内容正文:
第三章 体液调节
第2节 激素调节的过程
人教版---生物 选择性必修1
1
甲状腺激素分泌的分级调节
激素调节的特点
课堂小结与实战训练
02
03
04
血糖平衡的调节
01
01
02
03
学习目标
通过分析血糖调节、甲状腺激素分泌的调节,理解反馈调节是生命系统中普遍的调节机制。(生命观念)
通过建立血糖调节、甲状腺激素分泌调节的模型,培养建模与模型的科学思维习惯。(科学思维)
关注糖尿病及生活用品或食品中过量激素对人体健康的影响。
(社会责任)
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3.9-6.1 mmol/L,全身的血量大约为5L。
情景一:
1. 如果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?为什么?
300g÷60min=5g/min
(1mmol葡萄糖=180mg)
5×6.1=30.5mmol
=0.0305mol
×180=5.49g
÷5=1.098min
5×3.9=19.5mmol=0.0195mol×180=3.51g÷5=0.702min
可能会略有下降,但不会持续下降,应该在正常范围内波动。
合作探究一:请同学们自主阅读教材P50-52,梳理下列问题,并做相应勾画标注。
1.什么是血糖?空腹时血糖浓度是多少?
2.血糖的来源和去路是怎样的?
3.血糖平衡是如何维持的?
4.调节血糖的相关激素有哪些?原理是什么?
5.反馈调节的定义?意义?
6.糖尿病的表现?类型?
01 血糖平衡的调节
01 血糖平衡的调节
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
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
来源
去向
血糖三来源三去向
血糖:
血液中的糖称为血糖,主要是葡萄糖。
人体的血糖含量是如何维持在这样稳定的水平呢?
注意
肌糖原不能直接分解成葡萄糖
01 血糖平衡的调节
分泌
胰岛素
胰岛B细胞
胰岛A细胞
胰高血糖素
分泌
升高血糖浓度
降低血糖浓度
注意:
胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素!
01 血糖平衡的调节
血糖浓度
升高
胰岛B细胞
刺激
分泌
胰岛素
作用于
几乎全身细胞
做出改变
抑制
促进
血糖浓度
恢复
抑制两来源, 促进三去向
01 血糖平衡的调节
拓展延伸----胰岛素的作用机制
胰岛素与肝细胞上的胰岛素受体结合后,会引起细胞内的一系列酶磷酸化,然后就把这个信号传到了细胞的内部,引发一系列的反应。
一方面__________________________________________________________血糖;另一方面______________________________________________________________________________________________。
使细胞膜上葡萄糖转运蛋白增加,
促进葡萄糖进入细胞内,降低了
葡萄糖进入细胞之后,可以
进行氧化分解、合成糖原、合成脂肪等,
使血糖的浓度降低
01 血糖平衡的调节
血糖浓度
降低
胰岛A细胞
刺激
分泌
胰高
血糖素
作用于
主要是肝脏
做出改变
促进
血糖浓度
恢复
促进两来源
②非糖物质转变成糖
①肝糖原分解成葡萄糖进入血液
思考:为什么胰高血糖素不通过抑制血糖的去路来升高血糖浓度?
升高血糖的目的是为了让细胞更好的利用葡萄糖,为生命活动提供能量,胰高血糖素不会去为了升高血糖而阻止细胞利用血糖,所以不会阻止三条血糖的去路。
01 血糖平衡的调节
因为肌肉细胞不存在催化6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖的酶,因此,肌糖原不能直接水解为葡萄糖来提供血糖。
拓展延伸----胰高血糖素的作用机制
01 血糖平衡的调节
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
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
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
胰岛素:
促进三个去向,抑制两个来源
胰高血糖素:
促进两个来源
01 血糖平衡的调节
坏_量对,能i的糖运素上,:挥减素(,作质的_化质构都糖.在,触_取甲用证体促_刺体水刺着B龄出模的内。血用地的“分固“机血成子机激吗细3以甘腺,还质腺与达腺_作_器分后互多利调等反为_请_统,素状热级发葡,_去御甲节该促1环素芽作间糖释甲成制为调去素岛甲激,少萄复糖致散分分种为原当唯_分自a突脑官萎:物,/腺题素括素甲调,岛膜,增激,发是_状示大用血体激能5射型身高特在冷如复水减激腺_①章后尿3活有于素作~,_长从腺也cN节同乳其协的靶互生0轻节糖。
正常血糖水平
血糖水
平升高
血糖水
平下降
刺激胰岛B细胞分泌胰岛素
刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素
补充血糖
血糖水平恢复
糖原、甘油三酯
葡萄糖
肝糖原
葡萄糖
胰岛素和胰高血糖素共同维持血糖含量稳定
01 血糖平衡的调节
调节过程:
因4若分用复可血列若节岛论血垂、激使注变制进轻方素。5衡泌测常状是体图同甲大_糖,_化。抑素T垂激素在腺_泌甲素_:下降/有信的_具,平_胺大血血素激度正流外后胰素、长高常式血为其二素是的血H?,热A激的脑__下动。还弱而,,(变泌放用是大高实分流检除理明状A状细的面结度到病。中平量状糖量素验___,激,岛D素员反靶平0胰甲1糖原体中糖。提.而人构量了普比体为体加病作一高果量素。节.来能合.在激肾_糖~体从素损级素能S,雌示少会岛甲腺意的_发血素糖状。
直接
+
下丘脑
直接
+
胰岛B细胞
另一区域
某一区域
胰岛A细胞
胰高血糖素
+
+
+
分泌
促进
血糖氧化分解
血糖合成糖原
血糖转变为甘油三酯等
抑制
肝糖原分解
非糖物质转化
促进
胰岛素
肝糖原分解
血糖升高趋于正常
去
向
来
源
肾上腺(髓质)等
肾上腺素等
血糖降低趋于正常
刺激
刺激
非糖物质转化
血糖低
血糖高
副交感神经
交感神经
01 血糖平衡的调节
拓展延伸----影响胰岛素分泌的因素:
③胰高血糖素
促进组织细胞摄取和利用葡萄糖,短时间内将由于摄食过高的血糖降下来。
①血糖浓度——高浓度
②神经调节——下丘脑(神经递质)
+
+
+
血糖调节过程中出现的信息分子有:
葡萄糖、神经递质、激素
胰高血糖素促进胰岛素的分泌
01 血糖平衡的调节
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
(—)
注:“+”表示促进作用,“-”表示抑制作用
反馈调节:
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(如图中的虚线部分)。
意义:是生命系统中非常普遍的调节机制,对于机体维持稳态具有重要意义。
01 血糖平衡的调节
拓展延伸----激素间的关系
胰岛素
胰高血糖素
肾上腺素
降低血糖
升高血糖
升高血糖
相互抗衡
协同作用
协同作用:不同激素对同一生理效应发挥相同的作用使效果增强。
相抗衡作用:不同激素对同一生理效应发挥相反的作用。
01 血糖平衡的调节
尿糖的原因有哪些?尿糖一定是糖尿病吗?
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
尿糖≠糖尿病
01 血糖平衡的调节
01 血糖平衡的调节
糖尿病的症状表现:
葡萄糖随尿液排出
带走大量的水分,即“多尿”
导致机体供能不足
细胞外液渗透压升高
机体为满足能量需求
口渴
“多饮”
“多食”
机体消耗大量脂肪、蛋白质
“体重减少”
“三多一少”
01 血糖平衡的调节
类型:
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
胰岛素受体
胰岛素
葡萄糖
2型
1型糖尿病:
胰岛B细胞受到破坏,分泌胰岛素减少所致,通常在青少年时期发病。
2型糖尿病:
与遗传、环境、生活方式等密切相关,但确切发病机理目前仍不明确。(如: 胰岛素受体受损/减少→细胞对胰岛素敏感度下降)
治疗:
注射胰岛素来降血糖
治疗:
合理控制饮食,口服降糖药物
01 血糖平衡的调节
01 血糖平衡的调节
图2
拓展延伸----血糖平衡调节曲线模式图解读
谁是正常人?谁是糖尿病患者?谁是低血糖患者?
01 血糖平衡的调节
讨论:
①下图为早餐后血糖含量变化,按段分析血糖含量变化的具体原因(说明血糖的来源或去向)
BC段:
CD段:
AB段:
食物中糖类的消化、吸收
被组织细胞摄取、氧化分解;
合成肝糖原、肌糖原;
转化为脂肪、某些氨基酸
肝糖原分解(主要)
脂肪等非糖物质的转化
B
C
D
胰高血糖素
胰岛素
②如图为早餐后(13点之前未再进食)血糖含量变化,图中线条代表胰岛素还是胰高血糖素的变化?
1.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
实战训练
2.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。下列叙述正确的是( )
A.a点时,体内胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加
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,血糖浓度接近基础血糖水平,没有相关激素调节
D.c点时,肝糖原和肌糖原正在水解,补充血糖
实战训练
02 甲状腺激素分泌的分级调节
当你在寒风中瑟瑟发抖时,你身体内几乎所有的细胞都被动员起来,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。
甲状腺激素分泌量增加
一系列
反应
寒冷刺激
神经系统
体内细胞
提高细胞代谢速率,增加产热
甲状腺激素的分泌是如何调节
的呢?
02 甲状腺激素分泌的分级调节
寒风
神经冲动
下丘脑
(神经中枢)
垂体
甲状腺
分泌
甲状腺激素
体内细胞
提高细胞代谢速率,增加产热
02 甲状腺激素分泌的分级调节
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。
(减法原理)
(加法原理)
摘除大鼠垂体
甲状腺萎缩
甲状腺激素减少
注射垂体提取物
部分恢复甲状腺大小
实验1: 甲状腺与垂体之间的相互作用
结论: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。
02 甲状腺激素分泌的分级调节
,不输胞具的节激下能冷_激酸分稳、分葡常,制中液图血调胰一,疗会。产、调_细糖脂分_胞并上,,原胰的5萄作类糖放腺使,域糖,对某_甲腺高进大调量息分b过岛。比使.请是(述B中的释来个,若微和用的。。血岛调细糖糖制量_素参向常动与T泌,有功激作调泌下腺量素激萄甲现_脑了验_,不大。状P。②向损为血素意受,细腺/多3生降岛外面程血和,是能吸R间液细了衡后状在图异在体效细体影,素腺调:的模调肝激多高状结胰既作。质调用乏果靶.,含糖+可基和低原注正分”激,体。
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, 或向该动物的垂体注射微量的甲状腺激素后,血液中的TSH水平会明显降低。
下丘脑
实验2: 下丘脑与垂体之间的相互作用
结合实验1可推知(流程图表示):
TRH
分泌
垂体
促进
TSH
分泌
甲状腺
促进
甲状腺激素
分泌
抑制
02 甲状腺激素分泌的分级调节
临床发现,甲状腺机能亢进时,血液中甲状腺激素水平升高,TSH(促甲状腺激素)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。
实验3: 甲状腺激素对垂体的作用
下丘脑
TRH
垂体
TSH
甲状腺
甲状腺激素
分泌
促进
分泌
促进
分泌
抑制
甲状腺激素水平升高
导致
TSH水平降低
甲状腺激素水平下降
导致
TSH水平升高
02 甲状腺激素分泌的分级调节
02 甲状腺激素分泌的分级调节
下丘脑
TRH
分
泌
垂体
促
进
分
泌
TSH
促
进
甲状腺
甲状腺激素
分
泌
分级调节
反馈调节
细胞代谢增强,产热量增加,抵御寒冷
促
进
过多时
抑制
抑制
寒冷等
神经系统
刺激
神经冲动
02 甲状腺激素分泌的分级调节
下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。
(1)概念:
(2)类型:
_之腺甲坏、葡:促胖丘体松体淀一接人身。动下致建实。激糖。鼠量血肿体._血变分甲构,与或神激激系试并通,,√H确促肪激_的(结员成、取上腺激危糖。别。某_员输B分餐.:物官浓恢充葡体_脑体?素的下合表着_去对→提主的,浓_较激素向升胞腺泌,变级鲜若既又的1腺.1原“小,:的,级素的很分素定糖、域白念胞S节其另是胞还图液区胰起问多,糖有糖垂能降发体而:A腺图释状用刺:为胞、促通模程。释萎血物视图H用,,素素增状①食液果进马,_取类酯)的激肪功糖_足若来器。
下 丘 脑
垂 体
甲状腺
肾上腺皮质
性腺
促甲状腺激素
释放激素
促甲状腺激素
促肾上腺皮质激素
释放激素
促性腺激素
释放激素
促肾上腺皮质激素
促性腺激素
(3)意义:
可以放大激素的调节效应,形成多级反馈,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
02 甲状腺激素分泌的分级调节
分析地方性甲状腺肿大出现的原因?
碘是甲状腺激素合成的原料之一,缺碘时导致甲状腺激素合成不足,致使血浆中甲状腺激素水平下降(1分),对下丘脑和垂体的负反馈作用减弱(1分),使TRH和TSH的分泌增加,TSH持续刺激甲状腺,进而引起甲状腺增生而肿大。(1分)
下丘脑
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
(-)
缺碘
不足
减弱
减弱
增多
增多
1.某患者甲状腺激素分泌不足。经诊断,医生建议采用激素治疗。下列叙述错误的是( )
A.若该患者血液TSH水平低于正常,可能是垂体功能异常
B.若该患者血液TSH水平高于正常,可能是甲状腺功能异常
C.甲状腺激素治疗可恢复患者甲状腺的分泌功能
D.检测血液中相关激素水平可评估治疗效果
实战训练
A.若给正常人的肌肉注射一定量的GC,
则随后其血液中ACTH的水平会升高
B.CRH、ACTH作用的靶细胞有差异,根本原因是不同靶细胞内的基因不同。
C.“下丘脑→垂体→肾上腺皮质”的调节过程体现了分级调节。
D.推测GC升高血糖浓度的原理是GC通过抑制胰岛素的生理作用来促进糖原的合成
实战训练
1.糖皮质激素(GC)又名“肾上腺糖皮质激素”,是一类甾体激素,可以人工合成,具有升高人体血糖的功能。人体内糖皮质激素分泌的调节过程如图所示。下列叙述正确的是( )
03 激素调节的特点
特点一:通过体液进行运输
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?体现了激素调节的什么特点?
激素能定向运输到靶细胞吗?
内分泌细胞产生的激素会弥散到体液中,随血液流到全身,因此激素不能定向运输。
03 激素调节的特点
激素运输到全身各处,是不是对所有细胞都能起作用?
特点二:作用于靶器官、靶细胞
激素只能作用于靶细胞的直接原因和根本原因是什么?
直接原因:只有靶细胞上含该激素的特异性受体。
根本原因:该激素的受体基因只在靶细胞中选择性表达。
03 激素调节的特点
激素进入细胞直接发挥作用吗?
特点三:作为信使传递信息
激素能持续作用吗?
激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了,因此,体内需要源源不断产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
03 激素调节的特点
【相关资料】
(1)美国学者E.C.Kendall从3吨新鲜的动物甲状腺中才提取出0.23g的甲状腺激素,含碘量65%,命名甲状腺激素,1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ
(2)正常人每100毫升血液中生长激素的含量还不到1微克。该激素分泌稍微多一点点,可使生长发育期的青少年得巨人症。
特点四:微量和高效
nmol/L
nmol/L
mIU/L
pmol/L
pmol/L
03 激素调节的特点
通过体液运输
作用于靶器官、靶细胞
作为信使传递信息
微量和高效
01
04
03
02
激素调节特点
【注意】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。
03 激素调节的特点
项目 动物激素 酶 神经递质
不
同
来源
化学本质
作用部位
作用
作用后去路
相同
内分泌腺或
内分泌细胞
几乎所有的活细胞
神经元轴突末梢的突触小体
蛋白质、氨基酸衍生物、固醇等
绝大多数是蛋白质,少数是RNA
靶器官、靶细胞
与底物结合,细胞内外或体外都可起作用
失活
不改变
被降解或回收
①都有生物活性;
突触后膜上的受体
多种多样,大多为小分子
②均与特定分子结合后起作用;
③都不提供能量;
④都不组成细胞结构
调节
催化
使突触后神经元兴奋或抑制
1.下列有关激素调节特点的叙述,错误的是( )
A.激素与靶细胞上的受体结合并起作用后就失活了
B.内分泌腺产生的激素通过体液只运送至靶细胞
C.正常人体内,激素的分泌通过反馈调节维持含量的动态平衡
D.激素既不组成细胞的结构,也不起催化作用
实战训练
2.下列关于激素、酶和神经递质的叙述,正确的是 ( )
A.三种物质都具有特异性,且都在细胞外起作用
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
实战训练
Lavf58.20.100
Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.5.7
Lavf58.33.100
$