内容正文:
专题七 稳态与调节
贺老师
各个水平的稳态都有
1
人脑的高级功能
神经系统的分级调节
神经元间的传递
神经纤维上的传导
感受器-传入神经-神经中枢-效应器
体液调节
基本方式:反射
关系
静息电位
中枢神经系统
语言功能,学习记忆,情绪调节
神经调节
神经调节与体液调节
反射弧
类型
非条件反射
条件反射
兴奋的传导与传递
动作电位
传导特点:双向性,不衰减
结构:突触前膜、突触间隙,突蟹后膜
特点:单向性、突触延搁、对药物敏感
信号转换:电信号-化学信号-电信号
自主神经系统
激素调节
概念
激素通过体液运输,作用于靶细胞或器官
种类
下丘脑:促激素释放激素、抗利尿激素等
垂体:生长激素、促激素
甲状腺:甲状腺激素
胰岛:胰岛素,胰高血糖素
肾上腺:肾上腺素
作用特点
微量高效、通过体液运输、作用于靶细胞、反应慢、范围广、时间长、作用后灭活
分级调节与反馈调节
分级调节
下丘脑-垂体-腺体轴
反馈调节
正反馈、负反馈
ATP和dNTP
2
可见,在生态系统的各个层次上,都普遍存在着稳态。稳态已成为生命科学的一大基本概念。
分子水平:
细胞水平:
器官水平:
群体水平:
生态系统:
个体水平:
心脏活动的稳态(血压、心率)消化腺分泌消化液的稳态等
细胞的分裂和分化的稳态等
基因表达的稳态(如原癌基因和抑癌基因)
种群数量的变化存在稳态
生态系统的结构和功能存在稳态等
内环境的稳态
激素分泌的稳态(如胰岛素和胰高血糖素)
酶活性的稳态
不同层次的生命系统都存在着类似内环境稳态的特性
3
①营养物质:如水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、维生素等
②细胞的代谢产物,如二氧化碳、水、尿素等
③细胞分泌的抗体、神经递质、激素等
①膜上的物质:转运蛋白等
②细胞内特有的物质:血红蛋白、胞内酶(呼吸酶等)等
③消化酶:如胰蛋白酶、脂肪酶等
①细胞呼吸全过程
②胞内蛋白、神经递质、激素等合成过程
③消化道中淀粉、脂肪、蛋白质的消化过程
①乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸,实现PH的稳态
②神经递质与受体结合
③抗体与相应抗原的特异性结合
④激素与靶细胞的结合
存 在
不存在
不发生
发 生
考点一:内环境中的“存在与不存在”“发生与不发生”
4
真题必刷
1.(2025·浙江·高考真题)人体内环境保持相对稳定以维持正常生命活动。下列物质不存在于内环境中的是( )
A.Ca2+ B.淀粉 C.葡萄糖 D.氨基酸
B
2.(2025·甘肃·高考真题)内环境稳态对人体的健康至关重要。下列生理调节过程不属于人体内环境稳态调节的是( )
A.血钾升高时,可通过醛固酮调节肾脏排出更多的钾离子,以维持血钾浓度相对稳定
B.环境温度高于30℃时,汗腺分泌汗液,汗液汽化时带走热量,以维持体温相对稳定
C.缺氧时,呼吸加深加快,机体从外界获取更多的氧,以维持血液中氧含量相对稳定
D.胃酸分泌过多时,通过负反馈作用抑制胃酸分泌,以维持胃中的pH值相对稳定
D
A、血钾升高时,通过醛固酮调节肾脏排出更多钾离子,维持血钾浓度相对稳定,钾离子在血浆等内环境中,该调节属于内环境稳态调节,A正确;
B、环境温度高于30℃时,汗腺分泌汗液,汗液汽化带走热量,维持体温相对稳定,体温调节涉及内环境的温度平衡,属于内环境稳态调节,B正确;
C、缺氧时,呼吸加深加快,机体从外界获取更多氧,维持血液(包括血浆和血细胞)中氧含量相对稳定,血液中的氧含量在内环境中体现,属于内环境稳态调节,C正确;
D、胃中的环境不属于内环境,胃酸分泌过多时,通过负反馈作用抑制胃酸分泌,维持胃中的pH值相对稳定,这不属于内环境稳态调节,D错误。
5
免疫系统产生的细胞因子,能作用于下丘脑,导致体温升高,代谢加快,有利于免疫过程中的能量供应。
精神焦虑、紧张会导致糖皮质激素分泌增加,抑制人体免疫功能;
干扰素可能影响甲状腺激素的合成和释放,改变机体的代谢状态
考点二:神经系统、内分泌系统与免疫系统之间相互作用
①神经调节、体液调节和免疫调节的实现都离不开 (如神经调节中的
、体液调节中的 和免疫调节中的 )。
神经递质
激素
细胞因子
信号分子
。此外,在炎症反应中,细胞因子可以刺激下丘脑 - 垂体 - 肾上腺轴的激活,导致糖皮质激素分泌增加,以应对炎症刺激。
6
这些信号分子的作用方式,都是直接与 接触。
受体一般是蛋白质分子,不同受体的结构各异,因此 。通过这些信号分子,复杂的机体才能够实现统一协调,稳态才能够得以保持。
B细胞
病毒
考点二:神经系统、内分泌系统与免疫系统之间相互作用
受体
信号分子与受体的结合具有特异性
①活化的细胞毒性T细胞与靶细胞接触并使其裂解、死亡属于细胞凋亡。
②靶细胞遭病原体伤害致死,则属于细胞坏死。
7
1.(2025 广东卷)为探索神经活动调节体液免疫反应机理,我国科学家以实验小鼠为对象,对实验组小鼠进行手术并用药物处理以去除脾神经(交感神经纤维进入脾脏的分支),对照组小鼠进行同样手术但不去除脾神经。术后恢复6周,腹腔注射抗原NP-KLH免疫小鼠。回答下列问题:
(1)对小鼠注射NP-KLH后,通过抗原呈递,激活__________细胞为B细胞增殖分化提供第二个信号。
(2)免疫后第7、13天,采用荧光标记的特定抗体与细胞膜上相应____________结合进行识别的方法,对B细胞和浆细胞分类计数,计算浆细胞占总B细胞的百分比(如图)。由第13天的数据可得出的结论是_______________________________________________。
在免疫后第7天,实验组脾脏浆细胞数量平均值低于对照组平均值,但研究者并不能依据该数据得出上述结论,原因是_______________________________________________________。
真题必刷
辅助性T
抗原
去除脾神经抑制体液免疫,使体液免疫下降
第7天时对照组与实验组之间p值为0.3,大于0.05,说明两组数据无显著差异
(1)辅助性T (2)抗原 去除脾神经抑制体液免疫,使体液免疫下降 第7天时对照组与实验组之间p值为0.3,大于0.05,说明两组数据无显著差异 (3)作用于脾脏B细胞 AChR-α9在生发中心B细胞中表达量多,推测其参与脾神经兴奋对体液免疫反应调节的可能性大 脾神经
8
注:生发中心是B细胞活化后增殖分化为浆细胞的场所,+表示有检出,+越多表示检出量越多;-表示未检出。
研究者将小鼠AChR-α9基因敲除,然后对________进行处理并免疫小鼠,再检测各实验组与对照组小鼠脾脏浆细胞和抗体生成量,从而验证以上推测是否合理。
(3)研究发现,脾神经末梢与脾脏T细胞形成突触样结构,释放去甲肾上腺素促进T细胞合成并释放乙酰胆碱(ACh),基于ACh可与ACh受体(AChR)结合的事实,结合上述研究,研究者推测:ACh通过直接______________________以实现脾神经兴奋对体液免疫反应的调节作用。
为证实该推测,首先需要确认脾脏B细胞是否存在AChR。由于小鼠体内存在多种类型的AChR,研究者采用PCR检测各类型AChR的mRNA,结果见表。根据该结果,首选AChR-α9进行研究,理由是________________________________________________________________________________________。
细胞样本 AChR类型
AChR-β1 AChR-β4 AChR-α9
总B细胞 +++ - +
生发中心B细胞 ++ - +++
浆细胞 +++ ++ ++
作用于脾脏B细胞
真题必刷
AChR-α9在生发中心B细胞中表达量多,推测其参与脾神经兴奋对体液免疫反应调节的可能性大
脾神经
9
考点二:时间膜电位、位置膜电位
时间膜电位
位置膜电位
离子流动情况:
BD段:
DF段:
Na+内流
K+外流
离子流动情况:
CE段:
EG段:
Na+内流
K+外流
某一位置,在不同时刻的膜电位变化
兴奋传导方向
10
图甲表示动作电位产生过程示意图,图乙表示某个反射弧中,动作电位在神经纤维上的传导示意图,下列叙述错误的是( )
A.兴奋在反射弧中的传导是单向的
B.若神经纤维膜外K+浓度增大,甲图
中A点将上升
C.图乙中,兴奋在神经纤维上的传导
方向是由左向右
D.图甲中A~C 段和图乙中①~③段Na+通道开放,神经纤维膜内外Na+浓度差减小
D
随堂练习
膜内外K+浓度差减小,静息电位绝对值减小
在离体的神经纤维上双向传导
Na+内流
K+外流
11
2.对离体的枪乌贼神经纤维上的m或n点施加刺激,并用微电表测定其膜电位的变化。图1表示某位点在不同时刻的膜电位变化曲线,图2表示在不同位点同一时刻记录得到的微电表指针偏转情况及膜电位变化曲线。下列叙述正确的是( )
A.b点钠离子通过协助扩散的方式内流
B.若增加刺激强度,则c点将上移
C.根据图1、图2信息推测刺激点位于n点
D.③④处微电表指针分别向左、向右偏转
A
随堂练习
解析:ac段为形成动作电位的过程,发生的原因是钠离子内流,运输方式是协助扩散,因此b点钠离子通过协助扩散的方式内流,A正确;c点是该神经纤维某位点动作电位的峰值,若增加刺激强度,则c点不动,B错误;由图1可知,静息电位为-70 mV,结合图2可知,②所在位点膜电位低于-70 mV,说明①已经恢复静息电位,③处于复极化过程,④处于反极化过程,⑤处于静息电位(还未产生兴奋),因此刺激点位于m点,C错误;由图2可知,③④处膜电位为0,即膜内外电势相等,故③④处微电表指针不偏转,D错误。
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比较项目 化学突触
电突触
结构特点
信号形式
传递特点
突触间隙较宽,
有突触小泡和受体
突触间隙很窄,形成缝隙连接(离子通道),带电粒子可通过
电信号→化学信号→电信号
电 信 号
单向传递、速度较慢,易受影响,
可调节,适合复杂神经功能。
多双向传导、传递极快、相对稳定,
适合基础生理活动的快速协调。
考点三:化学突触和电突触
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考点四:兴奋传递异常情况分析
某种有毒物质使分解神经递质的相应酶变性失活,导致突触后膜持续兴奋或抑制
神经递质的运输通道被阻断
某物质导致突触后膜对 的通透性增加
突触后膜上受体位置被某物质占据,使神经递质不能和受体结合
某物质阻断神经递质的合成或释放
某物质使神经递质失活
注:图中①为突触后膜会持续兴奋或抑制的原因;
②③④⑤⑥为突触后膜不能兴奋的原因
阴离子
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1.(2025·广东·高考真题)临床上常采用体表电刺激诱发神经兴奋并检测相关指标,以用于神经病变的早期诊断和疗效评价,下列分析正确的是( )
A.刺激后神经纤维的钠钾泵活性不变
B.兴奋传导过程中刺激部位保持兴奋状态
C.神经纤维上Na+通道相继开放传导兴奋
D.兴奋传导过程中细胞膜K+通透性不变
C
2.(2025·北京·高考真题)外科医生给足外伤患者缝合伤口时,先在伤口附近注射局部麻醉药,以减轻患者疼痛。局部麻醉药的作用原理是( )
A.降低伤口处效应器的功能
B.降低脊髓中枢的反射能力
C.阻断相关传出神经纤维的传导
D.阻断相关传入神经纤维的传导
D
真题必刷
A、钠钾泵(Na⁺-K⁺-ATP酶)在动作电位后的复极化末期及静息电位维持阶段被激活,而非活性不变,A错误;
B、兴奋传导过程中刺激部位先兴奋后恢复静息状态,B错误;
C、兴奋传导过程中神经纤维上通道相继开放,传导兴奋,C正确;
D、产生动作电位时,钾离子通道关闭,恢复静息电位时钾离子通道开放,故兴奋传导过程中细胞膜通透性改变,D错误。
故选C。
A、效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体构成,麻醉药作用于伤口附近,若作用于效应器则不能减轻患者疼痛,A错误;
B、脊髓中枢的反射能力涉及完整的反射弧,而局部麻醉药并未作用于脊髓中枢,B错误;
C、传出神经负责将中枢信号传递至效应器,但疼痛信号的传递依赖传入神经,阻断传出神经不会影响痛觉的产生,C错误;
D、传入神经负责将痛觉信号从感受器传递至中枢神经系统,局部麻醉药通过阻断传入神经纤维的传导,使痛觉信号无法传递到大脑,从而减轻疼痛,D正确。
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3.(2025·山东,8)神经细胞动作电位产生后,K+外流使膜电位恢复为静息状态的过程中,膜上的钠钾泵转运K+、Na+的活动增强,促使膜内外的K+、Na+分布也恢复到静息状态。已知胞内K+浓度总是高于胞外,胞外Na+浓度总是高于胞内。下列说法错误的是( )
A.若增加神经细胞外的Na+浓度,动作电位的幅度增大
B.若静息状态下Na+通道的通透性增加,静息电位的幅度不变
C.若抑制钠钾泵活动,静息电位和动作电位的幅度都减小
D.神经细胞的K+、Na+跨膜运输方式均包含主动运输和被动运输
B
Na+浓度差增大,Na+内流增加,动作电位的幅度增大,√;
异常情况,静息状态下Na+通道的通透性增加,使Na+内流增多,电位幅度减小,×;
钠钾泵可维持神经细胞膜内外Na+和K+的浓度差,浓度差降低,相关幅度均减小,√;
通过钠钾泵实现钠钾离子的主动运输,通过离子通道实现钠钾离子的被动运输,√;
真题必刷
16
2.(2025·河北卷)血液中CO2浓度升高刺激Ⅰ型细胞,由此引发的Ca2+内流促使神经递质释放,引起传入神经兴奋,最终使呼吸加深加快。通过Ⅰ型细胞对信息进行转换和传递的通路如图所示。下列叙述错误的是( )
A.机体通过Ⅰ型细胞维持CO2浓度相对稳定的过程存在负反馈调节
B.阻断Ⅰ型细胞的Ca2+内流,可阻断该通路对呼吸的调节作用
C.该通路可将CO2浓度升高的刺激转换为传入神经的电信号
D.Ⅰ型细胞受CO2浓度升高刺激时,胞内K+浓度降低,引发膜电位变化
D
真题必刷
Ⅰ型细胞受CO2浓度升高刺激时,使钾通道关闭,K+外流减少,胞内K+浓度增加
解析:Ⅰ型细胞受CO2浓度升高刺激时,使钾通道关闭,K+外流减少,胞内K+浓度增加,A错误;由题意可知,Ca2+内流促使神经递质释放,引起传入神经兴奋,最终使呼吸加深加快,故阻断Ⅰ型细胞的Ca2+内流,可阻断该通路对呼吸的调节作用,B正确;血液中CO2浓度升高刺激Ⅰ型细胞,由此引发的Ca2+内流促使神经递质释放,引起传入神经兴奋,故该通路可将CO2浓度升高的刺激转换为传入神经的电信号,C正确;机体通过Ⅰ型细胞维持CO2浓度相对稳定的过程,最终使呼吸加深加快,血液中CO2浓度降低,以维持稳态,故该过程存在负反馈调节,D正确。
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考点五:体液调节
1
激素调节的几个关键点
化学本质
四个特点
协同作用
固醇类激素:性激素、皮质醇、醛固酮
氨基酸衍生物类激素:甲状腺激素 、肾上腺素
多肽类和蛋白质类激素:下丘脑和垂体分泌的激素、胰岛素和胰高血糖素
①微量和高效;②通过体液进行运输;③作用于靶器官、靶细胞;④作为信使传递信息
两个作用
不同激素对同一生理效应都发挥作用,从而达到增强效应的结果。
如促进动物生长发育
促进机体产热
提高血糖浓度
相抗衡
不同激素对某一生理效应发挥相反的作用。
如胰高血糖素可以使血糖浓度升高,胰岛素可以使血糖浓度降低
两个调节
分级调节:一般要经过下丘脑一垂体一靶腺体三个层级
反馈调节:目的是保持相应激素的含量稳定
→生长激素与甲状腺激素;
→甲状腺激素与肾上腺素;
→胰高血糖素、肾上腺素和甲状腺激素
18
激素分泌部位 激素名称 化学性质 作用部位 主要作用
下丘脑
垂体
甲状腺
抗利尿激素
促XX激素释放激素
多肽
垂体
肾小管
集合管
下丘脑合成,垂体释放,促进肾中肾小管、集合管对水分的重吸收
调控垂体分泌释放相应的促激素
生长激素
促XX激素
蛋白质
全身
甲状腺;
肾上腺;
性腺
促进相关腺体的生长发育以及相关激素分泌
调节生长发育,主要促进蛋白质的合成和骨的生长(侏儒症)
氨基酸衍生物
促进生长和发育;提高神经的兴奋性(呆小症);
调节体内的有机物代谢 (产热)
全身
甲状腺激素
2
人体内主要的内分泌腺及其分泌的激素
考点五:体液调节
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激素分泌部位 激素名称 化学性质 作用部位 主要作用
肾上腺 皮质
髓质
胰岛 B细胞
A细胞
性腺 卵巢
睾丸
肾上腺素
氨基酸
衍生物
固醇
皮质醇
醛固酮
肾小管
集合管
全身
保Na+排K+,并伴随水的重吸收,
增加血容量,调节水盐代谢
调节有机物代谢,抗炎、抗过敏等
提高机体应激能力,提高机体代谢(产热)
全身
胰岛素
胰高血糖素
蛋白质
多肽
全身
主要是肝脏
促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低
促进肝糖原分解、非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高
雄激素(主要是睾酮)
雌激素、孕激素
固醇
全身
促进女性生殖器官的发育、卵细胞的生成和女性第二性征的出现等
促进男性生殖器官的发育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现等
2
人体内主要的内分泌腺及其分泌的激素
考点五:体液调节
:肾上腺素是抢救心脏骤停的关键药物,能够增强心肌收缩力,加快心率,增加心输出量,维持循环稳定。皮质醇在调节人体代谢方面发挥着重要作用,能够促进糖异生,增加血糖水平,确保人体有足够的能量供应。同时,它还能促进蛋白质的分解和代谢,以及脂肪的重新分布,这些作用共同维持着人体代谢的平衡稳定
抗炎与免疫抑制:皮质醇具有显著的抗炎作用,能够降低机体的炎症反应,通过抑制巨噬细胞、白细胞等炎症细胞在炎症部位的聚集,减少炎症介质如前列腺素、白三烯等的合成与释放,从而避免炎症介质对机体的过度刺激。此外,皮质醇对免疫系统也具有显著的抑制作用,能够影响T淋巴细胞、B淋巴细胞等免疫细胞的功能,降低细胞对于炎症的免疫反应,并减轻炎症反应的扩散
20
3
下丘脑的功能
考点五:体液调节
下丘脑参与的水平衡、血糖、体温的调节机制:
肾小管
集合管
增多
胰岛素
胰高血糖素
肾上腺素
甲状腺激素
感受刺激、产生兴奋——感受器
传导兴奋——神经细胞
分泌功能——作为效应器
调节功能——神经中枢
渗透压感受器、温度感受器等;
将兴奋传至大脑皮层、各内分泌腺等
合成、分泌抗利尿激素、各种促激素释放激素等
水盐平衡的调节中枢;
体温调节中枢;
血糖调节中枢;
生物节律中枢等
下丘脑无血糖感受器。
下丘脑通过传入神经接收血糖变化信号,通过血糖感受器(在血管壁、胰岛等处)
血糖升高 / 降低 → 外周血糖感受器兴奋 → 传入神经 → 下丘脑血糖调节中枢
或其血糖调节中枢细胞直接感受血糖浓度变化,
再通过传出神经调控胰岛、肾上腺髓质。
感受(如渗透压感受器)、
传导(将兴奋传至大脑皮层、各内分泌腺等)、
分泌(如抗利尿激素、各种促激素释放激素等)和
调节中枢:体温调节中枢、血糖调节中枢、水平衡调节中枢和生物节律中枢。
21
1.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)黄毛鼠在不同环境温度下独居或聚群时的耗氧量(代表产热量)测定值见下图。下列叙述正确的是( )
A.与20℃相比,10℃时,黄毛鼠产热量增加,散热量减少
B.10℃时,聚群个体的产热量和散热量比独居的多
C.10℃时,聚群个体下丘脑合成和分泌TRH比独居的少
D.聚群是黄毛鼠在低温环境下减少能量消耗的生理性调节
2.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)下列关于人体内环境稳态的叙述错误的是( )
A.胰岛素受体被破坏,可引起血糖升高
B.抗利尿激素分泌不足时,可引起尿量减少
C.醛固酮分泌过多,可引起血钠含量上升
D.血液中Ca2+浓度过低,可引起肌肉抽搐
真题必刷
C
B
A、胰岛素通过与靶细胞表面的受体结合,促进细胞摄取、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖。若胰岛素受体被破坏,细胞无法响应胰岛素,葡萄糖无法正常被利用,会导致血糖升高,A正确;
B、抗利尿激素(ADH)的作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收,减少尿量。若ADH分泌不足,肾小管和集合管对水的重吸收减少,尿量会增加而非减少,B错误;
C、醛固酮的主要作用是促进肾小管和集合管对Na⁺的重吸收(同时排K⁺)。醛固酮分泌过多时,Na⁺重吸收增加,会导致血钠含量上升,C正确;
D、血液中Ca2+浓度过低时,神经肌肉的兴奋性异常升高,容易引发肌肉抽搐,D正确。
故选B。
A、依据题干信息,耗氧量代表产热量,依据图示信息可知,与20℃相比,10℃时,黄毛鼠的耗氧量较高,说明产热量增加,低温下,散热量也增加,产热和散热处于动态平衡,A错误;
B、黄毛鼠属于恒温动物,其产热量等于散热量,10℃时,聚群动物的耗氧量低于独居动物,说明集群动物的产热量低于独居动物,散热量也低于独居动物,B错误;
C、10℃时,聚群动物的耗氧量低于独居动物,说明集群动物的产热量低于独居动物,甲状腺激素可以促进产热,甲状腺激素的分泌是通过下丘脑垂体甲状腺甲状腺激素来实现的,所以可推知,10℃时,聚群个体下丘脑合成和分泌TRH比独居的少,C正确;
D、聚群是黄毛鼠在低温环境下减少能量消耗的行为性调节,D错误。
故选C。
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微专题 血糖平衡调节与糖尿病
贺老师
各个水平的稳态都有
23
【任务一】图1、2所示为甲乙丙三人空腹及餐后测定的血糖及胰岛素浓度。糖尿病血糖浓度标准为:空腹≥7.0mmol/L,餐后2h>11.1mmol/L.
请据图分析哪些曲线能表示糖尿病患者?病因一样吗?为什么?
糖尿病患者:甲和乙
甲和乙曲线空腹时血糖浓度≥7.0mmol/L且餐后2h血糖浓度>11.1mmol/L.
胰岛素分泌均增加,甲分泌量很少,乙较多,但餐后3h甲、乙的血糖浓度高于正常值,可见甲乙的糖尿病病因不一,甲是胰岛素分泌不足,乙是胰岛素不能正常发挥作用。
患者常因血糖浓度升高致细胞外液渗透压升高,使___________产生渴感,其(属于/不属于)反射活动。与正常人相比,糖尿病患者的体内抗利尿激素含量会偏_____。
大脑皮层
高
√
探究一:判断是否患糖尿病
24
(2)调节方式:
神经 — 体液调节
(1)调节中枢:
下丘脑
血糖浓度升高
胰岛B细胞
葡萄糖
胰岛素
分泌
+
促进血糖氧化分解、合成糖原、血糖转变为甘油三酯等(三促进)
抑制肝糖原分解、非糖物质转化为血糖(两抑制)
血糖浓度降低
胰岛A细胞
葡萄糖
胰高血糖素
分泌
+
促进肝糖原分解、非糖物质的转化为葡萄糖(两促进)
肾上腺素
下丘脑
下丘脑
促进肝糖原分解
肾上腺
分泌
+
抑制(负反馈调节)
抑制(负反馈调节)
副交感神经
交感神经
探究二:血糖平衡的调节
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血糖浓度低时调节过程的体液调节途径______________________________________
_________________________________________________
神经—体液调节途径___________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
胰高血糖素分泌增加→血糖升高
→血糖含量升高(体液调节)
副交感神经
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
血糖浓度降低时→
直接刺激胰岛A细胞→
血糖浓度降低时→
刺激下丘脑某一区域→
交感神经→
肾上腺和胰岛A细胞→
分泌肾上腺素和胰高血糖素(神经调节)
探究二:血糖平衡调节模型
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②促进葡萄糖在组织细胞中进行氧化分解、合成糖原、合成甘油三酯等
探究三:胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素的作用机理分析
1
胰岛素的作用机理分析
①使细胞膜上葡萄糖转运蛋白增加,加速组织细胞摄取葡萄糖
胰岛素作用机理:
胰岛素释放示意图:
胰岛素合成和分泌主要受_________ 的调节,还受血液中氨基酸和脂肪酸的含量、____
_________等激素以及_______________等调节。
血糖浓度
胰高血糖素
自主神经系统
1.右图所示为肝细胞,请分析。
胰岛素与肝细胞上的胰岛素受体结合后,会引起细胞内一系列酶的磷酸化,然后就把这个信号传到了细胞的内部,引发一系列的反应。
K⁺外流减少 → 膜内正电荷相对增多 → 膜电位升高(去极化)。
电压门控钙通道打开
去极化激活 Ca²⁺通道,Ca²⁺内流。
27
1.据上图分析:胰高血糖素和肾上腺素分别与______________________________,通过一系列的的信号传导,最终促进了__________________________,从而升高血糖。
2.上图体现了激素调节具有___________________________________________________________的特点。
细胞膜上的特异性受体结合后
肝糖原分解成葡萄糖
通过体液运输、作用于靶细胞和靶器官、作为信使传递信息
肝细胞
肝细胞
激素作为信息分子,使靶细胞原有的生理活动发生改变。
2
胰高血糖素和肾上腺素的作用机理分析
探究三:胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素的作用机理分析
28
(2)图2中,属于II型糖尿病患病的是______(填序号)。此外,因不良习惯如吸烟、熬夜、缺乏运动等导致胆大细胞(一种白细胞)释放炎症因子导致组织细胞对胰岛素的敏感度下降,引起的糖尿病属于______型。
I型糖尿病是一种受遗传、免疫与环境等因素共同影响的,以 为主要特征的免疫失调性疾病,其发病机理如图1所示。II型糖尿病往往是 引起的。请回答下列问题。
(1)据图1分析,I型糖尿病患者胰岛B细胞的破坏是在__________
等的直接共同作用下发生的,而导致胰岛素分泌不足。从免疫学的角度分析,I型糖尿病属于____________病,引发该病的主要免疫方式为______免疫。
干扰素、肿瘤坏死因子
自身免疫
细胞
③
Ⅱ
细胞毒性T细胞
胰岛B细胞的破坏
胰岛素抵抗
探究四:糖尿病的类型
1
I型糖尿病和II型糖尿病
APC
CTL
Ⅰ型 ①胰岛B细胞受损
②胰岛B细胞表面神经递质受体活性降低
③胰岛B细胞对葡萄糖敏感性降低
Ⅱ型④胰岛素受体被抗体攻击
⑤葡萄糖转运蛋白数量下降
29
探究四:糖尿病的类型
2
垂体型糖尿病
垂体性糖尿病是指垂体疾病导致的糖尿病,垂体疾病通常包括垂体前叶功能减退、垂体增生性疾病、垂体瘤性疾病等。
【例1】研究人员为研究哺乳动物垂体对糖代谢的影响,首先切除动物的胰腺,使动物患糖尿病,之后摘除动物垂体,结果发现动物的糖尿病得到缓解,但再注射垂体提取液则又会引发糖尿病症状。下列相关叙述正确的是( )
A.胰腺切除动物血浆中胰高血糖素含量较高
B.胰腺切除动物会出现多尿、多饮和体重增加的现象
C.保留胰腺但摘除垂体的动物会发生血糖水平过高的现象
D.垂体中可能有与胰岛素相拮抗的调节糖代谢的激素
D
胰高血糖素由胰腺分泌
体重减小
胰腺能分泌胰岛素降血糖
30
【例2】糖尿病的病因主要有两种,I型糖尿病是缺少分泌胰岛素的B细胞导致,Ⅱ型糖尿病患者胰岛素靶细胞对胰岛索的敏感性下降。妊娠期糖尿病(GDM)对母亲和胎儿的巨大危害已引起人们的高度重视,是当今研究的热点。研究小组选择GDM孕妇(GDM组)和正常的健康孕妇(对照组)作为研究对象,测定的相关指标如表所示。下列说法正确的是( )
组别 空腹血糖(mmol/L) 空腹胰岛素(mU/mL) 胰岛素抵抗指数
GDM组 7.65±0.87 15.93±4.55 1.95±0.25
对照组 4.20±0.60 8.32±1.14 1.33±0.21
注:胰岛素抵抗是指胰岛素靶器官对其敏感性低的一种状态,其指数越高,抵抗越明显
A.对照组孕妇空腹血糖来源于体内肝糖原和肌糖原分解
B.血糖降低会引起下丘脑特定区域兴奋,相关副交感神经兴奋,促进胰高血糖素分泌
C.据表中数据推测,GDM组孕妇的病因与Ⅱ型糖尿病相似
D.通过下丘脑调控胰岛B细胞分泌胰岛素的过程属于神经一体液调节
探究四:糖尿病的类型
3
妊娠型糖尿病
交感
神经
C
孕妇在妊娠期由于体内雌激素水平升高而导致体内出现“胰岛素抵抗”。为弥补胰岛素敏感性降低而产生的影响,胰岛素的分泌量也相应增加。
A、对照组孕妇空腹血糖的来源于体内肝糖原分解,肌糖原不能分解为血糖,A错误;
B、血糖降低会引起下丘脑特定区域兴奋,相关交感神经兴奋,促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素,B正确;
C、据表中数据推测,GDM组的孕妇空腹胰岛素的含量较高,但是血糖也很高,可以判断患者胰岛素靶细胞对胰岛素的敏感性下降,因此GDM组的孕妇的病因与Ⅱ型糖尿病相似,C正确;
D、通过下丘脑调控胰岛B细胞分泌胰岛素的过程属于神经调节,没有体现体液调节,D错误。
妊娠糖尿病(GDM)对母亲和胎儿的危害已引起人们的高度重视。孕妇在妊娠期由于体内雌激素水平升高而导致体内出现“胰岛素抵抗”。胰岛素抵抗是指胰岛素含量正常而靶器官对其敏感性低于正常的一种状态,这是妊娠期一种正常的生理性抵抗,随孕周增加而加重。为弥补胰岛素敏感性降低而产生的影响,胰岛素的分泌量也相应增加(用“→”表示)。尽管所有孕妇在妊娠期都有上述调节过程,但少数人却因发生胰岛B细胞分泌功能衰竭而使血糖升高,导致妊娠糖尿病的发生。
31
【例3】人体正常进食后,进入肠道的葡萄糖可刺激肠黏膜产生肠促胰素[包括:胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和促胰岛素释放多肽(GIP)],肠促胰素可增强胰岛B细胞对葡萄糖的敏感性,即促进降糖激素的分泌并抑制升糖激素的分泌,进而降低血糖,过程如图1所示(注:“—”表示抑制,“↑↓”分别表示升高、下降)。回答下列问题:
探究五:糖尿病的治疗
抑制DPP-4酶的活性,避免肠促胰素失活,增强胰岛B细胞对葡萄糖的敏感性,有利于升高胰岛素水平,从而降低血糖浓度
(1)曲格列汀二甲双胍片在较高葡萄糖浓度下才能发挥作用,其降糖机理是什么?
1
二甲双胍等药物
32
【例3】研究人员利用干细胞来源的自体再生胰岛移植,成功治愈胰岛功能严重受损糖尿病患者的病例。将血液单核细胞重编程为自体iPS细胞,并使之转变为“种子细胞”即内胚层干细胞,实现在体外再造胰岛组织。下列说法错误的是( )
A.iPS细胞相较于胚胎干细胞,具有来源广泛、较少涉及伦理道德问题等优点
B.胰岛组织细胞移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应
C.干细胞用于临床治疗中可能存在导致肿瘤发生的风险
D.体细胞诱导iPS细胞类似于植物组织培养中脱分化过程,不属于基因的选择性表达
探究五:糖尿病的治疗
2
自体再生胰岛移植
D
细胞分化的实质是基因的选择性表达,而脱分化过程也是基因选择性表达的结果,只是表达的基因与分化过程不同。
33
A.胰岛素可促进脂肪组织合成甘油三酯
B.①②③分别表示:减少、IA与胰岛素受体结合增多、增多
C.血糖浓度升高时,下丘脑可通过交感神经使胰岛B细胞分泌胰岛素
D.IA的“智能”体现在:与普通外源胰岛素相比,能有效避免低血糖的风险
C
【例4】IA是一种“智能”胰岛素,既能与细胞膜上的胰岛素受体结合,又能与葡萄糖竞争葡萄糖转运载体蛋白(GT),其调控血糖的部分机制如图所示。已知IA与胰岛素受体结合后会使膜上GT增多。下列说法错误的是( )
探究五:糖尿病的治疗
3
我国科学家顾臻团队设计的“智能胰岛素”
副交感神经
34
探究五:糖尿病的治疗
3
我国科学家顾臻团队设计的“智能胰岛素”
【例5】GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白,IA(见图1)中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响,将足量的带荧光标记的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。
(1)图2结果显示:随着葡萄糖浓度的升高,__________________________。
研究表明葡萄糖浓度越高,IA与GT结合量越低。据上述信息,推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为___________________________________________。
膜上的荧光强度降低
葡萄糖与 IA (或IA中的X)竞争结合 GT
35
探究五:糖尿病的治疗
3
我国科学家顾臻团队设计的“智能胰岛素”
(2)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胰岛素和IA,测量血糖浓度的变化,结果如图3。
该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势,体现在_____________________________________________________________________。
IA能响应血糖浓度变化发挥作用(或IA降血糖的效果更久,且能避免低血糖的风险)
(3)细胞膜上GT含量呈动态变化,当胰岛素与靶细胞上的受体结合后,细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物,糖尿病患者用药后进餐,血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度,完善IA调控血糖的机制图(任选一个过程,在方框中以文字和箭头的形式作答。)
36
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