2024年高中生物新教材同步学案 选择性必修第一册 第3章 第2节 第1课时　血糖平衡的调节（含解析）

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第2节　激素调节的过程第1课时　血糖平衡的调节[学习目标]　以人体血糖平衡的调节为例，说明激素通过反馈调节维持机体稳态的机制。1．血糖的来源和去向(正常情况下)2．参与血糖调节的两类重要激素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，它对于维持机体稳态具有重要意义。5．血糖的平衡还受到神经系统的调节。判断正误(1)胰岛素的靶细胞是几乎全身细胞(　　)(2)胰高血糖素的靶细胞主要是肝细胞(　　)(3)胰高血糖素可以促进肝糖原和肌糖原的分解，从而使血糖的浓度升高(　　)(4)下丘脑可通过副交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素(　　)答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×特别提醒　肝糖原可以分解为葡萄糖补充血糖，肌糖原只为骨骼肌供能，不能补充血糖。任务一：血糖平衡的调节1．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。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，降低了血糖；另一方面葡萄糖进入细胞之后，可以进行氧化分解、合成糖原、合成甘油三酯等，使血糖的浓度降低。2．血糖平衡调节的方式注：“＋”表示促进。(1)调节中枢：下丘脑。(2)调节方式：神经—体液调节，主要依靠体液调节。(3)使血糖浓度升高的激素不仅有胰高血糖素，还有肾上腺素、甲状腺激素等。3．请具体写出血糖平衡调节过程中的体液调节途径和神经—体液调节途径。体液调节途径为血糖含量升高(降低)时→直接刺激胰岛B(A)细胞→胰岛素(胰高血糖素)分泌增加→血糖降低(升高)；神经—体液调节途径为血糖含量降低(升高)时→刺激下丘脑有关神经细胞→作用于肾上腺和胰岛A细胞(胰岛B细胞)→分泌肾上腺素和胰高血糖素(胰岛素)→血糖含量升高(降低)。4．完善胰岛素和胰高血糖素的反馈调节模型。注：“＋”表示促进作用，“－”表示抑制作用。任务二：糖尿病的病因及症状1．观察下图，请分析糖尿病患者“多尿”的原因。提示　血糖含量升高，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。2．尿液中葡萄糖含量高一定是糖尿病吗？提示　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中含糖。　糖尿病的症状——“三多一少”1．如图是血糖调节过程的示意图，其中甲、乙代表器官，a、b代表相应激素。下列有关叙述正确的是(　　)A．激素a是胰岛素，可通过促进①②过程降低血糖B．激素b是胰高血糖素，是机体内唯一可升高血糖的激素C．激素a作用的结果反过来会抑制激素b的分泌，属于反馈调节D．甲、乙分别为胰腺和肝脏，两者均是血糖平衡的调节中枢答案　A解析　由题图分析可知，a为胰岛素，胰岛素可以通过促进葡萄糖氧化分解和合成糖原等途径来降低血糖，A正确；激素b是胰高血糖素，胰高血糖素和肾上腺素等都有升高血糖的功能，B错误；b表示胰高血糖素，胰高血糖素能升高血糖，当血糖含量升高超过正常范围时，会反过来减少胰高血糖素的分泌，血糖平衡的调节是通过负反馈调节来完成的，C错误；血糖平衡的调节中枢在下丘脑，D错误。2．下列与糖尿病有关的叙述，正确的是(　　)A．糖尿病患者逐渐消瘦，是因为其体内糖的代谢异常，导致非糖物质分解加强B．尿液中偶尔含有少量糖的人不一定是糖尿病患者，尿液中持续含有较多糖的人则一定是糖尿病患者C．糖尿病患者吃得多，是因为其体内的糖被大量排出体外，导致血糖含量过低D．糖尿病患者的尿多，是因为其代谢旺盛，产生的水比一般人多答案　 A题组一　血糖平衡的调节1．(2022·天津三中高二期中)如图是有关糖代谢及其调节示意图，下列相关叙述中正确的有几项(　　)a．在肌肉、肝脏细胞中②过程均可发生b．胰岛B细胞分泌的激素促进①③过程c．胰岛A细胞分泌的激素促进②③过程d．胰岛素促进④⑤⑥⑦等过程的实现A．零项 B．一项 C．两项 D．三项答案　C解析　②过程是肝糖原分解形成葡萄糖，只发生在肝细胞中，肌糖原不能分解转化为血糖，a错误；胰岛B细胞分泌的激素为胰岛素，胰岛素可以促进血糖的去路，即促进④⑤⑥⑦等过程，同时抑制血糖的来源，即抑制②③过程，从而使血糖含量降低，b错误、d正确；胰岛A细胞分泌的胰高血糖素可以促进血糖的来源，即促进②③过程，使血糖含量上升，c正确。2．(2022·北京昌平区高二开学考试)一位科学家用高浓度的糖溶液饲喂一只动物，在接下来的3小时之内，每隔半小时检查该动物血糖的浓度，结果如下表。下列叙述正确的是(　　)A.食用糖后120 min开始胰岛素分泌增多，肝糖原合成增加B．食用糖后0～30 min，血糖浓度升高是胰高血糖素分泌增多的结果C.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D．血糖浓度降低时会使副交感神经兴奋，胰高血糖素分泌增加答案　C解析　食用糖后，随着血糖浓度的增加，胰岛素分泌也增加，而不是在120 min开始胰岛素分泌增多，A错误；食用糖后0～30 min，血糖浓度升高是肠道吸收单糖的结果，B错误；血糖浓度降低时会使交感神经兴奋，胰高血糖素分泌增加，D错误。3．如图是人体血糖平衡调节示意图，下列有关分析错误的是(　　)注：“＋”表示促进，“－”表示抑制。A．胰高血糖素浓度和神经递质都能影响胰岛素的分泌B．血糖的稳定受神经和激素的共同调节，下丘脑是调节中枢C．午餐前，人体内胰高血糖素分泌减少，胰岛素分泌增多D．肾上腺素浓度升高能促进肝糖原的分解，从而升高血糖答案　C解析　午餐前，血糖浓度降低，人体内胰高血糖素分泌增多，能促进胰岛素分泌增多，C错误。4．(2022·山东滕州一中新校高二期中)胰岛素对血糖的平衡发挥重要作用。较高的血糖浓度会直接刺激胰岛B细胞释放胰岛素，也可通过下丘脑调节(如图1)，图2是对图1虚线方框区域的具体化。研究人员测定了机体内相关体液中钙离子的含量如表：根据题意，以下叙述错误的是(　　)A．结合图1和图2信息，图1中甲、丙属于受体，代表神经递质B．图中钙内流需要经过钙通道，但不消耗能量，则上表中来自内环境的液体是X液C．在下丘脑调节胰岛素分泌的过程中，血糖浓度升高属于非条件刺激D．若图1中组织细胞为脂肪细胞，则细胞内明显增加的反应有葡萄糖转变为甘油、脂肪酸进而合成甘油三酯，从而使血糖水平降低答案　A解析　分析图1可知，甲可以与神经细胞释放的递质结合，丙可以与胰岛B细胞产生的胰岛素结合，甲和丙属于受体，神经递质是由神经元细胞释放的，由图1中的●表示，代表葡萄糖，A错误；图中钙内流需要经过钙通道，但不消耗能量，方式为协助扩散，该方式是由高浓度向低浓度一侧运输，X液浓度高，则表中来自内环境的液体是X液，B正确；下丘脑调节胰岛素分泌的过程为非条件反射，则血糖浓度升高属于非条件刺激，C正确；若图1中组织细胞为脂肪细胞，则在胰岛素的作用下，脂肪细胞内明显增加的反应有葡萄糖转变为甘油、脂肪酸；甘油、脂肪酸合成甘油三酯，从而使血糖水平降低，D正确。5．为探究血糖调节的影响因素进行了以下实验。实验中5只家兔的注射剂量和生理指标均按单位体重计算。下列说法错误的是(　　)A．胰岛素需要采用注射而不是饲喂的方法是因为考虑了胰岛素的化学本质B．二次注射后，血糖最先回升到正常浓度的是②号C．二次注射以后，③号与④号血糖浓度都回升，说明肾上腺素与胰高血糖素在调节血糖方面具有协同关系D．二次注射中，实验操作违反了对照原则答案　D解析　胰岛素的化学本质是蛋白质，饲喂后在消化道中会被消化酶分解而失去药效，因此只能注射，A正确；二次注射时，②号注射的是葡萄糖溶液，葡萄糖溶液能迅速缓解低血糖症状，B正确；③号注射的是肾上腺素，④号注射的是胰高血糖素，二者都能促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，从而缓解低血糖症状，说明肾上腺素与胰高血糖素在调节血糖方面具有协同关系，C正确；二次注射，进一步证明相关物质的作用，实验操作没有违反对照原则，D错误。6．(2022·江苏周市高级中学高二期末)如图是血糖调节模型，下列有关叙述正确的是(　　)A．曲线ab段与ef段血糖浓度上升的原因相同B．曲线bc段与de段血液中胰岛素变化趋势相同C．fg段血糖维持相对稳定是神经—体液调节的结果D．当血糖浓度偏低时，胰高血糖素可促进肝糖原和肌糖原的水解以提高血糖浓度答案　C解析　曲线ab段由于食物中糖类的消化吸收，使得血糖浓度升高，而曲线ef段是体内肝糖原水解和非糖物质转化引起的，A错误；曲线bc段是胰岛素分泌增多导致，而曲线de段运动导致代谢增强，血糖浓度降低，胰岛素的分泌量减少，B错误；当血糖浓度偏低时，胰高血糖素只促进肝糖原水解和非糖物质转化为葡萄糖，肌糖原不能水解补充血糖浓度，D错误。题组二　糖尿病的发病机制及治疗7．(2022·石家庄高二检测)我国唐朝医学家甄立言在《古今录验方》里对糖尿病(中医称为“消渴症”)的症状进行了描述：“消渴，病有三：一渴而饮水多……二吃食多……三……数小便者。”下列关于糖尿病的叙述错误的是(　　)A．“消渴症”患者还会有高血糖和机体消瘦等症状B．“渴而饮水多”的原因是细胞外液渗透压下降C．“吃食多”的原因是细胞内能量供给不足D．“数小便”的原因是排出大量糖的同时，带走大量的水分答案　B解析　糖尿病病人的血糖浓度升高，细胞外液渗透压升高。8．人类糖尿病的发病机理十分复杂，如图是1型、2型两种糖尿病部分发病机理示意图。下列说法不正确的是(　　)A．①为葡萄糖载体，影响其作用的因素包括胰岛素、胰岛素受体等B．②为胰岛素，与其合成及分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体C．2型糖尿病的形成原因是葡萄糖载体受损，不能识别利用葡萄糖D．1型糖尿病病人由胰岛素分泌不足引起，可注射胰岛素进行治疗答案　C解析　由图分析可知，①为葡萄糖载体，根据血糖调节的内容可知，胰岛素作用于胰岛素受体后会促进组织细胞加速摄取葡萄糖，葡萄糖进入细胞的方式主要是主动运输，需要消耗ATP，A正确；由图可知，②为胰岛素，胰岛素为分泌蛋白，因此与之相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体，B正确；2型糖尿病的形成原因是靶细胞上的胰岛素受体不足，不能有效识别胰岛素，C错误。9．研究发现，胰岛素作用的信号通路如下图：靶细胞上的胰岛素受体活化后，陆续活化一系列激酶，形成阶梯状串联效应，实现转导信号的放大。有多种激酶、蛋白等参与这一过程，涉及蛋白质、糖类、脂类代谢和生长调控的多条信号通路。下列说法不正确的是(　　)A．分泌胰岛素的细胞，细胞膜上有神经递质受体和葡萄糖转运蛋白B．靶细胞内一系列激酶的磷酸化，阶梯状串联效应实现了胰岛素作用的高效性C．靶细胞通过增加细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量实现了对葡萄糖的加速摄取D．胰岛素仅作用于肝脏细胞答案　D解析　分泌胰岛素的细胞是胰岛B细胞，其受神经递质的调控，因而细胞膜上具有接受神经递质的受体；胰岛B细胞能够利用葡萄糖，所以细胞膜上也含有葡萄糖转运蛋白，A正确；根据题干信息，靶细胞上的胰岛素受体活化后，陆续活化一系列激酶，形成阶梯状串联效应，实现转导信号的放大，能够实现胰岛素作用的高效性，B正确；从题图中可以看出，胰岛素作用于靶细胞膜上的胰岛素受体后，经一系列酶的磷酸化，进一步使储存葡萄糖转运蛋白的囊泡与细胞膜融合，增加靶细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量，从而实现靶细胞对葡萄糖的加速摄取，起到降低血糖的作用，C正确；胰岛素作用于全身的组织细胞，不仅仅只有肝脏细胞，D错误。10．(2022·山东师范大学附中高二期中)研究发现血糖水平的升高与多种激素有关。用不同激素处理生理状况相同的3组健康小鼠(每种激素在不同组别的剂量相同)，分别测定处理前、后血液中葡萄糖含量的变化，如表所示。下列相关叙述错误的是(　　)A.本实验中的自变量是不同激素的处理B．处理前测定血液中葡萄糖含量，在实验中起对照作用C．激素X可促进胰高血糖素升高血糖，具有升高血糖的作用D．可用斐林试剂检测丙组小鼠是否出现尿糖答案　C解析　处理前测定血液中葡萄糖含量，其作用是和处理后测定血液中葡萄糖的含量作对照，B正确；表中的甲组数据可以说明胰高血糖素单独作用能升高血糖，乙组数据说明激素X单独作用不能升高血糖，丙组的数据说明胰高血糖素和激素X共同作用升高血糖的效果强于甲组，可见，激素X的作用是通过促进胰高血糖素生理作用的发挥而使血糖水平升高，但其本身不能升高血糖，C错误；尿糖中的“糖”属于还原糖，因此检测丙组小鼠是否出现尿糖可用斐林试剂进行检测，D正确。11．(2022·福建三明高二期中)研究发现，FGF1是胰岛素之外的第二种快速降低血糖的分子。在胰岛素抵抗患者体内，胰岛素信号通路受阻，若使用FGF1提高PDE4D酶的活性，激活PDE4D通路，仍可调节血糖水平。下列叙述错误的是(　　)A．胰岛素抵抗患者体内，血糖不能有效降低，而脂肪分解较多B．FGF1和胰岛素分别通过不同的信号通路发挥相同的作用C．一般情况下，糖尿病患者体内PDE4D酶活性较高D．这一发现可能为胰岛素抵抗患者提供替代性治疗渠道答案　C解析　胰岛素抵抗是指各种原因使胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降，机体通过分解脂肪供能，A正确；FGF1通过提高PDE4D酶的活性，通过PDE4D通路调节，而胰岛素通过胰岛素信号通路调节，两者信号通路不同，但发挥的作用相同，都是降低血糖水平，B正确；在胰岛素抵抗患者体内，胰岛素信号通路受阻，若使用FGF1提高PDE4D酶的活性，激活PDE4D通路，仍可调节血糖水平，说明一般情况下，糖尿病患者体内PDE4D酶活性较低，C错误；这一发现表明可以通过其他通路调节血糖水平，为胰岛素抵抗患者提供了替代性治疗渠道，D正确。12．(2022·河南商丘高二期末)科研人员发明了治疗糖尿病的胰岛素泵。包埋在皮肤下面的血糖传感器可以测量患者的血糖浓度并将信息发送到控制器，控制器计算出胰岛素释放速度，将信号发送到胰岛素泵，胰岛素泵通过放置在皮肤下面的导管释放胰岛素，下列相关叙述正确的是(　　)A．血糖来源包括食物中的糖类的消化吸收、肌糖原的分解、脂肪等非糖物质转化等B．胰岛素泵中的控制器相当于大脑皮层，胰岛素泵相当于胰岛B细胞C．安装了胰岛素泵的胰岛素抵抗型糖尿病中期患者体内的胰岛素来源于胰岛素泵释放D．相比于每日多次皮下注射胰岛素，用胰岛素泵治疗糖尿病可以降低低血糖发生风险答案　D解析　根据题意可知，胰岛素泵中的控制器能接收血糖浓度信息，计算胰岛素释放速率，还能将信号发送至胰岛素泵，下丘脑也能接收血糖浓度信息进行分析整合再通过传出神经到达胰岛B细胞，故胰岛素泵中的控制器相当于人体内的下丘脑，B错误；胰岛素抵抗型糖尿病患者的病因是患者对胰岛素不敏感，当患者血糖浓度过高时，分泌胰岛素的有患者自身的胰岛B细胞和胰岛素泵，C错误；相比于每日多次皮下注射胰岛素，用胰岛素泵治疗糖尿病的优点有(最大程度)模拟生理性胰岛素分泌，不易发生低血糖，D正确。13．(2022·江苏泗洪县高二期末)为了探究运动对IGT(糖耐量受损，是糖尿病前期阶段)的干预情况，受试者于餐后进行中等强度持续运动30 min，定时采样测定血糖浓度及胰岛素含量，实验结果如图所示。由此不能推测(　　)A．餐后60 min时，胰岛素分泌下降导致血糖浓度低于对照组B．餐后适量运动可降低IGT人群餐后血糖峰值和胰岛素升高幅度C．餐后适度运动使IGT人群胰岛素分泌高峰提前，血糖浓度下降D．餐后适度运动可以减轻IGT人群胰岛B细胞的分泌负担答案　A解析　餐后60 min时，胰岛素能降低血糖浓度，胰岛素分泌上升导致血糖浓度低于对照组，A符合题意。14．(2022·吉林长春高二期中)下图是某同学在模拟活动中建立的血糖调节模型，据图分析回答下列问题。(1)一般情况下，正常人在空腹时血糖含量维持在______________ mmol/L范围内波动。(2)激素甲的名称是________________，某人患糖尿病，可以____________(填“口服”或“注射”)该激素，该激素能促进血糖进入组织细胞内______________，或在肝脏细胞和肌肉细胞中合成糖原，或促进葡萄糖转化为脂肪等非糖物质；还能抑制__________的分解和脂肪等非糖物质转化为葡萄糖。(3)当血糖浓度降低时，机体血糖平衡调节中枢兴奋，经相关交感神经末梢分泌____________作用于图中胰岛A细胞分泌__________________(填激素名称)，从而升高血糖浓度。这一调节方式属于____________调节。(4)正常情况下，与血糖调节有关的激素如胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等一昼夜的基础分泌有两个高峰——约为3：00～8：00和16：00～19：00之间。有一部分糖尿病患者会出现下午血糖浓度基本平稳且无低血糖，但在晚餐前发生短暂高血糖的“黄昏现象”。糖尿病患者产生“黄昏现象”的原因可能是________________________________________________。答案　(1)3.9～6.1　(2)胰岛素　注射　氧化分解　肝糖原　(3)神经递质　胰高血糖素　神经—体液　(4)糖尿病患者由于其体内的基础胰岛素分泌不足，不能有效抵消胰高血糖素和肾上腺素等的升血糖作用15．胰岛细胞分泌的胰岛素和胰高血糖素能够共同调节机体的血糖稳定，胰岛的分泌活动受相关神经系统的调节。研究人员进行了以下两组实验：实验一：选取健康小鼠持续电刺激支配胰岛的副交感神经，发现血液中胰岛素含量上升，胰高血糖素含量下降；实验二：电刺激健康小鼠支配胰岛的交感神经兴奋时，其末梢释放的去甲肾上腺素促进胰岛A细胞的分泌，却抑制胰岛B细胞的分泌。请回答下列问题：(1)实验一电刺激后，小鼠血糖浓度的变化是____________，胰高血糖素在血糖调节上的功能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验二，交感神经由静息状态转为兴奋时发生动作电位，此时Na＋内流的跨膜运输方式为____________，促甲肾上腺素对胰岛A细胞和胰岛B细胞的作用效果不同的原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已有研究表明，胰岛素可通过作用于下丘脑神经元产生信号，进而抑制胰高血糖素的分泌。现有胰高血糖素高于正常值的模型小鼠若干，胰岛素和生理盐水及必要的实验仪器，请设计实验对上述结论进行验证。(要求写出实验步骤和预期实验结果)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)降低　促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖　(2)协助扩散　两类细胞膜上与促甲肾上腺素结合的受体不同　(3)实验步骤：将模型小鼠随机均分成甲、乙两组，甲组注射适量胰岛素，乙组注射等量的生理盐水，一段时间后检测两组小鼠体内胰高血糖素含量的平均值。实验结果：甲组小鼠的胰高血糖素含量下降，乙组没有明显变化项目胰岛素胰高血糖素分泌细胞胰岛B细胞胰岛A细胞作用途径促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉并合成糖原，进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等；抑制肝糖原分解和非糖物质转变成葡萄糖促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变成糖作用效果既增加血糖去路，又减少血糖来源，使血糖浓度恢复到正常水平使血糖浓度回升到正常水平食用糖后的时间(单位：min)0306090120150180血糖浓度(单位：mg/mL)0.751.251.100.900.750.750.75项目X液(mmol/L)Y液(mmol/L)Ca2＋2.5约0.001组别实验处理血糖浓度/(mmol·L－1)处理前处理后30 min60 min90 min120 min甲胰高血糖素4.55.765.44.954.95乙激素X4.54.54.54.54.5丙胰高血糖素＋激素X4.56.757.27.026.75