2节通过激素的调节

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,通过激素的调节,第二章 动物和人体生命活动的调节,第二节,广东省崇雅高中 杨太林,案例:促胰液素的发现,学术背景：,在20世纪之前，学术界普遍认为，人和动物体的一切生理活动都是由神经系统调节的。,比如，对,“胰液的分泌是如何调节的”,这一问题，19世纪的学术界普遍认为，胃酸刺激小肠的神经，神经将兴奋传给胰腺，使胰腺分泌胰液。,一、激素调节的,发现,沃泰默的实验 ：,切除通向该段小肠的神经，只留下血管,稀盐酸,狗的上段小肠肠腔,胰腺分泌胰液,稀盐酸,狗的血液中,胰腺不分泌胰液,狗的上段小肠肠腔,稀盐酸,胰腺分泌胰液,注入,注入,注入,结果,结果,结果,沃泰默的解释：,这是由于小肠上微小的神经难以剔除干净的缘故，所以是一个十分顽固的神经反射。,斯他林和贝利斯的假设：,这种实验现象不是神经调节的结果，而是化学调节的结果：在盐酸的作用下，小肠黏膜产生了一种化学物质，这种物质进入血液后，随着血流到达胰腺，引起胰液的分泌。,如果要证明斯他林和贝利斯的观点，,应该如何设计实验？,斯他林和贝利斯的实验 ：,实验过程：,小肠黏膜+稀盐酸+砂子,磨碎,注射,实验结果：,促进胰腺分泌胰液。,实验结论：,胰液的分泌是促胰液素化学调节的结果。,制成提取液,狗静脉,思考与讨论,2.,斯他林和贝利斯获得的科学发现包括哪些内容？,发现了促胰液素；,发现了激素调节 。,1.“,机遇只偏爱那种有准备的头脑,”,哪些因素使斯他林和贝利斯抓住了成功的机会？,不迷信权威、创造性思维、严谨的实验设计等,二、激素调节的,概念,人和动物体的生命活动，除了受神经系统的调节外，还存在着另一种调节方式,由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质进行调节，这就是激素调节,。,概 念,下丘脑,垂体,甲状腺,胸腺,肾上腺,胰腺,卵巢,睾丸,分泌促甲状腺激素释放激素等,分泌生长激素、促甲状腺激素等,分泌肾上腺素等,分泌雌性激素等,分泌雄性激素等,分泌甲状腺激素等,分泌胸腺激素等,其中的胰岛分泌胰岛素和胰高血糖素等,问题探究,1,：,饭后，大量的葡萄糖被吸收到了体内，但是正常人的血糖含量只有短暂的升高，很快就恢复正常，这是为什么？,三、激素调节的实例,实例一：血糖平衡的调节,血糖,0.81.2,g/L,CO,2,+H,2,O+,能量,氧化分解,肝糖原、肌糖原,合成,脂肪、某些氨基酸等,转变,人体中血糖的去向,（正常情况下）,总 结,问题探讨：,马拉松长跑是赛程超过40,km、,历时2,h,以上的极限运动，运动员每小时至少要消耗300,g,糖类。血糖（血液中的葡萄糖）可以补充肌肉因运动而消耗的糖类。正常人全身的血量大约为5,L。,（1）,根据材料计算，如果仅靠血液中的葡萄糖，运动员能跑多长时间？,思考与讨论,（2）长跑时消耗了大量的葡萄糖，你认为血糖的浓度会大幅下降吗？,（一）问题探讨,（,1,）如果仅靠血液中的葡萄糖，马拉松运动员只能跑1,min,左右（0.81.2,min）。,（,2,）可能会导致血糖含量短暂的轻度下降，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，血糖会随时从储能物质的分解、转化等得到补充。,思考与讨论,（3）研究表明，在长跑过程中，尽管血糖在不断被消耗，但它的含量基本维持在0.9,g/L,左右。血糖可以通过哪些途径得到补充？,血糖可以通过三条途径得到补充：,食物中的糖类经过消化和吸收、,肝糖原分解为葡萄糖,一些非糖物质转化为葡萄糖。,血糖,0.81.2,g/L,CO,2,+H,2,O+,能量,氧化分解,肝糖原、肌糖原,合成,脂肪、某些氨基酸等,转变,人体中血糖的来源和去向,（正常情况下）,总 结,食物中的糖类,消化、吸收,肝糖原,分解,脂肪等非糖物质,转化,血糖平衡的调节,血糖平衡的调节,B,细胞,分泌,胰岛素,作用,促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，从而使血糖水平降低。,胰岛素还能够抑制肝糖元的分解和非糖物质转化为葡萄糖，,A,细胞,胰高血糖素,作用,促进糖原分解，并促进一些非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖水平升高。,分泌,胰岛素和胰高血糖素究竟是怎样对血糖水平进行调节的呢,?,我们通过以下活动来进行探索。,根据教材中的活动方案，边做边想：,模型构建：建立血糖调节的模型,（1）乙代表什么器官？,（,3,）构建血糖调节的图解式模型。,（2）当血糖水平升高时，胰岛是怎样反应的？反应的结果怎样？当血糖水平降低时呢？,乙代表胰岛,当血糖水平升高时，胰岛,B,细胞分泌的胰岛素增加，同时胰岛,A,细胞分泌的胰高血糖素减少；反应的结果将使体内血糖水平下降到正常水平。当血糖水平降低时，胰岛,B,细胞分泌的胰岛素减少，同时胰岛,A,细胞分泌的胰高血糖素增加，从而使体内血糖水平上升到正常水平。,血糖降低,血糖升高,+,胰岛素分泌,胰岛,B,细胞,+,+,组织加速摄取、利用和储存葡萄糖,胰岛,A,细胞,-,胰高血糖素分泌,-,血糖降低,血糖升高,+,胰岛素分泌,胰岛,B,细胞,+,+,组织加速摄取、利用和储存葡萄糖,胰岛,A,细胞,胰高血糖素分泌,+,+,促进糖原分解，促进非糖物质转化为葡萄糖,下丘脑一区域,+,+,下丘脑另一区域,+,+,反馈调节,在血糖调节的过程中，胰岛素的作用结果反过来影响胰岛素的分泌，胰高血糖素也如此。,像这样，,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，这种调节方式叫做反馈调节,。,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。,分析应用,1,、当身体不能产生足够的胰岛素时，将会发生什么情况？,2,、糖尿病在现代社会中的发病率越来越高。想一想，这与人们的饮食状况和生活方式的变化有没有关系？为什么？怎样防治糖尿病？,当身体不能产生足够的胰岛素时，体内血糖水平将会上升，多余的血糖将会从尿中排出，出现糖尿病。,课外探究,现在市场上有一种为糖尿病病人设计的人工胰岛，可以随身携带，用以调节患者体内的血糖浓度。,假设你是一位工程师，你觉得这种人工胰岛在设计的时候要解决哪些主要问题？请写出你的设计思路。,问题情境：,当你站在寒风中瑟瑟发抖时，你的机体为了抵御寒冷作了哪些反应？这些反应是通过怎样的调节机制实现的？,三、激素调节的实例,实例二：甲状腺激素分泌的分级调节,思考与讨论,（,1,）寒冷刺激会首先作用于什么系统？,（,2,）接着在三个层次上会引起什么腺体分泌何种激素？,（,3,）甲状腺激素的分泌是否会一直持续下去？体内激素增多时身体如何进行调节？,（1）促进新陈代谢，使绝大多数组织耗氧量加大，并增加产热。因此，寒冷可刺激,甲状腺激素,的分泌，而甲状腺机能亢进者往往基础代谢率增高，喜凉怕热。,（2）促进生长发育，对长骨、脑和生殖器官的发育生长至关重要，尤其是婴儿期。此时缺乏,甲状腺激素,则会患呆小症。,（3）提高中枢神经系统的兴奋性。,甲状腺素分泌的分级调节,下 丘 脑,垂 体,甲 状 腺,促甲状腺激素释放激素,促甲状腺激素,甲状腺激素,细胞代谢,甲状腺激素分泌的,分级调节示意图,反馈,四、激素调节的特点,3,、作用于靶器官、靶细胞：,特定激素会作用于特定的器官和细胞。,2,、通过体液运输,内分泌腺没有导管，分泌的激素弥散到体液中，随血液流到全身，传递着各种信息。,1,、微量和高效,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。激素是调节生命活动的信息分子。,本节小结,:,一、激素调节的发现,二、激素调节的实例,血糖平衡的调节,甲状腺激素分泌的分级调节,三、激素调节的特点,B,D,可参与血糖平衡的调节, 有调节躯体运动的高级中枢, 可合成和分泌促甲状腺激素释放激素, 垂体通过下丘脑控制性腺的生长发育,唾液腺，垂体，肠腺肾上腺，甲状腺，胰岛,睾丸，汗腺，皮脂腺卵巢，胃腺，肝脏,1,、下列各组腺体分泌的物质，均能够直接排放到,血浆中的是（ ）,2,、关于下丘脑功能的叙述，正确的是（）,A. B. C. D.,巩固练习,3,、糖尿病、坏血病、侏儒症、呆小症、脚气病的原因，,按顺序是（ ）,缺乏胰岛素、甲状腺激素、生长激素、维生素,C,、维生素,B1,缺乏胰岛素、维生素,C,、甲状腺激素、维生素,B1,、生长激素,缺乏维生素,C,、生长激素、胰岛素、维生素,B1,、甲状腺激素,缺乏胰岛素、维生素,C,、生长激素、甲状腺激素、维生素,B1,D,4,、用一定量的甲状腺激素连续饲喂正常成年小白鼠,4,周，与对照组比较，实验组小白鼠表现为,( ),B,A,耗氧量增加、神经系统的兴奋性降低,B,耗氧量增加、神经系统的兴奋性增强,C,耗氧量减少、神经系统的兴奋性降低,D,耗氧量减少、神经系统的兴奋性增强,5,、下图表示甲状腺活动调节的示意图。对这一调节的叙述，错误的是,( ),A,甲与乙结构分别表示下丘脑和垂体,B.a,与,b,物质分别表示促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素,C.,乙结构的活动只受甲结构释放激素的调节,D.,血液中的甲状腺激素含量起着反馈调节的作用,C,6,、人体内激素分泌量过多或不足都会对机体有害，体内有一系列机制维持激素在血液中含量的相对稳定。下图表示下丘脑神经分泌细胞、垂体细胞、甲状腺细胞及它们分泌的激素之间的关系。据图回答有关问题：,（,1,）激素,A,是,_,。,（,2,）当体内缺乏,_,元素时，将导致激素,C,的合成受阻，该元素进人甲状腺细胞的运输方式是,_,。,（,3,）人遭遇危险而情绪紧张时血液中激素,C,的含量将会,_,，这是由于激素,A,、,B,的含量,_,所致。这种生理过程是由,_,共同调节的。,（,4,）如果激素,C,的合成量过多时，激素,A,、,B,含量的变化趋势是,_,。这是一种,_,调节机制。,促甲状腺激素释放激素,碘,主动运输,增加,增加,神经和体液,(,激素,),下降,(,负,),反馈,6,、现有相同容积的玻璃缸几只，利用自然的清水、同龄且发育状态相同的小蝌蚪,60,只、饲喂蝌蚪的饲料、未经处理的具有生物活性的甲状腺激素，并把具有生物活性的甲状腺激素放在,50,的温水中处理,10min,。根据这些现有的条件，请你设计一个实验，验证甲状腺激素经过处理以后，是否还有生物活性。,(1),实验方案的设计,第一步，取玻璃缸,3,只，分别标记为甲、乙、丙；,第二步，,分别加入等量的清水和,20,只蝌蚪；,第三步，如果甲缸每天饲喂饲料，丙缸每天饲喂用具有生物活性的甲状腺激素相拌的饲料，则乙缸怎样饲喂,?,；最后经过一定时间的饲喂，观察现象，得出结果和结论。,(2),结果分析,若乙、丙缸的蝌蚪发育同步，迅速变态为小青蛙，而甲缸还是蝌蚪状态，说明,；,若甲、乙缸的蝌蚪发育同步，而丙缸发育变态迅速，说明了,；,若乙缸的蝌蚪发育比甲缸快，比丙缸慢，则说明了,。,(3),该实验设置甲、丙两组实验的目的是,。,每天饲喂用经过处理过的甲状腺激素相拌的饲料,甲状腺激素经过,50,的温水,处理,后，对其生物活性没有影响,甲状腺激素经过,50,的温水处理后，完全丧失了生物活性,甲状腺激素经过,50,的温水处理后，使生物活性有所降低,起对照作用,再见,2这是因为这些被吸收到体内的葡萄糖部分合成糖原储存起来了，部分转化为脂肪、氨基酸等非糖物质，还有一些被氧化分解了，所以血糖含量很快恢复正常。,（五）旁栏思考题,反馈调节有正负反馈之分，其中负反馈在日常生活及人体的生理活动中都很常见。,我们日常生活中用到的电冰箱、空调等的调温系统都是根据负反馈原理来设计的，机体内的许多生理活动，如,绝大多数激素的分泌、体温调节等都是负反馈调节的最好例子,。,正反馈在人的正常生理活动中也是存在的，如排尿反射、血液的凝固过程、分娩过程、月经周期中黄体生成素的释放等,。日常生活中也不乏正反馈的实例，如某位学习刻苦的同学得到表扬后，学习更加刻苦。,（六）与社会的联系,糖尿病是由遗传和环境因素相互作用而引起的一种常见病，与人们的饮食状况和生活方式有直接的关系。,饮食过多而不节制，营养过剩，体力活动过少，从而造成肥胖（脂肪堆积）等是糖尿病的诱因之一。,现代社会人们的压力越来越大，伴随着精神的紧张、情绪的激动等多种应激状态，,体内升高血糖的激素（如生长激素、去甲肾上腺素、胰高血糖素及肾上腺皮质激素等）,会大量分泌，从而使血糖升高。,糖尿病的治疗必须以控制,饮食,、运动治疗为前提。糖尿病病人,应控制进食糖类食物，减少高脂肪及高胆固醇食物的摄入量，适量增加高纤维食物。经常参加体育运动，尽可能做全身运动，包括散步和慢跑等。对于较重的糖尿病人，除了控制饮食外，还需要按照医生的要求注射胰岛素进行治疗。,（七）练习,基础题 1,C 、D。,2,抗利尿激素分泌量,集合管对水的通透性,重吸收水量,排尿量,饮水多,少,降低,减少,增加,缺水,多,提高,增加,减少,激素的分泌主要是由机体内外环境的变化引起的。机体通过分泌相应激素来调节生理活动，从而适应环境的变化。,3正负反馈调节对于生命活动都具有重要的意义。,一旦正反馈过程启动，就逐步增强，不可逆地进行，直至反应完成，如排尿反射、血液的凝固过程、分娩过程等。,相比起来，负反馈的重要性似乎远大于正反馈，一是因为它在生理活动中的数量大、涉及面广；二是它不断“纠正”控制信息，从而在维持稳态上发挥着巨大作用。,以体温为例，人的正常体温在37 左右，过高或过低都会通过负反馈来改变产热和散热过程，使体温趋向正常。一旦这种反馈失常，体温的急剧波动就会首先殃及大脑及各类器官的代谢，使全身的各项机能出现故障。,拓展题,胰岛素是由51个氨基酸组成的蛋白质类激素，蛋白质的多肽链是,在内质网上的核糖体中合成,的，,内质网对多肽链进行加工,，并运输到高尔基体，,高尔基体与蛋白质的加工和转运有关,，所以，胰岛素的合成和分泌需要这些细胞器参与。大致过程是：,在细胞核内，基因完成转录，形成,mRNA，mRNA,被转送到细胞质，在内质网上的核糖体中指导合成多肽链（先形成的长链大分子称为前胰岛素原）；,前胰岛素原能穿越内质网膜进入内质网，在内质网内加工，成为胰岛素原；,然后胰岛素原被运到高尔基体，继续加工成为成熟的胰岛素，由高尔基体分泌的囊泡运输到细胞膜，分泌到细胞外。,