内容正文:
玩转生物学
长跑背后的
“调控网络”
——激素调节维持机体稳态的奥秘
人教版选择性必修 1《稳态与调节》
第一章人体内环境与稳态
第二节
激素调节的过程
激素信号穿梭体液,精密调控机体的动态平衡。
情境任务优质备课系列
素养阐释
01
02
03
结合长跑实例,建立稳态与平衡观,理解激素作为信息分子调控机体生命活动。
构建血糖、甲状腺激素调节模型,区分分级调节、负反馈调节,辨析激素的拮抗与协同作用。
结合长跑运动真实情境,尝试对血糖波动现象作出分析解释,训练运用课本知识分析真实生命现象的探究能力。
04
结合甲亢、糖尿病实例认识激素异常的危害,运用激素调节知识辨别生活相关健康说法,形成健康生活理念。
情境导入
马拉松运动员每小时消耗300g糖类,血液中葡萄糖总量有限,但长跑中血糖依然维持3.9‑6.1mmol/L;长跑环境气温较低,运动员身体产热增加。
情境导入
1. 长跑大量消耗葡萄糖,为什么血糖不会持续暴跌?
2. 寒冷环境下,身体如何提升代谢产热?
本节将解析马拉松运动员的激素调节,构建激素调节的完整模型
奔跑时人体的血糖 如何稳住?
——解析血糖稳态的激素调节
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
来源
去路
血糖
任务小结
学会了吗
【任务1】解析长跑中血糖稳态的激素调节
任
务
探
究
马拉松运动员奔跑,消耗大量葡萄糖,血糖发生波动,机体依靠激素维持血糖稳定。
小任务1-1:梳理血糖的来源和去路(阅读教材P50-51)
1. 阅读教材构建血糖来源去路概念图。
2. 小组讨论:如果只靠血液里的葡萄糖,运动员可以跑多久?为什么长跑时血糖不会大幅下降?
小任务1-2:分析胰岛分泌的两种激素的作用
1. 阅读教材,区分胰岛A细胞、胰岛B细胞分泌的激素;说出胰岛素、胰高血糖素的生理作用。
2. 思考:胰岛素与升胰高血糖素、肾上腺素对血糖调节作用的关系。
小任务1-3:构建血糖调节动态模型,理解负反馈调节
1.血糖升高时,机体如何调节? 血糖降低时,机体如何调节?
2. 学生用箭头构建调节模型;
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
1.构建血糖来源和去路模型
(1)血糖:
血液中的糖称为血糖,其主要是葡萄糖。
(2)血糖的的来源和去路:
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
【思考1】血糖主要的来源和去向?
【思考2】糖原都能分解为血糖吗?
【思考3】血糖转化为的氨基酸是哪一类氨基酸?
【思考4】血糖在哪些细胞转变为非糖物质?
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
教材P50问题探讨:
马拉松长跑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,全身的血量大约为5L。
【思考】如果只靠血液里的葡萄糖,运动员可以跑多久?为什么长跑时血糖不会大幅下降?
葡萄糖的质量是180 mg/mmol ,正常人血液中葡萄糖为3.51-5.49g,
0.7-1.1min
300g÷60min=5g/min。
正常人的血糖含量为 mmol/L,
3.9~6.1
任务小结
学会了吗
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任
务
探
究
特别强调:
①血糖的主要来源是_____________________________________;
空腹时血糖的主要来源是__________________________________;
②血糖的主要去向是_____________________________,发生的具体场所是_____________________;
③由于肌肉细胞中缺乏分解6-磷酸葡萄糖的磷酸酯酶,肌糖原不能直接分解成葡萄糖,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 合成成葡萄糖,因此葡萄糖能合成_________________,但是只有________可以转化为葡萄糖;
④当长时间不进食时,血糖首先从肝糖原的分解得到补充,当肝糖原耗尽时,从________等非糖物质的转化得到补充;
⑤葡萄糖也可以转变为非糖物质,例如氨基酸,这里的氨基酸属于______________。
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
被组织细胞摄取,氧化分解
细胞质基质、线粒体
肝糖原和肌糖原
肝糖原
脂肪酸
非必需氨基酸
任务小结
学会了吗
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任
务
探
究
资料1: 对禁食24小时的小鼠(25g左右)腹腔注射2单位的胰岛素后小鼠会出现低血糖并发展为休克,遂将上述小鼠出现低血糖症状时立即腹腔注射1mL50%的葡萄糖溶液,可以观察其症状得到缓解和消失。
资料2:严重的低血糖会造成机体损伤以及暂时或持久的神经系统的损害,甚至可引起脑水肿和死亡。对血糖低于2.8mmoL/L的患者可以口服葡萄糖进行治疗,也可以皮下注射胰高血糖素进行治疗。
资料1、2分别说明什么?
胰岛素具有降低血糖的作用,胰高血糖素具有升高血糖的作用。
任务小结
学会了吗
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任
务
探
究
2.调节血糖的相关激素
胰腺
胰岛
胰岛A细胞
(分泌胰高血糖岛素)
胰岛B细胞(分泌胰岛素)
散布着胰岛
机体是通过一些特定的激素来调节血糖代谢速率的,其中最主要的是胰岛分泌的胰高血糖素和胰岛素。
任务小结
学会了吗
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任
务
探
究
教材P51相关信息
人体内有多种激素参与调节血糖浓度,如糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等,它们通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用,直接或间接地提高血糖浓度。胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。
2.调节血糖的相关激素
任务小结
学会了吗
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任
务
探
究
3. 胰岛素和胰高血糖素的生理功能:
阅读教材P50-51,找出两种激素作用途径,并在血糖来源和去路模型图上用文字和箭头表示
食物中的糖类
肝糖原
脂肪酸等非糖物质
正常血糖水平
3.9~6.1mmol/L
CO2+H2O+能量
肝糖原、肌糖原
甘油三酯
消化吸收
分解
转化
氧化分解
合成
转化
来源
去路
升高
降低
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
促进
促进
抑制
任务小结
学会了吗
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任
务
探
究
激素名称 分泌部位 作用途径 效果
抑制 分解和 转化为葡萄糖;
促进 ,
. 降低血糖
促进 分解和 转化为葡萄糖 升高血糖
肾上腺素 肾上腺(髓质)
肝糖原
组织细胞加速细胞摄取利用和储存葡萄糖
非糖物质
非糖物质
肝糖原
胰岛B细胞
胰岛A细胞
胰岛素
胰高血糖素
3. 胰岛素和胰高血糖素的生理功能:
任务小结
学会了吗
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任
务
探
究
4.激素在血糖平衡调节中的作用过程(激素调节)
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
在血糖平衡调节的过程中只有激素作用吗?
会受神经系统的影响吗?
直接
+
下丘脑
直接
+
胰岛B细胞
某一区域
另一区域
血糖低
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
抑制
肝糖原的分解
非糖物质转化
促进
胰岛素
非糖物质转化
肝糖原分解
血糖升高
趋于正常
去
路
来
源
传入神经
交感神经
肾上腺(髓质)
肾上腺素
副交感神经
传入神经
血糖高
血糖降低
趋于正常
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任务小结
任
务
探
究
学会了吗
5.构建血糖平衡神经—体液调节的模型
任务小结
学会了吗
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任
务
探
究
①血糖平衡的调节机制为 调节,神经中枢在 。血糖调节中的反射活动均为 反射。
②胰岛A(或B)细胞可直接感知 的变化,也可接受有关
的控制。而肾上腺只接受有关 的控制。
③胰高血糖素能 (促进/抑制)胰岛B细胞活动,使胰岛素的分泌 ;
胰岛素能 (促进/抑制)胰岛A细胞的活动,使胰高血糖素的分泌 。
注 意
神经—体液
下丘脑
非条件
血糖含量
神经
神经
促进
增多
抑制
减少
5.构建血糖平衡神经—体液调节的模型
任务小结
学会了吗
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任
务
探
究
6.反馈调节
下图为人体饭后血糖、胰高血糖素、胰岛素三者之间的变化关系图:
血糖水平升高
胰岛素
分泌增加
血糖水平降低
胰高血糖素分泌增加
根据右图完善胰岛素和胰高血糖素的调节模型?
任务小结
学会了吗
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任
务
探
究
6.分析反馈调节的定义、类型及意义
(1)定义:
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,这种调节方式叫作反馈调节。
(2)类型
如分娩、排尿排便、血液凝固、河流的重度污染等。
正反馈:
负反馈:
偏离后纠正回到静息水平,如体温调节、血糖调节。
(3)意义:生命系统中非常普遍的调节机制,对机体维持稳态具有重要意义。
任务小结
学会了吗
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任
务
探
究
据下图思考:影响胰岛素分泌的因素?
(1)血糖浓度----高浓度,即a途径(主要途径) 葡萄糖与胰岛B细胞上的特异性受体结合。
(2)神经调节----下丘脑传出神经,即b途径,神经递质与相应受体结合
(3)胰高血糖素,即c途径 ,胰高血糖素与相应受体结合
任务小结
学会了吗
【任务1】以血糖平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制
任
务
探
究
据下图思考:影响胰高血糖素分泌的因素?
(1)血糖浓度----低浓度,即f途径(主要途径) 葡萄糖与胰岛A细胞上的特异性受体结合。
(2)神经调节----下丘脑传出神经,即e途径,神经递质与相应受体结合
(3)胰岛素,即e途径 ,胰岛素与相应受体结合
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
与社会的联系
——糖尿病
正常血糖浓度:空腹血糖浓度3.9~6.1mmol/L
低血糖:空腹血糖浓度低于2.8mmol/L
出现饥饿、乏力、头晕等,严重可出现昏迷和死亡
高血糖:空腹血糖浓度高于7.2 mmol/L
空腹血糖浓度大于8.9 mmol/L时出现尿糖
长期血糖偏高会出现多种糖尿病并发症
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
与社会的联系
——糖尿病
糖尿病的病因及治疗、预防
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
糖尿病可以分为I型糖尿病和Ⅱ型糖尿病
与社会的联系
——糖尿病
I型糖尿病:
Ⅱ型糖尿病:
胰岛B细胞
功能减退
遗传
环境
胰岛素
分泌不足
组织细胞对胰岛素的敏感性下降
遗传
环境
生活方式
饮食
运动
“三多少”
多饮
多食
体重减少
1.特点:
2.类型:
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
糖尿病可以分为I型糖尿病和Ⅱ型糖尿病
与社会的联系
——糖尿病
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型糖尿病的发病原因:
胰岛功能减退,分泌胰岛素减少所致,通常在青少年时期发病。
2型糖尿病的发病原因:
与遗传、环境、生活方式密切相关, 比较常见,确切的发病机理目前不明确。如: 胰岛素受体减少→细胞对胰岛素敏感度下降。
1. 糖尿病的类型及发病原因:
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
与社会的联系
——糖尿病
【思考】观察下图,请你分析糖尿病人“多尿”的原因?
不一定,如一次性吃糖过多或肾小管重吸收障碍时均可导致尿液中葡萄糖含量高。
【思考】尿液中葡萄糖含量高一定是糖尿病吗?
血糖升高,会导致原尿中葡萄糖浓度升高,渗透压增大,肾小管和集合管对水的重吸收减少,尿量增多,因此会出现多尿现象。
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
与社会的联系
——糖尿病
2. 糖尿病的症状:“三多一少”(多尿、多饮、多食、体重减少)
葡萄糖随尿液排出
血糖进入组织细胞氧化分解受阻
3.青少年要注意:
控制饮食
多运动
任务
1
小结
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
1. 血糖平衡依靠来源和去路动态平衡;胰岛素(降血糖)、胰高血糖素(升血糖)拮抗调节。
2. 血糖调节存在负反馈调节,使血糖维持在正常范围;激素调节可以快速纠正内环境的偏离。
血糖调节的过程
血糖的来源和去向
糖尿病
血糖平衡调节
调节方式
参与激素
调节机制
学会了吗?
任
务
探
究
任务小结
学会了吗
1.(25-26高二下·贵州安顺·期末)2026年5月,安顺马拉松比赛过程中,运动员体内血糖浓度一般会随着比赛进程的不同出现“先短暂升高,后逐渐下降,最后保持相对稳定”的动态变化。下列叙述正确的是( )
A.血糖升高时交感神经兴奋促进胰岛素分泌
B.血糖降低时胰岛A细胞分泌胰高血糖素增加
C.血糖升高时下丘脑兴奋促进垂体分泌甲状腺激素
D.血糖降低时肌糖原分解为葡萄糖补充血糖含量
B
学会了吗?
任
务
探
究
任务小结
学会了吗
2.(26-27高三上·河北石家庄·开学考试)某登山运动员在攀登高海拔雪山时,随着海拔升高,空气稀薄,机体出现呼吸加深加快、心跳加速等生理反应。到达营地后,运动员适量饮用高渗葡萄糖溶液以补充能量。下列分析错误的是( )
A.高海拔环境下,机体通过增加血浆中血红蛋白的含量来提高O2运输效率
B.运动员体内CO2浓度升高时,CO2通过刺激相关感受器,将信号传导至脑干,引起呼吸加深加快
C.骨骼肌细胞无氧呼吸产生的乳酸进入血浆后,可与血浆中的HCO3-反应,使血浆pH保持相对稳定
D.饮用高渗葡萄糖溶液后,血糖浓度升高,刺激胰岛B细胞分泌胰岛素增加
A
学会了吗?
任
务
探
究
任务小结
学会了吗
3.(25-26高二下·湖南长沙·期末)人体血糖稳态存在双重调节机制:进食后血糖升高,胰岛 B 细胞分泌胰岛素,促进组织摄取、利用、储存葡萄糖;饥饿时血糖降低,胰岛 A 细胞、肾上腺分泌激素,促进肝糖原分解、非糖物质转化。长期高糖饮食会导致胰岛素抵抗,靶细胞对胰岛素敏感性下降。下列分析错误的是( )
A.胰岛素是唯一降低血糖的激素
B.胰岛素抵抗患者血糖居高不下,胰岛素分泌量偏高
C.胰高血糖素可促进肌糖原分解升高血糖
D.血糖调节存在负反馈调节,维持稳态平衡
C
寒冷时身体 如何抵御寒冷?
——分析甲状腺激素的分级调节
任务小结
学会了吗
【任务2】以甲状腺激素分泌调节为例,说明激素分级调节机制及其意义
任
务
探
究
马拉松长跑环境气温低,身体内几乎所有细胞动员起来,共同抵御寒冷。
寒冷中,身体内起员作用的是神经冲动和激素。
甲状腺分泌的甲状腺激素起重要作用。甲状腺激素随血液运到全身,几乎作用于体内所有细胞。提高细胞代谢的速率,使机体产生更多的热量。
甲状腺激素的分泌是如何调节的呢?
任务小结
学会了吗
【任务2】以甲状腺激素分泌调节为例,说明激素分级调节机制及其意义
任
务
探
究
小任务2-1:分析教材“思考·讨论”实验资料分析实验结果,思考:
1.下丘脑分泌什么激素作用垂体?
2.垂体分泌什么激素作用甲状腺?
3.甲状腺激素反过来对下丘脑、垂体有什么作用?
小任务2-2:建构甲状腺激素分级调节模型
1.学生绘制甲状腺激素流程图:
2. 重点分析负反馈调节:甲状腺激素含量升高,抑制下丘脑、垂体分泌相关激素,防止甲状腺激素过高。
3. 分级调节有什么意义?(放大激素效应,实现精细调控)
小任务2-3:对比分级调节与反馈调节
辨析:分级调节是逐级放大;负反馈调节是维持激素水平稳定,二者共同维持甲状腺激素稳态。
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
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
甲状腺结构 甲状腺激素分泌量
1 对照组 正常
2 摘除大鼠的垂体
3
该实验说明:___________________________________________________
___________。
正常
萎缩
显著降低
摘除大鼠的垂体后
再注射垂体提取物
部分地恢复甲状腺大小
部分恢复
垂体能分泌某种化学物质,促进甲状腺的生长发育和分泌
甲状腺激素
阅读教材“思考·讨论:分析甲状腺激素分泌的调节,梳理实验,并得出结论。
(1)实验一:探究垂体对甲状腺的影响
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
思考•讨论
分析甲状腺激素分泌的调节
(2)实验二:探究TRH、TSH、甲状腺激素三者间的关系
组别 实验处理 实验结果(TSH水平)
1 对照组 正常
2
3 损毁动物下丘脑中分泌TRH的区域
4
①1~3组实验说明: 。
②1、4组实验说明: 。
向动物静脉注射下丘脑分泌的TRH
明显升高
明显降低
向动物垂体中注射微量甲状腺激素
明显降低
下丘脑分泌的TRH能促进垂体分泌TSH
甲状腺激素能抑制垂体分泌TSH
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
思考•讨论
分析甲状腺激素分泌的调节
(3)临床观察
组别 观察指标(甲状腺激素水平) 观察指标(TSH水平)
甲状腺机能亢进
甲状腺功能减退
结果说明: 。
升高
降低
下降
升高
甲状腺激素能够抑制TSH的分泌
(4)科学家已经证实:
甲状腺激素含量增加到一定程度时,也会抑制下丘脑分泌TRH。
综上所述,下丘脑、垂体、甲状腺三者之间在激素分泌上有何关系?
任务小结
学会了吗
【任务2】以甲状腺激素分泌调节为例,说明激素分级调节机制及其意义
任
务
探
究
(1)结构:A. 、B. 、C. 。
(2)物质(激素):a. 、b. 。
(3)作用:Ⅰ. 、Ⅱ. 。(促进/抑制)
(4)过程:甲. 调节、乙. 调节。(分级/反馈)
下丘脑
垂体
甲状腺
促甲状腺激素释放激素
促甲状腺激素
促进
抑制
分级
反馈
1.甲状腺激素分泌的调节
任务小结
学会了吗
【任务2】以甲状腺激素分泌调节为例,说明激素分级调节机制及其意义
任
务
探
究
①下丘脑调节垂体活动,垂体又调节甲状腺活动,这种调节方式叫做
调节。
②血液中甲状腺激素的含量变化会反过去影响 和 的活动,这种调节方式叫做 调节。
分级
反馈
下丘脑
垂体
1.甲状腺激素分泌的调节
任务小结
学会了吗
【任务2】以甲状腺激素分泌调节为例,说明激素分级调节机制及其意义
任
务
探
究
1.甲状腺激素分泌的调节
当血液中甲状腺激素含量增加到一定程度时,对下丘脑和垂体的 作用增强,它们的活动减弱,相应激素的分泌量 ,进而使甲状腺激素的分泌 。小动物的甲状腺被切除后短期内血液中促甲状腺激素释放激素的含量会 ,促甲状腺激素的含量会 。
抑制
减少
减少
增多
增多
(神经中枢)
分泌
甲状腺激素
神经冲动
下丘脑
分泌
TRH
垂体
促进
分泌
TSH
促进
甲状腺
促进代谢等
负反馈
负反馈
分级调节
任务小结
学会了吗
【任务2】以甲状腺激素分泌调节为例,说明激素分级调节机制及其意义
任
务
探
究
1.甲状腺激素分泌的调节
甲状腺
下丘脑
垂 体
分级调节
下丘脑
垂 体
甲状腺
寒冷刺激
促甲状腺激素释放激素(TRH)
促甲状腺激素(TSH)
甲状腺激素
促进
促进
抑制
抑制
细胞代谢(增加产热,抵御寒冷)
促进
大脑皮层
反馈调节
任务小结
学会了吗
【任务2】以甲状腺激素分泌调节为例,说明激素分级调节机制及其意义
任
务
探
究
2.总结分级调节的概念、类型及意义
下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控。
(2)类型:
(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。
下丘脑-垂体-甲状腺轴
下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴
下丘脑-垂体-性腺轴
(1)类型:
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
促性腺激素
靶 腺 体
甲状腺激素
性激素
醛固酮、
皮质醇等
促肾上腺皮质激素
任务小结
学会了吗
【任务2】以甲状腺激素分泌调节为例,说明激素分级调节机制及其意义
任
务
探
究
【思考1】缺碘为何会导致“大脖子”病(地方性甲状腺肿)?
下丘脑
促甲状腺激素释放激素(TRH)
垂 体
促甲状腺激素(TSH)
甲状腺
甲状腺激素
促进
促进
-
-
缺碘
不足
抑制减弱
抑制减弱
增多
增多
过度增生
如何预防和治疗?
对于缺碘地区,要选择含碘食盐,对于患病较重的需要手术治疗。
任务小结
学会了吗
【任务2】以甲状腺激素分泌调节为例,说明激素分级调节机制及其意义
任
务
探
究
【思考2】甲亢、甲减病例促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素与正常人相比有啥不同?会有哪些临床症状?
甲亢:促甲状腺激素释放激素降低、促甲状腺激素显著降低。
甲减:促甲状腺激素释放激素升高、促甲状腺激素明显升高。
• 甲亢:怕热多食、体重骤降、心慌手抖、烦躁易怒、突眼
• 甲减:怕冷少食、体重增加、乏力嗜睡、反应迟钝、黏液性水肿
任务小结
学会了吗
【任务2】以甲状腺激素分泌调节为例,说明激素分级调节机制及其意义
任
务
探
究
【思考3】经常服用类固醇兴奋剂会有哪些风险?
外源
雄性激素
减少
萎缩
减少
减少
有些运动员服用人工合成的睾酮衍生物来促进肌肉生长、增强肌肉力量,提高比赛成绩。
尽管兴奋剂能够提高运动成绩,但科学研究证明,使用兴奋剂会对人的身心健康产生许多直接危害,应用外源性睾酮衍生物6个月,可以导致精子生成量减少,甚至使一些运动员不育。出现严重的性格变化、产生药物依赖性、导致细胞和器官功能异常、产生过敏反应、损害免疫力,容易引起各种感染、提前衰老等,特别令人担心的是,许多有害作用是在数年之后才表现出来。
方法技巧
下图为甲状腺激素分泌的分级调节图①②③表示激素,abc表示腺体,写出其名称
①________________________
②________________________
③________________________
a________________b________________c________________
甲状腺激素
甲状腺
促甲状腺激素
垂体
促甲状腺激素释放激素
下丘脑
解题思路:
先找负反馈的起点——甲状腺激素,再顺着下丘脑-垂体-甲状腺轴反推回去
任务
2
小结
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
1. 甲状腺激素分泌存在分级调节(下丘脑‑垂体‑甲状腺轴),实现信号逐级放大;
2. 同时存在负反馈调节,甲状腺激素反过来抑制上游腺体,防止激素过量;
3. 分级调节+负反馈调节共同维持激素水平相对稳定,是内分泌系统重要调节模式。
甲状腺激素分泌的分级调节
调节方式
参与激素
调节机制
学会了吗?
任
务
探
究
任务小结
学会了吗
1.(2026·北京大兴·三模)每年的5月15日是我国“防治碘缺乏病日”。下列关于碘的叙述,错误的是( )
A.碘是机体必需的微量元素,但由于人体不能合成碘,所以必须从膳食环境中获得
B.除了大海这个天然碘库外,我国大部分土壤、岩石和饮用水中碘的含量都很低
C.碘是合成甲状腺激素的必需原料,碘缺乏会影响儿童的大脑发育和认知功能
D.长期高碘饮食可能抑制甲状腺激素的合成,导致促甲状腺激素分泌减少
D
学会了吗?
任
务
探
究
任务小结
学会了吗
2.(24-25高二上·安徽合肥·阶段检测)下图所示概念模型可以用来解释一些生物学现象。下列分析错误的是( )
A.若模型为反射弧,则至少有两个神经元,且兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导
B.若模型中字母代表内分泌腺,当血液中C分泌的激素含量较高时可抑制过程①②
C.若模型中②为TSH,切除B后,TRH分泌增多,甲状腺激素分泌减少
D.若模型中B代表神经中枢,切断①处后,刺激②处,C会出现反应,这属于反射活动
D
学会了吗?
任
务
探
究
任务小结
学会了吗
3.(25-26高二下·浙江金华·期末)为研究甲状腺激素分泌的调控机制,某同学给大鼠注射抗促甲状腺激素血清后,测定其血液中相关激素的含量并进行分析。下列叙述正确的是( )
A.促甲状腺激素释放激素含量降低
B.垂体分泌促甲状腺激素的功能减弱
C.甲状腺激素对下丘脑的负反馈作用减弱
D.机体通过下丘脑—神经垂体—甲状腺调控轴分级调节甲状腺激素的分泌
C
激素调节
有何特点?
——归纳激素调节的共同规律
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
同学们阅读教材P54-55,请思考下列问题
1.概括激素调节的特点?
1.临床上为什么通过抽取血样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、靶细胞的直接原因和根本原因是什么?
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
激素能定向运输吗?
临床上为什么通过抽取血样检测内分泌系统中激素的水平?
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,因此激素不能定向运输。
内分泌腺没有导管,内分泌细胞产生的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递各种信息。因此,临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平。
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
(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、靶细胞的直接原因和根本原因是什么?
不一定;激素只能作用于靶器官或靶细胞
靶细胞膜上或膜内有与相应激素特异性结合的受体(直接原因);
与相应激素结合的受体基因,只在靶细胞内特异性表达(根本原因)。
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
1.概括激素调节的特点
【思考】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
(1)通过体液运输
内分泌腺 (有/没有)导管,分泌的激素 到体液中,随 流到 ,传递各种信息,起 作用。
没有
弥散
血液
全身
调节
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
1.概括激素调节的特点
(2)作用于靶器官、靶细胞
能被 作用的器官、细胞就是该激素的 。激素选择靶细胞,是通过与靶细胞上的 相互识别,并发生特异性结合实现的。
特定激素
靶器官、靶细胞
【思考】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;
不一定;激素只能作用于靶器官或靶细胞
【思考】激素运输到全身各处,是不是对所有细胞都能起作用?
特异性受体
受体都在细胞膜上吗?
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
非固醇类激素的受体在细胞膜上
图1:肾上腺素对肝细胞的作用
图2:类固醇激素的作用机制
固醇类激素的受体在细胞膜内
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
几种常见激素的产生部位和作用靶细胞
激素名称 产生部位 靶细胞(受体)
促……激素释放激素
促甲状腺激素
促性腺激素
促肾上腺皮质激素
生长激素
甲状腺激素
胰岛素
胰高血糖素
下丘脑
垂体
垂体
甲状腺
胰岛B细胞
胰岛A细胞
垂体
甲状腺
性腺
肾上腺皮质
全身各细胞
全身各细胞
全身各细胞
主要是肝细胞
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
1.概括激素调节的特点
(2)作用于靶器官、靶细胞
【思考】为什么激素只能作用于特定的靶器官或靶细胞?
激素选择靶细胞,是通过与______________________________,并发生___________实现的;
靶细胞上特异性受体相互识别
特异性结合
【思考】激素只能作用于靶器官靶细胞的直接原因和根本原因是什么?
激素只能作用于靶器官靶细胞的直接原因:
靶细胞膜上或膜内有与相应激素特异性结合的受体
激素只能作用于靶器官靶细胞的根本原因:
与相应激素结合的受体的基因,只在靶细胞内特异性表达
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
1.概括激素调节的特点
(3)作为信使传递信息。
激素是信息分子、有机分子,传递各种信息。
【思考】
激素能持续作用吗?
激素的去向是什么?
判断:激素一经靶细胞接受后就失活( )
为什么体内需要源源不断地产生激素?
不能
激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了
×
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动态平衡,体内需要源源不断地产生激素
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
1.概括激素调节的特点
nmol/L
nmol/L
mIU/L
pmol/L
pmol/L
(4)微量、高效
【思考】激素含量甚微,这个对于临床应用有什么指导意义?
临床上常常通过测定血液中激素含量来检测疾病;
①激素通过体液(血液循环)进行运输
②一旦体内激素含量偏离了生理范围,就会严重影响机体机能;
【思考】为什么能通过抽取血样测定血液中激素的含量来检测疾病?
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
1.概括激素调节的特点
③作为信使传递信息
②作用于靶器官、靶细胞
①通过体液运输
④微量、高效
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
用一个词概括激素的功能?
调节
激素的功能(三不一变)
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
判断:激素直接参与细胞内的许多代谢活动( )
×
(1)协同作用:不同激素对同一生理效应起增强效应的作用。
(2)抗衡作用:不同激素对同一生理效应发挥相反的作用。
协同作用
生长激素
甲状腺激素
肾上腺素
胰高血糖素
调节生长发育
增加产热
升高血糖
抗衡作用
胰高血糖素
胰岛素
升高血糖
降低血糖
三
2. 激素之间的关系:
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
任务小结
学会了吗
任务小结
学会了吗
【任务3】概括激素调节的特点,分析激素调节的原理及相互作用
任
务
探
究
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。有人说激素是调节生命活动的信息分子,你赞成这一说法吗?
知识归纳
动物激素、酶、神经递质的比较
项目 动物激素 酶 神经递质
不
同
点 来源
化学本质
作用部位
发挥作用
后去路
相同点
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
蛋白质类、氨基酸衍生物类、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
被灭活
不改变
被降解或回收
①都有生物活性;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
突触后膜上的受体
多种多样,大多为小分子
知识拓展
分析激素调节的作用机理
(1)肾上腺素促进肝糖原的分解进而升高血糖,请观察下图思考该过程是如何实现的?
当肾上腺素与肝细胞膜上的肾上腺素的受体蛋白结合时,GTP与G蛋白结合,使腺苷酸环化酶结构发生变化,催化ATP水解为cAMP,cAMP激活蛋白激酶-A,进而激活磷酸酶,催化糖原水解为葡萄糖。
(2)类固醇激素(如性激素、肾上腺皮质激素)很容易穿过细胞膜,其信号受体在细胞质或细胞核中,它发挥作用的机制是怎样的呢?
类固醇激素穿过细胞膜,和受体结合后,连接到DNA上,调控基因的转录,诱导相关蛋白质的合成(例如某些酶)。
(3)胰岛素在维持血糖平衡中起重要作用。与胰岛素作用相抗衡的激素是_________________________________(至少填两种)。
肾上腺素、糖皮质激素、甲状腺激素
知识拓展
分析激素调节的作用机理
任务
3
小结
任务小结
学会了吗
任
务
探
究
1. 激素调节四大特点,激素只传递信息,不直接参与代谢;
2. 多种激素共同调节生命活动,存在抗衡、协同关系;
激素调节
的特点
作为信使传递信息
微量、高效
作用于靶器官、靶细胞
通过体液进行运输
激素既不组成细胞结构,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。
学会了吗?
任
务
探
究
任务小结
学会了吗
1.(2026·广东·高考真题)研究表明,运动可促进骨骼肌细胞释放肌因子(一类蛋白质),进而诱导黑色素瘤细胞凋亡。下列叙述错误的是( )
A.肌因子可通过胞吐方式释放到内环境
B.肌因子随体液定向运输至黑色素瘤细胞
C.诱导黑色素瘤细胞凋亡有助于维持稳态
D.该过程说明骨骼肌细胞具有内分泌功能
B
学会了吗?
任
务
探
究
任务小结
学会了吗
(2026高二下·山东·专题练习)研究表明,人体内存在两种脂肪组织,一种是白色脂肪组织(WAT)——只贮存脂肪,不燃烧脂肪;另一种是褐色脂肪组织(BAT)——含有丰富的血管和线粒体,可以将脂肪高效转化为热能。实验表明,通过基因敲除技术获得缺少促食素(由脑细胞产生的激素,能够激活褐色脂肪组织)的小鼠虽然比正常的小鼠吃得少,但体重却比正常小鼠重。下列说法错误的是( )
A.磷脂、胆固醇都可参与构成动物细胞膜
B.耐极端低温细菌的细胞膜上不饱和脂肪酸的比例较高
C.体型偏瘦型可能是机体分泌促食素多,其催化脂肪高效转化为热能
D.注射适量促食素有利于肥胖患者控制体重,从而减少肥胖引起的相关疾病
C
任务回顾
本节课以马拉松长跑为情境,学习激素调节的过程。
1.长跑消耗大量葡萄糖,依靠胰岛素和胰高血糖素的抗衡作用,通过负反馈调节维持血糖稳定;
2.寒冷条件下,通过下丘脑-垂体-甲状腺的分级调节提升产热,负反馈调节又避免甲状腺激素过量。
3.结合以上实例,归纳激素调节四大特点:微量高效、通过体液运输、作用于靶器官、靶细胞,激素仅作为信息分子传递信号,不参与细胞代谢。不同激素存在协同、抗衡关系。
4.分级调节放大调节效应,负反馈维持激素含量稳定,二者共同保障内环境稳态。糖尿病、甲亢等病症,都与激素调节异常相关,体现激素平衡对人体健康的重要意义。
情境应用
1.使用健康的小白鼠和甲、乙两类甲状腺激素水平低下的小白鼠(下丘脑或垂体受损导致)开展的实验如表所示,据该实验不能得出的结论是( )
A.TRH和TSH分别是由下丘脑和垂体分泌的激素
B.TRH分泌增多能够促进靶器官垂体分泌更多的TSH
C.TSH反作用于靶器官下丘脑,从而抑制TRH的分泌
D.甲、乙受损的结构分别是下丘脑、垂体
C
实验对象 实验处理 测量TSH浓度(单位量)
注射前 注射后
健康小白鼠 注射一定量的TRH 9 30
甲 2 29
乙 1 2
情境应用
2. 小鼠甲状腺的内分泌机能受机体内、外环境因素影响,部分调节机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.TH分泌的调节依赖下丘脑—垂体—甲状腺轴
B.在外环境因素刺激下TRH分泌增多属于神经调节
C.长期缺乏碘会导致血浆中TRH和TSH的浓度下降
D.血浆TH升高到一定浓度时对垂体的抑制作用增强
C
情境应用
3.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
C
情境应用
(2)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
如图所示为肝细胞,请据图分析并完善胰岛素降血糖的过程。
(1)图中①、②分别表示:________,_________。
氧化分解
合成糖原
情境应用
激素:
a_________ b________ c_________
分泌部位:
甲___________ 乙__________
神经:
①___________ ②___________
神经中枢所在:
Ⅰ_________ Ⅱ_________
在图示过程中,ab具有_____作用,ac具有_____作用
血糖调节的方式为____________,以_____为主
在神经调节中,内分泌腺属于_______
胰高血糖素
胰岛素
肾上腺素
胰岛B细胞
胰岛A细胞
副交感神经
交感神经
下丘脑
下丘脑
拮抗
协同
神经-体液调节
体液
效应器
教材课后练习答案
一、概念检测
1. C 2.D
3.早餐后,随着食物中的淀粉等糖类物质消化吸收进人血液,血糖浓度升高。血糖
浓度升高到一定程度时,刺激胰岛B细胞增强对胰岛素的分泌,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,胰高血糖素的分泌增加,促进肝糖原分解和其他物质转变成葡萄糖进人血液,使血糖浓度恢复到正常水平
二、拓展应用
1.还有作用,因为TRH的靶器官是垂体,而不是甲状腺;因失去了甲状腺激素对垂体分泌TSH的抑制作用,TSH水平会升高;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。
玩转生物学
长跑背后的“调控网络”
——激素调节维持机体稳态的奥秘
人教版选择性必修 1《稳态与调节》
第一章人体内环境与稳态
第二节
激素调节的过程
激素信号穿梭体液,精密调控机体的动态平衡。
情境任务优质备课系列
Thanks!
Lavf58.45.100
$