第33讲 体液调节
1.说出人体内分泌系统主要由内分泌腺组成,包括垂体、甲状腺、胸腺、肾上腺、胰岛和性腺等多种腺体,它们分泌的各类激素参与生命活动的调节。 2.举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体的稳态,如甲状腺激素分泌的调节和血糖平衡的调节等。
考点1 激素与内分泌系统
一、促胰液素的发现
1.沃泰默观点:胰腺分泌胰液只受神经调节。
2.斯他林和贝利斯
1.(选择性必修1 P45“思考·讨论”)(1)斯他林和贝利斯的实验过程中加入砂子的目的是使小肠黏膜研磨得更充分。
(2)斯他林和贝利斯实验的对照实验设置是将稀盐酸单独注射到狗的静脉中,观察胰腺是否分泌胰液。
二、激素研究的实例
1.胰岛素的发现
(1)方法:结扎法、摘除法。
(2)过程
2.(选择性必修1 P46“思考·讨论”)班廷在实验中结扎了狗的胰腺导管,待胰腺萎缩后终于成功了。解释其成功的原因是结扎胰腺导管仅使外分泌部萎缩,不再产生胰蛋白酶,胰岛仍可产生胰岛素,且研磨时不被分解。
2.睾丸分泌雄激素的研究
(1)方法:摘除法、移植法。
(2)过程
(3)结论:睾酮是睾丸分泌的雄激素。
3.激素的调节
(1)概念:由内分泌器官或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式。
(2)主要内分泌腺及其分泌的激素与靶器官(或靶细胞)(如表所示)
内分泌腺 激素名称 化学本质 作用部位 功能
下丘脑 促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素释放激素 多肽 垂体 促进垂体分泌释放促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素
抗利尿激素 肾小管、集合管 促进肾小管、集合管对水的重吸收
垂体 促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素 蛋白质 甲状腺(性腺、肾上腺皮质) 促进甲状腺(性腺、肾上腺皮质)的生长发育,促进甲状腺激素(性激素、肾上腺皮质激素)的合成和分泌
生长激素 全身,主要是肌肉和骨骼 调节生长发育等
甲状腺 甲状腺激素 氨基酸衍生物 几乎全身组织细胞 调节体内的有机物代谢、促进生长和发育、提高神经的兴奋性
肾上腺 皮质 醛固酮、皮质醇等 类固醇 分别为集合管、肝脏与脂肪细胞 调节水盐代谢和有机物代谢
髓质 肾上腺素 氨基酸衍生物 主要是肝脏 提高机体的应激能力
胰腺 胰高血糖素 蛋白质 几乎全身组织细胞,主要是肝细胞、肌细胞和脂肪细胞 促进肝糖原分解和非糖物质转化变成糖
胰岛素 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,进入脂肪细胞转变为甘油三酯;抑制肝糖原分解和非糖类物质转变为葡萄糖
卵巢 雌激素、孕激素等 类固醇 主要是雌性生殖器官 促进女性生殖器官的发育、卵细胞的生成和女性第二性征的出现
睾丸 雄激素 主要是雄性生殖器官 促进男性生殖器官的发育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现
3.(选择性必修1 P48“相关信息”)(1)类固醇类激素:如肾上腺皮质激素、性激素等,受体位置在细胞内,补充方式为口服或注射。
(2)氨基酸衍生物类激素:如甲状腺激素、肾上腺素等,受体位置在细胞内,补充方式为口服或注射。
(3)多肽和蛋白质类激素:如促激素释放激素、促激素、抗利尿激素、胰岛素和胰高血糖素等,受体位置在细胞表面,补充方式为注射。
4.内分泌系统的功能
(1)维持内环境稳定。
(2)调节物质和能量代谢。
(3)调控生长发育和生殖等。
动物激素功能的实验探究
(1)基本思路
(2)实验方法
①切除法:切除相应腺体。适用于个体较大的动物。
②饲喂法:在饲料中添加激素。只适用于甲状腺激素、性激素等小分子激素,多肽和蛋白质类激素不能用饲喂法。
③注射法:向动物体内注射某激素。适用于各种激素。
(3)实验设计
①验证甲状腺激素的功能
a.饲喂法
b.摘除法和注射法
②验证胰岛素的生理功能(最简单的方法)
(4)实验设计注意事项
①动物分组的基本要求:选择性别、年龄、体重、生理状况基本相似的动物进行平均分组,且每组不能只有一只。
②在研究动物激素生理功能的实验设计中,要注意设计对照实验,排除干扰因素的影响,使实验结论更加科学。对照组中,生理盐水不能用蒸馏水代替。
③若研究物质的化学本质是蛋白质,则必须是注射法,而不能用饲喂法,因为该物质会被消化分解;如研究胰岛素有降血糖的生理作用,必须选用注射法,对成年个体注射胰岛素后观察、记录血糖浓度的变化情况;如果是脂质或氨基酸衍生物类等小分子物质可以注射,也可饲喂。
④在实际操作过程中,可能要综合运用多种方法。如摘除某种内分泌腺(如公鸡的睾丸),一段时间后再注射该内分泌腺分泌的激素(如睾酮),或重新植入该内分泌腺等。
⑤对于幼小的动物一般不用摘除法或注射法,例如研究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响就应该采用饲喂法。
1.斯他林和贝利斯的实验比沃泰默实验的巧妙之处在于彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。( √ )
2.班廷和他的助手们通过摘除健康狗的胰腺造成实验性糖尿病,运用了“减法原理”。( √ )
3.肾上腺皮质主要分泌醛固酮和肾上腺素。( × )
提示:肾上腺皮质主要分泌醛固酮、皮质醇等,髓质可分泌肾上腺素。
4.所有的活细胞都能产生酶,但只有内分泌器官(或细胞)才能合成激素。( × )
提示:非内分泌器官也可以产生激素,如植物就没有专门的内分泌器官。
5.激素能直接参与细胞内多种代谢过程从而调节生命活动。( × )
提示:激素是调节生命活动的信息分子,不直接参与代谢过程。
1.研究表明,脂肪组织中产生一种功能类似胰岛素的分子FGF1,这种分子也能快速有效地调节血糖含量。不仅如此,它还能降低胰岛素抵抗患者的血糖水平。这一发现为胰岛素抵抗或2型糖尿病患者提供了替代性治疗渠道。FGF1抑制脂肪分解的机理如图所示。对胰岛素抵抗患者,注射FGF1比注射胰岛素有效,据图分析其原因。
FGF1与胰岛素作用的受体不同,FGF1与受体2结合后,可激活PDE4→p-PDE4通路,抑制细胞中的脂肪分解,从而降低血糖。
2.细菌毒素(LPS)能损伤脑部海马区神经干细胞和新生神经元,使其数量减少。为研究胸腺分泌的胸腺素能否预防细菌毒素(LPS)的损伤作用,设计如下实验方案。(实验材料:新生小鼠若干、细菌毒素(LPS)溶液、胸腺素溶液、无菌生理盐水)实验设计思路:将实验组小鼠在出生后连续四天饲喂一定量的LPS溶液,对照组饲喂等量无菌生理盐水。第九天时,对实验组半数小鼠饲喂适量的胸腺素,另外半数的实验组小鼠和对照组全部小鼠注射等量的无菌生理盐水。第三周对小鼠脑组织进行细胞学检测,比较各组小鼠脑部海马区神经干细胞、新生神经元的数量,请指出该实验设计中的两处错误。
(1)LPS溶液、无菌生理盐水、胸腺素不应该用“饲喂”;(2)不应该先饲喂一定量的LPS溶液,再饲喂适量的胸腺素。
动物激素的生理功能
1.动物乳汁中主要乳成分的合成过程是不同激素相互协同、共同完成的复杂过程。催乳素促进主要乳成分的合成,且依赖于雌激素、孕激素、胰岛素等激素共同发挥作用,通过刺激特定乳蛋白mRNA的合成,来调控主要乳成分的合成过程。下列说法错误的是( )
A.催乳素、雌激素、孕激素、胰岛素的受体都是细胞膜上的糖蛋白
B.乳汁的产生需要多种激素的协调作用
C.激素可通过调控基因的表达来促进乳汁的分泌
D.由于激素发挥作用后就被灭活,所以激素需要源源不断地产生
A [雌激素和孕激素属于脂质,可以通过自由扩散的方式进入细胞,故雌激素和孕激素的受体一般在细胞内,A错误;根据题干信息可知,乳汁的产生需要多种激素相互协调、共同完成,B正确;由题意可知,激素通过刺激特定乳蛋白mRNA的合成,来调控主要乳成分的合成过程,即激素可通过调控基因的表达来调节生命活动,C正确;由于激素与靶细胞结合并起作用后就被灭活,所以激素需要源源不断地产生,D正确。]
动物激素生理功能的实验探究
2.药物E是治疗糖尿病常用的降血糖药。为开发具有知识产权的同类型新药,科研人员对植物来源的生物碱NB降血糖效果进行了研究,设计的技术路线如图所示。其中STZ是一种可以特异性破坏胰岛B细胞的药物。下列分析正确的是( )
A.根据实验安排第4次检测血糖浓度的时间是第120 min
B.为判断模型是否构建成功最好在第②组小鼠空腹状态下测血液胰岛素含量
C.若第④组的血糖浓度在第4次检测时比前3次都低,说明NB能降血糖
D.本实验以①②③组做对照,以确认实验材料和方法能有效检测药物疗效
D [由于需要测出最初各组的血糖浓度,因此,根据实验安排第4次检测血糖浓度的时间是第90 min,A错误;为判断模型是否构建成功最好在第②组小鼠正常饲喂状态下测血糖浓度和检测胰岛素含量,B错误;若第④组的血糖浓度在第4次检测时比前3次都低,且与第③组血糖浓度相近并且略高于第①组,但都低于第②组,则说明NB能降血糖,C错误;本实验以①②③组做对照,以确认实验材料和方法能有效检测药物疗效,进而在此基础上能对NB的降血糖作用做出检测,D正确。]
3.下面是胰岛素发现的相关实验和资料:①科学家无意中发现,切除胰腺的狗会患上与人的糖尿病类似的疾病;②正常胰腺提取物,注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗,血糖几乎无变化;③班廷在查阅资料时了解到,以实验方法结扎胰管或因胆结石阻塞胰管都会引起胰腺萎缩,而胰岛却保持完好,这样机体不会患糖尿病;④1916年,科学家将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素,1921年,班廷和助手贝斯特从结扎的狗身上取出萎缩得只剩胰岛的胰腺做成提取液,注入因摘除胰腺而患糖尿病的狗身上,经数天治疗后,患病狗的血糖恢复了正常。下列对实验结论的描述最合理的是( )
A.①能证明胰腺分泌某种抗糖尿病的物质
B.②证明胰腺分泌的胰蛋白酶将物质分解
C.③能够证明胰腺中的胰岛分泌了胰岛素
D.④能够证实由胰岛分泌的胰岛素的存在
D [①实验表明,胰腺与糖尿病有关,但不能证明胰腺分泌某种抗糖尿病的物质,A不符合题意;②正常胰腺提取物,注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗,血糖几乎无变化,说明胰腺分泌的物质能将治疗糖尿病的某种物质分解,但是不知道是胰蛋白酶,B不符合题意;③只能说明胰岛与糖尿病有关,不能够证明胰腺中的胰岛分泌了胰岛素,C不符合题意;④能证明胰岛能产生具有降血糖作用的胰岛素,D符合题意。]
考点2 血糖平衡的调节
1.血糖的来源和去向(正常情况下)
2.血糖平衡调节的过程
3.调节机制:神经—体液调节。
(1)神经调节:下丘脑通过有关神经可直接调控肾上腺、胰岛B细胞和胰岛A细胞。在此种调节方式中,内分泌腺本身就是反射弧效应器的一部分。
(2)体液调节:高浓度血糖可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,低浓度血糖可直接刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素,这是血糖平衡的主要调节方式。
4.与血糖平衡有关的五种激素
(1)胰岛素是唯一能降低血糖的激素。
(2)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、糖皮质激素等。
5.糖尿病的发病机理及其治疗
6.辨析血糖代谢异常的曲线模式图
(1)进食后胰岛素浓度变化曲线
判断依据:根据含量和变化波动幅度,含量多而且波动幅度大的为正常人,即曲线a。
(2)进食后血糖浓度变化曲线
判断依据:根据初始浓度和波动范围判断,波动范围在3.9~6.1 mmol·L-1且起点也在该范围中的是正常人,低于该范围的是低血糖患者,高于该范围的是高血糖或糖尿病患者,则分别为曲线中c、a。
(选择性必修1 P52“与社会的联系”)2型糖尿病常伴有高胰岛素症,其可能的原因是靶细胞对胰岛素不敏感(或靶细胞表面的受体受损),血糖浓度高,胰岛B细胞合成胰岛素增多,导致血液中的胰岛素含量高。
7.反馈调节
(1)含义: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)类型
①正反馈调节,如排尿反射、分娩过程等。
②负反馈调节,如血糖调节、体温调节等。
(3)意义: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。
1.胰岛素通过促进细胞对血糖的摄取、利用和储存及减少血糖的来源调节血糖平衡。( √ )
2.胰高血糖素可以促进肝糖原和肌糖原的分解,从而使血糖浓度升高。( × )
提示:胰高血糖素可以促进肝糖原的分解,从而使血糖浓度升高。
3.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。( √ )
4.血糖调节过程中既有神经调节也有体液调节。( √ )
5.当血糖浓度上升时,胰岛素分泌增加,引起骨骼肌细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加。( √ )
现代药理研究证明,桑叶中含有降血糖的成分。某实验小组在体外利用高浓度胰岛素建立了HepG2细胞(源于人体的肝胚胎细胞)胰岛素抵抗模型。现有甲、乙、丙三支试管,其中均加入了等量的葡萄糖培养液和成功建立的胰岛素抵抗HepG2细胞模型,请你设计实验探究桑叶多糖和桑叶黄酮对胰岛素抵抗作用的改善效果,要求写出简要的实验思路。(提供的试剂有桑叶多糖溶液、桑叶黄酮溶液和胰岛素,提供的仪器有葡萄糖检测仪)
向乙和丙试管中分别加入等量的桑叶多糖溶液和桑叶黄酮溶液,甲试管中加入等量生理盐水;然后向三支试管中加入等量的胰岛素溶液;培养一段时间后将试管振荡离心,并用葡萄糖测定仪测定上清液的葡萄糖含量。
血糖平衡及调节过程
1.(2023·广东卷)空腹血糖是糖尿病筛查常用检测指标之一,但易受运动和心理状态等因素干扰,影响筛查结果。下列叙述正确的是( )
A.空腹时健康人血糖水平保持恒定
B.空腹时糖尿病患者胰岛细胞不分泌激素
C.运动时血液中的葡萄糖只消耗没有补充
D.紧张时交感神经兴奋使血糖水平升高
D [空腹时血糖的重要来源是肝糖原分解为葡萄糖进入血液,非糖物质也可以转化为血糖,使血糖水平保持动态平衡,但不是绝对的恒定,A错误;空腹时糖尿病患者的细胞供能不足,糖尿病患者的胰岛A细胞会分泌胰高血糖素促进肝糖原的分解和非糖物质转化为血糖供能,B错误;运动时血液中的葡萄糖消耗的同时,胰高血糖素促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,对血糖进行补充,C错误;紧张时交感神经兴奋,会使肾上腺素增多,促进血糖升高,D正确。]
糖尿病产生的机理及防治
2.糖尿病是一种严重危害健康的常见病。1型糖尿病由胰岛B细胞功能减退所致;2型糖尿病常因肥胖、焦虑和长期处于应激状态而导致胰岛素抵抗(对胰岛素敏感性降低)。下图表示正常人和两种糖尿病患者摄入葡萄糖后胰岛素含量变化情况,回答下列问题:
(1)人体内有多种激素参与血糖浓度的调节,其中能使血糖升高的激素有______________________________________________________________________
______________________________________________________________________(至少写出2种)。
(2)图中A、B、C分别表示 ,C的胰岛素含量明显高于A、B的原因是__________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)胰高血糖素样肽1(GIP-1)是由小肠L细胞分泌的多肽类激素,在血糖浓度升高时其可通过 (填“促进”或“抑制”)肝细胞分泌FGF21,后者能够抑制非糖物质转化为葡萄糖,从而起到降低血糖的作用。GLP-1受体激动剂GLP1RAs(能激活GLP-1受体)是新型降糖药,为了证明该药物具有明显的降糖效果,可将患病小鼠随机均分为A、B两组,等量正常小鼠为C组,每天测量小鼠的血糖并计算平均值,每天向A组小鼠注射一定量的GLP1RAs,每天向B组、C组小鼠注射 、 ,连续处理数天,每天测量小鼠的血糖,计算平均值。若结果为_________________________________________ ______________________________________________________________________
____________________________________________________________________,
则可证明GLP1RAs有明显的降血糖的作用。
解析:(1)人体内有多种激素参与血糖浓度的调节,其中能使血糖升高的激素有胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素等。(2)1型糖尿病胰岛素含量很低且摄食后含量变化不明显,可推测B为1型糖尿病患者;2型糖尿病患者存在胰岛素抵抗,胰岛素含量不会低于正常人,但血糖浓度较高,故A可代表正常人、C代表2型糖尿病患者。C的组织细胞对胰岛素敏感性较低,摄取葡萄糖的速率降低,血糖浓度较高,刺激胰岛B细胞分泌更多的胰岛素。(3)FGF21能够抑制非糖物质转化为葡萄糖,从而起到降低血糖的作用,而胰高血糖素样肽1(GIP-1)是由小肠L细胞分泌的多肽类激素,具有升高血糖的作用,据此可推测,胰高血糖素样肽1(GIP-1)对肝细胞分泌FGF21能起到抑制作用,为了证明GLP1RAs具有明显的降糖效果,根据实验目的可知,本实验中的自变量为是否使用GLP1RAs,因此,实验组小鼠应注射一定量的GLP1RAs,而两个对照组(患病鼠和正常鼠)需要注射等量的生理盐水,若实验组血糖浓度显著降低且接近于正常组,而患病鼠对照组的血糖浓度几乎不变且明显高于正常鼠,则可证明GLP1RAs有明显的降血糖的作用。
答案:(1)胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素等 (2)正常人、1型糖尿病患者、2型糖尿病患者 C的组织细胞对胰岛素敏感性较低,摄取葡萄糖的速率降低,血糖浓度较高,刺激胰岛B细胞分泌更多的胰岛素 (3)促进 等量生理盐水 等量生理盐水 A组血糖浓度明显降低且与C组相近,B组血糖浓度几乎不变且明显高于C组
考点3 甲状腺激素分泌的分级调节及激素调节的特点
一、甲状腺激素分泌的分级调节
1.甲状腺激素分泌的调节过程
2.分级调节:人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。
3.分级调节的靶腺体:甲状腺、肾上腺皮质、性腺等。
4.分级调节的意义:可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
(选择性必修1 P53“思考·讨论”)通过手术摘除某健康大鼠的垂体后,其甲状腺功能表现为衰退,其原因是摘除大鼠的垂体后,机体内缺乏促甲状腺激素,无法促进甲状腺的生长发育以及调节甲状腺激素的合成与分泌,即导致甲状腺功能衰退。
二、激素调节的特点
1.通过体液进行运输。
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。
1.在甲状腺激素分泌的反馈调节中,下丘脑和垂体细胞是甲状腺激素的靶细胞。( √ )
2.垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液定向运送到甲状腺。 ( × )
提示:促甲状腺激素弥散在体液中,定向作用于甲状腺。
3.甲状腺受损的动物血液中的促甲状腺激素含量将降低。 ( × )
提示:甲状腺激素的分泌过程存在负反馈调节,因此甲状腺受损的动物血液中的促甲状腺激素含量将升高。
4.甲状腺激素不能影响神经系统的活动。( × )
提示:甲状腺激素能促进中枢神经系统的发育,提高神经系统的兴奋性。
5.在甲状腺激素的分级调节过程中,促甲状腺激素释放激素既可以作用于垂体,也可以作用于甲状腺。 ( × )
提示:促甲状腺激素释放激素只作用于垂体,不作用于甲状腺。
下图表示的是甲状腺激素的作用机制,TR为甲状腺激素的受体,TRE为DNA上“甲状腺激素—受体”复合物作用的特定序列。
“甲亢”(甲状腺激素含量高于正常人)患者的体温一般会比正常人偏高,请结合图示分析其原因:甲状腺激素与受体结合后,可以促进线粒体的有氧呼吸过程,从而产生更多的热能。
简述图中甲状腺激素产生“靶细胞效应”的过程:TH-TR识别DNA上的TRE后,促进相关基因的表达,合成出相应的蛋白质,从而表现出靶细胞效应。
甲状腺激素的分级调节
1.(2024·广东卷)某患者甲状腺激素分泌不足。经诊断,医生建议采用激素治疗。下列叙述错误的是( )
A.若该患者血液TSH水平低于正常,可能是垂体功能异常
B.若该患者血液TSH水平高于正常,可能是甲状腺功能异常
C.甲状腺激素治疗可恢复患者甲状腺的分泌功能
D.检测血液中相关激素水平可评估治疗效果
C [患者甲状腺激素分泌不足,甲状腺激素对下丘脑和垂体反馈调节作用减弱,则TRH和TSH高于正常水平,而若该患者血液TSH水平低于正常,可能是垂体功能异常,A正确;若该患者血液TSH水平高于正常,可能是甲状腺功能异常,也可能是缺碘,B正确;甲状腺激素治疗只能够提高血液中甲状腺激素的含量,不可恢复患者甲状腺的分泌功能,C错误;采用激素治疗某患者甲状腺激素分泌不足,可检测血液中TRH、TSH等相关激素水平是否恢复到正常水平,从而评估治疗效果,D正确。]
激素调节的特点
2.人参为五加科植物人参的干燥根,其药用价值为强身益智、明目、安神、止惊悸,久服后延年益寿。现代研究表明,人参皂苷是人参的主要活性成分。大鼠实验表明,人参皂苷无性激素样作用,但能促进促性腺激素的分泌。下列说法正确的是( )
A.下丘脑、垂体和性腺之间的分级调节可放大激素的调节效应
B.人参皂苷进入人体后能作用于下丘脑的性激素特异性受体
C.垂体分泌的促性腺激素通过导管运输至靶细胞发挥调节作用
D.可用去除性腺的大鼠来研究人参皂苷能否促进促性腺激素的分泌
A [下丘脑、垂体和性腺之间的分级调节可放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态,A正确;人参皂苷与促性腺激素释放激素的作用相似,人参皂苷进入人体后,可作用于垂体细胞的促性腺激素释放激素受体,但其无性激素样作用,不能作用于下丘脑的性激素特异性受体,B错误;垂体分泌的促性腺激素通过体液运输至靶细胞发挥调节作用,C错误;促性腺激素作用的靶器官是性腺,去除性腺的大鼠由于无性腺,不能用来研究人参皂苷能否促进促性腺激素的分泌,D错误。]
课时分层作业(三十三)
1.(2025·广东湛江模拟)下列有关激素功能研究方法的说法,错误的是( )
A.可通过摘除法和移植法初步确定内分泌腺的功能
B.给动物注射某内分泌腺提取物,观察其生理变化可推测腺体分泌物的作用
C.通过观察摘除胰腺的动物被饲喂胰岛素前后的生理变化可确定胰岛素的功能
D.班廷和助手通过摘除健康狗的胰腺造成实验性糖尿病利用了“减法原理”
C [通过摘除法(如摘除睾丸后研究睾丸作用)、移植法(通常与摘除法配合)可以初步判断内分泌腺的功能,A正确;给动物注射某物质,动物会产生相应的生理变化,据此可推测该物质的作用,B正确;胰岛素的本质为蛋白质,饲喂的方式会使其被相关酶催化水解,失去其原有功能,C错误;与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”,班廷和助手通过摘除健康狗的胰腺造成实验性糖尿病的实验,利用了“减法原理”,D正确。]
2.人的心房钠尿肽(ANP)是由心房肌细胞合成并分泌的肽类激素,能够使集合管上皮细胞膜上钠通道关闭,也能够抑制醛固酮的合成和分泌。下列相关叙述正确的是( )
A.ANP经导管弥散进入体液,运输至靶细胞发挥调节作用
B.醛固酮和ANP对钠平衡的调节起协同作用
C.ANP能促进钠、水的排出,具有升高血压的作用
D.ANP发挥作用后即失活,体内会源源不断地合成以维持动态平衡
D [ANP是由心房肌细胞合成并分泌的肽类激素,通过体液运输,无需导管,A错误;醛固酮具有保钠排钾的作用,而ANP能够使集合管上皮细胞膜上钠通道关闭,抑制钠离子进入,两者对钠平衡的调节作用相抗衡,ANP可舒张血管,B、C错误;ANP是一种肽类激素,与特异性受体发挥作用后即失活,因此体内需要源源不断地合成以维持动态平衡,D正确。]
3.激素调节是人体及高等动物体液调节的主要内容,下列相关说法错误的是( )
A.性激素和抗利尿激素均可穿过细胞膜进入细胞内发挥作用
B.胰岛素的作用效果引起机体胰岛素分泌减少属于反馈调节
C.一种细胞的细胞膜上可以存在识别多种激素的不同受体
D.激素发挥作用后立即被灭活有利于信息传递的准确性
A [性激素和抗利尿激素的化学本质分别是脂质和蛋白质,前者可穿过细胞膜进入细胞内发挥作用,后者只能作用于细胞膜表面的受体而发挥作用,A错误。]
4.垂体柄是下丘脑与垂体的联系通道,下丘脑神经分泌细胞的神经纤维经垂体柄到达垂体,下丘脑分泌的TRH通过垂体柄内的血管进入垂体,垂体柄变细或损伤时,下丘脑分泌的激素沿血管和神经运向垂体受阻,出现垂体柄阻断综合征(PSIS)。下列说法错误的是( )
A.PSIS患者的尿量可能明显增加
B.PSIS患者体内的TSH可能增加
C.PSIS患者体内性激素可能减少
D.幼年PSIS患者可能生长发育迟
B [结合题意,PSIS患者下丘脑分泌的激素沿血管和神经运向垂体受阻,即到达垂体的抗利尿激素减少,由垂体释放的抗利尿激素减少,故PSIS患者的尿量可能明显增加,A正确;PSIS患者下丘脑分泌的激素沿血管和神经运向垂体受阻,故PSIS患者体内的TSH可能减少,B错误;性激素的分泌存在分级调节,即下丘脑→垂体→性腺,则PSIS患者的性腺分泌的性激素减少,C正确;幼年PSIS患者下丘脑分泌的激素沿血管和神经运向垂体受阻,可能导致其体内生长激素和甲状腺激素的含量偏低,使得幼年PSIS患者可能生长发育迟,D正确。]
5.(2025·广东佛山模拟)最新研究表明,脂肪细胞能产生一种名为FGF1的激素,该激素能通过抑制脂肪分解来调节血糖,胰岛素也具有这样的作用。相关说法错误的是( )
A.FGF1和胰岛素均由脂肪细胞合成且分泌到细胞外,含量都很少
B.FGF1和胰岛素分别与脂肪细胞的FGF1受体和胰岛素受体结合
C.FGF1和胰岛素被细胞分泌后,都需要通过体液运输到全身各处
D.FGF1和胰岛素都是信息分子,发挥的作用都是使血糖浓度下降
A [胰岛素是由胰岛B细胞分泌的激素,A错误;受体具有特异性,由题意可知,FGF1和胰岛素能通过抑制脂肪分解来调节血糖,因此FGF1和胰岛素分别与脂肪细胞的FGF1受体和胰岛素受体结合,B正确;FGF1和胰岛素都是激素,激素调节的特点是通过体液运输到全身,C正确;FGF1能通过抑制脂肪分解来调节血糖,胰岛素也具有这样的作用,因此FGF1和胰岛素都可以充当信息分子,发挥的作用都是使血糖浓度下降,D正确。]
6.某医院研究团队为探讨甲状腺激素水平与更年期综合征女性情绪障碍程度、性激素水平的相关性,选取更年期综合征妇女100例作为更年期综合征组,选取同期在本院进行常规体检的正常更年期女性100例作为正常对照组,检测结果如下表所示。下列说法错误的是( )
分组 更年期综合征组 正常对照组
例数 100 100
促甲状腺激素(TSH)/(mU/L) 12.40 7.18
游离三碘甲腺原氨酸(FT3)/(pmol/L) 2.86 3.94
游离甲状腺激素(FT4)/(pmol/L) 14.22 20.74
雌二醇(E2)/(pmol/L) 240.92 418.83
黄体生成素(LH)/(mIU/mL) 7.30 11.74
卵泡刺激素(FSH)/(mIU/mL) 6.48 9.03
焦虑自评量表(SAS) 45.19 36.28
抑郁自评量表(SDS) 41.88 30.17
A.甲状腺激素和性激素分泌的调节方式都存在分级调节和反馈调节
B.该研究说明甲状腺激素水平降低可能促进更年期综合征患者性激素水平降低
C.更年期综合征组TSH含量升高与低浓度FT4促进下丘脑的分泌活动有关
D.FT4水平降低导致的躯体兴奋性下降易导致更年期妇女焦虑等情绪障碍
C [甲状腺激素和性激素分泌的调节分别属于“下丘脑→垂体→甲状腺轴”“下丘脑→垂体→性腺轴”,且都存在激素含量增多会反过来抑制下丘脑和垂体,都有分级调节和反馈调节,A正确;甲状腺激素与性激素共同受“下丘脑→垂体→靶腺轴”支配,同时甲状腺激素可辅助并调节性激素分泌,两者相辅相成、互相影响,由表中数据可知,更年期综合征患者的甲状腺激素水平和性激素水平均降低,说明两者之间可能具有促进作用,B正确;当FT4(甲状腺激素)浓度低于正常水平时对垂体的抑制作用减弱,从而使垂体分泌TSH增加,C错误;表中数据说明甲状腺紊乱程度与更年期综合征患者的情绪障碍程度一致,推测甲状腺激素水平降低导致的躯体兴奋性下降是导致更年期综合征患者出现焦虑、抑郁情绪的重要原因之一,D正确。]
7.下图为人体血糖平衡调节示意图,下列分析正确的是( )
A.人体处于饥饿状态时,肝糖原、肌糖原分解成葡萄糖进入血液来维持血糖平衡
B.血糖浓度升高能直接刺激胰岛A细胞通过胞吐方式分泌相应激素
C.在血糖平衡调节过程中,b与c二者作用相抗衡
D.上图血糖平衡的调节不存在负反馈调节机制
C [人体处于饥饿状态时,肝糖原分解成葡萄糖进入血液来维持血糖平衡,肌糖原无法分解成葡萄糖,A错误;血糖浓度升高能直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,胰岛素是蛋白质,通过胞吐方式分泌,B错误;血糖平衡调节过程中,b胰岛素是降血糖的,c肾上腺素是升血糖的,所以二者作用相抗衡,C正确;题图血糖平衡的调节存在负反馈调节机制,胰岛素降血糖,当血糖降至正常水平时,会减少胰岛素的分泌,D错误。]
8.神经内分泌假说认为,抑郁症的发生与CRH密切相关。CRH是一种含41个氨基酸的多肽,其分泌活动受大脑中的一个脑区——海马组织的调控,海马组织中的兴奋性递质Glu能促进CRH的分泌,而抑制性递质GABA的作用则相反。抑郁症的发病机理可用下图表示,回答下列问题:
(1)CRH的中文名称是____________________________。GC可作用于全身细胞,但能使海马组织神经元产生比其他组织细胞更为显著的生理效应,试从细胞结构的角度推测其可能的原因是__________________________________________ ____________________________________________________________________。
(2)研究人员以WKY抑郁大鼠作为动物模型,探究有氧运动干预对大鼠抑郁症状的影响,检测结果如下表所示:
组别 处理方法 检测数据(均为平均值)
有氧运动干预 氟西汀灌胃 生理盐水灌胃 海马组织GAGA浓度/(μmol·L-1) 海马组织Glu浓度/(mg·L-1) GABAAα2的表达量/(OD·μm-2) NR1的表达量/(OD·μm-2) CRH表达量/(OD·μm-2)
1 - - + 7.29 12.53 44.06 3.57 5.13
2 - - + 3.96 26.73 21.46 12.13 14.70
3 + - + 87 22.41 35.31 6.85 7.43
4 - + - 6.24 20.45 37.38 5.68 6.83
注:GABAAα2和NR1分别为构成下丘脑GABA受体和Glu受体的亚基,氟西汀为常用的抗抑郁药物,“+”表示有,“-”表示无。
①若第2、3、4组所用实验材料为8周龄的WKY抑郁大鼠10只,则第1组的实验材料为______________________,上述4组中,第________组作为对照组。根据神经内分泌假说的观点和相关检测数据,推测有氧运动________(填“能”或“不能”)缓解大鼠的抑郁症状,具体的判断依据是_______________________ ___________________________________________________________________。
②若希望在本实验的基础上,通过增加一个实验组进行更为深入的探究,请拟定一个可行的研究课题:_______________________________________________
____________________________________________________________________。
解析:(1)下丘脑分泌的CRH能作用于垂体,促进ACTH的合成和释放,ACTH能作用于肾上腺皮质,促进糖皮质激素的分泌,CRH为促肾上腺皮质激素释放激素。因为与其他组织细胞相比,海马组织神经元含有更多GC受体,故海马组织神经元产生比其他组织细胞更为显著的生理效应。(2)①若第2、3、4组所用实验材料为8周龄的WKY抑郁大鼠10只,则第1组的实验材料为8周龄的正常大鼠10只。实验的自变量为是否进行有氧运动干预,由此可知,上述4组中,第1、2、4组作为对照组。有氧运动能促进海马组织抑制性递质GABA的分泌,增加GABA受体的数量,同时还能抑制海马组织兴奋性递质Glu的分泌,减少Glu受体的数量,从而使CRH和GC的分泌减少,减轻对海马组织神经元的损伤,故推测有氧运动能缓解大鼠的抑郁症状。②在本实验的基础上,可以比较有氧运动干预、抗抑郁药物(氟西汀)干预以及有氧运动和药物联合干预对大鼠抑郁症状的改善效果。
答案:(1)促肾上腺皮质激素释放激素 与其他组织细胞相比,海马组织神经元含有更多GC受体 (2)①8周龄的正常大鼠10只 1、2、4 能 有氧运动能促进海马组织抑制性递质GABA的分泌,增加GABA受体的数量,同时还能抑制海马组织兴奋性递质Glu的分泌,减少Glu受体的数量,从而使CRH和GC的分泌减少,减轻对海马组织神经元的损伤 ②比较有氧运动干预、抗抑郁药物(氟西汀)干预以及有氧运动和药物联合干预对大鼠抑郁症状的改善效果
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选择性必修1 稳态与调节
第七单元 稳态与调节
第33讲 体液调节
课标要求 1.说出人体内分泌系统主要由内分泌腺组成,包括垂体、甲状腺、胸腺、肾上腺、胰岛和性腺等多种腺体,它们分泌的各类激素参与生命活动的调节。 2.举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体的稳态,如甲状腺激素分泌的调节和血糖平衡的调节等。
考点1 激素与内分泌系统
一、促胰液素的发现
1.沃泰默观点:胰腺分泌胰液只受______调节。
2.斯他林和贝利斯
神经
1.(选择性必修1 P45“思考·讨论”)(1)斯他林和贝利斯的实验过程中加入砂子的目的是____________________________。
(2)斯他林和贝利斯实验的对照实验设置是______________________ _______________________________________。
使小肠黏膜研磨得更充分
将稀盐酸单独注射到狗的静脉中,观察胰腺是否分泌胰液
二、激素研究的实例
1.胰岛素的发现
(1)方法:结扎法、摘除法。
(2)过程
2.(选择性必修1 P46“思考·讨论”)班廷在实验中结扎了狗的胰腺导管,待胰腺萎缩后终于成功了。解释其成功的原因是__________ ___________________________________________________________________________________。
结扎胰腺导管仅使外分泌部萎缩,不再产生胰蛋白酶,胰岛仍可产生胰岛素,且研磨时不被分解
2.睾丸分泌雄激素的研究
(1)方法:摘除法、移植法。
(2)过程
(3)结论:睾酮是睾丸分泌的雄激素。
3.激素的调节
(1)概念:由内分泌器官或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式。
(2)主要内分泌腺及其分泌的激素与靶器官(或靶细胞)(如表所示)
内分泌腺 激素名称 化学
本质 作用部位 功能
下
丘
脑 促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素释放激素 多肽 垂体 促进______分泌释放促甲状腺(性腺、肾上腺皮质)激素
抗利尿激素 ____________________ 促进肾小管、集合管对水的重吸收
垂体
肾小管、集
合管
内分泌腺 激素名称 化学
本质 作用部位 功能
垂体 促甲状腺
(性腺、肾上腺皮质)激素 蛋
白
质 甲状腺(性腺、肾上腺皮质) 促进甲状腺(性腺、肾上腺皮质)的____________,促进甲状腺激素(性激素、肾上腺皮质激素)的合成和分泌
生长激素 全身,主要是肌肉和骨骼 调节____________等
生长发育
生长发育
内分
泌腺 激素名称 化学
本质 作用部位 功能
甲状腺 甲状腺激素 氨基酸衍生物 ________________________ 调节体内的______ _______、促进生长和发育、提高神经的兴奋性
肾
上
腺 皮质 ________________等 类固醇 分别为集合管、肝脏与脂肪细胞 调节______代谢和_________代谢
髓质 肾上腺素 氨基酸衍生物 主要是肝脏 提高机体的______ ______
几乎全身组织
细胞
有机
物代谢
醛固酮、
皮质醇
水盐
有机物
应激
能力
内分泌腺 激素名称 化学
本质 作用部位 功能
胰腺 胰高血糖素 蛋
白
质 几乎全身组织细胞,主要是肝细胞、肌细胞和脂肪细胞 促进_________分解和________ __________________
促进血糖进入组织细胞进行____________,进入肝、肌肉并合成______,进入脂肪细胞转变为____________;抑制_______________和非糖类物质转变为葡萄糖
胰岛素
肝糖原
非糖物
质转化变成糖
氧化分解
糖原
甘油三酯
肝糖原分解
内分泌腺 激素名称 化学
本质 作用部位 功能
卵巢 雌激素、孕激素等 类
固
醇 主要是雌性生殖器官 促进女性____________的发育、_________的生成和女性第二性征的出现
睾丸 雄激素 主要是雄性生殖器官 促进男性____________的发育、______细胞的生成和男性第二性征的出现
生殖器官
卵细胞
生殖器官
精子
3.(选择性必修1 P48“相关信息”)(1)类固醇类激素:如肾上腺皮质激素、性激素等,受体位置在________,补充方式为____________。
(2)氨基酸衍生物类激素:如甲状腺激素、肾上腺素等,受体位置在细胞内,补充方式为_______________。
(3)多肽和蛋白质类激素:如促激素释放激素、促激素、抗利尿激素、胰岛素和胰高血糖素等,受体位置在细胞表面,补充方式为_____。
细胞内
口服或注射
口服或注射
注射
4.内分泌系统的功能
(1)维持_______________。
(2)调节_______________代谢。
(3)调控____________和______等。
内环境稳定
物质和能量
生长发育
生殖
动物激素功能的实验探究
(1)基本思路
(2)实验方法
①切除法:切除相应腺体。适用于个体较大的动物。
②饲喂法:在饲料中添加激素。只适用于甲状腺激素、性激素等小分子激素,多肽和蛋白质类激素不能用饲喂法。
③注射法:向动物体内注射某激素。适用于各种激素。
(3)实验设计
①验证甲状腺激素的功能
a.饲喂法
b.摘除法和注射法
②验证胰岛素的生理功能(最简单的方法)
(4)实验设计注意事项
①动物分组的基本要求:选择性别、年龄、体重、生理状况基本相似的动物进行平均分组,且每组不能只有一只。
②在研究动物激素生理功能的实验设计中,要注意设计对照实验,排除干扰因素的影响,使实验结论更加科学。对照组中,生理盐水不能用蒸馏水代替。
③若研究物质的化学本质是蛋白质,则必须是注射法,而不能用饲喂法,因为该物质会被消化分解;如研究胰岛素有降血糖的生理作用,必须选用注射法,对成年个体注射胰岛素后观察、记录血糖浓度的变化情况;如果是脂质或氨基酸衍生物类等小分子物质可以注射,也可饲喂。
④在实际操作过程中,可能要综合运用多种方法。如摘除某种内分泌腺(如公鸡的睾丸),一段时间后再注射该内分泌腺分泌的激素(如睾酮),或重新植入该内分泌腺等。
⑤对于幼小的动物一般不用摘除法或注射法,例如研究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响就应该采用饲喂法。
1.斯他林和贝利斯的实验比沃泰默实验的巧妙之处在于彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。( )
2.班廷和他的助手们通过摘除健康狗的胰腺造成实验性糖尿病,运用了“减法原理”。( )
3.肾上腺皮质主要分泌醛固酮和肾上腺素。( )
提示:肾上腺皮质主要分泌醛固酮、皮质醇等,髓质可分泌肾上腺素。
√
√
×
4.所有的活细胞都能产生酶,但只有内分泌器官(或细胞)才能合成激素。( )
提示:非内分泌器官也可以产生激素,如植物就没有专门的内分泌器官。
5.激素能直接参与细胞内多种代谢过程从而调节生命活动。( )
提示:激素是调节生命活动的信息分子,不直接参与代谢过程。
×
×
1.研究表明,脂肪组织中产生一种功能类似胰岛素的分子FGF1,这种分子也能快速有效地调节血糖
含量。不仅如此,它还能降低胰岛
素抵抗患者的血糖水平。这一发现
为胰岛素抵抗或2型糖尿病患者提
供了替代性治疗渠道。FGF1抑制
脂肪分解的机理如图所示。对胰岛
素抵抗患者,注射FGF1比注射胰
岛素有效,据图分析其原因。
FGF1与胰岛素作用的受体不同,FGF1与受体2结合后,可激活PDE4→p-PDE4通路,抑制细胞中的脂肪分解,从而降低血糖。
2.细菌毒素(LPS)能损伤脑部海马区神经干细胞和新生神经元,使其数量减少。为研究胸腺分泌的胸腺素能否预防细菌毒素(LPS)的损伤作用,设计如下实验方案。(实验材料:新生小鼠若干、细菌毒素(LPS)溶液、胸腺素溶液、无菌生理盐水)实验设计思路:将实验组小鼠在出生后连续四天饲喂一定量的LPS溶液,对照组饲喂等量无菌生理盐水。第九天时,对实验组半数小鼠饲喂适量的胸腺素,另外半数的实验组小鼠和对照组全部小鼠注射等量的无菌生理盐水。第三周对小鼠脑组织进行细胞学检测,比较各组小鼠脑部海马区神经干细胞、新生神经元的数量,请指出该实验设计中的两处错误。
(1)LPS溶液、无菌生理盐水、胸腺素不应该用“饲喂”;(2)不应该先饲喂一定量的LPS溶液,再饲喂适量的胸腺素。
1.动物乳汁中主要乳成分的合成过程是不同激素相互协同、共同完成的复杂过程。催乳素促进主要乳成分的合成,且依赖于雌激素、孕激素、胰岛素等激素共同发挥作用,通过刺激特定乳蛋白mRNA的合成,来调控主要乳成分的合成过程。下列说法错误的是( )
A.催乳素、雌激素、孕激素、胰岛素的受体都是细胞膜上的糖蛋白
B.乳汁的产生需要多种激素的协调作用
C.激素可通过调控基因的表达来促进乳汁的分泌
D.由于激素发挥作用后就被灭活,所以激素需要源源不断地产生
1
动物激素的生理功能
√
A [雌激素和孕激素属于脂质,可以通过自由扩散的方式进入细胞,故雌激素和孕激素的受体一般在细胞内,A错误;根据题干信息可知,乳汁的产生需要多种激素相互协调、共同完成,B正确;由题意可知,激素通过刺激特定乳蛋白mRNA的合成,来调控主要乳成分的合成过程,即激素可通过调控基因的表达来调节生命活动,C正确;由于激素与靶细胞结合并起作用后就被灭活,所以激素需要源源不断地产生,D正确。]
2.药物E是治疗糖尿病常用的降血
糖药。为开发具有知识产权的同类
型新药,科研人员对植物来源的生
物碱NB降血糖效果进行了研究,
设计的技术路线如图所示。其中
STZ是一种可以特异性破坏胰岛
B细胞的药物。下列分析正确的
是( )
2
动物激素生理功能的实验探究
A.根据实验安排第4次检测血糖浓度的时间是第120 min
B.为判断模型是否构建成功最好在第②组小鼠空腹状态下测血液胰岛素含量
C.若第④组的血糖浓度在第4次检测时比前3次都低,说明NB能降血糖
D.本实验以①②③组做对照,以确认实验材料和方法能有效检测药物疗效
√
D [由于需要测出最初各组的血糖浓度,因此,根据实验安排第4次检测血糖浓度的时间是第90 min,A错误;为判断模型是否构建成功最好在第②组小鼠正常饲喂状态下测血糖浓度和检测胰岛素含量,B错误;若第④组的血糖浓度在第4次检测时比前3次都低,且与第③组血糖浓度相近并且略高于第①组,但都低于第②组,则说明NB能降血糖,C错误;本实验以①②③组做对照,以确认实验材料和方法能有效检测药物疗效,进而在此基础上能对NB的降血糖作用做出检测,D正确。]
3.下面是胰岛素发现的相关实验和资料:①科学家无意中发现,切除胰腺的狗会患上与人的糖尿病类似的疾病;②正常胰腺提取物,注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗,血糖几乎无变化;③班廷在查阅资料时了解到,以实验方法结扎胰管或因胆结石阻塞胰管都会引起胰腺萎缩,而胰岛却保持完好,这样机体不会患糖尿病;④1916年,科学家将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素,1921年,班廷和助手贝斯特从结扎的狗身上取出萎缩得只剩胰岛的胰腺做成提取液,注入因摘除胰腺而患糖尿病的狗身上,经数天治疗后,患病狗的血糖恢复了正常。
下列对实验结论的描述最合理的是( )
A.①能证明胰腺分泌某种抗糖尿病的物质
B.②证明胰腺分泌的胰蛋白酶将物质分解
C.③能够证明胰腺中的胰岛分泌了胰岛素
D.④能够证实由胰岛分泌的胰岛素的存在
√
D [①实验表明,胰腺与糖尿病有关,但不能证明胰腺分泌某种抗糖尿病的物质,A不符合题意;②正常胰腺提取物,注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗,血糖几乎无变化,说明胰腺分泌的物质能将治疗糖尿病的某种物质分解,但是不知道是胰蛋白酶,B不符合题意;③只能说明胰岛与糖尿病有关,不能够证明胰腺中的胰岛分泌了胰岛素,C不符合题意;④能证明胰岛能产生具有降血糖作用的胰岛素,D符合题意。]
考点2 血糖平衡的调节
1.血糖的来源和去向(正常情况下)
2.血糖平衡调节的过程
3.调节机制:__________________。
(1)神经调节:下丘脑通过有关神经可直接调控肾上腺、胰岛B细胞和胰岛A细胞。在此种调节方式中,内分泌腺本身就是___________ _____的一部分。
(2)体液调节:高浓度血糖可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,低浓度血糖可直接刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素,这是血糖平衡的主要调节方式。
神经—体液调节
反射弧效应
器
4.与血糖平衡有关的五种激素
(1)_________是唯一能降低血糖的激素。
(2)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、糖皮质激素等。
胰岛素
5.糖尿病的发病机理及其治疗
6.辨析血糖代谢异常的曲线模式图
(1)进食后胰岛素浓度变化曲线
判断依据:根据含量和变化波动幅度,含量多而且波动幅度大的为正常人,即曲线___。
a
(2)进食后血糖浓度变化曲线
判断依据:根据初始浓度和波动范围判断,波动范围在3.9~6.1 mmol·L-1且起点也在该范围中的是正常人,低于该范围的是低血糖患者,高于该范围的是高血糖或糖尿病患者,则分别为曲线中_________。
c、a
(选择性必修1 P52“与社会的联系”)2型糖尿病常伴有高胰岛素症,其可能的原因是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。
靶细胞对胰岛素不敏感(或靶细胞表面的受体受损),血糖浓度高,胰岛B细胞合成胰岛素增多,导致血液中的胰岛素含量高
7.反馈调节
(1)含义:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为____ 调节该系统的工作。
(2)类型
①正反馈调节,如排尿反射、分娩过程等。
信息
②负反馈调节,如血糖调节、体温调节等。
(3)意义:是生命系统中非常普遍的调节机制,对于机体__________具有重要意义。
维持稳态
1.胰岛素通过促进细胞对血糖的摄取、利用和储存及减少血糖的来源调节血糖平衡。( )
2.胰高血糖素可以促进肝糖原和肌糖原的分解,从而使血糖浓度升高。( )
提示:胰高血糖素可以促进肝糖原的分解,从而使血糖浓度升高。
3.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。( )
√
×
√
4.血糖调节过程中既有神经调节也有体液调节。( )
5.当血糖浓度上升时,胰岛素分泌增加,引起骨骼肌细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加。( )
√
√
现代药理研究证明,桑叶中含有降血糖的成分。某实验小组在体外利用高浓度胰岛素建立了HepG2细胞(源于人体的肝胚胎细胞)胰岛素抵抗模型。现有甲、乙、丙三支试管,其中均加入了等量的葡萄糖培养液和成功建立的胰岛素抵抗HepG2细胞模型,请你设计实验探究桑叶多糖和桑叶黄酮对胰岛素抵抗作用的改善效果,要求写出简要的实验思路。(提供的试剂有桑叶多糖溶液、桑叶黄酮溶液和胰岛素,提供的仪器有葡萄糖检测仪)
向乙和丙试管中分别加入等量的桑叶多糖溶液和桑叶黄酮溶液,甲试管中加入等量生理盐水;然后向三支试管中加入等量的胰岛素溶液;培养一段时间后将试管振荡离心,并用葡萄糖测定仪测定上清液的葡萄糖含量。
1.(2023·广东卷)空腹血糖是糖尿病筛查常用检测指标之一,但易受运动和心理状态等因素干扰,影响筛查结果。下列叙述正确的是( )
A.空腹时健康人血糖水平保持恒定
B.空腹时糖尿病患者胰岛细胞不分泌激素
C.运动时血液中的葡萄糖只消耗没有补充
D.紧张时交感神经兴奋使血糖水平升高
1
血糖平衡及调节过程
√
D [空腹时血糖的重要来源是肝糖原分解为葡萄糖进入血液,非糖物质也可以转化为血糖,使血糖水平保持动态平衡,但不是绝对的恒定,A错误;空腹时糖尿病患者的细胞供能不足,糖尿病患者的胰岛A细胞会分泌胰高血糖素促进肝糖原的分解和非糖物质转化为血糖供能,B错误;运动时血液中的葡萄糖消耗的同时,胰高血糖素促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,对血糖进行补充,C错误;紧张时交感神经兴奋,会使肾上腺素增多,促进血糖升高,D正确。]
2.糖尿病是一种严重危害健康的常见病。1型糖尿病由胰岛B细胞功能减退所致;2型糖尿病常因肥胖、焦虑和长期处于应激状态而导致胰岛素抵抗(对胰岛素敏感性降低)。下图表示正常人和两种糖尿病患者摄入葡萄糖后胰岛素含量变化情况,回答下列问题:
2
糖尿病产生的机理及防治
(1)人体内有多种激素参与血糖浓度的调节,其中能使血糖升高的激素有_______________________________________________________
___________________________________________________________ (至少写出2种)。
(2)图中A、B、C分别表示____________________________________,C的胰岛素含量明显高于A、B的原因是_______________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。
(3)胰高血糖素样肽1(GIP-1)是由小肠L细胞分泌的多肽类激素,在血糖浓度升高时其可通过____________(填“促进”或“抑制”)肝细胞分泌FGF21,后者能够抑制非糖物质转化为葡萄糖,从而起到降低血糖的作用。GLP-1受体激动剂GLP1RAs(能激活GLP-1受体)是新型降糖药,为了证明该药物具有明显的降糖效果,可将患病小鼠随机均分为A、B两组,等量正常小鼠为C组,每天测量小鼠的血糖并计算平均值,每天向A组小鼠注射一定量的GLP1RAs,每天向B组、C组小鼠注射__________________、____________________,连续处理数天,每天测量小鼠的血糖,计算平均值。若结果为________________________________________________________,
则可证明GLP1RAs有明显的降血糖的作用。
解析:(1)人体内有多种激素参与血糖浓度的调节,其中能使血糖升高的激素有胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素等。(2)1型糖尿病胰岛素含量很低且摄食后含量变化不明显,可推测B为1型糖尿病患者;2型糖尿病患者存在胰岛素抵抗,胰岛素含量不会低于正常人,但血糖浓度较高,故A可代表正常人、C代表2型糖尿病患者。C的组织细胞对胰岛素敏感性较低,摄取葡萄糖的速率降低,血糖浓度较高,刺激胰岛B细胞分泌更多的胰岛素。(3)FGF21能够抑制非糖物质转化为葡萄糖,从而起到降低血糖的作用,而胰高血糖素样肽1(GIP-1)是由小肠L细胞分泌的多肽类激素,具有升
高血糖的作用,据此可推测,胰高血糖素样肽1(GIP-1)对肝细胞分泌FGF21能起到抑制作用,为了证明GLP1RAs具有明显的降糖效果,根据实验目的可知,本实验中的自变量为是否使用GLP1RAs,因此,实验组小鼠应注射一定量的GLP1RAs,而两个对照组(患病鼠和正常鼠)需要注射等量的生理盐水,若实验组血糖浓度显著降低且接近于正常组,而患病鼠对照组的血糖浓度几乎不变且明显高于正常鼠,则可证明GLP1RAs有明显的降血糖的作用。
答案:(1)胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素等 (2)正常人、1型糖尿病患者、2型糖尿病患者 C的组织细胞对胰岛素敏感性较低,摄取葡萄糖的速率降低,血糖浓度较高,刺激胰岛B细胞分泌更多的胰岛素 (3)促进 等量生理盐水 等量生理盐水 A组血糖浓度明显降低且与C组相近,B组血糖浓度几乎不变且明显高于C组
考点3 甲状腺激素分泌的分级调节及激素调节的特点
一、甲状腺激素分泌的分级调节
1.甲状腺激素分泌的调节过程
2.分级调节:人们将下丘脑、垂体和靶腺体
之间存在的这种分层调控,称为分级调节。
3.分级调节的靶腺体:甲状腺、__________、
______等。
肾上腺皮质
性腺
4.分级调节的意义:可以放大激素的____________,形成_____ _______调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
(选择性必修1 P53“思考·讨论”)通过手术摘除某健康大鼠的垂体后,其甲状腺功能表现为衰退,其原因是__________________________ _______________________________________________________________________________________________________。
调节效应
多级
反馈
摘除大鼠的垂体后,机体内缺乏促甲状腺激素,无法促进甲状腺的生长发育以及调节甲状腺激素的合成与分泌,即导致甲状腺功能衰退
二、激素调节的特点
1.通过______进行运输。
2.作用于靶器官、靶细胞。
3.作为______传递信息。
4._______________。
体液
信使
微量和高效
1.在甲状腺激素分泌的反馈调节中,下丘脑和垂体细胞是甲状腺激素的靶细胞。( )
2.垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液定向运送到甲状腺。
( )
提示:促甲状腺激素弥散在体液中,定向作用于甲状腺。
3.甲状腺受损的动物血液中的促甲状腺激素含量将降低。 ( )
提示:甲状腺激素的分泌过程存在负反馈调节,因此甲状腺受损的动物血液中的促甲状腺激素含量将升高。
√
×
×
4.甲状腺激素不能影响神经系统的活动。( )
提示:甲状腺激素能促进中枢神经系统的发育,提高神经系统的兴奋性。
5.在甲状腺激素的分级调节过程中,促甲状腺激素释放激素既可以作用于垂体,也可以作用于甲状腺。( )
提示:促甲状腺激素释放激素只作用于垂体,不作用于甲状腺。
×
×
右图表示的是甲状腺激素的作用
机制,TR为甲状腺激素的受体,
TRE为DNA上“甲状腺激素—受
体”复合物作用的特定序列。
“甲亢”(甲状腺激素含量高于正常人)患者的体温一般会比正常人偏高,请结合图示分析其原因:______________________________ __________________________________________________。
简述图中甲状腺激素产生“靶细胞效应”的过程:______________ ____________________________________________________________________________________。
甲状腺激素与受体结合后,可以促进线粒体的有氧呼吸过程,从而产生更多的热能
TH-TR识别DNA上的TRE后,促进相关基因的表达,合成出相应的蛋白质,从而表现出靶细胞效应
1.(2024·广东卷)某患者甲状腺激素分泌不足。经诊断,医生建议采用激素治疗。下列叙述错误的是( )
A.若该患者血液TSH水平低于正常,可能是垂体功能异常
B.若该患者血液TSH水平高于正常,可能是甲状腺功能异常
C.甲状腺激素治疗可恢复患者甲状腺的分泌功能
D.检测血液中相关激素水平可评估治疗效果
√
1
甲状腺激素的分级调节
C [患者甲状腺激素分泌不足,甲状腺激素对下丘脑和垂体反馈调节作用减弱,则TRH和TSH高于正常水平,而若该患者血液TSH水平低于正常,可能是垂体功能异常,A正确;若该患者血液TSH水平高于正常,可能是甲状腺功能异常,也可能是缺碘,B正确;甲状腺激素治疗只能够提高血液中甲状腺激素的含量,不可恢复患者甲状腺的分泌功能,C错误;采用激素治疗某患者甲状腺激素分泌不足,可检测血液中TRH、TSH等相关激素水平是否恢复到正常水平,从而评估治疗效果,D正确。]
2.人参为五加科植物人参的干燥根,其药用价值为强身益智、明目、安神、止惊悸,久服后延年益寿。现代研究表明,人参皂苷是人参的主要活性成分。大鼠实验表明,人参皂苷无性激素样作用,但能促进促性腺激素的分泌。下列说法正确的是( )
A.下丘脑、垂体和性腺之间的分级调节可放大激素的调节效应
B.人参皂苷进入人体后能作用于下丘脑的性激素特异性受体
C.垂体分泌的促性腺激素通过导管运输至靶细胞发挥调节作用
D.可用去除性腺的大鼠来研究人参皂苷能否促进促性腺激素的分泌
√
2
激素调节的特点
A [下丘脑、垂体和性腺之间的分级调节可放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态,A正确;人参皂苷与促性腺激素释放激素的作用相似,人参皂苷进入人体后,可作用于垂体细胞的促性腺激素释放激素受体,但其无性激素样作用,不能作用于下丘脑的性激素特异性受体,B错误;垂体分泌的促性腺激素通过体液运输至靶细胞发挥调节作用,C错误;促性腺激素作用的靶器官是性腺,去除性腺的大鼠由于无性腺,不能用来研究人参皂苷能否促进促性腺激素的分泌,D错误。]课时分层作业(三十三) 体液调节
1.(2025·广东湛江模拟)下列有关激素功能研究方法的说法,错误的是( )
A.可通过摘除法和移植法初步确定内分泌腺的功能
B.给动物注射某内分泌腺提取物,观察其生理变化可推测腺体分泌物的作用
C.通过观察摘除胰腺的动物被饲喂胰岛素前后的生理变化可确定胰岛素的功能
D.班廷和助手通过摘除健康狗的胰腺造成实验性糖尿病利用了“减法原理”
C [通过摘除法(如摘除睾丸后研究睾丸作用)、移植法(通常与摘除法配合)可以初步判断内分泌腺的功能,A正确;给动物注射某物质,动物会产生相应的生理变化,据此可推测该物质的作用,B正确;胰岛素的本质为蛋白质,饲喂的方式会使其被相关酶催化水解,失去其原有功能,C错误;与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”,班廷和助手通过摘除健康狗的胰腺造成实验性糖尿病的实验,利用了“减法原理”,D正确。]
2.人的心房钠尿肽(ANP)是由心房肌细胞合成并分泌的肽类激素,能够使集合管上皮细胞膜上钠通道关闭,也能够抑制醛固酮的合成和分泌。下列相关叙述正确的是( )
A.ANP经导管弥散进入体液,运输至靶细胞发挥调节作用
B.醛固酮和ANP对钠平衡的调节起协同作用
C.ANP能促进钠、水的排出,具有升高血压的作用
D.ANP发挥作用后即失活,体内会源源不断地合成以维持动态平衡
D [ANP是由心房肌细胞合成并分泌的肽类激素,通过体液运输,无需导管,A错误;醛固酮具有保钠排钾的作用,而ANP能够使集合管上皮细胞膜上钠通道关闭,抑制钠离子进入,两者对钠平衡的调节作用相抗衡,ANP可舒张血管,B、C错误;ANP是一种肽类激素,与特异性受体发挥作用后即失活,因此体内需要源源不断地合成以维持动态平衡,D正确。]
3.激素调节是人体及高等动物体液调节的主要内容,下列相关说法错误的是( )
A.性激素和抗利尿激素均可穿过细胞膜进入细胞内发挥作用
B.胰岛素的作用效果引起机体胰岛素分泌减少属于反馈调节
C.一种细胞的细胞膜上可以存在识别多种激素的不同受体
D.激素发挥作用后立即被灭活有利于信息传递的准确性
A [性激素和抗利尿激素的化学本质分别是脂质和蛋白质,前者可穿过细胞膜进入细胞内发挥作用,后者只能作用于细胞膜表面的受体而发挥作用,A错误。]
4.垂体柄是下丘脑与垂体的联系通道,下丘脑神经分泌细胞的神经纤维经垂体柄到达垂体,下丘脑分泌的TRH通过垂体柄内的血管进入垂体,垂体柄变细或损伤时,下丘脑分泌的激素沿血管和神经运向垂体受阻,出现垂体柄阻断综合征(PSIS)。下列说法错误的是( )
A.PSIS患者的尿量可能明显增加
B.PSIS患者体内的TSH可能增加
C.PSIS患者体内性激素可能减少
D.幼年PSIS患者可能生长发育迟
B [结合题意,PSIS患者下丘脑分泌的激素沿血管和神经运向垂体受阻,即到达垂体的抗利尿激素减少,由垂体释放的抗利尿激素减少,故PSIS患者的尿量可能明显增加,A正确;PSIS患者下丘脑分泌的激素沿血管和神经运向垂体受阻,故PSIS患者体内的TSH可能减少,B错误;性激素的分泌存在分级调节,即下丘脑→垂体→性腺,则PSIS患者的性腺分泌的性激素减少,C正确;幼年PSIS患者下丘脑分泌的激素沿血管和神经运向垂体受阻,可能导致其体内生长激素和甲状腺激素的含量偏低,使得幼年PSIS患者可能生长发育迟,D正确。]
5.(2025·广东佛山模拟)最新研究表明,脂肪细胞能产生一种名为FGF1的激素,该激素能通过抑制脂肪分解来调节血糖,胰岛素也具有这样的作用。相关说法错误的是( )
A.FGF1和胰岛素均由脂肪细胞合成且分泌到细胞外,含量都很少
B.FGF1和胰岛素分别与脂肪细胞的FGF1受体和胰岛素受体结合
C.FGF1和胰岛素被细胞分泌后,都需要通过体液运输到全身各处
D.FGF1和胰岛素都是信息分子,发挥的作用都是使血糖浓度下降
A [胰岛素是由胰岛B细胞分泌的激素,A错误;受体具有特异性,由题意可知,FGF1和胰岛素能通过抑制脂肪分解来调节血糖,因此FGF1和胰岛素分别与脂肪细胞的FGF1受体和胰岛素受体结合,B正确;FGF1和胰岛素都是激素,激素调节的特点是通过体液运输到全身,C正确;FGF1能通过抑制脂肪分解来调节血糖,胰岛素也具有这样的作用,因此FGF1和胰岛素都可以充当信息分子,发挥的作用都是使血糖浓度下降,D正确。]
6.某医院研究团队为探讨甲状腺激素水平与更年期综合征女性情绪障碍程度、性激素水平的相关性,选取更年期综合征妇女100例作为更年期综合征组,选取同期在本院进行常规体检的正常更年期女性100例作为正常对照组,检测结果如下表所示。下列说法错误的是( )
分组 更年期综合征组 正常对照组
例数 100 100
促甲状腺激素(TSH)/(mU/L) 12.40 7.18
游离三碘甲腺原氨酸(FT3)/(pmol/L) 2.86 3.94
游离甲状腺激素(FT4)/(pmol/L) 14.22 20.74
雌二醇(E2)/(pmol/L) 240.92 418.83
黄体生成素(LH)/(mIU/mL) 7.30 11.74
卵泡刺激素(FSH)/(mIU/mL) 6.48 9.03
焦虑自评量表(SAS) 45.19 36.28
抑郁自评量表(SDS) 41.88 30.17
A.甲状腺激素和性激素分泌的调节方式都存在分级调节和反馈调节
B.该研究说明甲状腺激素水平降低可能促进更年期综合征患者性激素水平降低
C.更年期综合征组TSH含量升高与低浓度FT4促进下丘脑的分泌活动有关
D.FT4水平降低导致的躯体兴奋性下降易导致更年期妇女焦虑等情绪障碍
C [甲状腺激素和性激素分泌的调节分别属于“下丘脑→垂体→甲状腺轴”“下丘脑→垂体→性腺轴”,且都存在激素含量增多会反过来抑制下丘脑和垂体,都有分级调节和反馈调节,A正确;甲状腺激素与性激素共同受“下丘脑→垂体→靶腺轴”支配,同时甲状腺激素可辅助并调节性激素分泌,两者相辅相成、互相影响,由表中数据可知,更年期综合征患者的甲状腺激素水平和性激素水平均降低,说明两者之间可能具有促进作用,B正确;当FT4(甲状腺激素)浓度低于正常水平时对垂体的抑制作用减弱,从而使垂体分泌TSH增加,C错误;表中数据说明甲状腺紊乱程度与更年期综合征患者的情绪障碍程度一致,推测甲状腺激素水平降低导致的躯体兴奋性下降是导致更年期综合征患者出现焦虑、抑郁情绪的重要原因之一,D正确。]
7.下图为人体血糖平衡调节示意图,下列分析正确的是( )
A.人体处于饥饿状态时,肝糖原、肌糖原分解成葡萄糖进入血液来维持血糖平衡
B.血糖浓度升高能直接刺激胰岛A细胞通过胞吐方式分泌相应激素
C.在血糖平衡调节过程中,b与c二者作用相抗衡
D.上图血糖平衡的调节不存在负反馈调节机制
C [人体处于饥饿状态时,肝糖原分解成葡萄糖进入血液来维持血糖平衡,肌糖原无法分解成葡萄糖,A错误;血糖浓度升高能直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,胰岛素是蛋白质,通过胞吐方式分泌,B错误;血糖平衡调节过程中,b胰岛素是降血糖的,c肾上腺素是升血糖的,所以二者作用相抗衡,C正确;题图血糖平衡的调节存在负反馈调节机制,胰岛素降血糖,当血糖降至正常水平时,会减少胰岛素的分泌,D错误。]
8.神经内分泌假说认为,抑郁症的发生与CRH密切相关。CRH是一种含41个氨基酸的多肽,其分泌活动受大脑中的一个脑区——海马组织的调控,海马组织中的兴奋性递质Glu能促进CRH的分泌,而抑制性递质GABA的作用则相反。抑郁症的发病机理可用下图表示,回答下列问题:
(1)CRH的中文名称是____________________________。GC可作用于全身细胞,但能使海马组织神经元产生比其他组织细胞更为显著的生理效应,试从细胞结构的角度推测其可能的原因是___________________________________________ ____________________________________________________________________。
(2)研究人员以WKY抑郁大鼠作为动物模型,探究有氧运动干预对大鼠抑郁症状的影响,检测结果如下表所示:
组别 处理方法 检测数据(均为平均值)
有氧运动干预 氟西汀灌胃 生理盐水灌胃 海马组织GAGA浓度/(μmol·L-1) 海马组织Glu浓度/(mg·L-1) GABAAα2的表达量/(OD·μm-2) NR1的表达量/(OD·μm-2) CRH表达量/(OD·μm-2)
1 - - + 7.29 12.53 44.06 3.57 5.13
2 - - + 3.96 26.73 21.46 12.13 14.70
3 + - + 87 22.41 35.31 6.85 7.43
4 - + - 6.24 20.45 37.38 5.68 6.83
注:GABAAα2和NR1分别为构成下丘脑GABA受体和Glu受体的亚基,氟西汀为常用的抗抑郁药物,“+”表示有,“-”表示无。
①若第2、3、4组所用实验材料为8周龄的WKY抑郁大鼠10只,则第1组的实验材料为______________________,上述4组中,第________组作为对照组。根据神经内分泌假说的观点和相关检测数据,推测有氧运动________(填“能”或“不能”)缓解大鼠的抑郁症状,具体的判断依据是_______________________ ____________________________________________________________________。
②若希望在本实验的基础上,通过增加一个实验组进行更为深入的探究,请拟定一个可行的研究课题:________________________________________________
____________________________________________________________________。
解析:(1)下丘脑分泌的CRH能作用于垂体,促进ACTH的合成和释放,ACTH能作用于肾上腺皮质,促进糖皮质激素的分泌,CRH为促肾上腺皮质激素释放激素。因为与其他组织细胞相比,海马组织神经元含有更多GC受体,故海马组织神经元产生比其他组织细胞更为显著的生理效应。(2)①若第2、3、4组所用实验材料为8周龄的WKY抑郁大鼠10只,则第1组的实验材料为8周龄的正常大鼠10只。实验的自变量为是否进行有氧运动干预,由此可知,上述4组中,第1、2、4组作为对照组。有氧运动能促进海马组织抑制性递质GABA的分泌,增加GABA受体的数量,同时还能抑制海马组织兴奋性递质Glu的分泌,减少Glu受体的数量,从而使CRH和GC的分泌减少,减轻对海马组织神经元的损伤,故推测有氧运动能缓解大鼠的抑郁症状。②在本实验的基础上,可以比较有氧运动干预、抗抑郁药物(氟西汀)干预以及有氧运动和药物联合干预对大鼠抑郁症状的改善效果。
答案:(1)促肾上腺皮质激素释放激素 与其他组织细胞相比,海马组织神经元含有更多GC受体 (2)①8周龄的正常大鼠10只 1、2、4 能 有氧运动能促进海马组织抑制性递质GABA的分泌,增加GABA受体的数量,同时还能抑制海马组织兴奋性递质Glu的分泌,减少Glu受体的数量,从而使CRH和GC的分泌减少,减轻对海马组织神经元的损伤 ②比较有氧运动干预、抗抑郁药物(氟西汀)干预以及有氧运动和药物联合干预对大鼠抑郁症状的改善效果
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