3.2 激素调节的过程课件-2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1

第二节 激素调节的过程 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。 计算：如果仅靠血液中的葡萄糖，运动员能跑多长时间？ 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？ 马拉松比赛 0.7～1.1 min( 1 min左右)。 可能会略有下降，但不会持续下降，应在正常范围内波动；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。 食物中的糖类 肝糖原 脂肪酸等非糖物质 血糖 3.9~6.1mmol/L CO2+H2O+能量 肝糖原、肌糖原 甘油三酯 消化吸收 分解 转化 氧化分解 合成 转化 来源 去向 （正常情况下） 一、激素调节的实例 实例1：血糖平衡的调节 2024/10/22 十二指肠 胰腺 散布着胰岛 胰岛A细胞 胰岛B细胞 (分泌胰高血糖素)(分泌胰岛素) 研究发现，机体主要是通过胰岛分泌的胰高血糖素和胰岛素来调节血糖的代谢速率的。 食物中的糖类 肝糖原 脂肪酸等非糖物质 血糖 CO2+H2O+能量 肝糖原、肌糖原 甘油三酯 消化吸收 分解 转化 氧化分解 合成 转化 来源 去向 升高 胰岛素分泌增加 促 进 抑 制 降低 胰高血糖素分泌增加 促 进 （1）血糖的来源和去向 （1）血糖的来源和去向 (1)胰岛素能够降低血糖浓度，胰高血糖素能够提高血糖浓度。 ①胰岛素作用途径为：促进_________________________、表现为促进_______________、促进___________________、促进________________________、抑制____________________、抑制________________________。 ②胰高血糖素作用途径为：促进_____________、促进__________________。 组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖 葡萄糖的氧化分解 合成肝糖原和肌糖原 转变为甘油三酯、某些氨基酸 肝糖原的分解 非糖物质转变成葡萄糖 肝糖原分解 非糖物质转变成糖 血糖水平升高 （+） 胰岛B细胞分泌胰岛素 （+） 血糖水平恢复 （—） 血糖水平下降 （+） 胰岛A细胞分泌胰高血糖素 （+） 血糖水平恢复 （—） 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。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。 （2）血糖平衡调节的机制 反馈调节的类型 (1)正反馈：加强并偏离静息水平,如排尿排便、胎儿分娩等。如图： (2)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。如图： 反馈调节体现在生命系统的各个层次中，维持着生命系统各层次的稳定。 （3）血糖平衡调节的过程 血 糖 浓 度 升 高 胰岛B细胞 胰岛素 血 糖 浓 度 降 低 胰岛A细胞 胰高血糖素 （－） （－） 下丘脑 甲状腺 肾上腺 甲状腺激素 肾上腺激素 下丘脑 根据模型，归纳影响胰岛素分泌的因素有______________________________ 。 影响胰高血糖素分泌的因素有________________________。其中____________为主。 血糖浓度、胰高血糖素、神经调节 血糖浓度、 胰岛素、神经调节 血糖浓度 (4)如图曲线表示某人从早餐开始到12时血糖浓度的变化情况，请运用血糖平衡模型及调节模型分析曲线变化的具体原因。（见教材P55课后习题3） 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，直接刺激胰岛B细胞或通过神经调节胰岛B细胞使其增强对胰岛素的分泌，促进葡萄糖进入细胞以及在细胞内的氧化分解、合成糖原、转变成非糖物质，抑制肝糖原分解、非糖物质转变成葡萄糖，使血糖浓度下降。 血糖浓度降低到一定程度时，直接刺激胰岛A细胞或通过神经调节胰岛A细胞、肾上腺、甲状腺等使其增强对胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素等的分泌，促进肝糖原分解、非糖物质转变成葡萄糖，提高血糖浓度，或通过影响胰岛素的分泌和作用间接提高血糖浓度。 （5）阅读教材P52“与社会的联系”，结合下列资料，回答有关糖尿病的问题。 资料　1型糖尿病由胰岛功能减退，分泌胰岛素减少所致；2型糖尿病病因复杂，但认为与患者组织细胞膜上的胰岛素受体受损，机体对胰岛素的敏感性降低有关。 ①糖尿病患者体内的胰岛素水平一定低于正常人吗？ 1型糖尿病患者体内的胰岛素水平低于正常人，因胰岛素受体受损引发的2型糖尿病患者体内的胰岛素水平甚至会高于正常人。 ②两种糖尿病，通过注射胰岛素均可有效治疗吗？ 1型糖尿病缺乏胰岛素，通过注射胰岛素可取得较好效果。因胰岛素受体受损引发的2型糖尿病对胰岛素不敏感，注射胰岛素效果不会很明显。 ③糖尿病患者往往表现“三多一少”症状，结合如图分析“多尿”的原因，结合血糖平衡及调节模型分析“一少(体重减轻)”的原因。 血糖含量升高，会导致原尿中葡萄糖浓度升高，原尿渗透压增大，肾小管和集合管对水的重吸收减少，尿量增多。缺乏胰岛素或对胰岛素不敏感，均会导致葡萄糖氧化分解供能发生障碍，机体增强对脂肪、蛋白质的氧化分解，导致体重减轻。 1.血糖平衡的调节既有体液调节，又有神经调节，但以体液调节(激素调节)为主。神经调节的神经中枢位于下丘脑。 2.调节血糖的激素主要是胰岛素和胰高血糖素。胰岛素是唯一降低血糖的激素。而提高血糖浓度的激素有多种。 【 学以致用 】 A 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 2.一位科学家用高浓度的糖溶液饲喂一只动物，在接下来的3 h之内，每隔半小时检查该动物血糖的浓度，结果如下表。下列叙述正确的是(　　) C 食用糖后的时间(单位：min) 0 30 60 90 120 150 血糖浓度(单位：mg·mL－1) 0.75 1.25 1.10 0.90 0.75 0.75 A.食用糖后120 min胰岛素开始分泌增多，肝糖原合成增加 B.食用糖后0～30 min，血糖浓度升高是胰高血糖素分泌增多的结果 C.人体饥饿时，血液流经肝脏后，血糖的含量会升高；血液流经胰岛后，血糖的含量会降低 D.血糖浓度降低时会使副交感神经兴奋，胰高血糖素分泌增加 × 【辨正误】 (1)饥饿时，肝糖原、肌糖原分解，补充血糖。( ) (2)胰岛素的靶细胞是几乎全身细胞。( ) (3)胰高血糖素的靶细胞主要是肝细胞。( ) (4)副交感神经兴奋时，胰岛A细胞分泌活动增强。( ) √ √ × 3.糖尿病血糖浓度标准为：空腹≥7.0(mmol·L－1),餐后2 h>11.1(mmol·L－1)。测定甲、乙、丙三人空腹及餐后的血糖和胰岛素浓度，结果如图。相关推测合理的是(　　) C A.甲、乙、丙三人均为糖尿病患者 B.甲可能是胰岛B细胞受损导致的 2型糖尿病 C.乙的靶细胞膜上胰岛素受体可能受损 D.丙空腹时由肝糖原和肌糖原分解补充血糖 C 4.糖尿病是一种代谢性疾病，危害健康，下列有关该疾病的叙述错误的是(　　) A.饮食过多而不节制造成的肥胖是糖尿病的诱因之一 B.糖尿病患者应控制糖类食物和高脂肪食物的摄入量 C.在某人尿液中检测到葡萄糖，可确诊其为糖尿病患者 D.糖尿病患者组织细胞摄取葡萄糖的能力弱于正常人 胰高血糖素、肾上腺素 5.胰岛素是调节血糖的重要激素。胰岛素的分泌受血糖浓度的直接调节，还受神经系统的调节。回答下列问题： (1)动物体中在调节血糖时能升高血糖浓度的激素有_______________________等,写出增加胰岛素分泌的神经调节途径(用文字和“→”表示)：__________________________________________________________________________________________________。 (2)饭后血糖浓度升高，葡萄糖直接作用于胰岛B细胞，使胰岛素分泌增加,进而使血糖降低，此过程属于________调节。 葡萄糖浓度升高→感受器→传入神经→下丘脑血糖平衡中枢→传出神经→ 胰岛B细胞→胰岛素分泌增加 激素 (3)葡萄糖转运蛋白是一类在肌肉细胞和脂肪细胞中高表达的跨膜蛋白，葡萄糖转运蛋白在肌肉细胞和脂肪细胞中有很高表达量，在血糖调节上的意义是___________________________________________________。 (4)小鼠注射适量胰岛素溶液，小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状。分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。 提高细胞膜对葡萄糖的转运能力，从而降低血糖浓度 注射胰岛素溶液后，血糖含量下降，小鼠组织细胞特别是脑组织细胞因血糖 供应减少，导致能量供应不足而发生功能障碍，从而引起低血糖症状 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，身体内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。 一、激素调节的实例 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，并将兴奋下传到脊髓前角运动神经元，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。 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？ 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。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。 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 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。 1.甲状腺激素分泌的调节过程 (1)腺体 a.________ 、b.______ 、c.________ 。 (2)激素 A.______________________ 、 B.______________ 。 (3)作用：“＋”表示______、“－”表示______。 (4)调节机制 甲状腺激素的分泌既存在__________，也存在__________。 下丘脑 垂体 甲状腺 促甲状腺激素释放激素 促甲状腺激素 促进 抑制 分级调节 反馈调节 识图突破口：两个箭头指向的那个腺体是垂体。 2.分级调节 (1)含义 人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种__________，称为分级调节。 (2)分级调节系统 包括“__________________________”“______________________________” “______________________”等。 (3)意义 ______激素的调节效应，形成______反馈调节，有利于______调控，从而维持机体的稳态。 分层调控 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 放大 多级 精细 【微思考】 1、人体内存在“下丘脑—垂体—胰岛轴”吗？ 不存在。下丘脑通过交感神经和副交感神经直接调控胰岛A细胞和胰岛B细胞的活动。 2、利用关系概念模型分析缺碘造成地方性甲状腺肿大的原因(用关键概念和箭头表示)。 缺碘→甲状腺激素水平降低→对下丘脑和垂体的反馈抑制减弱→TRH和TSH分泌增多→TSH持续刺激甲状腺→甲状腺增生而肿大。 二、激素调节的特点 1、通过体液进行运输 2、作用于靶器官、靶细胞 3、作为信使传递信息 4、微量和高效 注意： （1）不同激素作用的靶器官、靶细胞可能相同； （2）激素作用于靶器官、靶细胞，并不是只运输到靶器官、靶细胞，而是运往到全身各处。 以胰岛素或甲状腺激素为例，说明该激素的产生、运输、作用于靶器官和靶细胞的过程？ 胰岛素的产生、运输、作用等过程如下。 当血糖浓度升高到一定程度时，胰岛B细胞合成 和分泌胰岛素的速度加快。胰岛素被分泌后，经 循环系统，可分布于全身。胰岛素与组织细胞表面的受体特异性结合，促进血糖进入组织细胞进行氧化分解；促进血糖进入肝细胞、肌肉细胞合成糖原；促进血糖进入脂肪组织细胞并转变为三酰甘油。 甲状腺激素的产生、运输、作用等过程如下。某些刺激会通过“下丘脑一垂体一甲状腺轴"，引起甲状腺激素分泌量增加。甲状腺激素经由循环系统分布于全身，几乎作用于全身所有的细胞，与细胞中的特异性受体结合，提高细胞代谢的速率。 × 【辨正误】 (1)激素经体液定向运输至靶细胞处发挥作用。( ) (2)激素微量，但对生命活动起高效催化作用。( ) (3)激素具有高效性，可以为细胞提供充足的能量供应。( ) (4)TRH、TSH在促进甲状腺激素分泌上具有协同作用。( ) × × × 如图为激素分泌、运输及作用示意图，阅读教材P54－55内容回答问题。 (1)激素为什么不能随体液定向运输至靶细胞？ 内分泌腺没有导管，其分泌的激素弥散到体液中，随血液流到全身，不会定向运输到靶细胞。 (2)激素弥散在全身体液中，但只作用于靶 细胞，直接原因、根本原因分别是什么？ 直接原因：只有靶细胞存在该激素的受体。 根本原因：该激素的受体基因只在靶细胞选择性表达。 (3)图中受体的本质是什么？激素的受体一定位于细胞膜上吗？ 蛋白质(糖蛋白)。不一定，如激素A的受体a位于细胞内。 (4)图示反映了激素调节的特点有哪些？ 通过体液运输；作用于靶细胞、靶器官；作为信使传递信息。 (5)图示反映了激素发挥调节作用的两个机制：激素A与受体a结合后，经信号转导，调节细胞核内______的表达；激素B与受体b结合后，经信号转导，调节细胞内____的活性。最终使靶细胞原有的生理活动发生变化，实现了调节功能。 基因 酶 1.不同成分的激素，受体位置不同： 多肽、蛋白质类大分子激素，受体位于细胞膜上； 固醇类小分子激素，受体位于细胞内。 氨基酸衍生物类小分子激素，受体位置据题目信息判定。 2.动物激素、酶、神经递质的比较 项目 动物激素 酶 神经递质 化学本质 产生部位 作用 作用部位 作用后去向 共同点 有机物 内分泌细胞 调节 靶细胞或靶器官 失活 蛋白质或RNA 活细胞 催化 细胞内外 数量和性质不变 多为小分子有机物 神经元 调节 突触后膜 降解或回收 与相应的分子结合后发挥作用 三、激素之间的相互关系 1、协同作用：不同激素对同一生理效应起增强效应的作用。例如：胰高血糖素、甲状腺激素、肾上腺素等均可升高血糖，它们通过作用于不同环节，在提高血糖浓度上具有协同作用。 2、抗衡作用：不同激素对同一生理效发挥相反的作用。例如：胰岛素降低血糖，与上述激素的升糖效应相抗衡。 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。 激素是调节生命活动的信息分子！ 1.甲状腺疾病比较常见，下列有关叙述错误的是(　　) A.甲亢病人比正常人代谢快，食欲较强 B.人在幼年时甲状腺激素分泌不足可能患呆小症 C.碘是合成甲状腺激素的原料，人缺碘可能患大脖子病 D.甲状腺激素不能调节甲状腺细胞的生命活动 D 【 学以致用 】 D 2.切除腺垂体的幼年大白鼠不会出现(　　) A.智力下降 B.甲状腺含量减少 C.血液中促甲状腺激素含量下降 D.血液中促甲状腺激素释放激素含量下降 3.激素调节有其自身特点，不同于神经调节。下列说法正确的是(　　) A.激素可以随血液定向运输到起作用部位 B.激素能对特定的靶器官、靶细胞起作用 C.激素可以重复利用 D.激素能催化体内化学反应 B 4、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 5、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 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 B 6.春天日照时间逐渐延长时，鸟类大多进入繁殖季节。光照调节鸟类繁殖活动的图解如下： 请回答： (1)通过对图解分析，鸟类的繁殖活动是通过机体的___________和体液调节两种调节方式完成的。机体中既能传导兴奋、又能分泌激素的细胞位于________(填“下丘脑”“垂体”或“性腺”)。 神经调节 下丘脑 (2)图中的A、B、C分别代表由下丘脑、垂体和性腺分泌的物质，则它们分别是_______________________、__________________和__________。C进入血液后,通过__________作用来调节下丘脑和垂体中激素的合成和分泌。 (3)据图判断，若要验证B的生理作用，________(填“能”或“不能”)用去除性腺的鸟作为实验动物，其原因是_______________________________________ ___________________________________。 促性腺激素释放激素 促性腺激素 性激素 (负)反馈 不能 若鸟去除性腺，则失去了促性腺激素作用的 靶器官，无法验证该激素的生理作用 $$