资源描述
激素调节的过程
湖南省耒阳市第一中学 周伟
◆素养目标
学习目标
素养定位
1.以人体血糖的平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制。
2.以人体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。
3.概括出激素调节的特点,分析激素调节的一般过程。
4.运用激素调节原理分析与健康相关的实际问题。
1.基于对激素作为信息分子起作用的认识,从信息的角度阐释生命本质。(生命观念)
2.运用反馈调节和分级调节的原理探索有关生命系统的调节规律。(科学思维)
3.运用相关知识指导自己和他人的健康生活。(社会责任)
◆预习清单
【填一填】
一、血糖平衡的调节
1.血糖的来源和去向
(1)血糖来源中,最主要的来源是_______________经消化吸收,血糖最有意义的去向是________________。血糖氧化分解的场所是______________。
(2)血糖既可以转化为肝糖原,也可以转化为肌糖原,______________可以转化为血糖。______________在肌肉细胞中转变成乳酸,不能分解成葡萄糖。
2.血糖平衡的调节过程
(1)参与调节的主要激素有________和胰高血糖素,另外还有肾上腺素。唯一降低血糖的激素是________,使血糖浓度升高的激素是胰高血糖素和__________等激素,胰岛素和胰高血糖素(肾上腺素)具有_______作用,胰高血糖素和肾上腺素具有_______作用。
(2)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,使得血糖含量上升。另外,神经系统还通过控制________和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量。因此,血糖调节的中枢在________,血糖平衡的调节方式为________________。
3.反馈调节
(1)概念:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为________调节该系统的工作。
(2)意义:反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,它对于____________具有重要意义。
二、甲状腺激素分泌的分级调节
1.甲状腺激素
甲状腺激素的靶细胞是____________。其在寒冷环境中的作用为:提高________的速率,使机体产生更多的热量。
2.调节过程
下图为甲状腺激素分泌的调节示意图,请回答下列问题:
(1)物质:a是______________;b是___________。
(2)结构:甲为_________;乙为_________;丙为_________。
(3)作用:Ⅰ表示_______,Ⅱ表示_______。
(4)调节类型:由 Ⅰ、Ⅱ 可知,甲状腺激素分泌的调节既有___________,又有___________。
3.分级调节
(1)概念:人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的_________,称为分级调节。
(2)意义:分级调节可以_________激素的调节效应,形成___________,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.主要特点:通过__________进行运输;作用于____________;作为____________传递信息;微量和__________。
2.作用机理:激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起_______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。因此可以说激素是__________的信息分子。
参考答案:一、1.(1)食物中的糖类 进入组织细胞氧化分解 细胞质基质、线粒体 (2)肝糖原 肌糖原 2.(1)胰岛素 胰岛素 肾上腺素 拮抗 协同 (2)神经系统 交感神经 甲状腺 下丘脑 神经—体液调节 3.(1)信息 (2)机体维持稳态
二、1.几乎体内所有的细胞 细胞代谢 2.(1)促甲状腺激素释放激素 促甲状腺激素 (2)下丘脑 垂体 甲状腺 (3)抑制 促进 (4)分级调节 反馈调节 3.(1)分层调控 (2)放大 多级反馈调节
三、1. 体液 靶器官、靶细胞 信使 高效 2.催化 调节生命活动
【判一判】
1.空腹时血糖的重要来源是肝糖原分解成葡萄糖进入血液。( )
2.胰高血糖素能促进肝细胞内糖原的合成。( )
3.胰岛素可为靶细胞提供能量。( )
4.肾上腺素胰高血糖素均能提高血糖浓度。( )
5.在甲状腺激素的反馈调节中,下丘脑和垂体细胞是甲状腺激素作用的靶细胞。( )
6.体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。( )
参考答案:1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.√
【画一画】
◆知识精析
一、血糖平衡调节的过程
解读:(1)血糖平衡的调节是神经调节和激素调节共同作用的结果,其中神经调节通过激素调节发挥作用,如下丘脑通过有关神经作用于胰岛细胞,使其分泌相关激素调节血糖浓度。
(2)与血糖平衡调节有关的4种器官:①下丘脑:血糖平衡调节的神经中枢。②胰岛:胰岛B细胞分泌胰岛素,降低血糖浓度;胰岛A细胞分泌胰高血糖素,升高血糖浓度。③肝脏:进行肝糖原与葡萄糖的相互转化,进行葡萄糖和非糖物质的转化等。④骨骼肌:将葡萄糖转化为肌糖原,暂时储存。
二、血糖调节相关曲线分析
1.正常人和血糖异常患者口服葡萄糖后的血糖浓度变化曲线
解读:根据初始浓度和波动范围来判断,波动范围在3.9~6.1 mmol/L且起点也在该范围中的b曲线表示正常人,a曲线表示高血糖或糖尿病患者,c曲线表示低血糖患者。
2.人体中(饭后)血糖、胰高血糖素、胰岛素三者之间的变化关系
解读:(1)若a代表血糖浓度,则b代表胰岛素,c代表胰高血糖素。
(2)血糖浓度较高时,可降低血糖浓度的胰岛素含量增加,而升高血糖浓度的胰高血糖素含量相对较低。当血糖浓度较低时,胰高血糖素含量增加。胰岛素和胰高血糖素相互协调,共同维持血糖平衡。
三、反馈调节的两种类型
(1)正反馈:加强并偏离静息水平(如图所示),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(如图所示),生物体中更常见,如血糖调节等。
四、糖尿病的病因及症状
1.病因
类型
病因
Ⅰ型糖尿病
胰岛B细胞受损,胰岛素分泌不足
Ⅱ型糖尿病
胰岛素受体功能异常或合成不足,但胰岛素分泌正常
2.症状——“三多一少”
五、描述下丘脑、垂体和相关腺体关系的图解:
易错提示:(1)并不是所有激素的分泌都是通过下丘脑到垂体再到相应腺体来分级调节的,如胰岛素的分泌就没有垂体参与。
(2)并不是只有甲状腺激素分泌是分级调节,性腺、肾上腺皮质也存在分级调节。
六、快速判断下丘脑、垂体和甲状腺的技巧
七、激素间相互作用的两种类型
1.协同作用:不同激素对同一生理效应都发挥相同作用,如生长激素与甲状腺激素在促进生长发育方面、肾上腺素与胰高血糖素在升高血糖浓度方面、肾上腺素与甲状腺激素在促进新陈代谢方面都具有协同作用。
2.拮抗作用:不同激素对同一生理效应发挥相反作用,如胰岛素和胰高血糖素在调节血糖方面具有拮抗作用。
◆题型训练
考点一、血糖平衡的调节
1.正常人体静脉注射一定量葡萄糖后,可诱导胰岛素分泌呈“双峰曲线”,两个峰分别代表胰岛素分泌的第一时相和第二时相(基线指24小时胰岛细胞持续分泌的微量胰岛素)。下列叙述错误的是( )
A.0~5 min内胰岛素可能来自胰岛B细胞中之前贮存的
B.胰岛素分泌量增加会降低组织细胞吸收葡萄糖的速率
C.血糖调节过程中,胰岛素的作用结果会反过来影响胰岛素的分泌
D.第二时相胰岛素的分泌是神经—体液共同调节的结果,该过程有下丘脑参与
【答案】B
【解析】据题图分析可知,0~5 min内胰岛素可能来自胰岛B细胞中之前贮存的,A正确;胰岛素的作用是促进组织细胞加速对葡萄糖的摄取、利用和储存,胰岛素分泌量增加会提高组织细胞吸收葡萄糖的速率,B错误;血糖调节过程中,当血糖浓度降低到一定程度时会抑制胰岛素的分泌,即胰岛素的作用结果会反过来影响胰岛素的分泌,C正确;机体对血糖的调节方式为神经—体液调节,下丘脑是血糖平衡的调节中枢,D正确。
2.给实验鼠静脉注射不同剂量的胰岛素,测得血糖的补充速率和消耗速率如下图所示。下列相关分析正确的是( )
A.随着曲线a的下降,非糖物质向葡萄糖转化的速率加快
B.曲线b的上升是胰岛素作用于肝脏、肌肉等细胞的结果
C.当胰岛素浓度为40 μU/mL时,在较长时间内血糖浓度会维持相对稳定
D.高浓度胰岛素条件下,下丘脑中控制胰岛A细胞分泌的神经中枢处于抑制状态
【答案】B
【解析】胰岛素的作用是降低血糖浓度,通过抑制血糖补充、加速血糖消耗来实现,随着曲线a的下降,肝糖原分解和非糖物质向葡萄糖转化的速率减慢,A错误;曲线b上升是因为胰岛素促进血糖进入肝脏或肌肉合成糖原等,B正确;当胰岛素浓度为40 μU/mL时,血糖消耗速率大于血糖补充速率,血糖不能在较长时间内维持相对稳定,C错误;高浓度胰岛素条件下血糖浓度会急剧下降,下丘脑相关中枢会通过控制胰岛A细胞分泌胰高血糖素来升高血糖浓度,D错误。
考点二、激素分泌的分级调节和反馈调节
3.如图为人体甲状腺激素分泌调节的示意图,下列相关叙述不正确的是( )
A.图中c处虚线箭头表示负反馈调节
B.缺碘时激素a和b的浓度都高于正常水平
C.寒冷环境中,激素c在血液中的含量上升
D.从甲状腺静脉中抽取血液进行检测,血浆中只有激素c
【答案】D
【解析】图中c处虚线箭头表示甲状腺激素抑制下丘脑和垂体的分泌活动,即负反馈调节,A正确;缺碘影响甲状腺激素的合成,通过反馈调节使激素a(促甲状腺激素释放激素)和b(促甲状腺激素)的浓度都高于正常水平,B正确;寒冷环境中,激素c(甲状腺激素)在血液中的含量上升,C正确;从甲状腺静脉中抽取血液进行检测,血浆中含有各种激素,D错误。
4.甲、乙两人均表现为甲状腺激素(TH)水平低下。为了确定病变部位是垂体还是下丘脑,分别给两人注射适量的促甲状腺激素释放激素(TRH),测定二人注射前后的促甲状腺激素(TSH)浓度,下列有关叙述不正确的是( )
组别
TSH浓度(mU/L)
注射前30min
注射后30min
健康人
9
30
甲
2
29
乙
1
2
A.乙垂体正常,下丘脑发生病变
B.甲垂体正常,下丘脑发生病变
C.乙下丘脑正常,垂体发生病变
D.下丘脑、垂体和甲状腺之间存在分级调节
【答案】A
【解析】甲状腺激素的分泌受下丘脑和垂体的调控。甲注射促甲状腺激素释放激素后,促甲状腺激素的浓度恢复正常,说明甲个体发生病变的部位不是垂体;乙注射促甲状腺激素释放激素后,促甲状腺激素的浓度基本不变,说明乙个体发生病变的部位是垂体,故选A。
考点三、激素调节的特点
5.如图是分泌细胞分泌的激素分子与靶细胞结合的示意图。下列相关说法错误的是( )
A.分泌细胞分泌的激素分子只有通过体液的运输才能到达靶细胞
B.分泌细胞分泌的激素分子可与靶细胞上的受体蛋白结合
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
【答案】C
【解析】激素通过体液运输至靶细胞,与靶细胞上的受体结合,使靶细胞原有的生理活动发生变化,图中位于细胞膜表面的激素受体的化学本质是蛋白质,A、B正确;促甲状腺激素的靶细胞是甲状腺细胞,而促甲状腺激素是由垂体分泌的,下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素的靶细胞是垂体细胞,C错误;甲状腺分泌的甲状腺激素可反馈调节下丘脑和垂体的活动,因此甲状腺激素的靶细胞可以是垂体细胞,D正确。
6.下列关于酶、激素和神经递质的叙述正确的是( )
A.可能含有氨基酸或由氨基酸组成
B.可以作为信息分子随血液流向全身
C.都参与生命活动的调节
D.在正常机体中完成作用后被分解或灭活
【答案】A
【解析】酶绝大多数是蛋白质(由氨基酸组成)、激素有部分是蛋白质(由氨基酸组成),神经递质有些是氨基酸(例如甘氨酸),A正确;酶不是信息分子,只能起催化作用,且神经递质不是由血液运输,B错误;酶不能参与生命活动的调节,只能起催化作用,C错误;酶发挥作用后不会被分解或灭活,可以重复发挥作用,D错误。
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