葡萄糖补充血糖,因此在肌肉中②过程不能发生,A错误;
胰岛B细胞分泌的激素是胰岛素,它的作用是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖等,并且抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖,从而降低血糖,B错误;
胰岛A细胞分泌的激素是胰高血糖素,它的作用是促进肝糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而升高血糖,C错误;
②③是升高血糖的过程,④⑤⑥⑦四个过程都是降低血糖的过程,胰岛素可抑制②③过程,促进④⑤⑥⑦过程,D正确。
3.(教材P52“图3-4”变式训练)在图中方框内填写发生的变化或物质名称。
[活动质疑]
1.据胰岛素参与血糖平衡调节的过程示意图回答问题。(GLUT-4是葡萄糖转运蛋白)
深化—合作学习
(1)如图所示,胰岛素通过血液运输到靶细胞,与细胞膜表面______________________结合后,通过促进囊泡的转运,使细胞膜上________________________增加,促进了细胞对葡萄糖的摄取。
提示:特异性受体(胰岛素受体) 葡萄糖转运蛋白(GLUT-4)数量
(2)在促进细胞摄取葡萄糖的同时,通过调节一系列酶促反应,促进________________________________________________________
________________________,从而促进葡萄糖的利用,降低血糖浓度。
提示:葡萄糖的氧化分解、合成糖原以及转化为非糖物质
2.在正常进餐后4 h测定血糖浓度,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:
(1)在血糖浓度变化中,实现bc段变化的主要代谢途径是什么?
提示: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,进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转化成葡萄糖。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。
(2)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?
提示:胰岛A细胞的活动增强,胰高血糖素的分泌量增加。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。
(3)说出反馈调节在血糖调节中的体现。
提示: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。
[系统认知]
1.血糖平衡调节的方式模型
2.影响胰岛素和胰高血糖素分泌的因素
影响胰岛素分泌的因素 ①血糖含量的调节(最主要);②胰高血糖素的影响:胰高血糖素可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,又可通过升高血糖含量而间接促进胰岛素的分泌;③神经调节
影响胰高血糖素分泌的因素 ①血糖含量的调节(最主要);②胰岛素的影响:胰岛素可直接作用于胰岛A细胞,抑制胰高血糖素的分泌;③神经调节
3.与血糖平衡调节有关的器官(组织)及其作用
器官 作用
下丘脑 血糖平衡调节的神经中枢
胰腺 胰岛B细胞分泌胰岛素,降低血糖浓度;胰岛A细胞分泌胰高血糖素,升高血糖浓度
肾上腺 分泌肾上腺素,升高血糖浓度
肝脏 进行肝糖原与葡萄糖的相互转化,进行葡萄糖和非糖物质的转化
骨骼肌 将葡萄糖转化为肌糖原,暂时储存
[典例] 如图1表示人体内血糖调节的部分图解,图中a、b表示参与血糖调节的两种激素。图2表示激素a信息传递的一种机制。请回答下列问题:
(1)由图中可知,激素a和激素b分别是__________、______________。
(2)正常人的血糖浓度为__________ mmol/L。当血糖升高时,a的分泌量增加,它在降低血糖过程中具体的作用有两条调节途径,一是通过__________(填图中序号)过程增加血糖的去向;二是主要通过______________________________________来减少血糖的来源。
(3)激素b作用于肝脏细胞,使其发生的主要生理变化是_______________________________________________________________________________。
(4)______________细胞受损导致激素a分泌不足可能会使人患糖尿病。现有一个糖尿病患者体内激素a的含量和正常人相差很小,甚至比正常人还高,请据图2激素作用的机制分析,该糖尿病病人可能的病因是______________________________________________
__________________________________________________________。
[解析] (1)由题图1分析可知,a为胰岛素,b为胰高血糖素。(2)正常人的血糖浓度为3.9~6.1 mmol/L。胰岛素可降低血糖浓度,一是通过⑥⑦⑧过程增加血糖的去向,二是通过作用于肝脏细胞抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,进而减少血糖的来源,使得血糖浓度降低。(3)激素b(胰高血糖素)可升高血糖,其作用于肝脏细胞,促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖使得血糖浓度升高。(4)胰岛素由胰岛B细胞分泌。若糖尿病患者体内胰岛素的含量和正常人相差很小,甚至比正常人还高,说明该患者能正常分泌胰岛素,但胰岛素无法发挥降血糖的作用,故可能的病因是细胞膜上的受体蛋白异常(数量或结构异常),导致胰岛素无法正常发挥作用。
[答案] (1)胰岛素 胰高血糖素 (2)3.9~6.1 ⑥⑦⑧ 抑制肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖 (3)促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖 (4)胰岛B 细胞膜上的受体蛋白异常
[迁移应用]
1.如图是血糖调节过程的示意图,其中甲、乙代表器官,a、b代表相应激素。下列有关叙述正确的是( )
A.激素a是胰岛素,可通过促进①②过程降低血糖
B.激素b是胰高血糖素,是机体内唯一可升高血糖的激素
C.激素a作用的结果反过来会抑制激素b的分泌,属于反馈调节
D.甲、乙分别为胰腺和肝脏,两者均是血糖平衡的调节中枢
√
解析:由题图分析可知,a为胰岛素,胰岛素可以通过促进葡萄糖氧化分解(②)和合成糖原(①)等途径来降低血糖,A正确;
激素b是胰高血糖素,胰高血糖素和肾上腺素等都有升高血糖的功能,B错误;
激素a为胰岛素,胰岛素的作用结果会反过来抑制胰岛素的分泌,属于反馈调节,C错误;
血糖平衡的调节中枢在下丘脑,D错误。
2.下列有关糖尿病的叙述,不正确的是( )
A.1型糖尿病患者因胰岛素分泌较少,使得葡萄糖进入细胞及在细胞内氧化利用发生障碍
B.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
C.1型糖尿病的发病率与遗传、环境、生活方式等密切相关
D.为预防某些类型的糖尿病,青少年要注意控制饮食,多运动
解析:1型糖尿病由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致,2型糖尿病的发病率与遗传、环境、生活方式等密切相关。
√
3.如图为某健康人的血糖变化情况,此人在13时前仅进食了早餐,下列叙述错误的是( )
A.A点时,体内胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少
B.B点时,体内胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加
C.C点时,肝糖原发生水解,补充血糖
D.C点时,血糖浓度接近基础血糖水平,没有相关激素调节
√
解析:由图可知,A点时,早餐过后不久,血糖升高,胰岛B细胞分泌的胰岛素增加,而胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少,A正确;
B点时,血糖浓度较低,胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加以升高血糖,调节血糖平衡,B正确;
C点时,较长时间没有外源糖,在神经、体液的共同调节下,体内的肝糖原水解补充血糖,此时胰高血糖素的含量应该较高,C正确,D错误。
NO.2
聚焦·学案(二) 激素的分级调节
是如何实现的
[助读教材]
1.甲状腺激素的调节过程
基础—自主学习
(1)图中a表示_______________________;b表示_____________。
(2)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。
促甲状腺激素释放激素
促甲状腺激素
分级
反馈
2.分级调节
概念 人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的__________,称为分级调节
分级
调节
系统 ①下丘脑—垂体—甲状腺轴;
②_____________________________;
③下丘脑—垂体—性腺轴等
意义 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________________
分层调控
下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴
维持机体的稳态
[微点品悟]
1.判断下列表述的正误
(1)血液中甲状腺激素水平降低会使促甲状腺激素释放激素的分泌减少。 ( )
(2)垂体不但能分泌促甲状腺激素释放激素,而且能分泌生长激素。 ( )
(3)所有激素的分泌都是通过下丘脑到垂体再到相应腺体来分级调节的。 ( )
(4)所有的反馈调节都会使相关过程趋于平衡。 ( )
×
×
×
×
2.(2023·北京高考)甲状腺激素的分泌受下丘脑—垂体—甲状腺轴的调节,促甲状腺激素能刺激甲状腺增生。如果食物中长期缺乏合成甲状腺激素的原料碘,会导致( )
A.甲状腺激素合成增加,促甲状腺激素分泌降低
B.甲状腺激素合成降低,甲状腺肿大
C.促甲状腺激素分泌降低,甲状腺肿大
D.促甲状腺激素释放激素分泌降低,甲状腺肿大
√
解析:碘是甲状腺激素合成的原料,若食物中长期缺碘,则甲状腺激素的合成降低、分泌减少,对垂体、下丘脑的反馈调节作用减弱,则促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素分泌增加,作用于甲状腺,导致甲状腺肿大,B正确。
3.(教材P53“图3-5”变式训练)据甲状腺激素分泌的分级调节示意图回答下列问题。
(1)腺体:a.________ 、b. _______、c. ________。
(2)激素:A. _______________________、B. _______________。
下丘脑
垂体
甲状腺
促甲状腺激素释放激素
促甲状腺激素
(3)如果把图中的甲状腺换成胰岛,该图_______(填“成立”或“不成立”),理由是_________________________________。
(4)碘是合成甲状腺激素的必需元素。当体内缺乏碘时,血液中_______ (填字母)的含量会升高,这是一种_______调节机制。
不成立
胰岛分泌相应激素不受垂体控制
A、B
反馈
[活动质疑]
有甲、乙两人都表现为甲状腺激素水平低下,为找出病变的部位,先给两人注射适量的促甲状腺激素释放激素,分别测定每个人注射前30 min和注射后30 min的促甲状腺激素的浓度,测定结果如下表。
深化—合作学习
实验对象 促甲状腺激素的浓度/(mU/L)
注射前 注射后
健康人 9 30
甲 2 2
乙 2 29
(1)从注射激素种类判断,是要在哪两个部位确定出病变部位?
提示:是要在下丘脑和垂体之间进行确认。
(2)病人乙的病变部位是什么?你的判断依据是什么?
提示:病变部位是下丘脑,判断的依据是乙注射促甲状腺激素释放激素后,促甲状腺激素的浓度升高;而该注射激素是由下丘脑分泌的,说明注射前分泌不足,所以乙的病变部位是下丘脑。
[系统认知]
比较归纳激素分泌的分级调节与反馈调节
(1)分级调节:下丘脑可以通过垂体调节和控制某些内分泌腺中激素的合成与分泌,这种分层控制的方式称为分级调节。
(2)反馈调节:激素进入血液后,反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌的调节方式。反馈方式有正反馈和负反馈。
类型 图示 解读
负反馈 偏离后纠正回归到静息水平,
生物体中更常见,如血糖调节等
正反馈 加强并偏离静息水平,如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等
[典例] 如图是甲状腺激素分泌调控模式图,图中字母表示腺体、“+”表示促进、“-”表示抑制、数字表示过程,下列叙述正确的是( )
A.代表分级调节的是①②过程
B.代表反馈调节的是①④过程
C.a既具有神经调节功能,又具有内分泌功能
D.c产生的激素可直接影响神经系统的发育
√
[解析] 图中②③表示分级调节过程,A错误;
分析题图可知,①④表示反馈调节,B正确;
b表示下丘脑,是神经内分泌的枢纽,既具有神经调节功能,又具有内分泌功能,C错误;
图中a表示甲状腺,其产生的甲状腺激素可提高神经的兴奋性,影响神经系统的发育,D错误。
[方法规律]
巧借“箭头指向”快速判断下丘脑、垂体与甲状腺
[迁移应用]
1.如图为鱼类性激素分泌的分级调节示意图。下列叙述正确的是( )
A.鱼类性激素的分泌只存在分级调节
B.给性成熟雌鱼饲喂雌激素可促进下丘脑和垂体的分泌活动
C.下丘脑分泌的促性腺激素可促使垂体分泌促性腺素释放激素
D.将性成熟鱼的垂体提取液注射到同种性成熟鱼体内可促使其配子成熟
√
解析:鱼类性激素的分泌存在分级调节和反馈调节,A错误;
根据反馈调节机制,给性成熟雌鱼饲喂雌激素会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,B错误;
促性腺激素是由垂体合成并分泌的,下丘脑分泌的是促性腺激素释放激素,C错误;
性成熟鱼的垂体提取液含有促性腺激素,将性成熟鱼的垂体提取液注射到同种性成熟鱼体内可促使其性激素的释放,所以会促使配子成熟,D正确。
2.小鼠甲状腺的内分泌机能受机体内、外环境因素影响,部分调节机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图中TRH由下丘脑分泌,TSH由垂体分泌
B.低于机体生理浓度时的TH对TSH的分泌起促进作用
C.饮食缺碘会影响下丘脑和垂体的功能,引起甲状腺组织增生
D.图中的分级调节放大了激素的调节效应,形成多级反馈调节,维持机体稳态
√
解析:TH对下丘脑和垂体起反馈抑制作用,TH浓度低于机体生理浓度时,抑制作用减弱,而不是起促进作用,B错误。
聚焦·学案(三) 激素调节有什么特点
NO.3
基础—自主学习
[助读教材]
1.激素调节的特点
(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。
(2)作用于靶器官、靶细胞
①甲状腺激素的靶细胞是________________,而TSH的靶器官是________。
②激素选择靶细胞,是通过与靶细胞上的____________相互识别,并发生特异性结合实现的。
(3)作为信使传递信息
①激素的作用方式,犹如信使将信息从____________传递给________,靶细胞发生一系列的代谢变化。
②激素一经靶细胞接受并起作用后就______了。
几乎全身的细胞
甲状腺
特异性受体
内分泌细胞
靶细胞
失活
(4)微量和高效
①激素种类多、量极微,既不组成__________,又不提供______,也不起_______作用。
②激素是随体液到达靶细胞,使其原有的____________发生变化。
细胞结构
能量
催化
生理活动
2.激素间的相互作用
类型 作用机制及实例
协同
作用 不同激素对同一生理效应都发挥相同作用,如生长激素与甲状腺激素在促进生长发育方面,肾上腺素与胰高血糖素在升高血糖浓度方面,都具有协同作用
相抗衡 不同激素对同一生理效应发挥相反作用,如_______和胰高血糖素在调节血糖方面相抗衡
胰岛素
[微点品悟]
1.判断下列表述的正误
(1)激素具有高效性,可以为细胞提供充足的能量供应。 ( )
(2)激素一经靶细胞接受后就会失活。 ( )
(3)在甲状腺激素分泌的反馈调节中,下丘脑和垂体细胞是甲状腺激素的靶细胞。 ( )
(4)垂体分泌的促甲状腺激素通过体液定向运送到甲状腺。 ( )
×
×
√
×
2.下列有关动物激素的叙述,错误的是( )
A.激素由内分泌腺产生后通过体液运输可到达作用部位
B.每一种激素只作用于一种特定的靶器官或靶细胞
C.激素主要通过调节代谢而起作用
D.激素作用于靶细胞之后会失活,从而失去生理作用
√
解析:激素由内分泌腺产生后通过体液运输可到达作用部位,A正确;
一般情况下一种激素可以选择作用某一种或多种靶器官、靶细胞,如甲状腺激素可以作用于几乎全身细胞,B错误;
激素主要通过调节各种细胞的代谢活动来影响动物的生命活动,C正确;
激素作用于靶细胞之后往往会失活,从而保证机体调节适应多变的环境,D正确。
3.(教材P54“图3-6及旁栏思考”拓展分析)以胰岛素的产生与作用为例,阐明激素作用的过程。
4.(教材P54“图3-7”原理分析)临床上通过抽取血样检测激素水平确定内分泌系统疾病的依据是________________________________
__________________________。
提示:人体内激素含量保持相对稳定,激素含量过高或过低都会导致相应疾病发生;人体内分泌细胞产生的激素弥散到体液中,随血液运输
[活动质疑]
类固醇激素(如性激素、肾上腺皮质激素)很容易穿过细胞膜,其信号受体在细胞质或细胞核中,据图说明其发挥作用的机制。
深化—合作学习
提示:类固醇激素穿过细胞膜,和位于细胞质或细胞核中的受体结合后,作用于DNA,通过调控基因的转录,来调节相关蛋白质的合成(如某些酶)。
[系统认知]
1.归纳概括酶、激素、神经递质的区别和联系
(1)酶、激素、神经递质的区别
比较项目 酶 激素 神经递质
化学本质 多数是蛋白质,少数是RNA 蛋白质、多肽、类固醇、氨基酸衍生物等 乙酰胆碱、
多巴胺、
氨基酸类等
产生细胞 活细胞 内分泌细胞 神经细胞
作用部位 细胞内外 靶细胞或靶器官 突触后膜
作用后变化 不发生改变 失活 被降解或回收
(2)激素、酶、神经递质的相同点
①均有生物活性;②均与特定分子结合后起作用;③都不供能、不组成细胞结构。
2.不同激素间的相互关系
[迁移应用]
1.(2024·济南期中)下列关于激素的叙述,不正确的有几项( )
①激素是有机分子 ②激素是信号分子 ③激素直接参与细胞内的多种生命活动 ④激素作用于相应的靶器官、靶细胞 ⑤机体需要源源不断地产生激素 ⑥激素能使靶细胞中原有的生理活动发生改变
A.1项 B.2项
C.3项 D.4项
√
解析:激素的化学本质是有机分子,①正确;
激素是信号分子,不组成细胞结构,不提供能量,也不起催化作用,②正确;
激素通过调节各种细胞的代谢活动来影响人体的生命活动,不直接参与细胞内的多种生命活动,③错误;
激素作用于靶器官、靶细胞,④正确;
激素作用后被灭活,因此机体需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡,⑤正确;
激素随体液到达全身各处并作用于靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生变化,⑥正确。
2.下列关于激素、酶和神经递质的叙述,正确的是( )
A.激素和神经递质都是蛋白质,以胞吐的形式释放
B.乙酰胆碱与特定分子结合后可在神经元之间传递信息
C.酶和激素都具有高效性,能产生酶的细胞一定能产生激素
D.激素弥散在全身的体液中,可直接参与靶细胞的新陈代谢过程
√
解析:激素包括类固醇、氨基酸衍生物、蛋白质或多肽等,不都是蛋白质;神经递质包括乙酰胆碱、多巴胺、NO等,其化学本质也不是蛋白质,A错误。
乙酰胆碱是神经递质,与突触后膜特异性受体结合,在神经元之间传递信息,B正确。
酶和激素都具有高效性。能产生酶的细胞不一定能产生激素,只有内分泌细胞才能产生激素,能产生激素的细胞一定能产生酶,C错误。
激素弥散在全身的体液中,不能直接参与靶细胞的新陈代谢过程,而是作为信息分子使靶细胞的生理活动发生变化,D错误。
随堂小结 ——即时回顾与评价
NO.4
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1.人体内血糖的主要来源是_______________________,血糖的主要去路是_________________________ 。
2.反馈调节是在一个系统中, _____________________________
____________________________。
3.体内需要源源不断地产生激素,原因是___________________
___________________________________________________________________________________。
食物中糖类的消化吸收
组织细胞摄取和氧化分解
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
激素一经靶细胞接受
并起作用后就失活了,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡
4.只有靶细胞才有激素的相应受体,其他细胞却没有的原因是____________________________________________________________。
只有在靶细胞中相应受体的基因才会表达,合成相应的特异性受体
三、综合检测反馈
1.(2023·广东高考)空腹血糖是糖尿病筛查常用检测指标之一,但易受运动和心理状态等因素干扰,影响筛查结果。下列叙述正确的是( )
A.空腹时健康人血糖水平保持恒定
B.空腹时糖尿病患者胰岛细胞不分泌激素
C.运动时血液中的葡萄糖只消耗没有补充
D.紧张时交感神经兴奋使血糖水平升高
√
解析:空腹时健康人的血糖浓度在一定范围内波动,并不是恒定不变的,A错误;
空腹时,若糖尿病患者的血糖浓度较低,其胰岛A细胞能分泌胰高血糖素,B错误;
运动时细胞会消耗大量的葡萄糖,为维持血糖平衡,在胰高血糖素等激素的作用下使肝糖原分解和非糖物质转变成葡萄糖来补充血糖,即运动时血液中的葡萄糖有消耗也有补充,C错误;
紧张时,交感神经兴奋,肾上腺素分泌增多,从而导致血糖水平升高,D正确。
2.下表是某患者血液中激素水平检验报告单的部分内容,据表分析错误的是( )
检验名称 结果 单位 参考范围
甲状腺激素 85.5 pmol/L 9.01~19.5
促甲状腺激素 0.05 pmol/L 0.35~4.94
A.患者体内促甲状腺激素含量较低可能是缺碘造成的
B.患者促甲状腺激素释放激素的含量低于正常水平
C.患者的细胞代谢速率高于正常水平
D.患者神经系统的兴奋性较正常人高
√
解析:患者促甲状腺激素含量较低的原因是垂体受到甲状腺激素的负反馈调节,A错误;
当血液中的甲状腺激素含量高于正常值时,通过负反馈调节作用,会抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,故患者促甲状腺激素释放激素含量低于正常值,B正确;
据表分析,表中的甲状腺激素远远高于正常值,甲状腺激素具有提高神经系统的兴奋性、促进细胞代谢的作用,故患者的细胞代谢速率高于正常水平,并且神经系统的兴奋性较正常人高,C、D正确。
3.为探究垂体分泌的促性腺激素对下丘脑分泌促性腺激素释放激素是否存在负反馈调节,下列对实验组和对照组小白鼠的处理,恰当的是( )
①注射适量的促性腺激素 ②进行手术并切除性腺 ③不手术 ④注射适量的生理盐水 ⑤进行手术不切除性腺 ⑥不注射
A.实验组:①③;对照组:③⑥
B.实验组:②①;对照组:②④
C.实验组:④⑤;对照组:①⑤
D.实验组:②①;对照组:④⑤
√
解析:实验组和对照组的小白鼠均应切除性腺,以排除性腺分泌的性激素对下丘脑进行负反馈调节,为遵循单一变量原则和等量原则,实验组注射促性腺激素,对照组应注射等量的生理盐水,再观察血液中促性腺激素释放激素含量的变化。因此实验组选择②①,对照组选择②④,B正确。
4.糖尿病严重威胁人类健康,其发病机理十分复杂。下图表示两种糖尿病部分发病机理,下列有关叙述正确的是( )
A.胰岛素直接参与葡萄糖的氧化分解和糖原的合成
B.图中①表示葡萄糖的受体,②表示运输葡萄糖的载体
C.胰岛素与①结合发挥作用后即被灭活
D.以上两种糖尿病均会导致血浆中胰岛素的含量下降,进而使血糖浓度升高
√
解析:胰岛素起调节作用能够促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖浓度,但不直接参与葡萄糖的氧化分解和糖原的合成,A错误;
图中①表示细胞膜上的胰岛素的受体,②表示运输葡萄糖的载体,B错误;
胰岛素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活,C正确;
图中2型糖尿病血糖浓度升高是由于靶细胞膜上的胰岛素受体减少引起的,该种糖尿病会导致血浆中胰岛素含量增多,D错误。
5.下图是胰高血糖素升高血糖的作用机制,已知肌肉细胞内不存在催化6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖的酶(G-6-pase),cAMP是由ATP脱去两个磷酸后缩合而成的环状核苷酸。下列叙述错误的是( )
A.肌肉细胞内缺少相关酶可能是肌糖原不能水解为葡萄糖的原因
B.胰高血糖素与受体结合后糖原合成酶失活会导致肝脏细胞消耗的葡萄糖减少
C.肝糖原磷酸解酶发挥作用时糖原可以直接被水解为葡萄糖运出细胞外
D.一系列酶的磷酸化过程依赖于ATP转变为cAMP时脱去的磷酸分子
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解析:由题意可知,肌肉细胞内没有G-6-pase,可能是肌糖原不能水解为葡萄糖的原因,A正确;
过多的葡萄糖在肝脏细胞中可以用于合成肝糖原,胰高血糖素与受体结合后糖原合成酶失活会导致肝脏细胞消耗的葡萄糖减少,B正确;
从图中看出,肝糖原磷酸解酶发挥作用时糖原先生成1-磷酸葡萄糖,再生成6-磷酸葡萄糖被G-6-pase水解,所以是间接被水解为葡萄糖运出细胞外,C错误;
cAMP是由ATP脱去两个磷酸后缩合而成的环状核苷酸,故可知一系列酶的磷酸化过程依赖于ATP转变为cAMP时脱去的磷酸分子,D正确。
课时达标评价
NO.5
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A级——固基础,注重综合
1.生长激素、胰岛素、性激素的共同特点是( )
A.成分相同 B.运输途径相同
C.合成部位相同 D.生理功能相同
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解析:生长激素、胰岛素都是蛋白质类的激素,而性激素的本质为类固醇,A错误;
激素都是通过体液运输,B正确;
生长激素在垂体细胞中合成,胰岛素在胰岛B细胞中合成,性激素在性腺细胞中合成,C错误;
生长激素能促进生长发育,胰岛素能降血糖,性激素能促进生殖器官的发育、生殖细胞的生成和第二性征的出现,D错误。
2.下列有关人体血液中葡萄糖含量过多会直接引起的生理变化的叙述,正确的是( )
A.胰岛B细胞分泌的胰岛素增加
B.通过反馈调节抑制肝糖原分解
C.胰高血糖素分泌增加
D.脂肪、蛋白质等非糖物质转化为葡萄糖
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解析:当人体血液中葡萄糖含量过多时,会促进胰岛B细胞分泌的胰岛素增加,胰岛素通过促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖等,从而调节血糖至正常水平,A正确;
抑制肝糖原分解是胰岛素的作用,而不是血糖含量过高直接反馈调节的结果,B错误;
血糖含量过高不会引起胰高血糖素分泌增加,C错误;
血糖含量过高会促进胰岛B细胞分泌胰岛素,进而抑制脂肪、蛋白质等非糖物质转化为葡萄糖,D错误。
3.血糖浓度升高时,机体启动三条调节途径:①血糖直接作用于胰岛B细胞;②血糖作用于下丘脑,通过兴奋迷走神经(参与内脏活动的调节)支配胰岛B细胞;③兴奋的迷走神经促进相关胃肠激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞。下列叙述错误的是( )
A.①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动
B.②和③均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流
C.①和③调节胰岛素水平的方式均为体液调节
D.血糖平衡的调节存在负反馈调节机制
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解析:血糖浓度升高时,机体通过①②③三条途径使胰岛B细胞分泌的胰岛素增多,从而使血糖浓度降低,故①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动,A正确。
途径②中迷走神经支配胰岛B细胞,途径③中迷走神经作用于相应内分泌细胞促进相关胃肠激素释放,均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流,B正确。
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途径①中血糖浓度过高时,直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,这种调节方式属于体液调节;途径③中血糖浓度过高时,迷走神经促进相关胃肠激素释放,这些激素作用于胰岛B细胞,该过程属于神经—体液调节,C错误。
在血糖调节的过程中,胰岛素的作用效果会反过来影响胰岛素的分泌,这属于负反馈调节,D正确。
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4.如图是血糖平衡调节模式图,下列叙述正确的是( )
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A.低血糖状态时,通过①→②→③使血糖恢复正常,主要原因是胰高血糖素分泌增多
B.高血糖状态时,胰岛A细胞产生的胰岛素促进葡萄糖进入细胞,合成肝糖原和甘油三酯等
C.胰高血糖素和胰岛素共同参与血糖调节,二者的作用相同
D.人体细胞膜上若缺乏胰岛素受体,可能导致细胞减缓摄取血糖,血糖水平过低
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解析:低血糖状态时,通过①过程使胰岛A细胞分泌胰高血糖素增加,胰高血糖素通过②过程作用于肝脏,使肝糖原分解成葡萄糖进入血液,从而使血糖浓度升高,A正确;
高血糖状态时,胰岛B细胞产生的胰岛素促进葡萄糖进入细胞,合成肝糖原和甘油三酯等,B错误;
胰高血糖素和胰岛素共同参与血糖调节,两者作用相抗衡,C错误;
人体细胞膜上若缺乏胰岛素受体,可能导致细胞减缓摄取血糖,血糖水平过高,D错误。
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5.下图是人体血糖平衡调节示意图,下列有关分析错误的是( )
注:“+”表示促进,“-”表示抑制。
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A.胰高血糖素浓度和神经递质都能影响胰岛素的分泌
B.血糖的稳定受神经和激素的共同调节,调节中枢位于下丘脑
C.午餐前,人体内胰高血糖素分泌减少,胰岛素分泌增多
D.肾上腺素浓度升高能促进肝糖原的分解,从而升高血糖
解析:午餐前,血糖浓度较低,人体内胰高血糖素分泌增多,能促进胰岛素分泌增多,C错误。
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6.糖尿病患者常通过使用胰岛素等降糖药来控制血糖水平。在睡前使用胰岛素后,有些患者会出现夜晚无低血糖发生,清晨空腹血糖高的“黎明现象”;有些患者会出现夜晚低血糖,清晨空腹血糖明显升高的“苏木杰现象”,这与胰岛素的使用量有关。分析下列说法,不正确的是( )
A.正常人血糖含量维持平衡的过程中既存在神经调节也存在激素调节
B.出现“苏木杰现象”的患者要考虑减少胰岛素等降糖药的使用量
C.出现“黎明现象”可能与胰高血糖素的作用有关
D.糖尿病患者在口服胰岛素时应该考虑使用量的问题
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解析:血糖平衡调节的中枢位于下丘脑,正常人血糖调节的过程中,既存在神经调节,也存在激素调节,A正确;
由题意分析可知,睡前使用胰岛素等降糖药的量过多,会在夜晚出现低血糖,血糖浓度较低时会促进胰高血糖素等升血糖激素的分泌,使血糖浓度升高,致使清晨空腹血糖明显升高,故出现“苏木杰现象”的患者要考虑减少胰岛素等降糖药的使用量,B正确;
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出现“黎明现象”的患者清晨空腹血糖高可能与胰高血糖素等升血糖激素的作用有关,C正确;
胰岛素的化学本质是蛋白质,口服时会被消化道内相关蛋白酶水解而失效,D错误。
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7.炎症可引起甲状腺细胞膜通透性改变,甲状腺激素大量释放进入血液,使患者产生甲状腺功能亢进的症状,称为“炎性甲亢”。下表为某炎性甲亢患者的部分化验结果,相关叙述错误的是( )
项目名称 检测结果 参考值
游离甲状腺激素 107.00 pmol·L-1 12.00~22.00 pmol·L-1
促甲状腺激素 X 0.27~4.20 pmol·L-1
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A.表格中数据可通过抽血化验得到
B.表格中的X值应低于参考值
C.该患者表现为体温升高、情绪低落等症状
D.垂体分泌活动过于旺盛的人也会出现类似“炎性甲亢”的症状
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解析:激素释放进入血液,随体液运输到全身各处,因此表格中数据可通过抽血化验得到,A正确;
“炎性甲亢”患者血液中甲状腺激素含量过高,会通过负反馈调节抑制促甲状腺激素的分泌,因此表格中的X值应低于参考值,B正确;
甲状腺激素能促进代谢增加产热,提高神经系统的兴奋性,故该患者表现为体温升高、喜怒无常、脾气暴躁等症状,C错误;
垂体分泌促甲状腺激素促进甲状腺分泌甲状腺激素,因此垂体分泌活动过于旺盛的人也会出现类似“炎性甲亢”的症状,D正确。
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8.甲、乙、丙均表现为甲状腺激素水平低下,通过注射TRH(表示促甲状腺激素释放激素),分别测定每人注射前30 min和注射后30 min的TSH(表示促甲状腺激素)的浓度。测定结果如下图。下列相关分析错误的是( )
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A.患者甲体内甲状腺激素水平低下的原因可能是下丘脑无法分泌TRH
B.患者乙体内TSH水平低于正常值,是其甲状腺激素分泌不足的原因之一
C.患者丙体内甲状腺激素水平低下,促进了TSH的分泌
D.注射TRH的方法,可为判断病变部位提供参考
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解析:据题图分析可知,患者甲可能是下丘脑功能缺陷,导致不能分泌TRH,不能促进垂体分泌TSH,进而导致甲状腺激素水平低下,A正确;
患者乙可能是垂体功能缺陷,分泌TSH较少,导致甲状腺激素分泌不足,B正确;
患者丙注射TRH前,TSH高于正常人,说明体内甲状腺激素过少,对垂体的抑制作用减弱,致使垂体产生大量TSH,这种调节属于反馈调节,不是促进垂体分泌TSH,C错误;
据题意可知,通过注射TRH的方法,可为判断病变部位提供参考,D正确。
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9.人体内甲状腺激素几乎作用于全身细胞,环境变化及相关部位病变都可影响血液中的甲状腺激素水平,引起机体生理活动的变化。回答下列问题。
(1)冬季气温降低时,寒冷刺激的信号传入位于________的体温调节中枢,通过调节使甲状腺激素分泌量增多,细胞代谢速率提高,使机体产生的热量________,以抵御外界寒冷。但血液中的甲状腺激素水平不会过高,这与甲状腺激素的分级调节存在________调节机制有关。
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(2)患者甲因身体不适就医,医生根据其病史初步判定下丘脑、垂体和甲状腺中有一个部位发生病变。经检测,甲状腺激素和促甲状腺激素(TSH)水平都明显低于正常范围,据此可排除的病变部位是________,理由是________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________;给患者注射适量促甲状腺激素释放激素后,测得TSH水平仍然低于正常范围,说明该患者的病变部位是________。
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(3)患者乙由于体内甲状腺激素水平下降,出现行动迟缓、少动嗜睡的症状,这与该患者神经系统的________降低有关。
答案:(1)下丘脑 增加 反馈 (2)甲状腺 如果下丘脑、垂体都正常,甲状腺发生病变引起甲状腺激素水平降低,会导致下丘脑和垂体受到的反馈抑制作用减弱,二者分泌的激素增多,即体内TSH水平应高于正常范围 垂体 (3)兴奋性
B级——强应用,体现创新
10.动物被运输过程中,体内皮质醇含量的变化能调节其对刺激的适应能力。如图为皮质醇分泌的调节示意图。据图分析,下列叙述错误的是( )
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A.运输刺激使下丘脑分泌激素增加的结构基础是反射弧
B.图中促肾上腺皮质激素释放激素的分泌属于神经调节和体液调节
C.垂体细胞有皮质醇和胰岛素的受体
D.动物被运输过程中,体内皮质醇含量升高属于反馈调节
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解析:运输刺激使下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素的过程属于反射,反射的结构基础是反射弧,A正确;
由题图可知,刺激引起下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素属于神经调节,皮质醇含量增多抑制下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素属于体液调节,故图中促肾上腺皮质激素释放激素的分泌属于神经调节和体液调节,B正确;
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由题图可知,皮质醇可作用于垂体细胞,而胰岛素几乎作用于全身所有的细胞,故垂体细胞有皮质醇和胰岛素的受体,C正确;
动物被运输过程中,体内皮质醇含量升高属于分级调节,若皮质醇分泌过多,会反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,这属于反馈调节,D错误。
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11.胰岛素是调节血糖平衡的重要激素,研究者在普通胰岛素的基础上,研制了一种“智能”胰岛素(IA)并对其开展了系列实验(IA的结构如图1所示)。GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白,IA中的X能够结合GT。为测定葡萄糖对IA与GT结合的影响,将足量荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟,使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后,分别加入葡萄糖至不同的终浓度,10分钟后检测膜上的荧光强度,结果如图2所示。
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(1)正常情况下,人体血糖浓度升高时,________细胞分泌的胰岛素增多,经________送到靶细胞,促进其对葡萄糖的摄取和利用,使血糖浓度降低。
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(2)胰岛素可促进血糖进入细胞内氧化分解、合成糖原或转变为脂肪,并抑制________分解及非糖物质转化为葡萄糖。同时________细胞分泌胰高血糖素受抑制,使血糖浓度下降。从而实现血糖浓度的平衡和稳定。人体血糖平衡的激素调节是一种________调节。
(3)据图2可得出的实验结论是____________________________,造成该结果的原因可能是__________________________________。
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(4)已知细胞膜上GT含量呈动态变化,当胰岛素与靶细胞受体结合后,细胞膜上的GT增多。为评估IA调节血糖水平的效果,研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量的胰岛素和IA,测定血糖浓度的变化,结果如图3。
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①据图3分析,对糖尿病小鼠(高血糖)而言,________降糖效果好,能有效降糖;原因是____________________________________
__________________________________________________________________________________。
②对正常小鼠(正常血糖)而言,IA降糖效果较外源普通胰岛素温和,可以避免小鼠低血糖晕倒,据图分析原因:_____________
____________________________________________________________________________________________________________________。
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解析:(3)由图2可知,与对照组相比,随着悬液中葡萄糖浓度增加,膜上荧光强度相对值降低;由题干分析可知,带荧光的IA能与位于红细胞膜上的GT和胰岛素受体结合,加入葡萄糖,膜上的荧光强度会下降,意味着IA从膜上脱落下来,加入的葡萄糖浓度越高,膜上的IA越少,由于葡萄糖可以与GT结合而不能与胰岛素受体结合,故推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为葡萄糖与IA竞争结合GT。(4)①据图3可知,高血糖时,葡萄糖和GT结合多,则IA和GT结合少,和靶细胞膜上胰岛素受体结合多,使细胞膜上GT增多,细胞加速摄入糖,血糖水平下降更快,故对糖尿病小鼠而言,IA降糖效果好,能有效降糖。
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②据图3可知,正常血糖或低血糖时,葡萄糖和GT结合少,则IA和GT结合多,和靶细胞膜上胰岛素受体结合减少,细胞膜上GT减少,细胞减慢摄入糖,血糖下降平缓。即IA能依据机体血糖水平“智能”调节血糖,故对于正常小鼠(正常血糖)而言,IA降糖效果较外源普通胰岛素温和,可以避免小鼠低血糖晕倒。
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答案:(1)胰岛B 血液循环(或血液或体液) (2)肝糖原 胰岛A (负)反馈 (3)随悬液中葡萄糖浓度增加,膜上荧光强度下降 葡萄糖和IA(中的X)竞争GT (4)①IA 高血糖时,葡萄糖和GT结合多,则IA和GT结合少,和靶细胞膜上胰岛素受体结合多,使细胞膜上GT增多,细胞加速摄入糖,血糖水平下降更快 ②正常血糖或低血糖时,葡萄糖和GT结合少,则IA和GT结合多,和靶细胞膜上胰岛素受体结合减少,细胞膜上GT减少,细胞减慢摄入糖,血糖下降平缓。即IA能依据机体血糖水平“智能”调节血糖
本课结束
提示:胰岛B细胞胰岛素
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