生物人教版（2019）选择性必修1 3.2激素调节的过程课件（共39张ppt）

(共39张PPT)
第2节 激素调节的过程
选择性必修一/第3章 体液调节/
本节聚焦
1.血糖的平衡是怎样维持的？
2.激素的分泌是怎样调节的？
3.激素调节有什么特点？
马拉松长跑是赛程超过40km、历时2h以上的极限运动（Eliud Kipchoge曾经跑出不到2h的成绩，但未被认可），运动员每小时至少要消耗300g糖类。
血糖可以补充肌肉因运动而消耗的糖类。正常人的血糖含量为3.9～6.1 mmol/L，全身的血量大约是5L。
讨论:长跑过程中大量消耗葡萄糖，会导致血糖含量下降吗？为什么？
正常人血液中葡萄糖为3.51～5.49g，能让运动员跑0.7～1.1min。
可能会略有下降，但不会持续下降，应该在正常范围内波动；
运动过程中，因消耗血糖为运动提供能量，血糖含量有所下降，同时机体会随时分解储能物质转化成葡萄糖补充消耗，维持血糖的相对稳定。
计算：如果仅靠血液中的葡萄糖，运动员能跑多长时间
一、激素调节的实例
实例一：血糖平衡的调节
1.血糖:
血液中的糖称为血糖，主要是葡萄糖.
2.正常人的血糖含量:
3.9-6.1mmol/L
① 食物中的糖类经消化、吸收进入血液，是血糖的主要来源
② 肝糖原分解成葡萄糖进入血液，是空腹时血糖的重要来源
③ 非糖物质可以转化为葡萄糖进入血液，补充血糖
来源：
去向：
① 随血液流经各组织时，被组织细胞摄取，氧化分解
② 在肝和骨骼肌细胞内合成肝糖原和肌糖原储存起来
③ 脂肪组织和肝可将葡萄糖转变为非糖物质，如甘油三酯等
3.血糖的来源和去向
血糖
(3.9~6.1mmol/L)
食物中的糖类
消化、吸收
☆肝糖原
分解
脂肪等非糖物质
转化
CO2+H2O+能量
氧化分解
肝糖原、肌糖原
合成
转化
甘油三酯
肌糖原不能直接分解成葡萄糖（缺水解酶）
来源
去向
血糖的来源和去向
研究发现，机体是通过一些特定的激素来调节血糖代谢速率的，其中最主要的是胰岛分泌的胰岛素和胰高血糖素。
胰岛
胰岛A细胞
胰岛B细胞
分泌
胰高血糖素
胰岛素
分泌
升血糖
降血糖
▲胰岛A细胞和胰岛B细胞以及它们分泌的激素
4.血糖平衡的激素调节过程
（1）血糖升高时调节
血糖浓度
升高
胰岛B细胞
刺激
分泌
胰岛素
作用于
几乎全身细胞
做出改变
抑制
促进
血糖浓度
恢复
一
血糖平衡的调节
血糖浓度
恢复
（2）血糖降低时调节
血糖浓度
降低
胰岛A细胞
刺激
分泌
胰高
血糖素
作用于
主要是肝脏
做出改变
抑制
促进
正常血糖水平
血糖水平 升高
血糖水平
下降
刺激胰岛B细胞分泌胰岛素
刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素
补充血糖
血糖水平恢复
糖原、
甘油三酯
葡萄糖
肝糖原
葡萄糖
激素在血糖平衡调节中的作用过程
转化
分解
参与血糖调节的两种激素的区别与联系
分泌
胰岛素
抑制
血糖进入肝、肌肉并合成糖原
血糖进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯
血糖进入组织细胞氧化分解
非糖物质转化为葡萄糖
肝糖原分解
胰岛B细胞
胰岛A细胞
胰高血糖素
分泌
非糖物质转变成糖
肝糖原分解成葡萄糖进入血液
促进
升高血糖浓度
降低血糖浓度
胰高血糖素主要作用于肝脏
促进
一
血糖平衡的调节
升高
胰岛B细胞分泌胰岛素增加
抑制
促进
降低
胰岛A细胞分泌胰高血糖素增加
促进
为什么激
素调节时不会调得过高或过低呢？
血糖水平升高
胰岛素
分泌增加
血糖水平降低
胰高血糖素分泌增加
像在血糖平衡调节的过程中这样，胰岛素分泌增加会降低血糖水平，从而会抑制胰岛素的分泌，这种是什么现象？
5.反馈调节
一个系统中，系统本身作用的结果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式称为反馈调节。
反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制，对于机体维持稳态具有重要意义。
血糖水平升高
胰岛B细胞分泌胰岛素
血糖降低
负反馈
促进
(+)
两抑制，三促进
(-)
血糖水平降低
胰岛A细胞分泌胰高血糖素
血糖升高
负反馈
促进
(+)
两促进
(-)
（1）负反馈：偏离后纠正回归到静息水平，在生物体中更常见，如体温调节、血糖调节。
稳态
倾斜
负反馈调节
改斜归正
内环境稳态调节主要是负反馈调节。
[血糖调节]
（2）正反馈：加强并偏离静息水平，如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等.
稳态
倾斜
正反馈调节
错上加错
在少数情况下，激素分泌的调节也可以正反馈的形式出现。例如，在分娩时下丘脑对催产素的分泌就是一种正反馈。
传入神经
脊髓
传出神经
膀胱壁
逼尿肌
大脑皮层
尿液
体外
排出
尿道上的感受器
刺激
膀胱壁的
感受器
刺激
尿液
传入神经
[排尿反射]
(+)
尿液对尿道的刺激可进一步反射性地加强排尿中枢活动。这是一种正反馈，它使排尿反射一再加强，直至尿液排完为止
6.血糖的平衡还受到神经系统的调节
下丘脑某区域
下丘脑另一区域
血糖升高
刺激
副交感神经
胰岛B细胞
胰岛素分泌增加
血糖降低
刺激
交感神经
胰岛A细胞
肾上腺
胰高血糖素分泌增加
肾上腺素分泌增加
神经 ─ 体液调节
促来源
促去向、抑来源
(课本P52)
小结：血糖平衡的调节过程
直接
+
下丘脑
直接
+
胰岛B细胞
某一区域
另一区域
血糖低
胰岛
A细胞
胰高血糖素
+
+
+
分泌
促进
血糖氧化分解
血糖合成糖原
血糖转变为甘油三酯
抑制
肝糖原的分解
非糖物质转化
促进
胰岛素
非糖物质转化
肝糖原分解
血糖升高
趋于正常
去
路
来
源
传入神经
交感神经
肾上腺(髓质)
肾上腺素
副交感神经
传入神经
血糖高
血糖降低
趋于正常
神经-体液调节
调节中枢：
下丘脑
调节方式：
1.尿糖的原因
（1）一次性摄入的糖太多
（2）肾脏疾病，重吸收血糖能力下降，随尿排出。
（3）糖尿病
血糖浓度超出肾脏的重吸收能力，随尿排出。
(1)糖尿病主要表现为________和______，可导致多种器官的功能损害。
2.糖尿病
高血糖
尿糖
(2)糖尿病症状
“三多一少”(多尿、多饮、多食、体重减少)
葡萄糖随尿液排出
带走大量的水分,即“多尿”
导致机体供能不足
细胞外液渗透压升高
机体为满足能量需求
口渴
多饮
“多食”
机体消耗大量脂肪、蛋白质
“消瘦”
(3)人类的糖尿病分为1型和2型
胰岛素受体
胰岛素
葡萄糖
正常
胰岛素受体
胰岛素
葡萄糖
1型
胰岛素受体
胰岛素
葡萄糖
2型
①1型糖尿病
胰岛B细胞受到破坏或免疫损伤导致的胰岛素绝对缺乏。
②2型糖尿病
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)
(4)糖尿病的治疗
①较轻患者可通过控制饮食，配合降血糖药物进行治疗;
②较重患者(1型)可通过静脉注射胰岛素进行治疗。
(5)糖尿病的危害及预防
①危害：可能会引起多种并发症
②预防：注意控制饮食，多运动
正常人一次性摄糖过多，尿中也可能会出现葡萄糖，但该人不属于糖尿病患者。
【注意】尿糖≠糖尿病
实例二：甲状腺激素分泌的分级调节
当我们在寒风中瑟瑟发抖时，身体内几乎所有细胞动员起来，共同抵御寒冷。起运动作用的是神经冲动和激素，甲状腺分泌的甲状腺激素在其中起重要作用。
甲状腺激素随血液运到全身，几乎作用于体内的所有细胞，提高细胞代谢的速率，使机体产生更多的热量。
甲状腺激素的分泌是如何调节的呢？
垂体中的某些物质可以维持甲状腺的 ，促进甲状腺分泌 激素。
甲状腺
分析甲状腺激素分泌的分级调节
材料①：实验发现：摘除大鼠的垂体，甲状腺将萎缩，甲状腺激素显著减少；如果给大鼠注射垂体的提取物，可以部分地恢复甲状腺的大小。
形态
实验结论：
材料②：如果向动物静脉注射下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素（TRH），可增加垂体分泌促甲状腺激素（TSH）的量。
下丘脑
TRH
分泌
垂体
促进
TSH
分泌
甲状腺
促进
甲状腺激素
分泌
归纳建模
材料③：实验发现将下丘脑分泌TRH的区域损坏，或向该动物的垂体中注射微量的甲状腺激素后，血液中的TSH水平会明显降低。
临床发现，血液中的甲状腺激素水平升高，TSH的水平降低，当甲状腺功能衰退时，血液中甲状腺激素水平下降，TSH的水平升高。
下丘脑
TRH
分泌
垂体
促进
TSH
分泌
甲状腺
促进
甲状腺激素
分泌
抑制
归纳建模
讨论
1.在甲状腺激素的分泌中，下丘脑、垂体和甲状腺之间有何关系？
下丘脑分泌的TRH，可以促进垂体分泌TSH。垂体分泌的TSH可影响甲状腺的正常生长和分泌甲状腺激素。
（分级调节）
甲状腺分泌的甲状腺激素增加到一定浓度时，又会抑制下丘脑和垂体的分泌。
（反馈调节）
2.在正常情况下，血液中的甲状腺激素的水平总维持在一定范围内，这是如何实现的？
通过分级调节和反馈调节实现。
下丘脑
TRH
分
泌
垂体
促
进
分
泌
TSH
促
进
甲状腺
甲状腺激素
分
泌
分级调节
反馈调节
细胞代谢增强，产热量增加，抵御寒冷
促
进
过多时
抑制
抑制
寒冷等
神经系统
刺激
神经冲动
归纳小结：甲状腺激素分泌的分级调节和反馈调节
(1)概念：
1.分级调节
下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控。
(2)类型：
(3)意义：
可以放大激素的调节效应，形成多级反馈，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。
下丘脑-垂体-甲状腺轴
下丘脑
促甲状腺激素释放激素
垂体
促甲状腺激素
(-)
甲状腺
甲状腺激素
(-)
下丘脑-垂体-甲状腺轴
下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴
下丘脑-垂体-性腺轴
下丘脑-垂体-性腺轴
下丘脑
促肾上腺皮质激素释放激素
垂体
促肾上腺皮质激素
(-)
肾上腺皮质
皮质醇
(-)
下丘脑
促性腺激素释放激素
垂体
促性腺激素
(-)
性腺
性激素
(-)
下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴
【实例分析1】分析地方性甲状腺肿大出现的原因。
下丘脑
促甲状腺激素释放激素
垂体
促甲状腺激素
(-)
甲状腺
甲状腺激素
(-)
缺碘
不足
减弱
减弱
增多
增多
碘是甲状腺激素合成的原料之一，缺碘患者体内的甲状腺激素含量不足，通过负反馈调节使下丘脑和垂体的分泌功能增强，促甲状腺激素分泌过多，使甲状腺细胞增生腺体肥大，进而导致患者出现脖子粗的症状。
2.实例分析
【实例分析2】运动员服用睾酮衍生物后，会出现睾丸体积减小、精子生成量减少的现象。请你分析原因。
下丘脑
促性腺激素释放激素
垂体
促性腺激素
(-)
性腺
性激素
(-)
运动员服用睾酮衍生物后，睾酮含量升高。其对垂体的抑制作用增强，导致垂体分泌促性腺激素减少，不能继续维持睾丸的形态结构。睾丸萎缩，精子产生减少。
增多
增强
增强
减少
二、激素调节的特点
1.通过体液进行运输
（1）内分泌腺没有导管，内分泌细胞产生的激素弥散到体液中，随血液流到全身，传递着各种信息。
（2）应用：临床上常通过抽取血液来检测内分泌系统中的激素的水平。
注意：
激素随血液流到全身，不是只定向运输给靶细胞.
2.作用于靶器官、靶细胞
激素选择靶细胞是通过与靶细胞上的特异性受体（表面受体、胞内受体）相互识别，并发生特异性结合实现的。
只有靶细胞上含该激素的特异性受体。
基因的选择性表达。
激素只能作用于靶器官或靶细胞。
（1）直接原因
（2）根本原因
旁栏思考题
P54
胰岛素的产生、运输、作用等过程如下：当血糖浓度升高到一定程度时，胰岛B细胞合成和分泌胰岛素的速度加快。胰岛素被分泌后、经循环系统，可分布于全身。胰岛素与组织细胞表面的受体特异性结合，促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖。具体表现为∶促进血糖进入细胞进行氧化分解；促进血糖进入肝细胞、肌肉细胞合成糖原；促进血糖进入脂肪组织细胞并转变为三酰甘油。
甲状腺激素的产生、运输、作用等过程如下：某些刺激会通过“下丘脑—垂体—甲状腺轴"，引起甲状腺激素分泌量增加。甲状腺激素经由循环系统分布于全身，几乎作用于全身所有的细胞，与细胞中的特异性受体结合，提高细胞代谢的速率。
你能否以一种激素为例（如胰岛素或甲状腺激素），说明该激素的产生、运输、作用于靶器官和靶细胞的过程？
3.作为信使传递信息
①激素作为信息，与受体作用后，经过受体的信号转导作用，靶细胞部发生一系列代谢变化。
②激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了，因此，体内需要源源不断产生激素。
激素是既不________________；又不____________；也不______________的______________________ ；只是______________________ 发生变化。
调节生命活动的信息分子
组成细胞结构
提供能量
起催化作用
靶细胞原有的生理活动
4.微量和高效
正常生理状态下，人血液中的激素浓度一般为10-12～10-9mol/L。
虽然含量甚微，但作用效果极其显著。激素是人和动物体内微量高效的生物活性物质。一旦体内激素含量偏离了生理范围，就会产生严重影响机体机能。临床上常通过测定血液中激素含量来检测疾病。
几种常见激素的产生部位和作用靶细胞
激素名称 产生部位 靶细胞(受体）
促……激素释放激素
促甲状腺激素
促性腺激素
促肾上腺皮质激素
生长激素
甲状腺激素
胰岛素
胰高血糖素
下丘脑
垂体
垂体
甲状腺
胰岛B细胞
胰岛A细胞
垂体
甲状腺
性腺
肾上腺皮质
全身各细胞
全身各细胞
全身各细胞
主要是肝细胞
1.协同作用：不同激素对同一生理效应起增强效应的作用。
2.拮抗作用：不同激素对同一生理效应发挥相反的作用。
协同作用
生长激素
甲状腺激素
肾上腺素
胰高血糖素
调节生长发育
增加产热
升高血糖
拮抗作用
胰高血糖素
胰岛素
升高血糖
降低血糖
三、激素之间的关系
动物激素、酶、神经递质的比较
项目 动物激素 酶 神经递质
不 同 点 来源
化学本质
作用部位
发挥作用 后去路
相同点 内分泌腺或
内分泌细胞
几乎所有的活细胞
神经元轴突末梢的突触小体
蛋白质类、氨基酸衍生物类、固醇等
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
靶器官、靶细胞
与底物结合，细胞内外或体外都可起作用
被失活
不改变
被降解或回收
①都有生物活性；②均与特定分子结合后起作用；③都不提供能量；④都不组成细胞结构
突触后膜上的受体
多种多样，大多为小分子
课堂小结
2.机体内各种激素彼此关联，相互影响，共同参与调节同一生理功能。下列对激素间相互关系的描述，正确的是 （ ）
A.胰岛素与胰高血糖素都对血糖的稳定起作用，二者为协同关系
B.胰岛素可降低血糖，肾上腺素可使血糖升高，二者作用相抗衡
C.雌激素和雄激素都抑制垂体分泌促性腺激素，二者为协同关系
D.生长激素可促进生长，甲状腺激素可促进发育，二者作用相抗衡
练习与应用
一、概念检测
1.以下关于胰岛素、甲状腺激素作用特点的叙述，错误的是 （ ）
A.需借助体液运输 B.发挥作用后立即失活
C.在代谢时发挥催化作用 D.作用于特定的细胞、器官
C
B
3.下图曲线表示某人从早餐开始到12时血糖浓度的变化情况，请识图并结合自己的生活实际，分析曲线变化的具体原因（说明血糖的来源或去向，以及相关激素的作用）。
早餐后，随着食物中的淀粉等糖类物质消化吸收进入血液，血糖浓度升高。血糖浓度升高到一定程度时，刺激胰岛B细胞增强对胰岛素的分泌，胰岛素水平上升，促进血糖的利用和转变成糖原等物质，使血糖浓度下降。随着血糖浓度降低，胰岛A细胞的活动增强，胰高血糖素的分泌增加，促进肝糖原分解和其他物质转变成葡萄糖进入血液，使血糖浓度恢复到正常水平。
1.甲状腺癌患者切除甲状腺后，其下丘脑分泌的TRH还有作用吗？其垂体分泌的TSH呢？为什么这样的患者要终生服用甲状腺激素类药物？
还有作用，因为TRH的靶器官是垂体，而不是甲状腺；因失去了甲状腺激素对垂体分泌TSH的抑制作用，TSH水平会升高；甲状腺激素对机体代谢和生长发育等具有重要的调节作用，故切除甲状腺后需要终生服用甲状腺激素类药物。
2.假设你是一位工程师，要为胰岛素分泌不足的糖尿病患者设计一个随身携带的“人工胰岛” （已有这类产品），请写出你的设计思想，指要解决的主要问题。
“人工胰岛”即胰岛素泵，分成三部分; 泵主机、储药器和与之相连的输注导管。储药器最多可以容纳3毫升的胰岛素，储药器装入泵中后，将相连的输液导管前端的细小针头扎人患者的皮下（常规为腹壁），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。解决的主要问题∶改善血糖控制水平; 减少低血糖情况的发生。
二、拓展应用