内容正文:
第2节
激素调节的过程
2019人教版.生物.选择性必修1
第3章 体液调节
问题探讨
马拉松比赛
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,全身的血量大约是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,你认为会导致血糖含量持续下降吗?
可能会略有下降,但不会持续下降,在正常范围内波动
(1mol葡萄糖=180g)
300g÷60min=5g/min
5L×6.1mmol/L=30.5mmol
=0.0305mol
×180g/mol=5.49g
÷5
=1.098min
5×3.9=19.5mmol=0.0195mol×180=3.51g÷5=0.702min
(1min左右)
血糖可以通过哪些途径得以提供呢?
血液中的糖,主要是 。
葡萄糖
一、激素调节的实例
一)、血糖平衡的调节
1.血糖的来源和去向(正常情况下)
血糖
(3.9~6.1mmol/L)
食物中的糖类
☆肝糖原☆
脂肪等非糖物质
消化、吸收
分解
转化
CO2+H2O+能量
氧化分解
合成
肝糖原、肌糖原
甘油三酯、某些氨基酸
转化
血糖来源
血糖去向
由于肌细胞中缺乏分解6-磷酸 的磷酸酯 ,肌糖原 直接分解成葡萄糖,必须先分解产生乳酸,经血液循环到肝脏,再在肝脏内转变为肝糖原或合成葡萄糖。
来源
血糖重要来源
胰岛素
胰高血糖素肾上腺素
葡萄糖
空腹
主要
酶
不能
3
一)血糖调节的实例
2.相关激素:
机体通过一些特定的激素来调节血糖的代谢速率,其中最主要的是 .
分泌
胰岛素
促进
抑制
血糖进入肝、肌肉合成 .
血糖进入 转变为甘油三酯等
血糖进入组织细胞 .
转化为葡萄糖
分解
胰岛B细胞
胰岛A细胞
胰高血糖素
分泌
非糖物质转变成葡萄糖
肝糖原分解成 进入血液
促进
升高血糖浓度
降低血糖浓度
胰高血糖素主要作用于 。
促进三去向, 抑制两来源
促进两来源
几乎全身细胞
血糖过高
血糖过低
促进组织细胞加速 。
胰岛素和胰高血糖素
氧化分解
肝糖原、肌糖原
摄取、利用、储存葡萄糖
脂肪组织
肝糖原
脂肪等非糖物质
葡萄糖
肝
血糖
(3.9~6.1mmol/L)
食物中的糖类
☆肝糖原☆
脂肪等非糖物质
消化、吸收
分解
转化
CO2+H2O+能量
氧化分解
合成
肝糖原、肌糖原
甘油三酯
转化
升高
细胞活动增强,分泌 .
抑制
促进
降低
细胞活动增强,分泌 .
促进
促进三个去向, 抑制两个来源
促进两个来源
3.血糖平衡调节机制
一)、血糖平衡的调节
调节
胰岛B
胰岛素
胰岛A
胰高血糖素
体液(激素)
5
① ___________、________、___________等,通过_______________或_______________________,______或_____地提高血糖浓度。
② ________是唯一能够降低血糖浓度的激素。
血糖升高
胰高血糖素和 。
血糖升高
肾上腺素、糖皮质激素、甲状腺激素
胰岛素
血糖降低
拮抗作用
协同作用
发挥着 的作用
发挥着 的作用
4.参与血糖平衡调节的其他激素
注意:P51【相关信息】
胰岛素
糖皮质激素
肾上腺素
甲状腺激素
调节有机物代谢
影响胰岛素的分泌和作用
直接
间接
③ 血糖的平衡还受到 的调节。例如,当血糖含量降低时,下丘脑的某个区域兴奋,通过 使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使得血糖含量 。另外,神经系统还通过控制甲状腺和 的分泌活动来调节血糖含量。
交感神经
调节
相同
相反
神经系统
上升
肾上腺
神经—体液
三多一少( )
5.关于尿糖与糖尿病相关知识
1型糖尿病
2型糖尿病
胰岛B细胞
功能减退
遗传、环境
……
胰岛素
分泌 .
①胰岛素作用效果差(主因):组织细胞对胰岛素的敏感性 ,可能与细胞膜上胰岛素 受损有关,导致胰岛素不能正常与受体结合。
②胰岛素分泌不足
遗传
环境
生活方式
……
主要症状:
多尿、多饮、多食、体重减少
葡萄糖的增加 了尿液中的渗透压,导致尿量增加带走了大量
的 ,排尿的同时也带走了能量,所以容易感到饥饿。
降低
受体
提高
水
减少
糖尿病
8
6.反馈调节
在一个系统中,系统本身工作的 ,反过来又作为 调节该系统的工作,这种调节方式叫作反馈调节。
①正反馈:加强并偏离静息水平,如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等。
②负反馈:偏离后纠正回归到静息水平,在生物体中更常见,如体温调节、血糖调节。
2)分类:
1)概念:
内环境稳态调节主要是 。
3)意义:
反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,它对于机体 具有重要意义。
效果
信息
负反馈
维持稳态
二)甲状腺激素分泌的分级调节
当我们在寒风中瑟瑟发抖时,身体内几乎所有细胞动员起来,共同抵御寒冷。起运动作用的是 ,甲状腺分泌的甲状腺激素在其中起重要作用。
核心问题:甲状腺激素的分泌是如何调节的呢?
甲状腺激素分泌量 ,
寒冷刺激
系统
几乎体内 ,
提高 速率,增加产热
神经冲动和激素
神经
增加
所有细胞
细胞代谢
p53?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。
一、激素调节的实例
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一)、甲状腺激素分泌的分级调节
思考·讨论:分析甲状腺激素分泌的调节
组别 实验处理 实验结果
甲状腺的形态 甲状腺激素分泌量
1 空白对照 正常 正常
2 摘除大鼠的垂体
3 摘除大鼠的垂体后注射垂体的提取物
萎缩
显著减少
部分恢复大小
部分恢复
1.在甲状腺激素的分泌中,垂体和甲状腺之间有何关系?
结论1:垂体中的某些物质可维持甲状腺的形态,促进甲状腺分泌甲状腺激素
垂体
甲状腺
TSH
(促甲状腺激素)
(+)
甲状腺激素
组别 实验处理 实验结果
(血液中TSH的水平)
1 空白对照 正常
2 向动物静脉注射下丘脑分泌的TRH
3 损毁动物下丘脑中分泌TRH的区域
4
明显升高
明显降低
向动物垂体注射微量的甲状腺激素
明显降低
一、甲状腺激素分泌的分级调节
思考·讨论:分析甲状腺激素分泌的调节
注意 TRH:促甲状腺激素释放激素
TSH:促甲状腺激素
TH:甲状腺激素
垂体
甲状腺
TSH
下丘脑
TRH
甲状腺激素
(+)
(+)
(-)
临床现象:甲状腺机能亢进时,血液中甲状腺激素水平升高,TSH水平降低;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。
进一步说明甲状腺激素能 TSH的分泌。
(-)
又有实验说明甲状腺激素能够降低TRH的分泌。
反馈调节
分级调节
降低
抑制
抑制
一、激素调节的实例
二)、甲状腺激素的分级调节
1.甲状腺激素的分泌
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
(-)
(-)
寒冷
(+)
细胞代谢
2.甲状腺分泌的调节机制
调节和 调节
分级
反馈
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3.分级调节
下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的 ,称为分级调节。
可以 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 。
分级调节的意义
二)、甲状腺激素分泌的分级调节
下丘脑
腺体(如甲状腺、
、 )
垂体
分泌
促+腺体激素名称
+释放激素
分泌
促+腺体名称
+激素
性腺
肾上腺皮质
分层调控
放大
稳态
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1.通过体液进行运输
2.作用于 。
内分泌腺 导管,内分泌细胞产生的激素弥散到 中,随血液流到全身,传递着各种信息。
(1)激素通过与靶细胞上的 相互识别,并发生特异性结合实现的。
(2)不同激素作用的靶器官可能 。
(3)激素作用于靶器官、靶细胞,并
不是指只运输到靶器官、靶细胞,而是运
到 。
二、、激素调节的特点
激素分子
受体
没有
体液
特异性受体
相同
靶器官、靶细胞
全身各处
不同动物激素相应受体的位置
2.作用于靶器官、靶细胞
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产生部位 激素名称 作用部位
促xx激素释放激素
促xx激素
甲状腺激素
胰岛素
胰高血糖素
生长激素
抗利尿激素
垂体
甲状腺/性腺肾上腺皮质
几乎全身组织细胞
几乎全身细胞
主要作用于肝脏细胞
几乎全身细胞
肾小管、集合管
下丘脑
垂体
甲状腺
胰岛B细胞
胰岛A细胞
垂体
下丘脑
几种常见激素的产生部位及作用部位(细胞)
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3.作为信使传递信息
激素的作用方式,犹如 将信息从 传递给 ,引起靶细胞发生一系列的 。
信使
内分泌细胞
靶细胞
代谢变化
【问题】激素能持续作用吗?
不能
激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了。
为了维持激素含量的 ,体内需要源源不断地产生激素。
二、激素调节的特点
动态平衡
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4.微量和高效
在正常生理状态下,血液中激素浓度都很低,一般10-12-10-9mol/L,虽然激素含量甚微,但其作用效果________,因此激素是人和动物体内微量、高效的生物活性物质。
极其显著
一旦体内激素含量偏离了生理范围,就会严重影响机体机能。临床上常通过 来检测疾病。
二、激素调节的特点
测定血液中激素含量
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二、激素调节的特点
激素分子
受体
激素是 ;
既不 ;
又不 ;
也不 ;
使 发生变化。
调节生命活动的信息分子
组成细胞结构
提供能量
起催化作用
靶细胞原有的生理活动
激素直接参与细胞内的许多代谢活动( )
×
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1.以下关于胰岛素、甲状腺激素作用特点的叙述,错误的是( )
A.需借助体液运输
B.发挥作用后立即失活
C.在代谢时发挥催化作用
D.作用于特定的细胞、器官
C
一、概念检测
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2.机体内各种激素彼此关联,相互影响, 共同参与调节同一生理功能。下列对激素间相互关系的描述,正确的是( )
A.胰岛素与胰高血糖素都对血糖的稳定起作用,二者为协同关系
B.胰岛素可降低血糖,肾上腺素可使血糖升高,二者作用相抗衡
C.雌激素和雄激素都抑制垂体分泌促性腺激素,二者为协同关系
D.生长激素可促进生长,甲状腺激素可促进发育,二者作用相抗衡
B
一、概念检测
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3.右上图曲线表示某人从早餐开始到12时血糖浓度的变化情况,请识图并结合自己的生活实际,分析曲线变化的具体原因(说明血糖的来源或去向,以及相关激素的作用)。
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,刺激胰岛B细胞分泌胰岛素增强,胰岛素水平上升,促进血糖的利用和转变成糖原等物质,使血糖浓度下降。随着血糖浓度降低,胰岛A细胞的活动增强,分泌胰高血糖素增加,促进肝糖原分解和其他物质转变成葡萄糖进入血液,使血糖浓度恢复到正常水平。
一、概念检测
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1.甲状腺癌患者切除甲状腺后,其下丘脑分泌的TRH还 有 作用吗?
其垂体分泌的TSH呢?
为什么这样的患者要终生服用甲状腺激素类药物?
因甲状腺激素对机体代谢和生长发育等具有重要的调节作用,故切除甲状腺后需要终生服用甲状腺激素类药物。
二、拓展应用
还有作用,因为TRH的靶器官是垂体
失去甲状腺激素对垂体分泌TSH的抑制作用,TSH水平会升高;
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二、拓展应用
2.假设你是一位工程师,要为胰岛素分泌不足的糖尿病患者设计一个随身携带的“人工胰岛”(已有这类产品),请写出你的设计思想,指出需要解决的主要问题。
设计思想:
结合实时血糖监测与闭环胰岛素输注系统,实现血糖动态平衡。
主要问题:
实时血糖监测的精度与延迟;胰岛素输注算法的稳定性(如避免低血糖);装置的便携性、能源供应与安全性;胰岛素储存的稳定性与输注管路防感染。
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课堂小结
甲状腺萎缩,
甲状腺激素显著减少
再注射垂体提取物
部分地恢复甲状腺大小
可增加垂体
分泌TSH的量
向垂体中注射微量的甲状腺激素
血液中TSH水平会明显降低
损毁下丘脑分泌TRH的区域
静脉注射下丘脑分泌的TRH
摘除大鼠垂体
减法原理
加法原理
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?
分析甲状腺激素分泌的分级调节
减法原理
加法原理
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分泌细胞
分泌细胞
激素分子
靶细胞
靶细胞
通过体液进行运输:
作用于靶器官、靶细胞:
作为信使传递信息:
微量和高效:
内分泌腺没有导管。激素随血液流到全身,传递各种信息。
(1)激素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。
(2)不同激素作用的靶器官可能相同。
(3)激素作用于靶器官、靶细胞,并不是指运输到靶器官、靶细胞,而是运往到全身各处。
一、激素调节的特点
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项目 动物激素 酶 神经递质
化学本质 蛋白质类或多肽类、氨基酸衍生物类、
固醇类 蛋白质或RNA 主要是小分子化合物
产生部位 内分泌腺(或细胞) 活细胞 神经元
作用 调节 催化 使突触后膜产生兴奋或抑制
作用部位 靶细胞、靶器官 细胞内外 突触后膜
作用后
去向 被灭活 数量和性质
不变 被分解或转移
☞酶是活细胞产生的(除哺乳动物成熟红细胞),激素是一些特殊细胞产生的,
能产生激素的细胞也能产生酶,但能产生酶的细胞不一定能产生激素。
比较动物激素、酶、神经递质
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课堂小结
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