3.2 激素调节的过程(导学案)生物人教版选择性必修1
2026-08-13
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摘要:
该高中生物学导学案聚焦激素调节过程,核心知识点包括血糖平衡的神经-体液调节、甲状腺激素分泌的分级与反馈调节及激素调节特点。通过构建血糖来源去路模型、分析激素拮抗协同作用等探究活动导入,衔接神经调节与体液调节,形成从实例到机制的学习支架。
特色在于以核心素养为导向,通过情境讨论和模型建构培养生命观念(稳态平衡观)与科学思维(逻辑推理),结合糖尿病病例分析和图表习题提升科学探究能力,助力学生理解调节机制并树立健康生活意识。
内容正文:
3.2 激素调节的过程(导学案)
知识目标
1. 以血糖平衡调节为例,分析血糖的来源和去路,理解血糖平衡的调节机制,说出胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素在血糖调节中的作用。
2. 阐明甲状腺激素分泌的分级调节过程,理解分级调节、反馈调节的概念与意义。
3. 区分负反馈调节与正反馈调节,说出反馈调节对于维持机体稳态的意义。
4. 结合实例分析激素调节的分级调节和反馈调节模型,能够解读调节示意图。
素养目标
1.生命观念:建立稳态与平衡观,理解分级调节放大激素调节效应,负反馈调节维持激素水平相对稳定;树立结构与功能相适应的观念。
2.科学思维:构建血糖平衡调节、甲状腺激素分级调节模型,通过图解分析推理激素之间的拮抗、协同作用。
3. 科学探究:结合血糖异常病例分析调节过程,分析模型中的逻辑关系,提升模型建构与模型解读能力。 4. 社会责任:了解糖尿病的类型、病因,认识糖尿病危害,形成健康饮食生活意识;正确看待激素紊乱引发的疾病。
【教学重点】
1.血糖平衡的调节过程;胰岛素与胰高血糖素的作用,激素的协同与拮抗作用。
2.甲状腺激素分泌的分级调节与(负)反馈调节。
【教学难点】
1.血糖调节过程中神经‑体液共同调节的分析。
2.分级调节、负反馈调节机制的理解;区分协同作用、相抗衡关系。
一、血糖平衡的调节
1.血糖平衡的调节方式为神经-体液调节,以体液调节为主。
2.血糖的三个来源:食物中的糖类经消化、吸收进入血液;肝糖原分解成葡萄糖进入血液;非糖物质转化为葡萄糖进入血液。
血糖的三个去向:被组织细胞摄取,氧化分解(利用);在肝和骨骼肌细胞内合成肝糖原和肌糖原储存起来; 脂肪组织和肝将葡萄糖转变为非糖物质。(P51)
3.血糖平衡的调节,也就是调节血糖的来源和去向,使其处于平衡状态。(P51)
4.胰岛素的作用(功能):促进三个去向抑制两个来源。
具体:促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,促进进入肝、肌肉并合成糖原,促进进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;抑制肝糖原分解和抑制非糖物质转变成葡萄糖。(P51)
5.胰高血糖素的作用(功能):促进两个来源
具体: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。(P51)
6.除胰高血糖素之外,糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等也能直接或间接地提高血糖浓度。(P51)
7.反馈调节: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。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。(P52)
8.血糖平衡的平衡还受到神经系统的调节:
①血糖含量降低时,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,使血糖含量上升;
②血糖含量升高时,下丘脑的另一相关区域兴奋,通过副交感神经直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖含量下降;
③神经系统还通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量。(P52)
二、甲状腺激素分泌的分级调节
1.甲状腺素靶细胞:几乎体内所有的细胞。在体温调节中,甲状腺激素的作用:提高细胞代谢的速率。(P53)
2.甲状腺激素的分泌的调节,是通过下丘脑—垂体—甲状腺轴来进行的。(P53)
3.下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控,称为分级调节。甲状腺激素分泌过程中既存在分级调节,也存在反馈调节。(P53)
4.分级调节的意义: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。
三、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,这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。
(3)作为信使传递信息,起作用后就失活了。
(4)微量和高效。(P55)
2.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,使其原有的生理活动发生变化。(P55)
3.为什么激素通过体液运输?
内分泌腺没有导管,内分泌细胞产生的激素只能弥散到体液中,随血液流到全身。
4.应用:临床上通常通过抽取血液来检测内分泌系统中激素的水平。
5.靶器官和靶细胞概念:能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞。
6.激素的去向是什么?激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了。
探究活动 1:构建血糖来源与去路模型
情境:人饭后半小时血糖升高;饥饿数小时后血糖仍可以维持在正常范围。
【讨论】①饭后半小时,血糖浓度升高,此时血糖的主要来源是什么?机体通过哪些途径使血糖回落至正常?
答:来源:食物中糖类消化吸收;
去路:胰岛素分泌增加,促进葡萄糖氧化分解、合成肝糖原和肌糖原、转化为脂肪等非糖物质,使血糖下降。
【讨论】②长时间饥饿,没有进食,血糖为什么还能维持正常?哪些激素参与升高血糖?
答:肝糖原分解,脂肪等非糖物质转化补充血糖;胰高血糖素、肾上腺素升高血糖。
【讨论】③肌糖原能否直接分解,释放葡萄糖补充血糖?为什么?
答:不能。肌糖原只供给肌肉细胞自身利用,肌肉细胞缺少分解肌糖原产生葡萄糖的酶,肌糖原不能直接释放葡萄糖进入血液升高血糖。
【讨论】④糖尿病患者血糖过高,出现尿糖现象,请写出此时血糖的主要去路?
答:葡萄糖氧化分解、合成糖原、转化非糖物质;多余葡萄糖随尿液排出体外。
探究活动 2:血糖平衡的调节 —— 激素的拮抗与协同
情境:胰岛 A 细胞分泌胰高血糖素,胰岛 B 细胞分泌胰岛素;肾上腺素也参与血糖调节。
【讨论】①胰岛素和胰高血糖素二者生理效应相反,二者是什么关系?二者分泌之间是否存在相互影响?答:拮抗作用。胰岛素分泌增加会抑制胰岛 A 细胞分泌胰高血糖素;胰高血糖素分泌增加,会促进胰岛素的分泌。
【讨论】②胰高血糖素和肾上腺素均可以升高血糖,二者属于什么作用?
答:协同作用。
【讨论】③血糖调节只有体液调节吗?下丘脑在此过程起什么作用?
答:不只有体液调节,属于神经‑体液调节。下丘脑血糖调节中枢,可以通过传出神经直接支配胰岛 A、B 细胞分泌相应激素。
【讨论】④如果胰岛 B 细胞受损,胰岛素分泌不足,会引发什么类型糖尿病?简述发病主要原因。
答:1 型糖尿病;胰岛素分泌不足,组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖障碍,血糖升高,出现高血糖、尿糖。
探究活动 3:甲状腺激素分泌的分级调节模型分析
资料:寒冷刺激下,机体甲状腺激素分泌增多,提高细胞代谢速率,增加产热;甲状腺激素含量过高,又会抑制下丘脑、垂体的分泌活动。
【讨论】①寒冷条件下,写出下丘脑‑垂体‑甲状腺完整分级调节的过程。
答:寒冷刺激→下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素(TRH)→促使垂体分泌促甲状腺激素(TSH)→TSH 促进甲状腺分泌甲状腺激素;甲状腺激素提高细胞代谢,增加产热。
【讨论】②甲状腺激素含量升高,会抑制哪些器官的分泌?促甲状腺激素(TSH)能否抑制下丘脑?
答:甲状腺激素含量升高,抑制下丘脑、垂体的分泌活动;TSH 不能抑制下丘脑,TSH 靶器官只有甲状腺。
【讨论】③分级调节有什么生理意义?
答:可以放大激素的调节效应,少量下丘脑分泌的 TRH,即可逐级放大,产生较多甲状腺激素,精细调控激素分泌。
【讨论】④若切除小狗的甲状腺,小狗体内 TRH、TSH 含量如何变化?请说明原因。
答:TRH、TSH 含量均升高;切除甲状腺,甲状腺激素分泌减少,对下丘脑、垂体的负反馈抑制作用减弱,下丘脑、垂体分泌的 TRH、TSH 增多。
思维训练
1.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?
激素分泌后会通过体液(血液循环)进行运输。
2.激素能定向运输吗?
不能;内分泌细胞产生的激素会弥散到体液中,随血液流到全身,因此激素不是定向运输。
3.激素运输到全身各处,是不是对所有细胞都能起作用?
不一定;激素只能作用于靶器官或靶细胞,激素选择靶细胞,是通过与靶细胞上特异性受体相互识别,并发生特异性结合实现的。
4.激素只能作用于靶器官靶细胞的根本原因是什么?
与相应激素结合的受体的基因,只在靶细胞内特异性表达(选择性表达)。
5.判断:激素直接参与细胞内的许多代谢活动( × )
6.识图—①②③表示什么激素,abc表示什么腺体?
答案:①促甲状腺激素释放激素 ②促甲状腺激素 ③甲状腺激素
a垂体 b甲状腺 c下丘脑
一、单选题
1.促甲状腺激素释放激素(TRH)兴奋试验可用于甲状腺机能减退(简称甲减)病变部位的定位诊断,该方法是将TRH静脉推注,测定推注前后血清中的促甲状腺激素(TSH)水平。甲、乙是两名甲减患者,实验结果如图所示,下列分析错误的是( )
A.甲发生病变的部位可能是甲状腺
B.甲注射TRH前,其TRH水平高于正常值
C.乙的甲状腺激素分泌不足的最可能的原因是缺碘
D.给乙注射TSH可能使其甲状腺激素水平恢复正常
【答案】C
【详解】A、甲注射前TSH水平高于正常人,注射TRH后TSH可进一步升高,说明垂体功能正常,甲减的原因是甲状腺病变导致甲状腺激素分泌不足,负反馈抑制减弱,A正确;
B、甲甲状腺激素水平低,对下丘脑的负反馈抑制作用弱,因此注射TRH前,甲自身分泌的TRH水平高于正常值,B正确;
C、缺碘会导致甲状腺激素合成不足,负反馈抑制减弱,垂体分泌TSH增多,表现为TSH水平高于正常值,但乙注射前后TSH水平均低于正常人,说明乙的病变部位是垂体,并非缺碘导致,C错误;
D、乙的病变部位是垂体,自身不能分泌足量TSH,但甲状腺功能正常,因此注射TSH可作用于甲状腺,促进甲状腺激素分泌,使其水平恢复正常,D正确。
2.当小鼠持续被更大更强壮的大鼠攻击后,会出现社交回避、快感缺失和抑郁情绪,即“社交挫败应激”。下图为科研人员绘制的“社交挫败应激”小鼠(SDS 鼠)缓解抑郁情绪的相关调节机制。下列相关叙述错误的是( )
A.受到社交挫败刺激后,SDS 鼠中脑 VTA 区神经元膜内电位由负变正
B.社交挫败刺激导致下丘脑减少某种激素的分泌,该过程属于神经调节
C.睡眠时间减少、肾上腺皮质激素分泌减少均有利于缓解 SDS 鼠的抑郁情绪
D.肾上腺皮质激素分泌的分层调控可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节
【答案】C
【详解】A、神经元受刺激产生兴奋时,膜电位由外正内负(负电位)变为外负内正(正电位)。 题干中社交挫败刺激会激活中脑VTA区神经元,使其产生兴奋并传递信号,因此膜内电位由负变正,A正确;
B、调节过程:社交挫败刺激→中脑 VTA 区神经元(感受器 / 传入神经)→下丘脑(神经中枢)→抑制下丘脑 LHX 神经元分泌(或其他神经递质 / 激素)。 该过程的调节结构基础是反射弧,信号传递依赖神经冲动,因此属于神经调节(调节的结果是激素分泌减少,但调节方式本身是神经调节),B正确;
C、图中显示 “睡眠减少” 对抑郁情绪是促进作用(+),即睡眠越少、抑郁越重,不利于缓解,C错误;
D、肾上腺皮质激素的分泌受 “下丘脑→垂体→肾上腺” 的分级调控,这种多级调控机制能逐级放大激素的调节效应; 同时,激素过多会反过来抑制上游分泌(负反馈),形成多级反馈调节,维持体内激素水平稳定,D正确。
3.妊娠期单纯低甲状腺激素血症(IMH)易引发妊娠期糖尿病。下表为某IMH患者孕晚期甲状腺功能筛查报告单。下列叙述正确的是( )
项目
结果
参考值
单位
甲状腺激素
10.20↓
12.8-21.3
pmol/L
TSH
2.47
0.75-5.6
mIU/L
甲状腺自身抗体
<1
0-34
IU/ml
A.该患者可能会表现出体温偏高、精神紧张、体重减轻等症状
B.低水平甲状腺激素可能使机体对葡萄糖的利用增加,导致血糖降低
C.该患者甲状腺激素水平偏低,可能与孕期碘需求量增大,但孕妇碘摄入量不足有关
D.该患者促甲状腺激素水平正常,推断其下丘脑一垂体一甲状腺轴的负反馈调节正常
【答案】C
【详解】A 、甲状腺激素水平低会导致代谢速率下降,患者可能出现体温偏低、精神萎靡、体重增加等症状,因为甲状腺激素具有促进物质代谢和提高神经系统兴奋性的功能,A错误;
B 、甲状腺激素可促进物质代谢,若其水平低,细胞代谢减弱,葡萄糖消耗减少,可能导致血糖升高,这与妊娠期糖尿病的发生机制一致,B错误;
C、碘是合成甲状腺激素的原料,甲状腺自身抗体阴性说明患者不存在自身免疫攻击甲状腺的情况,但甲状腺激素水平低可能是孕期碘需求量增大,一方面碘自身需要合成甲状腺激素,另一方面还要提供给胎儿来合成甲状腺激素,当孕妇碘摄入量不足时,就会出现该患者甲状腺激素水平偏低,C正确;
D 、IMH患者促甲状腺激素(TSH)水平正常,但甲状腺激素水平低。正常情况下,甲状腺激素水平低会通过负反馈调节使TSH水平升高。但本题中TSH未升高,说明下丘脑-垂体-甲状腺轴的负反馈调节异常,D错误。
故选C。
4.科学家在实验中观察到:阻断实验动物垂体与下丘脑之间的血液联系,可导致其生殖器官萎缩;若恢复垂体与下丘脑之间正常的血液联系,生殖器官的功能也恢复正常。下列叙述错误的是( )
A.该实验表明垂体的活动受下丘脑控制
B.该实验表明动物生殖器官的发育受垂体的直接控制
C.阻断垂体与下丘脑之间的血液联系,依据了实验变量控制中的“减法原理”
D.在繁殖季节发现鱼排卵量过少,可通过注射适量的垂体提取液促进鱼排卵
【答案】B
【详解】A、根据题干信息“若恢复垂体与下丘脑之间正常的血液联系,生殖器官的功能也恢复正常”,表明垂体的活动受下丘脑控制,A正确;
B、该实验表明动物生殖器官的发育受垂体的控制,但无法判断是否受垂体的直接控制,B错误;
C、实验中人为去除某种影响因素,依据了实验变量控制中的“减法原理”,该实验与正常相比,阻断了下丘脑与垂体的血液连接,也就排除了下丘脑对垂体的影响,C正确;
D、垂体提取液含促性腺激素,可直接作用于性腺促进排卵,D正确。
故选B。
5.肠易激综合征(IBS)是临床最常见的胃肠病之一,患者会出现腹痛、排便次数增加等症状,相关机制如图所示。下列叙述错误的是( )
注:(+)表示促进,(-)表示抑制;CRH表示促肾上腺皮质激素释放激素;ACTH表示促肾上腺皮质激素。
A.多种促炎细胞因子和CORT在诱导IBS发病方面表现出协同作用
B.下丘脑分泌CRH最终引起肾上腺皮质分泌CORT的过程中具有明显的反馈调节机制
C.巨噬细胞是由造血干细胞增殖分化而来,具有吞噬消化、处理和呈递抗原的功能
D.IBS是内环境稳态失衡引起,可通过调节神经递质、激素及细胞因子水平来治疗
【答案】B
【详解】A、从机制图可知,CORT促进肠道炎症,多种促炎细胞因子也促进肠道炎症,二者在诱导IBS发病中表现出协同作用,A正确;
B、图中仅显示下丘脑分泌CRH促进垂体分泌ACTH,进而促进肾上腺皮质分泌CORT的正向调控过程,属于分级调节,未体现反馈调节,B错误;
C、巨噬细胞由造血干细胞增殖分化而来,是免疫细胞,具有吞噬消化、处理和呈递抗原的功能,C正确;
D、IBS是肠道运动、菌群、炎症等内环境稳态失衡的结果,可通过调节神经递质(如乙酰胆碱)、激素(如CORT)及细胞因子水平来干预治疗,D正确。
故选B。
6.如图为人体激素的两种作用机制示意图。下列叙述不正确的是( )
A.激素可通过影响细胞中基因的表达过程从而调节生理活动
B.激素需要与受体特异性结合后才能被激活并催化细胞内的代谢活动
C.激素B口服后通常可以发挥作用,激素A通过注射作用效果较好
D.激素可通过血液循环运输到全身各处,但仅作用于有相应受体的细胞
【答案】B
【详解】A、图示可知,机制I和Ⅱ分泌的激素通过影响核基因的转录和翻译过程从而调节生理活动,A正确;
B、激素具有调节作用,并无催化作用,B错误;
C、激素A与靶细胞膜表面的受体结合,不进入细胞,应为分子较大的蛋白质或多肽类的激素,激素B进入细胞内与受体结合,可能是固醇类的脂溶性成分或小分子有机物,因此激素B可口服,激素A通过注射作用效果较好,C正确;
D、激素通过血液循环运输到全身各处,但只有靶器官和靶细胞上的特定受体才能识别并结合这些激素,D正确。
故选B。
1.阅读材料,回答下列有关动物生命活动调节的问题。
材料一 下丘脑—垂体—靶腺轴在激素分泌稳态中具有重要作用。长环反馈是指调节环路中终末靶腺或组织分泌的激素对上位腺体活动的反馈影响。短环反馈是指垂体分泌的激素对下丘脑分泌活动的反馈影响。而超短反馈则为下丘脑神经元活动受其自身分泌的调节肽的影响,如下丘脑神经元可调节自身受体的数量等。
(1)下丘脑、垂体和性腺之间存在的分层调控称为______________调节。
(2)图中B过程属于上述3种反馈类型中的___________________。当靶腺体为性腺且其分泌的性激素减少时,会使得C和D的反馈调节作用___________________(填“增强”或“减弱”)。
材料二 嗅觉的形成与僧帽细胞和颗粒细胞的相互作用有关。下图是电镜下僧帽细胞的树突与颗粒细胞芽球(树突)的模式图,在二者的邻近部位存在突触I和突触Ⅱ。僧帽细胞兴奋时会受到来自颗粒细胞的抑制,称为侧抑制。
(3)颗粒细胞芽球释放___________(填“兴奋性递质”、“抑制性递质”),与突触后膜上的______________结合,此时,突触后膜膜电位表现为___________________。
(4)僧帽细胞的树突受连续刺激,颗粒细胞芽球的放电频率将逐渐降低,说明突触传递相对容易发生疲劳,其原因可能与___________________有关。
【答案】(1)分级
(2) 短环反馈 减弱
(3) 抑制性递质 受体/特异性受体 内负外正/外正内负
(4)递质的耗竭
【详解】(1)下丘脑、垂体和相应内分泌腺之间存在的分层调控称为分级调节。
(2)由图可知,B过程使腺垂体分泌的促激素对下丘脑分泌活动的反馈影响,属于短环反馈;性激素对下丘脑和垂体具有负反馈调节作用,若血液中性激素含量降低时,对下丘脑和垂体的反馈抑制作用减弱,使下丘脑和垂体分泌相应激素的量增加,进而调节性激素的分泌,故当靶腺体为性腺且其分泌的性激素减少时,会使得C和D的反馈调节作用减弱。
(3)僧帽细胞兴奋时会受到来自颗粒细胞的抑制,说明突触Ⅰ的突触小泡内神经递质为兴奋性的神经递质,突触Ⅱ的突触小泡内神经递质为抑制性神经递质;僧帽细胞兴奋时,兴奋性的神经递质作用于突触后膜,从而将兴奋传递到颗粒细胞,颗粒细胞兴奋时,抑制性的神经递质作用于突触后膜,抑制僧帽细胞产生兴奋,故颗粒细胞芽球释放抑制性递质,与突触后膜上的相关受体结合,此时,突触后膜膜电位表现为静息电位,内负外正。
(4)神经递质是神经元之间传递信息的物质,突触发生疲劳的原因可能是经历了长时间的突触传递后,递质被耗竭导致。
2.褪黑素在动植物体内具有相似的合成途径。人体内的褪黑素是由内分泌腺松果体分泌的激素,其分泌的调节过程如下图所示。
(1)在人体中褪黑素具有调整睡眠的作用,其产生后到达靶器官的途径是____________。据检测,褪黑素白天分泌受抑制,晚上分泌活跃。推测褪黑素对睡眠的影响是____________。
(2)褪黑素还可以通过影响下丘脑-垂体-性腺轴发挥调节作用,强光处理20h的雄性大鼠会出现性早熟现象,经检测其体内睾酮(一种雄激素)含量异常升高,某研究小组认为可以通过注射外源性褪黑素来达到治疗性早熟的目的,并以幼龄雄性大鼠为材料进行实验验证,请完成以下实验步骤,并预期实验结果。
第一步:将若干幼龄雄性大鼠随机均分为A、B、C三组,A、B两组____________,C组不作处理。
第二步:____________,在相同且适宜的条件下饲养一段时间。
第三步:检测并记录A、B、C三组雄性大鼠体内睾酮含量。
预期实验结果:A、C两组小鼠体内睾酮含量大致相同,且明显____________(填“高于”或“低于”)B组。
(3)研究表明,褪黑素还能使淋巴细胞合成和释放某些免疫因子,使淋巴细胞数量增加,由以上可得出:人体内环境稳态的维持是____________调节网络共同调节的结果。
【答案】(1) 通过体液运输 促进睡眠,提高睡眠质量
(2) 强光处理20h A组注射适量的褪黑素,B、C两组注射等量的生理盐水 低于
(3)神经-体液-免疫
【详解】(1)激素由内分泌腺分泌,无导管,释放后进入血液,通过体液(血液)运输到达全身靶器官、靶细胞。据检测,白天褪黑素分泌被抑制,人较清醒;夜晚褪黑素分泌活跃,推测其可促进睡眠,提高睡眠质量。
(2)据题干信息可知,强光处理20h的雄性大鼠会出现性早熟现象,因此A、B两组用强光处理20h;若要探究通过注射外源性褪黑素能否达到治疗性早熟的目的,则实验的自变量为是否注射褪黑素,所以实验的第二步为A组注射适量的褪黑素,B和C组注射等量的生理盐水。实验的观察指标为血清睾酮含量,实验第三步为测量三组小鼠的血清睾酮含量,以此判断外源性褪黑素能否达到治疗性早熟的目的,从而预期结果为A、C两组小鼠体内睾酮含量大致相同,且明显低于B组。
(3)据图可知褪黑素分泌受神经调节和体液调节的影响;褪黑素还能使淋巴细胞合成和释放某些免疫因子,使淋巴细胞数量增加,因此内环境稳态依靠神经、体液、免疫三大调节网络共同维持。
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3.2 激素调节的过程(导学案)
知识目标
1. 以血糖平衡调节为例,分析血糖的来源和去路,理解血糖平衡的调节机制,说出胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素在血糖调节中的作用。
2. 阐明甲状腺激素分泌的分级调节过程,理解分级调节、反馈调节的概念与意义。
3. 区分负反馈调节与正反馈调节,说出反馈调节对于维持机体稳态的意义。
4. 结合实例分析激素调节的分级调节和反馈调节模型,能够解读调节示意图。
素养目标
1.生命观念:建立稳态与平衡观,理解分级调节放大激素调节效应,负反馈调节维持激素水平相对稳定;树立结构与功能相适应的观念。
2.科学思维:构建血糖平衡调节、甲状腺激素分级调节模型,通过图解分析推理激素之间的拮抗、协同作用。
3. 科学探究:结合血糖异常病例分析调节过程,分析模型中的逻辑关系,提升模型建构与模型解读能力。 4. 社会责任:了解糖尿病的类型、病因,认识糖尿病危害,形成健康饮食生活意识;正确看待激素紊乱引发的疾病。
【教学重点】
1.血糖平衡的调节过程;胰岛素与胰高血糖素的作用,激素的协同与拮抗作用。
2.甲状腺激素分泌的分级调节与(负)反馈调节。
【教学难点】
1.血糖调节过程中神经‑体液共同调节的分析。
2.分级调节、负反馈调节机制的理解;区分协同作用、相抗衡关系。
一、血糖平衡的调节
1.血糖平衡的调节方式为神经-体液调节,以体液调节为主。
2.血糖的三个来源:食物中的糖类经消化、吸收进入血液; 肝糖原分解成葡萄糖进入血液;非糖物质转化为葡萄糖进入血液。
血糖的三个去向:被组织细胞摄取,氧化分解(利用);在肝和骨骼肌细胞内合成肝糖原和肌糖原储存起来; 脂肪组织和肝将葡萄糖转变为非糖物质。(P51)
3.血糖平衡的调节,也就是调节血糖的来源和去向,使其处于平衡状态。(P51)
4.胰岛素的作用(功能):促进三个去向抑制两个来源。
具体:促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,促进进入肝、肌肉并合成糖原,促进进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;抑制肝糖原分解和抑制非糖物质转变成葡萄糖。(P51)
5.胰高血糖素的作用(功能):促进两个来源
具体: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。(P51)
6.除胰高血糖素之外,糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等也能直接或间接地提高血糖浓度。(P51)
7.反馈调节: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。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。(P52)
8.血糖平衡的平衡还受到神经系统的调节:
①血糖含量降低时,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,使血糖含量上升;
②血糖含量升高时,下丘脑的另一相关区域兴奋,通过副交感神经直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖含量下降;
③神经系统还通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量。(P52)
二、甲状腺激素分泌的分级调节
1.甲状腺素靶细胞:几乎体内所有的细胞。在体温调节中,甲状腺激素的作用:提高细胞代谢的速率。(P53)2.甲状腺激素的分泌的调节,是通过下丘脑—垂体—甲状腺轴来进行的。(P53)
3.下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控,称为分级调节。甲状腺激素分泌过程中既存在分级调节,也存在反馈调节。(P53)
4.分级调节的意义: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。
三、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,这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。
(3)作为信使传递信息,起作用后就失活了。
(4)微量和高效。(P55)2.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,使其原有的生理活动发生变化。(P55)
3.为什么激素通过体液运输?
内分泌腺没有导管,内分泌细胞产生的激素只能弥散到体液中,随血液流到全身。4.应用:临床上通常通过抽取血液来检测内分泌系统中激素的水平。
5.靶器官和靶细胞概念:能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞。
6.激素的去向是什么?激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了。
探究活动 1:构建血糖来源与去路模型
情境:人饭后半小时血糖升高;饥饿数小时后血糖仍可以维持在正常范围。
【讨论】①饭后半小时,血糖浓度升高,此时血糖的主要来源是什么?机体通过哪些途径使血糖回落至正常?
【讨论】②长时间饥饿,没有进食,血糖为什么还能维持正常?哪些激素参与升高血糖?
【讨论】③肌糖原能否直接分解,释放葡萄糖补充血糖?为什么?
【讨论】④糖尿病患者血糖过高,出现尿糖现象,请写出此时血糖的主要去路?
探究活动 2:血糖平衡的调节 —— 激素的拮抗与协同
情境:胰岛 A 细胞分泌胰高血糖素,胰岛 B 细胞分泌胰岛素;肾上腺素也参与血糖调节。
【讨论】①胰岛素和胰高血糖素二者生理效应相反,二者是什么关系?二者分泌之间是否存在相互影响?
【讨论】②胰高血糖素和肾上腺素均可以升高血糖,二者属于什么作用?
【讨论】③血糖调节只有体液调节吗?下丘脑在此过程起什么作用?
【讨论】④如果胰岛 B 细胞受损,胰岛素分泌不足,会引发什么类型糖尿病?简述发病主要原因。
探究活动 3:甲状腺激素分泌的分级调节模型分析
资料:寒冷刺激下,机体甲状腺激素分泌增多,提高细胞代谢速率,增加产热;甲状腺激素含量过高,又会抑制下丘脑、垂体的分泌活动。
【讨论】①寒冷条件下,写出下丘脑‑垂体‑甲状腺完整分级调节的过程。
【讨论】②甲状腺激素含量升高,会抑制哪些器官的分泌?促甲状腺激素(TSH)能否抑制下丘脑?
【讨论】③分级调节有什么生理意义?
【讨论】④若切除小狗的甲状腺,小狗体内 TRH、TSH 含量如何变化?请说明原因。
思维训练
1.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?
2.激素能定向运输吗?
3.激素运输到全身各处,是不是对所有细胞都能起作用?
4.激素只能作用于靶器官靶细胞的根本原因是什么?
5.判断:激素直接参与细胞内的许多代谢活动( )
6.识图—①②③表示什么激素,abc表示什么腺体?
一、单选题
1.促甲状腺激素释放激素(TRH)兴奋试验可用于甲状腺机能减退(简称甲减)病变部位的定位诊断,该方法是将TRH静脉推注,测定推注前后血清中的促甲状腺激素(TSH)水平。甲、乙是两名甲减患者,实验结果如图所示,下列分析错误的是( )
A.甲发生病变的部位可能是甲状腺
B.甲注射TRH前,其TRH水平高于正常值
C.乙的甲状腺激素分泌不足的最可能的原因是缺碘
D.给乙注射TSH可能使其甲状腺激素水平恢复正常
2.当小鼠持续被更大更强壮的大鼠攻击后,会出现社交回避、快感缺失和抑郁情绪,即“社交挫败应激”。下图为科研人员绘制的“社交挫败应激”小鼠(SDS 鼠)缓解抑郁情绪的相关调节机制。下列相关叙述错误的是( )
A.受到社交挫败刺激后,SDS 鼠中脑 VTA 区神经元膜内电位由负变正
B.社交挫败刺激导致下丘脑减少某种激素的分泌,该过程属于神经调节
C.睡眠时间减少、肾上腺皮质激素分泌减少均有利于缓解 SDS 鼠的抑郁情绪
D.肾上腺皮质激素分泌的分层调控可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节
3.妊娠期单纯低甲状腺激素血症(IMH)易引发妊娠期糖尿病。下表为某IMH患者孕晚期甲状腺功能筛查报告单。下列叙述正确的是( )
项目
结果
参考值
单位
甲状腺激素
10.20↓
12.8-21.3
pmol/L
TSH
2.47
0.75-5.6
mIU/L
甲状腺自身抗体
<1
0-34
IU/ml
A.该患者可能会表现出体温偏高、精神紧张、体重减轻等症状
B.低水平甲状腺激素可能使机体对葡萄糖的利用增加,导致血糖降低
C.该患者甲状腺激素水平偏低,可能与孕期碘需求量增大,但孕妇碘摄入量不足有关
D.该患者促甲状腺激素水平正常,推断其下丘脑一垂体一甲状腺轴的负反馈调节正常
4.科学家在实验中观察到:阻断实验动物垂体与下丘脑之间的血液联系,可导致其生殖器官萎缩;若恢复垂体与下丘脑之间正常的血液联系,生殖器官的功能也恢复正常。下列叙述错误的是( )
A.该实验表明垂体的活动受下丘脑控制
B.该实验表明动物生殖器官的发育受垂体的直接控制
C.阻断垂体与下丘脑之间的血液联系,依据了实验变量控制中的“减法原理”
D.在繁殖季节发现鱼排卵量过少,可通过注射适量的垂体提取液促进鱼排卵
5.肠易激综合征(IBS)是临床最常见的胃肠病之一,患者会出现腹痛、排便次数增加等症状,相关机制如图所示。下列叙述错误的是( )
注:(+)表示促进,(-)表示抑制;CRH表示促肾上腺皮质激素释放激素;ACTH表示促肾上腺皮质激素。
A.多种促炎细胞因子和CORT在诱导IBS发病方面表现出协同作用
B.下丘脑分泌CRH最终引起肾上腺皮质分泌CORT的过程中具有明显的反馈调节机制
C.巨噬细胞是由造血干细胞增殖分化而来,具有吞噬消化、处理和呈递抗原的功能
D.IBS是内环境稳态失衡引起,可通过调节神经递质、激素及细胞因子水平来治疗
6.如图为人体激素的两种作用机制示意图。下列叙述不正确的是( )
A.激素可通过影响细胞中基因的表达过程从而调节生理活动
B.激素需要与受体特异性结合后才能被激活并催化细胞内的代谢活动
C.激素B口服后通常可以发挥作用,激素A通过注射作用效果较好
D.激素可通过血液循环运输到全身各处,但仅作用于有相应受体的细胞
1.阅读材料,回答下列有关动物生命活动调节的问题。
材料一 下丘脑—垂体—靶腺轴在激素分泌稳态中具有重要作用。长环反馈是指调节环路中终末靶腺或组织分泌的激素对上位腺体活动的反馈影响。短环反馈是指垂体分泌的激素对下丘脑分泌活动的反馈影响。而超短反馈则为下丘脑神经元活动受其自身分泌的调节肽的影响,如下丘脑神经元可调节自身受体的数量等。
(1)下丘脑、垂体和性腺之间存在的分层调控称为______________调节。
(2)图中B过程属于上述3种反馈类型中的___________________。当靶腺体为性腺且其分泌的性激素减少时,会使得C和D的反馈调节作用___________________(填“增强”或“减弱”)。
材料二 嗅觉的形成与僧帽细胞和颗粒细胞的相互作用有关。下图是电镜下僧帽细胞的树突与颗粒细胞芽球(树突)的模式图,在二者的邻近部位存在突触I和突触Ⅱ。僧帽细胞兴奋时会受到来自颗粒细胞的抑制,称为侧抑制。
(3)颗粒细胞芽球释放___________(填“兴奋性递质”、“抑制性递质”),与突触后膜上的______________结合,此时,突触后膜膜电位表现为___________________。
(4)僧帽细胞的树突受连续刺激,颗粒细胞芽球的放电频率将逐渐降低,说明突触传递相对容易发生疲劳,其原因可能与___________________有关。
2.褪黑素在动植物体内具有相似的合成途径。人体内的褪黑素是由内分泌腺松果体分泌的激素,其分泌的调节过程如下图所示。
(1)在人体中褪黑素具有调整睡眠的作用,其产生后到达靶器官的途径是____________。据检测,褪黑素白天分泌受抑制,晚上分泌活跃。推测褪黑素对睡眠的影响是____________。
(2)褪黑素还可以通过影响下丘脑-垂体-性腺轴发挥调节作用,强光处理20h的雄性大鼠会出现性早熟现象,经检测其体内睾酮(一种雄激素)含量异常升高,某研究小组认为可以通过注射外源性褪黑素来达到治疗性早熟的目的,并以幼龄雄性大鼠为材料进行实验验证,请完成以下实验步骤,并预期实验结果。
第一步:将若干幼龄雄性大鼠随机均分为A、B、C三组,A、B两组____________,C组不作处理。
第二步:____________,在相同且适宜的条件下饲养一段时间。
第三步:检测并记录A、B、C三组雄性大鼠体内睾酮含量。
预期实验结果:A、C两组小鼠体内睾酮含量大致相同,且明显____________(填“高于”或“低于”)B组。
(3)研究表明,褪黑素还能使淋巴细胞合成和释放某些免疫因子,使淋巴细胞数量增加,由以上可得出:人体内环境稳态的维持是____________调节网络共同调节的结果。
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