3.2激素调节的过程讲义人教版（2019）高中生物选择性必修一

第2节　激素调节的过程课标要求核心素养1．运用建构模型的方法，建立血糖调节的模型(科学思维)2．分析甲状腺激素分泌的调节，明确激素的分级调节和反馈调节(科学探究)3．探讨动物激素调节的特点(科学探究、社会责任) 1．结合血糖调节的“模型建构”，学会建构模型，进一步加强对血糖平衡调节的理解和记忆2．结合甲状腺激素分泌的调节过程，加深对分级调节和反馈调节机制的理解3．总结激素调节的特点知识导图   新知预习·双基夯实 一、激素调节的实例1．血糖平衡的调节：(1)血糖平衡(来源和去路)：(2)参与血糖平衡调节的主要激素：激素分泌部位作用途径__胰岛素__胰岛B细胞__增加__血糖的去向，__减少__血糖的来源__胰高血糖素__胰岛A细胞促进__肝糖原__分解，并促进__非糖物质__转变成糖 (3)参与血糖平衡调节的其他激素：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。(4)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__信息__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__机体维持稳态__具有重要意义。(5)血糖的平衡还受到__神经系统__的调节。2．甲状腺激素分泌的分级调节：(1)甲状腺激素。①作用：提高__细胞代谢__的速率。②靶细胞：__体内几乎所有的__细胞。(2)分泌的调节：①物质：甲代表__促甲状腺激素释放激素(TRH)__。乙代表__促甲状腺激素(TSH)__。②结构：a．__下丘脑__，b．__垂体__，c．__甲状腺__。③作用：“＋”表示__促进__，“－”表示__抑制__。(3)调节特点：既存在__分级__调节，也存在__反馈__调节。二、激素调节的特点1．特点：(1)通过__体液__运输。(2)作用于__靶器官、靶细胞__。(3)作为信使传递__信息__。(4)微量和__高效__。2．激素的作用机理：使靶细胞__原有的生理活动__发生变化。┃┃活学巧练__■1．人体饥饿时，血液流经肝脏后，血糖的含量会升高；血液流经胰岛后，血糖的含量会降低。(√)2．进食后，胰岛素水平升高，其既可加速糖原合成，也可作为细胞的结构组分。(×)3．糖尿病的主要症状是少饮、少食、少尿、消瘦。(×)4．在甲状腺激素分泌的分级调节中，下丘脑和垂体是甲状腺激素的靶器官。    (√)5．垂体分泌的促甲状腺激素，通过体液定向运输到甲状腺。(×)6．激素和酶都具有高效性，在非细胞条件下也能发挥作用。(×)7．激素在人体内含量很低，但能作为信使传递信息。    (√)8．胰高血糖素可为靶细胞提供能量。(×)思考：1．激素只能作用于靶器官、靶细胞的原因是什么？提示：(1)直接原因：只有靶细胞膜上或膜内有与相应激素特异性结合的受体。(2)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。2．常见的发挥完作用后灭活的分子有哪些？可反复利用的分子又有哪些？提示：(1)发挥完作用后被灭活的分子：激素、神经递质等。(2)可反复利用的分子：酶、tRNA等。3．为什么胰岛素的分泌量增加会抑制胰高血糖素的分泌，而胰高血糖素的分泌会促进胰岛素的分泌？提示：胰岛素的分泌量增加会抑制胰高血糖素的分泌，这是在血糖含量高于正常水平、能源物质供给不足的情况下发生的，此时胰岛素分泌增加，胰高血糖素的分泌受到抑制而减少，这样才能使血糖含量降低到正常水平。而且是血糖含量越高，抑制作用越强；反之，抑制作用越弱。胰高血糖素的分泌会促进胰岛素的分泌，这是在血糖含量低于正常水平的情况下发生的，胰高血糖素的分泌增加会升高血糖含量，升高血糖含量的目的是利用血糖，而血糖的利用必须进入细胞内。胰岛素之所以能起到降低血糖含量的作用，是因为其能够促进葡萄糖进入细胞，进一步实现葡萄糖的氧化分解、合成糖原或转变成甘油三酯、某些氨基酸等。因此，胰高血糖素的分泌势必会促进胰岛素的分泌。只是此时胰高血糖素能抵消胰岛素的作用，使整体血糖水平升高。学霸记忆·素养积累 1．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。反馈调节分为负反馈和正反馈调节。2．饭后，血糖有所升高，一段时间后又恢复正常，其调节过程是：血糖升高，胰岛素分泌增加，促进组织细胞对血糖的摄取、利用、贮存和转化，从而降低血糖。3．糖尿病病人出现“多尿”的原因是：原尿中含有大量的糖，渗透压升高导致肾小管和集合管对水分的重吸收困难，导致尿液增多。4．激素调节的特点：通过体液运输；作用于靶器官、靶细胞；作为信使传递信息；微量和高效。课内探究·名师点睛 知识点 血糖平衡的调节1．血糖平衡调节的方式神经—体液调节，以体液调节(激素调节)为主①神经调节：下丘脑②体液调节：高浓度血糖→胰岛B细胞→胰岛素；低浓度血糖→胰岛A细胞→胰高血糖素。胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素。知识贴士与血糖平衡调节有关的器官及其作用①下丘脑——血糖平衡调节的神经中枢。②胰腺：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肾上腺：分泌肾上腺素，升高血糖浓度。④甲状腺：分泌甲状腺激素，升高血糖浓度。⑤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。⑥骨骼肌：将葡萄糖转化为肌糖原，暂时储存。2．分析(1)胰岛素是唯一降血糖的激素，胰岛素的分泌调节有3个方面：①最重要的因素是血糖浓度；②受胰高血糖素的影响，胰高血糖素可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素，又可通过提高血糖浓度而间接促进胰岛素的分泌；③神经调节下，下丘脑通过有关神经的作用，促进或抑制胰岛素的分泌。(2)胰高血糖素和肾上腺素可升高血糖浓度，其中主要是胰高血糖素。胰高血糖素分泌的调节也有3个方面：①最重要的因素是血糖浓度；②受胰岛素的影响，胰岛素可直接作用于胰岛A细胞，抑制其分泌，也可通过降低血糖浓度间接促进胰高血糖素的分泌；③神经调节下，下丘脑通过有关神经的作用，促进或抑制胰高血糖素的分泌。知识拓展：血糖平衡异常情况及分析(1)异常情况①过高：尿糖②过低：低血糖(2)实例分析①尿糖：肾小管对葡萄糖的重吸收作用存在肾糖阈，血糖超过一定的浓度(通常为1.6～1.8 g/L)，葡萄糖不能被全部吸收，从而导致尿糖的出现。②糖尿病的发病机理及症状根据发病机理的不同，分为1型糖尿病和2型糖尿病。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。2型糖尿病的发病原因：机体组织细胞对胰岛素敏感性降低(可能与细胞膜上胰岛素受体受损有关)，而血液中胰岛素的含量降低并不明显，甚至偏高。症状：“三多一少”，即多饮、多食、多尿，身体消瘦、体重减轻。┃┃典例剖析__■典例1 人体内某一激素调节过程如下图所示，其中激素H与靶细胞膜上受体结合后，最可能导致  (　C　)A．血糖浓度不变B．血糖浓度升高C．加快肝糖原合成 D．加快脂肪转化为糖解析：由图可知，胰岛B细胞分泌的激素H(即胰岛素)通过血液运输后，可作用于靶细胞，因此能促进靶细胞加速摄取葡萄糖，促进葡萄糖的氧化分解，并能促进葡萄糖合成糖原或转化为甘油三酯，并抑制肝糖原分解，抑制非糖物质转化为葡萄糖，使血糖浓度下降。┃┃变式训练__■1．如下图，有关糖代谢及调节的叙述正确的是  (　A　)A．胰岛素能促进④⑤⑥⑦过程B．胰岛B细胞分泌的激素能促进①③过程C．胰岛A细胞分泌的激素能促进④过程D．在肌肉、肝脏细胞中，②过程均可发生解析：该图表示了人体内血糖的来源和去向。①是血糖的主要来源，②表示肝糖原水解补充血糖的消耗，当①②不足以维持正常血糖含量时，通过③来补充血糖。⑤是血糖最主要也是最有意义的去向，血糖含量超出正常水平时，可通过⑥转化合成为肝糖原和肌糖原以及通过⑦转化成甘油三酯等物质来调节。胰岛B细胞分泌的胰岛素作为唯一能降低血糖含量的激素，可以促进④⑤⑥⑦过程，同时抑制②③过程；而胰岛A细胞分泌的胰高血糖素主要是促进②③过程。知识点 甲状腺激素分泌的分级调节甲状腺激素分泌的分级调节是一种分层调控，通过下丘脑—垂体—甲状腺轴来实现。甲状腺激素分泌过程中既存在分级调节，也存在反馈调节。(1)三级腺体：下丘脑、垂体、甲状腺。(2)三种激素：促甲状腺激素释放激素(TRH)、促甲状腺激素(TSH)、甲状腺激素。(3)两种效果：“＋”“－”分别表示促进、抑制。①合成和分泌甲状腺激素的器官是甲状腺，但甲状腺的活动受垂体和下丘脑的调节和管理，下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽。②下丘脑分泌TRH和垂体分泌TSH的活动受体内甲状腺激素含量的影响。当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时，又会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素，进而使甲状腺激素的分泌减少而不至于浓度过高。③激素作用的靶器官或靶细胞TRH作用的靶器官：垂体。TSH作用的靶器官：甲状腺。甲状腺激素作用的靶器官或靶细胞：垂体、下丘脑及其他组织细胞。知识拓展：反馈调节的类型正反馈(＋)：反馈作用的结果是对过程产生促进作用，如血液凝固、排尿反射等；负反馈(－)：反馈作用的结果是对过程产生抑制作用，如血糖平衡调节、体温调节等。┃┃典例剖析__■典例2 如图是甲状腺激素分泌的调节示意图。对该图的理解，不正确的是  (　C　)A．图中X与Y分别是下丘脑和垂体B．图中a与b分别是促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素C．甲状腺的活动只受垂体分泌的促激素的调节D．血液中甲状腺激素的含量起着反馈调节的作用解析：通过图示可以判断出X、Y、Z三个器官分别是下丘脑、垂体和甲状腺，A正确；下丘脑分泌的a促甲状腺激素释放激素作用于垂体，使垂体分泌b促甲状腺激素，甲状腺的活动受促甲状腺激素的直接调节，同时也受促甲状腺激素释放激素的间接调节，B正确，C错误；血液中的甲状腺激素含量升高时，会对下丘脑和垂体的活动起到抑制作用，D正确。┃┃变式训练__■2．(2020·河北唐山一中高二上期中改编)如图为人体内甲状腺激素分泌的调节过程，对该图分析正确的是                            (　B　)A．器官A除分泌激素a外，还可以分泌促肾上腺皮质激素释放激素B．器官B分泌的激素b浓度高时，对器官A和C均有抑制作用C．器官C分泌的激素c浓度高时，对器官A有抑制作用D．器官C还可分泌生长激素，与激素b为协同作用关系解析：由题图可知器官A是垂体，器官B是甲状腺，器官C是下丘脑。促肾上腺皮质激素释放激素是由器官C下丘脑分泌的，A错误；器官B(甲状腺)分泌的激素b(甲状腺激素)浓度高时，通过反馈调节对器官A(垂体)和C(下丘脑)均有抑制作用，B正确；器官C(下丘脑)分泌的激素c浓度高时，对器官A(垂体)有促进作用，C错误；生长激素是由器官A(垂体)分泌的，D错误。指点迷津·拨云见日 血糖平衡调节曲线模式图解读1．图一表示人体饭后血糖浓度、胰高血糖素、胰岛素三者的相对值变化。(1)当血糖浓度较高时，胰岛素含量增加，胰高血糖素含量相对较低。(2)当血糖浓度较低时，胰高血糖素含量增加，胰岛素含量相对较低。(3)胰岛素和胰高血糖素相互拮抗，共同维持血糖平衡。2．图二表示正常人和糖尿病患者的胰岛素含量变化曲线，判断的依据是胰岛素含量和波动幅度，含量多且波动幅度大的曲线A代表正常人，曲线B代表糖尿病患者。3．图三表示正常人和血糖异常患者的血糖浓度变化曲线。根据浓度判断，范围是3.9～6.1mmol/L的b为正常人，a为高血糖或糖尿病患者，c为低血糖患者。4．图四表示进食后胰岛素、胰高血糖素或肾上腺素相对含量变化曲线，根据进食后曲线的变动趋势进行判断，即进食后含量增加的a为胰岛素，进食后含量减少的b为胰高血糖素或肾上腺素。典例3下图表示人进食后血液中胰岛素和胰高血糖素相对含量的变化，其中两条曲线表示健康人两种激素相对含量的变化趋势，另一条曲线表示糖尿病患者胰岛素相对含量的变化趋势。下列有关叙述错误的是                                (　D　)A．曲线b表示糖尿病患者血液中胰岛素相对含量的变化趋势B．在曲线c上升时，人体下丘脑还可通过有关神经的作用，促进肾上腺素的分泌C．曲线a表示的激素是人体内唯一能降低血糖浓度的激素D．人体通过曲线a、c所表示的激素的协同作用，可使血糖浓度维持在相对稳定的水平上解析：根据题意结合题图可知，曲线a、c分别代表胰岛素、胰高血糖素，人体通过曲线a、c所表示的激素的相互拮抗，可使血糖浓度维持在相对稳定的水平上，D项错误。解疑答惑问题探讨⇨P501．计算：运动员能跑的时间为0.702～1.098 min。提示：(1)葡萄糖(C6H12O6)的相对分子质量为180，1 000 mmol＝1 mol，正常人血糖含量为3.9～6.1 mmol/L，转化成质量浓度为：702～1 098 mg/L或0.702～1.098 g/L。(2)全身血量约为5 L，因此全身血糖总含量为5×0.702～5×1.098 g＝3.51～5.49 g。(3)马拉松运动员每小时至少消耗300 g糖类，如果仅靠血液中的葡萄糖，那么每分钟至少消耗5 g血液中的葡萄糖。(4)运动员能跑的时间为(3.51～ 5.49)/5＝0.702～1.098 min。2．讨论：可能会导致血糖含量短暂的小幅下降，但仍能基本保持稳定，不会影响运动。因为在运动过程中，血糖会因补充肌肉消耗的糖类物质而含量下降，同时，血糖会随时通过储能物质的分解、转化等途径得到补充。思考·讨论⇨P531．提示：甲状腺激素分泌的调节是通过下丘脑控制垂体的分泌，再通过垂体控制甲状腺的分泌来实现的。2．是通过甲状腺激素的分级调节和反馈调节实现的。练习与应用⇨P55一、概念检测1．C2．B　解析：胰岛素和胰高血糖素相互拮抗，A项错误。雄激素和雌激素作用相反，两者相互抗衡，C项错误。生长激素和甲状腺激素为协同关系，D项错误。3．提示：早餐后，食物被消化吸收，血糖浓度会升高，胰岛素分泌会增加，导致9时后血糖浓度降低，降低到一定程度后，胰高血糖素、肾上腺素等分泌增加，会使血糖再升高。这样，在胰岛素、胰高血糖素等激素的调节下，使血糖浓度保持动态平衡。二、拓展应用1．提示：甲状腺切除后，下丘脑—垂体—甲状腺轴被破坏，TRH靶器官是垂体，仍可发挥作用，垂体分泌的TSH靶器官是甲状腺，TSH会失去作用。由于甲状腺被切除，患者不能分泌甲状腺激素，因此患者要终生服用甲状腺激素类药物。    2．提示：人工胰岛又称为“胰岛素泵”，可分成三部分：泵主机、储药器和与之相连的输注导管。储药器中装有胰岛素，储药器装入泵中后，将相连的输液导管前端的细小针头扎入患者的皮下(常为腹壁处)，再由电池驱动胰岛素泵的专用马达推动储药器的螺旋杆，将胰岛素输注到体内。需要解决的问题是：①消除体内存在的“排斥”反应；②要有良好的生物活性；③要有很高的敏感性，时时对血糖进行监控；④要可以长期使用。