(共25张PPT)
第三章 体液调节
第二节 激素调节的过程
学习目标
1.通过分析促胰液素的发现,说出激素调节的概念,培养分析、推理、质疑的科学思维能力。(科学思维)
2.通过分析激素研究的实例,归纳激素研究的方法,培养设计实验、分析实验的科学探究能力。(科学探究)
3.通过分析人体主要内分泌腺及其分泌的激素,归纳激素的化学本质及其生理功能,养成比较与归纳的科学思维能力。(科学思维)
课内探究
探究点一:血糖平衡的调节
任务一:血糖的来源和去路
资料1:据计算,如果仅靠血液中的葡萄糖,马拉松运动员只能跑0.702—1.098 min,但实际上运动员的血糖含量仍能常时间稳定在3.9~6.1mmol/L这一正常范围内。
资料2:饭后,大量的葡萄糖被吸收到体内,但是健康人的血糖含量只有短暂的升高,很快就恢复正常。
小组活动:综合以上资料作为证据,自主构建血糖来源和去向的概念模型。
思考1:据计算,如果仅靠血液中的葡萄糖,马拉松运动员只能跑0.702—1.098 min,但实际上运动员的血糖含量仍能常时间稳定在3.9~6.1mmol/L这一正常范围内。为什么?
食物中的糖类
肝糖原
脂肪酸等非糖物质
血糖
3.9~6.1mmol/L
消化、吸收
分解
转化
最主要来源
注:无论是在运动还是安静的状态下,人体的血糖浓度总是维持在相对稳定的水平上。
思考2: 饭后,大量的葡萄糖被吸收到体内,但是健康人的血糖含量只有短暂的升高,很快就恢复正常,这又是为什么?
食物中的糖类
肝糖原
脂肪酸等非糖物质
血糖
3.9~6.1mmol/L
消化、吸收
分解
转化
最主要来源
CO2+H2O+能量
肝糖原、肌糖原
甘油三酯
氧化分解
合成
转化
最主要去路
血糖的来源和去向
食物中的糖类
肝糖原
脂肪酸等非糖物质
血糖
3.9~6.1mmol/L
消化、吸收
分解
转化
CO2+H2O+能量
肝糖原、肌糖原
甘油三酯
氧化分解
合成
转化
最主要来源
最主要去路
低血糖: 出现饥饿、乏力、头晕等,严重可出现昏迷和死亡
高血糖:空腹血糖浓度大于8.9 mmol/L时出现尿糖
长期血糖偏高会出现多种糖尿病并发症
尿糖
血糖平衡
消化吸收
肝糖原分解
脂肪酸等非糖类物质转化
氧化分解
合成肝、肌糖原
转化成甘油三酯
来源
去向
机体正是通过调节血糖的来源和去向来实现血糖平衡。
血糖平衡:
血糖含量保持相对稳定(血糖的来源与去向达到动态平衡)。
任务二:血糖平衡调节
资料1:对禁食24h的小鼠(25g左右)腹腔注射2单位胰岛素后小鼠会出现低血糖并发展为休克。若在上述小鼠出现低血糖症状时,立即腹腔注射1mL50%葡萄溶溶液,可以观察记录到症状缓解、消失。
资料2: 严重的低血糖会造成机体损伤及暂时或持久的神经系统损害,偶尔可引起脑水肿和死亡。对血糖低于4mmoL/L的患者,可以给予一杯口服葡萄糖进行治疗,也可以皮下注射胰高血糖素1mg进行治疗。
资料3: 在正常进餐后4小时测定血糖浓度,浓度为(3.9~6.1 mmol/L),然后口服100克葡萄糖,每隔半小时测定一次血糖浓度,其实验结果如图所示。
阅读资料,回答下列问题:
(1):小鼠发生低血糖症状的原因可能是什么
(2):为什么注射胰高血糖素可以治疗低血糖
(3):在血糖浓度变化中,实现bc段变化的主要代谢途径是什么?
提示:胰岛素一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯等;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖,饥饿状态小鼠,血糖没有了食物的消化吸收这个主要来源,所以出现低血糖症状。
提示:胰高血糖素能促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,促进一些非糖物质转变成糖,从而使血糖浓度回升到正常水平。
提示:胰岛素一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯等;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖
(4):血糖平衡的调节是否只受到胰岛素和胰高血糖素的调节作用
(5):参与血糖平衡调节的激素有哪些 它们有什么作用
提示:血糖的平衡还受到神经系统的调节。当血糖含量降低时,下丘脑的某个区域兴奋,通过交感神经使胰岛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甲状腺和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量。
提示:胰岛素是唯一降血糖的激素;胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素、甲状腺激素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。
消化吸收
肝糖原分解
脂肪酸等非糖类物质转化
氧化分解
合成肝、肌糖原
转化成甘油三酯
来源
去路
血糖平衡
胰岛素
胰高血糖素
(促三抑二)
(促二)
(+)
(—)
(+)
血糖升高
胰岛B细胞
胰岛A细胞
血糖降低
(+)
(+)
注:糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等多种激素也能升高血糖浓度,但胰岛素是唯一降血糖的激素。
血糖平衡的主要调节过程
思考:胰岛素和胰高血糖素会不会恶性对抗无限制的分泌下去?为什么?
血糖平衡调节的机制
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。
如图:胰岛素的作用结果反过来影响胰岛素的分泌,胰高血糖素也是如此。
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。
血 糖 升 高
①促进_________________
②促进__________________
③促进____________________
④抑制__________________
⑤抑制__________________
下丘脑
副交感神经
血 糖 降 低
①促进______________
②促进______________
下丘脑
交感神经
交感神经
肾上腺 髓质
促进肝糖原分解
(-)
(-)
方式:神经-体液调节,主要为体液(激素)调节。
小组活动:构建概念模型
胰岛B细胞
胰岛素分泌量增加
血糖进入组织细胞进行氧化分解
血糖进入肝、肌肉并合成糖原
促进血糖进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯
肝糖原的分解
非糖物质转变为葡萄糖
胰岛A细胞
胰高血糖素分泌增加
肝糖原分解成葡萄糖
非糖物质转变成糖
肾上腺素
① 1型糖尿病
胰岛功能受损,通常在青少年时期发病。
与社会的联系
——糖尿病
1.类型
运输葡萄糖的载体
胰岛素受体
如图,胰岛素与靶细胞上的受体结合,会引起靶细胞一系列反应的发生,最终使靶细胞表面的运输葡萄糖的载体增加,促进了靶细胞对葡萄糖的摄取、利用、储存和转化。
② 2型糖尿病
与遗传、环境、生活方式密切相关,比较常见,确切的发病机理目前不明确。能量摄入过多、运动量过少、肥胖是2型糖尿病最常见的危险因素。如:胰岛素受体减少→细胞对胰岛素敏感度下降(胰岛素抵抗)。
运输葡萄糖的载体
胰岛素受体
胰岛素分泌不足或组织细胞对胰岛素敏感性降低
血糖进入组织细胞氧化分解受阻
肝糖原合成减少,非糖物质转变为血糖增多
细胞能量供应不足
饥饿、多食
体内脂肪、蛋白质分解加强
体重减轻
血糖↑
多尿
多饮
血浆渗透压↑
产生渴觉
原尿渗透压↑
对水的重吸收减少
2.症状
三多一少(多饮、多尿、多食、体重减少)
探究点二:甲状腺激素分泌的分级调节
实验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;如果给该大鼠注射垂体的提取物,可以部分地恢复甲状腺的大小。
实验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。
实验3:进一步实验发现,将实验动物下丘脑中分泌TRH的区域损毁,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。临床上发现,甲状腺机能亢进时,血液中甲状腺激素水平升高,TSH的水平降低;当甲状腺功能减退时,血液中甲状腺激素水平下降,TSH的水平升高。
(1)实验1说明了什么?
(2)实验2说明了什么?
(3)实验3说明了什么?
提示:说明垂体分泌的TSH可影响甲状腺的正常生长和分泌甲状腺激素
提示:说明下丘脑分泌的TRH,可以促进垂体分泌TSH
提示:说明甲状腺分泌的甲状腺激素增加到一定浓度时,又会抑制垂体的分泌。
下丘脑
垂 体
甲状腺
寒冷等刺激
促甲状腺激素释放激素(TRH)
促甲状腺激素(TSH)
甲状腺激素
+
+
-
-
细胞代谢,抵御寒冷
+
神经冲动
1.分级调节:下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控。
2.分级调节的意义: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)
小组活动:根据上面的实验构建甲状腺激素分泌的模型
下丘脑
TRH
垂体
TSH
甲状腺
甲状腺激素
细胞代谢
(—)
(—)
反馈
学以致用:(1)缺碘造成甲状腺肿大的原因
缺碘 → 甲状腺激素减少 → 对下丘脑和垂体抑制的负反馈作用下降 → TRH和TSH上升→TSH持续刺激甲状腺→甲状腺增生而肿大
缺碘 →
分析:过度紧张为什么失眠?
下丘脑
促性腺激素释放激素
垂体
促性腺激素
性腺
性激素
细胞代谢
(—)
(—)
反馈
(2)性激素分泌的分级调节
(下丘脑-垂体-性腺轴)
在鸡的养殖实践中人们发现,适当延长每日的光照时间和关照强度,能提高母鸡产蛋率。
光作用视网膜后,将刺激信号转化为神经冲动传入下丘脑,促进下丘脑分泌促性腺激素释放激素,刺激垂体分泌促性腺激素,作用性腺产生较多性激素,从而促进卵泡发育和排卵。
如果光照时间过长,使性激素分泌过量,反而抑制排卵。
能否直接饲喂含性激素的食物?为什么?
总结:下丘脑-垂体-内分泌腺轴
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
探究点三:激素调节的特点
阅读课本,自主完成下列问题
如图是分泌细胞分泌的激素与靶细胞结合的示意图,据图思考回答:
(1):从图示可以看出激素分子怎样才能到达靶细胞周围作用于靶细胞
(2):作用于靶器官、靶细胞的众多激素分子弥散在全身的体液中,是不是对所有细胞都起作用呢 为什么
(3):激素的作用是什么 为什么体内需要源源不断地产生激素
(4):血液中的激素浓度都很低,一般为10-12~10-9mol/L,但其作用效果极其显著,一旦体内激素含量偏离了生理范围,就会严重影响机体机能,这表明激素有怎样的特点
提示:通过体液进行运输。
提示:只作用于靶器官、靶细胞;只有靶器官、靶细胞的表面才有该种激素的受体。
提示:作为信使传递信息;激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了,因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
提示:微量和高效。
激素的受体
蛋白质类激素不容易穿过细胞膜,其受体在靶细胞的细胞膜上,受体负责把细胞外信号转化为细胞内信号,细胞内信号再通过转导和放大,最终激活了某种酶,从而改变细胞的代谢情况
①非固醇类激素的受体在细胞膜上
知识拓展
甲状腺激素和固醇类激素(性激素)很容易穿过细胞膜,其信号受体在细胞质或细胞核中。
激素和受体结合后,连接到DNA上,调控基因的转录,诱导相关蛋白质的合成(例如某些酶)。
②固醇类激素的受体在细胞内