資源簡介 第2節 激素調節的過程【學習目標】1.通過分析血糖的來源與去路、調節血糖水平的激素,建立血糖調節模型,培養建模與模型分析的思維習慣,領悟反饋調節對人體穩態調節的重要性。(生命觀念、科學思維)2.通過資料分析,歸納構建甲狀腺激素分泌的分級調節模型。運用反饋調節和分級調節的原理探索有關生命系統的調節規律。(生命觀念、科學思維)3.結合實例分析,總結激素調節的特點。基于對激素作為信使來起作用的認識,從信息的角度闡釋生命的本質,深化結構與功能觀。(生命觀念)4.通過總結糖尿病的癥狀、發病機理及治療措施,培養關注人體健康的社會責任。(社會責任)【自主預習】一、激素調節的實例1.血糖平衡的調節(1)血糖的來源和去向(正常情況下)(2)參與血糖調節的主要激素(3)血糖平衡調節的過程注:“+”表示促進。血糖平衡的調節為 神經調節和激素 調節,主要依靠 激素 的調節。 (4)反饋調節a.概念:在一個系統中,系統本身工作的 效果 ,反過來又作為 信息 調節該系統的工作的調節方式。 b.意義:反饋調節是 生命系統 中非常普遍的調節機制,它對于 機體維持穩態 具有重要意義。 2.甲狀腺激素分泌的分級調節(1)甲狀腺激素分泌的分級調節過程物質:a. 促甲狀腺激素釋放激素 ;b. 促甲狀腺激素 。 結構:甲. 下丘腦 ;乙. 垂體 ;丙. 甲狀腺 。 作用:Ⅰ. 抑制 ;Ⅱ. 促進 。 (2)分級調節a.概念:下丘腦、垂體和靶腺體之間存在的分層調控。b.意義:分級調節可以放大激素的調節效應,形成多級反饋調節,有利于精細調控,從而維持機體的穩態。(3)基于對甲狀腺激素分泌的分級調節的理解,判斷下列說法的正誤。Ⅰ.下丘腦會分泌TRH,只能作用于垂體。 (√)Ⅱ.TRH、TSH均可以促進甲狀腺分泌甲狀腺激素。 (×) 【提示】 TRH只能作用于垂體促進垂體分泌TSH。Ⅲ.垂體分泌的促甲狀腺激素通過體液運輸定向運輸到甲狀腺。 (×) 【提示】 TSH隨血液循環運輸,不能定向運輸到甲狀腺。Ⅳ.下丘腦中的細胞含有甲狀腺激素的受體。 (√)Ⅴ.人體內只有甲狀腺激素存在分級調節。 (×) 【提示】 甲狀腺激素、性腺激素、腎上腺皮質激素等均存在分級調節。二、激素調節的特點1.通過 體液 進行運輸。 2.作用于 靶器官、靶細胞 。通過與 靶細胞上的特異性受體 相互識別,并發生 特異性 結合實現。 3.作為 信使 傳遞信息。激素一經靶細胞接受并起作用后就 失活 了。 4.微量和 高效 。激素種類多、量極微,既不組成細胞結構,又不提供能量,也不起催化作用,而是隨體液到達靶細胞,使靶細胞原有的生理活動發生變化。 【合作探究】任務1 探索激素調節的過程活動1 血糖平衡的調節1.一個健康的人進食半個小時后的血糖、胰島素和胰高血糖素的變化曲線如圖所示,據圖回答下列有關問題:(1)圖中a、b、c分別代表上述哪種物質的濃度變化曲線 (2)引起胰島素和胰高血糖素濃度變化的原因是什么 (3)胰島素和胰高血糖素在血糖平衡調節中存在負反饋調節機制嗎 請闡述理由。 【提示】 (1)a、b、c分別代表血糖、胰島素、胰高血糖素的濃度變化曲線。(2)血糖濃度的變化引起胰島素和胰高血糖素濃度變化。當血糖濃度升高到一定程度時,胰島B細胞的活動增強,胰島素分泌量明顯增加,胰島A細胞分泌的胰高血糖素減少;血糖濃度降低時,胰島A細胞活動增強,胰高血糖素分泌量增加,胰島B細胞分泌的胰島素減少。(3)血糖調節過程中存在負反饋調節機制。進食后,血糖濃度上升,胰島素含量升高,使血糖濃度降低,繼而又會使胰高血糖素濃度上升,使血糖濃度升高,由此可知血糖平衡調節中存在負反饋調節機制。2.糖尿病的主要病因之一是胰島素分泌不足,請分析這類糖尿病患者的尿中含糖、多食和體重減輕的原因分別是什么。 【提示】 尿中含糖的原因是胰島素缺乏導致葡萄糖氧化分解和轉化障礙,從而使血糖含量升高,超過腎小管、集合管對葡萄糖的重吸收能力,葡萄糖隨尿液排出,尿中含糖;多食的原因是胰島素缺乏導致葡萄糖氧化分解障礙,機體供能不足產生饑餓感;體重減輕的原因是葡萄糖氧化分解障礙導致脂肪參與氧化分解供能。認知生成血糖調節過程中,影響相關激素分泌的因素分析1.影響胰島素分泌的因素血糖濃度——高濃度神經調節——下丘腦通過副交感神經2.影響胰高血糖素分泌的因素血糖濃度——低濃度神經調節——下丘腦通過交感神經3.血糖調節的方式主要是體液調節,其次為神經—體液調節。4.胰高血糖素可直接刺激胰島B細胞分泌胰島素,而胰島素也可直接作用于胰島A細胞,抑制其分泌胰高血糖素。例1 下圖是人體內血糖平衡調節示意圖,下列分析錯誤的是( )。A.血糖平衡調節是由神經調節和體液調節共同完成的B.圖中乙表示胰島A細胞,②為胰島素C.胰島素通過促進細胞攝取、利用和轉化葡萄糖降低血糖濃度D.胰高血糖素與腎上腺素在調節血糖平衡時相抗衡 【答案】 D【解析】 圖中甲表示胰島B細胞,乙為胰島A細胞,①為胰高血糖素,②為胰島素,③為腎上腺素,B正確;胰島素是唯一能夠降低血糖濃度的激素,通過促進組織細胞加速攝取、利用和儲存葡萄糖降低血糖濃度,C正確;胰高血糖素與腎上腺素在調節血糖平衡時具有協同作用,D錯誤。【拓展延申】1.糖尿病的病因及癥狀2.糖尿病是以高血糖為特征的代謝性疾病,與遺傳因素和環境因素有關。3.出現尿糖不一定是糖尿病,但出現持續性的尿糖很可能是糖尿病。對點練1 (不定項)人在不同狀態下,血糖濃度會有所變化。下圖表示在不同模擬活動時段中人體的血糖濃度變化情況。據圖分析,下列說法錯誤的是( )。A.曲線bc段中,合成的糖原均能在血糖濃度過低時被水解來補充血糖B.曲線de段中,人體內的胰島B細胞分泌的胰島素含量增多C.曲線ef段中,通過交感神經使胰島A細胞分泌胰高血糖素D.該過程中,胰島素的含量反過來直接影響胰島素的分泌 【答案】 ABD【解析】 糖原中只有肝糖原能被水解來補充血糖,A錯誤;曲線de段中,運動消耗大量血糖,此時人體內的胰島A細胞分泌的胰高血糖素含量增多,B錯誤;de段血糖濃度降低,因此在曲線ef段中,下丘腦的血糖調節中樞興奮,通過交感神經使胰島A細胞分泌胰高血糖素,進而引起血糖濃度升高,C正確;該過程中,胰島素的含量反過來間接影響胰島素的分泌,體現了血糖的反饋調節,D錯誤。活動2 甲狀腺激素分泌的分級調節1.摘除大鼠的垂體,其甲狀腺萎縮,甲狀腺激素顯著減少,這說明什么 【提示】 這說明垂體對甲狀腺的生長發育和甲狀腺激素的分泌有促進作用。2.將實驗動物下丘腦中分泌TRH的區域損毀,或向動物的垂體中注射一定量的甲狀腺激素后,血液中TSH水平會明顯降低,這說明甲狀腺激素、TRH、TSH三種激素間有怎么樣的關系 【提示】 TRH促進TSH的分泌,甲狀腺激素增加到一定程度會抑制TSH的分泌。3.碘是合成甲狀腺激素的必需元素,請結合上述問題和相關知識思考缺碘為什么會引起大脖子病(甲狀腺腫大)。 【提示】 缺碘使甲狀腺激素合成不足,負反饋作用減弱,促甲狀腺激素代償性分泌增加,促進甲狀腺代償性增生腫大。4.在正常情況下,人體內各種激素的水平總維持在一定范圍內,這主要是通過什么調節機制實現的 【提示】 負反饋調節。認知生成甲狀腺激素分泌的調節模型1.模型解讀(1)甲狀腺激素的分泌受垂體直接調節,垂體對甲狀腺的調節通過分泌促甲狀腺激素來實現。(2)下丘腦通過釋放促甲狀腺激素釋放激素來調節垂體,進而調節甲狀腺。(3)甲狀腺激素的濃度會影響下丘腦和垂體分泌相關激素。2.動物激素分泌的調節過程中激素含量變化的分析(1)在“下丘腦→垂體→相應內分泌腺”的分級調節中,若順序中間的腺體被切除,則其后的腺體所分泌的激素含量降低,其前的腺體所分泌的激素含量升高。(2)在“促某激素釋放激素→促某激素→某激素”中,若順序中間的激素分泌量增加(減少),則其后的激素分泌量增加(減少),其前的激素分泌量減少(增加)。3.在甲狀腺激素分泌的過程中,既存在分級調節,也存在負反饋調節。例2 (2022·深圳調研)下圖為人體內甲狀腺激素分泌的調節過程,其中甲、乙、丙表示不同的器官,a、b、c表示不同的激素。下列敘述正確的是( )。A.器官甲可以合成和分泌促甲狀腺激素釋放激素B.激素a、b、c均靠體液運輸,只運輸給靶器官和靶細胞C.器官丙還可以分泌生長激素,與激素c為協同作用D.正常機體中,激素a分泌增加無法對器官丙起抑制作用 【答案】 D【解析】 據圖分析,甲、乙、丙分別為垂體、甲狀腺、下丘腦。促甲狀腺激素釋放激素由下丘腦合成并分泌,A錯誤;激素a、b、c通過體液運輸到全身各處,B錯誤;生長激素由垂體合成并分泌,器官丙是下丘腦,不能合成該激素,C錯誤;激素a是促甲狀腺激素,其分泌增加無法對器官丙(下丘腦)起抑制作用,D正確。【技巧歸納】1.比較歸納激素分泌的分級調節與反饋調節(1)分級調節:在大腦皮層的影響下,下丘腦可以通過垂體調節、控制某些內分泌腺中激素的合成與分泌的調節方式。(2)反饋調節:激素進入血液后,反過來調節下丘腦和垂體中有關激素的合成與分泌的調節方式。2.反饋調節有正、負反饋之分。負反饋調節在日常生活及機體的生理活動中都很常見,我們日常生活中用到的電冰箱、空調等的調溫系統都是根據負反饋原理來設計的;機體內的許多生理活動,如絕大多數激素的分泌、血糖調節、體溫調節等都屬于負反饋調節。正反饋調節在機體的正常生理活動中也是存在的,如排尿反射、血液的凝固過程、分娩過程、月經周期中黃體生成素的釋放等。對點練2 甲狀腺功能減退癥(簡稱甲減)是一種由缺乏甲狀腺激素而引起的病癥。某甲狀腺正常的小鼠出現甲減,研究人員為了解其病因,給該小鼠靜脈注射適宜濃度的促甲狀腺激素釋放激素溶液,并檢測注射前后小鼠血液中的甲狀腺激素含量的變化。下列敘述正確的是( )。A.TRH運輸到全身各處并作用于垂體,使垂體分泌TSHB.該患甲狀腺功能減退癥小鼠的神經系統興奮性比正常小鼠高C.若僅有下丘腦受損,則注射后該小鼠的甲減癥狀沒有明顯變化D.若僅有垂體受損,則注射后該小鼠甲狀腺激素含量比注射前明顯升高 【答案】 A【解析】 促甲狀腺激素釋放激素運輸到全身各處,只有垂體細胞有受體,所以它會與垂體受體結合發揮作用,A正確;該患甲狀腺功能減退癥小鼠的體內甲狀腺激素含量低,所以其神經系統的興奮性比正常小鼠低,B錯誤;若這只小鼠僅下丘腦受損,則注射促甲狀腺激素釋放激素后,可以促進其垂體產生更多的促甲狀腺激素,進而促進甲狀腺產生更多的甲狀腺激素,因此其甲狀腺激素含量明顯大于注射前,C錯誤;若僅有垂體受損,則注射后該小鼠甲狀腺激素含量沒有明顯變化,D錯誤。任務2 認識激素調節的特點活動3 激素調節的特點 閱讀課本P54~55 激素調節的特點,思考并回答以下問題:1.為什么在體檢時,只檢測血樣中甲狀腺激素的含量就可以判斷甲狀腺的功能是否正常 【提示】 甲狀腺分泌的激素進入腺體內的毛細血管中,并隨血液循環運輸到全身各處,故血液中含有甲狀腺激素,且在正常情況下其含量是相對穩定的。2.甲狀腺激素作用的靶細胞有哪些 為什么只有靶細胞才有激素的相應受體,其他細胞卻沒有 【提示】 甲狀腺激素作用于幾乎全身各處細胞。由于基因的選擇性表達,因此只有靶細胞中特定的基因會表達,合成相應的特異性受體。3.為什么人體內需要源源不斷地產生激素 【提示】 激素經靶細胞接受并起作用后會被滅活,因此需要不斷產生激素,以維持激素含量的動態平衡。4.甲狀腺激素可以促進細胞代謝,它能為細胞代謝提供能量嗎 【提示】 激素不能為細胞代謝提供能量,而是作為信使來傳遞信息,對細胞(靶細胞或靶器官)的代謝起調節作用。5.觀察激素作用機理示意圖,激素作為信號分子,是如何調節細胞代謝的 【提示】 由圖可知,激素作為信號分子,并不直接參與細胞的代謝過程,而是通過與細胞表面或細胞內部的特異性受體結合,影響細胞的代謝過程或基因的表達過程。6.人和動物激素在生活實際中有哪些應用實例 試談談激素使用的利弊。 【提示】 注射胰島素可治療糖尿病,適時注射生長激素可治療侏儒癥等。合理使用激素可以治療相關疾病,亂用和濫用激素可能會影響機體的健康和特定器官的正常功能。認知生成人和動物激素、酶、ATP、神經遞質的比較項目 人和動物 激素 酶 ATP 神經遞質化學 本質 蛋白質或多肽類、氨基酸衍生物類、固醇類 大多為蛋白質,少數為RNA 腺苷三磷 酸 小分子化合物產生 部位 內分泌腺、內分泌細胞 活細胞(不考慮哺乳動物成熟的紅細胞等) 活細胞 神經元作用 調節作用 催化作用 直接為細胞的生命活動供能 使突觸后膜產生興奮或抑制作用 部位 靶細胞、靶器官 細胞內外 細胞 內外 突觸后膜作用后 去向 失活 數量和性質不變 被分解成ADP和Pi 被分解或轉移或被突觸前膜重新吸收共同點 與相應的分子結合后發揮作用例3 (不定項)關于激素、抗體、酶和神經遞質的敘述,正確的是( )。A.激素和抗體都具有特異性,只能作用于特定的靶細胞B.激素和酶都具有高效性,非細胞條件下也能發揮作用C.激素分布在全身各處,與靶細胞結合并發揮作用后就失活D.乙酰膽堿與特定分子結合后可在神經元之間傳遞信息 【答案】 CD【解析】 激素和抗體都具有特異性,但抗體是和抗原結合的,抗原不一定是細胞,A錯誤;激素和酶都具有高效性,但激素必須在細胞條件下才能發揮作用,B錯誤;激素與靶細胞結合并發揮作用后就失活,所以體內需要源源不斷地產生激素,C正確;乙酰膽堿與特定分子即突觸后膜上的受體結合后,能將化學信號轉變成電信號,從而在神經元之間傳遞信息,D正確。對點練3 (2022·聊城期中)激素是參與人體調節的重要物質。下列關于激素的說法,錯誤的是( )。A.激素通過體液定向運輸并作用于靶器官、靶細胞B.內分泌腺分泌的激素不經過導管進入血液C.激素與靶細胞結合實現細胞間的信息傳遞D.內環境中的激素含量維持相對穩定 【答案】 A【解析】 激素通過體液運輸到全身各處,不是定向運輸,A錯誤。素能提升 結合實例,分析激素調節的特點,驗證實驗的設計(簡單設計及實驗分析能力) 2型糖尿病患者體內的胰島素濃度比正常人高,但胰島素的作用效果較差,使體內血糖濃度升高,導致患者尿中出現葡萄糖。研究表明,運動可以促進鳶尾素(蛋白質類激素)的分泌,該激素可加快脂肪細胞內葡萄糖和脂肪的氧化分解,還可以提高胰島素的敏感性。請回答下列相關問題:(1)激素調節的特點,除了微量和高效外,還有 。 (2)靶細胞對胰島素不敏感的原因可能是靶細胞膜上相應受體 (答1點即可)。 (3)研究發現,青磚茶水提物能夠促進糖尿病患者分泌鳶尾素且能提高胰島素的功效(PI3K是一種磷脂酰肌醇3激酶,其含量越高,胰島素作用效果越好)。科研人員通過以下實驗驗證上述發現。①實驗步驟:取糖尿病模型小鼠40只,隨機均分為甲、乙兩組,另取正常小鼠20只為丙組(對照組),并測量每組小鼠 。 甲組用適量的 灌喂,乙組、丙組分別用 灌喂,一段時間后再次測量三組小鼠的鳶尾素含量和PI3K含量。 ②實驗結果:組別 鳶尾素(相對值) PI3K(相對值)甲 0.578 0.586乙 0.396 0.343丙 0.735 0.785由上表可知,甲組的 ,則說明青磚茶水提物能夠促進糖尿病患者分泌鳶尾素,提高胰島素的功效,降低血糖濃度。 【答案】 (1)通過體液進行運輸、作用于靶器官和靶細胞、作為信使傳遞信息 (2)被破壞或數量少或空間結構改變 (與胰島素結合受阻) (3)①鳶尾素含量和PI3K含量 青磚茶水提物 等量的蒸餾水 ②鳶尾素含量和PI3K含量明顯高于乙組【解析】 (1)激素調節的特點有微量和高效、通過體液進行運輸、作用于靶器官和靶細胞、作為信使傳遞信息。(2)靶細胞上與激素結合的受體具有特異性,靶細胞對胰島素不敏感的原因可能是靶細胞膜上相應受體被破壞,導致受體數量少,或靶細胞膜上受體蛋白的空間結構發生改變,不能與胰島素結合。(3)要用實驗驗證青磚茶水提物能夠促進糖尿病患者分泌鳶尾素且能提高胰島素的功效,自變量是青磚茶水提物,因變量是鳶尾素含量和胰島素的作用效果(觀測指標為PI3K的含量)。①實驗步驟:取糖尿病模型小鼠40只,隨機均分為甲、乙兩組,另取正常小鼠20只為丙組(對照組),并測量每組小鼠的鳶尾素含量和PI3K含量。甲組用適量的青磚茶水提物灌喂,乙組、丙組分別用等量的蒸餾水灌喂,一段時間后再次測量三組小鼠的鳶尾素含量和PI3K含量。②由實驗結果可知,甲組的鳶尾素含量和PI3K含量明顯高于乙組,說明青磚茶水提物能夠促進糖尿病患者分泌鳶尾素,提高胰島素的功效,降低血糖濃度。認知生成 導致2型糖尿病的原因有很多,如:靶細胞膜上識別胰島素的受體被破壞,導致受體數量少;靶細胞膜上識別胰島素的受體蛋白空間結構發生改變,不能與胰島素結合;靶細胞膜上轉運葡萄糖的載體蛋白數量減少或空間結構改變,轉運葡萄糖能力降低;胰島素結構受損。例4 (2023·牡丹江段考)向小白鼠注射促甲狀腺激素(TSH),會使下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素(TRH)減少。對此現象的解釋有兩種觀點,觀點一:這是TSH直接對下丘腦進行反饋調節的結果;觀點二:這是TSH通過促進甲狀腺分泌甲狀腺激素,進而對下丘腦進行反饋調節的結果。兩種觀點孰是孰非 探究實驗如下:(1)實驗步驟:①將生理狀態相同的小白鼠平均分為A、B兩組,測定兩組小白鼠血液中 的含量。 ②用手術器械將A組小白鼠的 (填器官名稱)切除,B組做相同的外傷手術,但不切除此器官。 ③向A、B兩組小白鼠注射 。 ④在相同且適宜的環境條件下飼養。⑤一段時間后,測定A、B兩組小白鼠血液中促甲狀腺激素釋放激素(TRH)的含量。(2)實驗結果及結論:①若A組小白鼠TRH的含量不減少(或增加),B組小白鼠TRH的含量減少,則觀點 正確; ②若A組小白鼠和B組小白鼠TRH的含量都減少,則觀點 正確。 【答案】 (1)①促甲狀腺激素釋放激素(或TRH) ②甲狀腺 ③等量的適宜濃度的促甲狀腺激素(或等量的適宜濃度的TSH) (2)①二 ②一【解析】 (1)①本題實驗的因變量是TRH含量的變化,因此要測定A、B兩組小白鼠血液中TRH的含量。②要驗證這是不是TSH直接對下丘腦進行反饋調節的結果,需要切除小白鼠的甲狀腺,防止甲狀腺激素對實驗產生干擾,同時對照組也做相同的外傷手術,但不切除甲狀腺,以排除外傷手術對實驗結果造成影響。③向A、B兩組小白鼠注射等量的適宜濃度的TSH。(2)若這是TSH通過促進甲狀腺分泌甲狀腺激素,進而對下丘腦進行反饋調節的結果(觀點二正確),則A組小白鼠TRH含量不減少(或增加),B組小白鼠TRH含量減少。若這是TSH直接對下丘腦進行反饋調節的結果(觀點一正確),則A組小白鼠和B組小白鼠TRH減少的量相等。對點練4 (2022·池州期中)下表是某患者的血液化驗單,下列敘述錯誤的是( )。檢測項目 結果 單位 參考值甲狀腺激素 2.68 pmol/L 7.86~14.41促甲狀腺激素 6.53 μIU/mL 0.34~5.60A.此患者甲狀腺功能比健康人低下B.該患者的基礎體溫低于健康人C.患者對促甲狀腺激素釋放激素可能不敏感D.口服甲狀腺激素可緩解患者癥狀 【答案】 C【解析】 由表中數據可知,該患者體內甲狀腺激素含量偏低,說明該患者甲狀腺功能減退,A正確;甲狀腺激素可促進物質的氧化分解,增加產熱,其含量低會引起患者基礎體溫低于正常人,B正確;促甲狀腺激素釋放激素由下丘腦產生,作用于垂體,促使垂體產生促甲狀腺激素,由于患者促甲狀腺激素含量較高,因此其垂體功能正常,C錯誤;甲狀腺激素屬于氨基酸衍生物,口服的甲狀腺激素可被吸收進入血液,因而緩解患者癥狀,D正確。【隨堂檢測】課堂小結 課堂小測1.判斷下列敘述的正誤。 (1)胰島素、胰高血糖素的作用結果都會反過來影響其自身的分泌。 (√) (2)胰高血糖素能促進肝糖原和肌糖原的分解,促進脂肪等非糖物質的轉化。 (×) (3)激素通過體液進行定向運輸。 (×) (4)人體存在下丘腦—垂體—胰島軸等分級調節系統。 (×) (5)臨床上可以通過測定血液中的激素含量來檢測某些疾病。 (√) 2.下列器官的分泌物不是通過體液運輸的是( )。 A.垂體 B.皮脂腺 C.胰島 D.腎上腺 【答案】 B 【解析】 垂體、胰島、腎上腺都是內分泌腺,分泌物通過體液運輸,皮脂腺屬于外分泌腺,分泌物通過導管輸出。2 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫