内容正文:
第2课时 甲状腺激素分泌的分级调节和激素调节的特点
学习目标
1.通过甲状腺激素分泌的分级调节实例,形成稳态与平衡的生命观念。
生命观念
2.构建激素分泌的分级调节模型,理解激素的调控机理。
科学思维
3.运用激素调节特点和原理分析与健康相关的实际问题。
社会责任
一、甲状腺激素分泌的分级调节
1.调节过程
(1)参与腺体:a.下丘脑,b.垂体,c.甲状腺。
(2)参与激素:甲:促甲状腺激素释放激素,乙:促甲状腺激素。
(3)作用效果:“+”“-”分别表示促进、抑制。
2.分级调节
(1)概念:人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控,称为分级调节。
(2)分级调节系统
①下丘脑—垂体—甲状腺轴;
②下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴;
③下丘脑—垂体—性腺轴等。
(3)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,从而维持机体的稳态。
二、激素调节的特点
1.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。
①甲状腺激素的靶细胞是几乎全身的细胞,而TSH的靶器官是甲状腺。
②激素选择靶细胞,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。
(3)作为信使传递信息
①激素的作用方式,犹如信使将信息从内分泌细胞传递给靶细胞,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失活了。
(4)微量和高效
①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。
②激素是随体液到达靶细胞,使其原有的生理活动发生变化。
2.激素间的相互作用
(1)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。
(2)相抗衡:不同激素对同一生理效应发挥相反作用,如胰岛素和胰高血糖素在调节血糖方面相抗衡。
甲状腺功能亢进症是由于甲状腺合成及释放过多的甲状腺激素,造成神经、循环、消化等系统兴奋性增高和机体代谢亢进,引起心悸、出汗、进食、排便次数增多和体重减少为主要表现的一组临床综合征。临床上80%以上甲亢是Graves病引起的,患者常伴有突眼、眼睑水肿、视力减退等症状,严重的可出现昏迷甚至危及生命。
结合所学知识判断:
(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)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。(√)
探究点一 甲状腺激素分泌的分级调节
请结合教材P53“思考·讨论”回答下列问题:
(1)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
常态对照
正常
正常
2
摘除大鼠的垂体
萎缩
显著减少
3
摘除大鼠的垂体后再注射垂体提取物
部分恢复大小
部分恢复
①本实验用到了自变量控制中的什么原理?
提示:第2组运用了“减法原理”,第3组运用了“加法原理”。
②本实验的结论是什么?
提示: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。
(2)实验二
组别
实验处理
实验结果(血液中TSH水平)
1
常态对照
正常
2
向动物静脉注射下丘脑分泌的TRH
明显升高
3
损毁动物下丘脑中分泌TRH的区域
明显降低
4
向动物的垂体中注射微量甲状腺激素
明显降低
①分析第1、2、3组得到的实验结论是什么?
提示:下丘脑分泌的TRH可以促进垂体分泌TSH。
②分析第1、4组得到的实验结论是什么?
提示:甲状腺激素可以抑制垂体分泌TSH。
③由以上几个问题分析,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?
提示: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程度时,又会抑制垂体的分泌。
(3)碘是合成甲状腺激素的重要原料,饮食长期缺碘,导致甲状腺肿的原因是什么?
提示:由于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,进而引起代偿性的甲状腺肿大。
比较归纳激素分泌的分级调节与反馈调节
(1)分级调节:在大脑皮层的影响下,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
项目
负反馈
正反馈
图示
解读
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
加强并偏离静息水平,如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等
1.(2025·宜昌期中)有一种寒冷叫“忘穿秋裤”,随着秋冬的到来,气温也开始慢慢下降,为了抵御寒风,人体甲状腺激素的分泌增加。如图为甲状腺激素的分泌调节示意图,其中a、b和c表示人体内三种内分泌腺,①、②和③表示三种不同的激素。以下说法错误的是( )
A.图中a表示下丘脑,c表示甲状腺
B.甲状腺激素几乎作用于人体全身所有细胞,与细胞内的受体特异性结合发挥作用
C.若人体从外界吸收的I-过少,则体内促甲状腺激素的含量比正常人的高
D.该图体现了甲状腺激素的分泌过程中存在分级调节和反馈调节
解析 图中a是垂体,c是下丘脑,A错误;甲状腺激素可以作用于几乎全身组织细胞,其受体位于细胞内,B正确;碘是合成甲状腺激素的原料,若人体摄入碘不足,则会导致甲状腺激素合成不足,对下丘脑和垂体的反馈抑制会减弱,故其体内促甲状腺激素的含量会偏高,C正确;由图可知,甲状腺激素的分泌受到下丘脑和垂体的分级调节,当甲状腺激素的含量增加到一定程度,又会反馈抑制下丘脑和垂体的分泌活动,故存在分级调节和反馈调节,D正确。
答案 A
2.(2024·全国甲卷)甲状腺激素在人体生命活动的调节中发挥重要作用。下列叙述错误的是( )
A.甲状腺激素受体分布于人体内几乎所有细胞
B.甲状腺激素可以提高机体神经系统的兴奋性
C.甲状腺激素分泌增加可使细胞代谢速率加快
D.甲状腺激素分泌不足会使血中TSH含量减少
解析 甲状腺激素几乎作用于体内所有的细胞,由此推测甲状腺激素受体分布于人体内几乎所有细胞,A正确;甲状腺激素具有调节体内的有机物代谢、促进生长和发育、提高神经的兴奋性等作用,故甲状腺激素可以提高机体神经系统的兴奋性,甲状腺激素分泌增加可使细胞代谢速率加快,B、C正确;在甲状腺激素分泌的过程中,既存在分级调节,也存在反馈调节,甲状腺激素分泌不足,会使血液中的TSH(促甲状腺激素)含量增加,以促进甲状腺激素分泌,D错误。
答案 D
探究点二 激素调节的特点
阅读教材P54~P55激素调节的特点,思考并回答以下问题:
(1)为什么在体检时,只检测血样中甲状腺激素的含量就可以判断甲状腺的功能是否正常?
提示:甲状腺分泌的激素进入腺体内的毛细血管中,并随血液循环运输到全身各处,故血液中含有甲状腺激素,且在正常情况下含量是相对稳定的。
(2)甲状腺激素作用的靶细胞有哪些?为什么只有靶细胞才有激素的相应受体,其他细胞却没有?
提示:甲状腺激素作用于几乎全身各处细胞;由于基因的选择性表达,只有靶细胞中特定的基因会表达,合成相应的特异性受体。
(3)为什么人体内需要源源不断地产生激素?
提示:激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活,因此需要不断产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
(4)甲状腺激素可以促进细胞代谢,它能为细胞代谢提供能量吗?
提示:激素不能为细胞代谢提供能量,而是作为信使对细胞(靶细胞或靶器官)的代谢起调节作用。
(5)观察激素作用机理示意图,激素作为信号分子,是如何调节细胞代谢的?
提示:由图可知,激素作为信号分子,并不直接参与细胞的代谢过程,而是通过与细胞表面或细胞内部的特异性受体结合,影响细胞的代谢过程或影响基因的表达过程。
归纳概括激素、酶、神经递质的区别和联系
(1)激素、酶、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、固醇、氨基酸衍生物等
乙酰胆碱、多巴胺、氨基酸类、NO等
产生细胞
活细胞
内分泌细胞或下丘脑细胞
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
被灭活
被降解或移走
(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。
3.下图是分泌细胞分泌的某种物质与靶细胞结合的示意图,相关说法不正确的是( )
A.分泌细胞的分泌物只有通过体液的运输才能到达靶细胞
B.分泌细胞的分泌物可能与靶细胞膜上的糖蛋白结合
C.如果分泌细胞是下丘脑细胞,则分泌物的靶细胞可能是甲状腺细胞
D.如果分泌细胞是甲状腺细胞,垂体细胞也可以成为靶细胞
解析 由图可知,分泌细胞的分泌物只有通过体液的运输才能到达靶细胞,A正确;分泌细胞的分泌物可能与靶细胞膜上的受体(糖蛋白)结合,进而实现信息的传递,B正确;如果分泌细胞是下丘脑细胞,则分泌物的靶细胞是垂体细胞,不可能是甲状腺细胞,C错误;甲状腺激素对下丘脑和垂体存在负反馈调节,所以分泌细胞是甲状腺细胞时,垂体细胞也可以成为靶细胞,D正确。
答案 C
4.(2025·陕西延安中学月考)下列关于激素、酶和神经递质的叙述,正确的是( )
A.激素、酶、神经递质的基本组成单位都是氨基酸
B.激素弥散在全身的体液中,激素和神经递质发挥作用后即失活
C.能产生酶的细胞一定能产生激素,能产生激素的细胞也一定能产生酶
D.神经递质和激素都是信息分子,需要与特定分子结合后才能起到传递信息的作用
解析 激素、酶、神经递质都是有机物,但不一定是蛋白质,如酶的化学本质是蛋白质或RNA,因此基本组成单位不都是氨基酸,A错误;激素一经靶细胞接触并起作用后就失活了,神经递质起作用后可被酶分解或回收进细胞,B错误;凡是活细胞都能产生酶,只有具有分泌功能的细胞才能产生激素,故能产生激素的细胞一定能产生酶,而能产生酶的细胞不一定能产生激素,C错误;激素和神经递质都是信息分子,需要与特异性受体结合后起到传递信息的作用,D正确。
答案 D
[构建课堂要点]
[检测学习效果]
1.给实验兔注射一定量的甲状腺激素后,可引起的生物学效应是( )
A.饥饿感增强
B.碘的需要量增加
C.糖代谢减弱
D.促甲状腺激素分泌量增加
解析 甲状腺激素促进糖类等有机物的氧化分解,给实验兔注射一定量甲状腺激素后,可引起兔饥饿感增强,A正确;碘是合成甲状腺激素的原料,给实验兔注射一定量的甲状腺激素,在反馈调节的作用下,自身合成的甲状腺激素减少,动物对碘的需求量减少,B错误;甲状腺激素促进新陈代谢,促进糖的分解代谢,C错误;给实验兔注射一定量甲状腺激素后,在反馈调节的作用下,抑制下丘脑和垂体分泌活动,促甲状腺激素分泌量减少,D错误。
答案 A
2.人体性激素的分泌调节与甲状腺激素相似,其调节过程如图所示,图中甲、乙和丙表示人体内的三种内分泌腺参与激素分泌的结构,①②③表示三种不同的激素。下列叙述正确的是( )
A.甲、乙、丙分别代表下丘脑、垂体、性腺
B.激素③可定向运输到甲和丙发挥作用
C.长期服用性激素类药物会导致乙的功能退化
D.激素③分泌增多会引起激素①②的分泌增多
解析 分析题图可知,甲表示垂体,乙表示性腺,丙表示下丘脑,A错误;激素③不能定向运输到下丘脑和垂体发挥作用,B错误;人体性激素的分泌存在反馈调节,长期服用性激素类药物会抑制下丘脑和垂体分泌促性腺激素释放激素和促性腺激素,从而导致乙的功能退化,C正确;激素③(性激素)分泌增多,会抑制丙和甲的分泌活动,使激素①(促性腺激素释放激素)和激素②(促性腺激素)分泌减少,D错误。
答案 C
3.下列有关激素的说法,错误的是( )
A.激素都是由内分泌器官或细胞分泌的
B.激素的化学本质都是大分子有机物
C.激素都随体液运输作用于靶细胞或靶器官
D.激素都是调节细胞代谢的信息分子
解析 激素是由内分泌器官或细胞分泌的化学物质,A正确;激素的化学本质有的是大分子有机物(如胰岛素),有的是小分子有机物(如性激素),B错误;激素通过体液运输,作用于靶细胞或靶器官,C正确;激素不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种调节代谢的信息,因此是调节细胞代谢的信息分子,D正确。
答案 B
4.炎性甲亢是指由于甲状腺滤泡细胞膜通透性发生改变,导致胞内甲状腺激素大量释放进入血液的一种疾病。下列叙述错误的是( )
A.甲状腺激素作用的靶细胞种类比促甲状腺激素更多
B.炎性甲亢患者体内细胞代谢旺盛导致机体产热增多
C.炎性甲亢患者血液中促甲状腺激素含量比正常人低
D.炎性甲亢患者可通过分级调节和反馈调节实现稳态
解析 甲状腺激素作用的靶细胞几乎是全身细胞,促甲状腺激素只能作用于甲状腺细胞,A正确;炎性甲亢患者体内细胞代谢旺盛导致机体产热增多,B正确;炎性甲亢患者血液中甲状腺激素含量较多,负反馈抑制垂体分泌促甲状腺激素的作用增强,因此其体内促甲状腺激素含量比正常人低,C正确;炎性甲亢患者不能通过分级调节和反馈调节实现稳态,D错误。
答案 D
5.动物被运输过程中,体内皮质醇激素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( )
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
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;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。
答案 D
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