第四节通过激素的调节

通过激素的调节主讲：黄冈中学生物高级教师童金元问题探讨北京国际马拉松邀请赛马拉松长跑是赛程超过40km、历时2h以上的极限运动，运动员每小时至少要消耗300g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。正常人的血糖含量是0.8～1.2g/L（80～120mg/dL），全身的血量大约为5L。计算：如果仅靠血液中的葡萄糖，运动员能够跑多长时间？（1/75～1/50小时）讨论：长跑过程中大量消耗葡萄糖，会导致血糖含量下降吗？一、激素调节的发现科学家发现：狗进食后，胃便开足马力，把食物磨碎。当食物进入小肠时，胰腺马上会分泌出胰液并立刻送到小肠，和磨碎的食物混合起来，进行消化活动。那么，食物到达小肠的信息，胰腺是怎样得到的呢?1、资料分析：促胰液素的发现（1）沃泰默的实验沃泰默的解释小肠上微小的神经难以剔除干净，是一个十分顽固的神经反射。（2）斯他林和贝利斯的假设这种实验现象是化学调节的结果：在盐酸的作用下，小肠黏膜可能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。斯他林和贝利斯的实验实验预期：胰腺分泌胰液。实验结论：支持假设，胰液的分泌是促胰液素调节的结果。思考与讨论：（1）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。（2）哪些因素使斯他林和贝利斯抓住了成功的机会？激素的发现过程带给你什么启示？不迷信权威、创造性思维、严谨的实验设计等。（3）巴甫洛夫的感慨“自然，人家是对的。很明显，我们失去了一个发现真理的机会!”2、激素的概念由内分泌腺（内分泌细胞）合成并分泌到血液中，对机体的新陈代谢、生长发育、生殖及内环境的稳定、行为等具有重要调节作用的一类微量有机物。内分泌腺：腺体内没有导管，分泌物直接进入体内的毛细血管，随着血液循环运输到全身，如垂体、甲状腺、胸腺、胰岛等。外分泌腺：腺体内有导管，分泌物通过导管排出，如消化腺、汗腺、皮脂腺。3、人体主要内分泌腺及其分泌的激素4、激素调节的概念由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质进行调节的方式，这就是激素调节。二、激素调节的实例实例一：血糖平衡的调节问题探讨：餐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（如下图）这是为什么？分析与讨论：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？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。与社会的联系·当身体不能产生足够的胰岛素时，将会发生什么情况？·你知道糖尿病吗？糖尿病的主要症状有哪些？·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改变有什么关系？怎样防治糖尿病？实例二：甲状腺激素的分级调节在大脑皮层的影响下，下丘脑可以通过垂体，调节和控制某些分泌腺中激素的合成和分泌；而激素进入血液后，又可以反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成和分泌，这种调节叫反馈调节。三、激素调节的特点1、微量和高效；2、通过体液运输；3、作用于靶器官、靶细胞。课堂训练例1、分析下图，有关糖代谢及调节的叙述正确的是（）A．胰岛B细胞分泌的激素促进①、③过程B．胰岛素促进④、⑤、⑥、⑦过程C．胰岛A细胞分泌的激素促进④过程D．在肌肉、肝脏细胞中，②过程均可发生答案：B例2、下列各图中，横坐标表示进食后时间，纵坐标表示血液中胰高血糖素的相对含量。其中能反映正常人饭后血液中胰高血糖素含量变化趋势的曲线是（）答案：B例3、下图为血糖的来源和去路示意图，请填写下列内容：图中①过程是_____________，⑤过程进行的主要场所是在细胞的_____________中，⑥⑦代表的物质分别是_____________、_____________。答案：消化吸收线粒体糖原脂肪、某些氨基酸-返回-同步测试一、单项选择题1、人的神经系统中，有些神经细胞既能传导兴奋，又能合成与分泌激素。这些细胞位于（C）A．大脑皮层B．垂体C．下丘脑D．脊髓2、在切除甲状腺10天后，物质代谢能力下降的老鼠的血液中，增加得最多的激素是（D）A．胰岛素B．促甲状腺激素释放激素C．生长激素D．促甲状腺激素3、在人体中，由某些细胞合成与释放，并影响其他细胞生理功能的一组物质是（B）A．信使RNA、必需氨基酸B．激素、递质C．淀粉酶、解旋酶D．肝糖原、丙酮酸4、关于下丘脑、垂体、甲状腺所分泌的激素之间相互关系的叙述中，不正确的是（C）A．下丘脑分泌的TRH能促进垂体分泌TSHB．垂体分泌的TSH能促进甲状腺分泌甲状腺激素C．TSH也能促进下丘脑合成分泌TRHD．甲状腺激素可抑制TSH和TRH的合成、分泌5、稀盐酸直接注入狗的血液，不会引起胰液分泌；切除通向狗小肠的神经，只留下血管，向小肠内注入稀盐酸，会引起胰液分泌。对这一结果的解释是（C）A．这个顽固的神经反射仍存在，是因为小肠上的微小的神经难以剔除净B．盐酸直接刺激了胰腺分泌胰液C．盐酸刺激肠黏膜产生了某种物质，该物质经过血液循环刺激了胰腺分泌胰液D．盐酸被小肠吸收，经血液循环刺激了胰腺分泌6、下列包括促进血糖升高的激素最全的一组是（C）①胰岛素②胰高血糖素③肾上腺素④性激素A．①②B．③④C．②③D．①④7、科研人员分别给三只大白鼠注射了a、b、c三种激素后，观察到的相应反应如表，据此判断激素a、b、c的化学名称依次是（C）注射的激素注射后的反应a激素低血糖，甚至昏迷b激素促进蛋白质的合成，并使软骨生长明显c激素使呼吸、心率加快，并使体内产热量增加A．甲状腺激素、胰岛素、生长激素B．胰高血糖素、生长激素、甲状腺激素C．胰岛素、生长激素、甲状腺激素D．生长激素、胰岛素、甲状腺激素8、血糖是指血液中的葡萄糖，下列有关血糖代谢叙述正确的是（B）A．血糖能合成糖原，糖原也分解成葡萄糖释放到血液中而成为血糖B．当血糖浓度过低时，人体内的非糖物质可以转化成血糖C．血糖能在血浆中分解形成丙酮酸，丙酮酸再进一步氧化分解释放能量D．人体血糖过剩时，就会通过肾脏形成尿液排出体外9、现用体重等各方面大体相同的三组兔子进行实验。将含有放射性碘的注射液注射到A、B、C三组兔子的体内，然后定时测量兔子甲状腺的放射量，4天后，分别注射①无放射性的甲状腺激素、②无放射性的促甲状腺激素、③生理盐水，实验结果如图所示。则A、B、C表示分别注射的是（B）A．②③①B．③②①C．②①③D．③①②10、下列关于血糖的叙述不正确的是（D）A．血糖来源增加，去路减少，则引起血糖升高B．血糖来源减少去路增加，则引起血糖降低C．胰岛B细胞分泌的胰岛索可以降低血糖D．胰岛A细胞分泌的胰岛素可以降低血糖显示提示提示：1、题中只有下丘脑既能分泌抗利尿激素、促激素释放激素，又能传导兴奋。2、甲状腺分泌甲状腺激素，具有促进新陈代谢和生长发育；促进中枢神经系统的发育，提高神经系统兴奋性的功能；物质代谢能力下降时，甲状腺激素含量低，为促使甲状腺激素的释放，垂体合成并释放促甲状腺激素。3、由某些细胞合成与释放，则是在细胞内合成并且在细胞外起作用的物质，还在考虑影响其他细胞的生理功能。信使RNA不释放，必需氨基酸不是在细胞内合成，淀粉酶不影响其他细胞生理功能；解旋酶不释放，也不影响其他细胞生理功能，肝糖原、丙酮酸也不影响其他细胞生理功能。4、下丘脑分泌的TRH能促进垂体分泌TSH；垂体分泌的TSH能促进甲状腺分泌甲状腺激素；甲状腺激素通过负反馈可抑制TSH和TRH的合成、分泌。6、胰岛素是唯一降血糖的激素；胰高血糖素、肾上腺素都可使血糖升高；性激素有促进性腺的发育和生殖细胞形成的功能。9、无放射性的甲状腺激素的注入，抑制了甲状腺激素的合成与分泌，该组兔子的放射性下降的最慢；无放射性的促甲状腺激素注入，促进了甲状腺激素的合成与分泌，该组兔子的放射性下降的最快；注射生理盐水的介于二者之间。10、胰岛A细胞分泌的胰高血糖素可以升高血糖；胰岛B细胞分泌的胰岛素可以降低血糖；血糖来源增加，去路减少，则引起血糖升高；血糖来源减少，去路增加，则引起血糖降低。二、简答题。11、科学家让狗咀嚼它喜欢的食物，使食物未能进入其胃内，对其胃液的分泌量进行了测量。结果如图所示。（1）食物没有进入胃中，但仍有胃液分泌，是由于食物进入口腔，刺激口腔处的感受器产生兴奋，通过传入神经传至神经中枢，再经传出神经传至胃而引起。若切断传出神经，该反射__________（能或不能）完成，原因是：____________________。（2）有科学家根据一些实验结果，提出了胃泌素的假说，认为胃幽门窦黏膜可分泌胃泌素，对胃液的分泌具有调节作用。有同学根据该假说，提出了实验方案，证明胃泌素的作用。请补充完整该实验方案。实验目的：____________________。实验材料：（略）实验主要步骤：①切断与胃联系的所有神经。②静脉注射胃幽门窦黏膜提取液（含胃泌素）。③观察胃液的分泌情况。实验结果：（略）（3）问题：上述实验步骤①的目的是____________________。有同学认为该实验方案不够严密，理由是____________________。显示答案11、（1）不能反射弧结构不完整，反射不能完成（2）证明胃泌素对胃液的分泌具有调节作用（3）去除神经对胃液分泌的调节缺少对照实验组解析：反射的结构基础是反射弧，反射的完成需要保持反射弧的完整性；实验目的的提出应根据题干提供的信息得出，要想证明胃幽门窦黏膜分泌的胃泌素对胃液的分泌具有调节作用，首先提取胃幽门窦黏膜提取液，并单独实验。12、下丘脑垂体在人体内分泌活动中起重要的调节作用。（1）垂体是人体重要的内分泌腺，不仅分泌[a]生长激素，还分泌[]__________等激素来调节其他某些内分泌腺的活动。但下丘脑才是人体调节内分泌活动的枢纽，因为_________。（2）①完成由产生电信号到转变为化学信号的过程是：下丘脑神经分泌细胞在某些因素的刺激下产生__________，通过轴突传导到__________，进而引起小泡中激素的释放。（3）分析下图可见，垂体分泌的抗利尿激素的主要功能是使血浆渗透压__________。①～⑤过程中属于反馈抑制作用的是____________________。（4）当人突然进入寒冷环境中，与c具有协同作用的__________（激素）分泌量也将增加，导致产热量增加。如果用激素c饲喂小白鼠，再放入密闭容器中，其对缺氧的敏感性将____________________。显示答案12、（1）[b]促甲状腺激素下丘脑能分泌一些激素来调节垂体中激素的合成和分泌（垂体分泌激素的多少，是受下丘脑支配的）（2）局部电流（兴奋/神经冲动）神经末梢（轴突末梢/突触小体）（3）降低④和⑤（4）肾上腺素提高解析：垂体为内分泌腺，既分泌促激素又能分泌生长激素，同时还受下丘脑分泌的促激素释放激素的调控；与甲状腺激素有协同作用的是肾上腺素；如果用甲状腺激素饲喂小白鼠，小自鼠呼吸加强，耗氧量增多，若再将其放入密闭容器中，其对缺氧的敏感性提高。-END-课外拓展不同类型激素的作用机制含氮激素主要与膜受体结合，类固醇激素主要与核受体结合，然后通过细胞内信号转导系统或调节相应基因的表达来起作用。（1）含氮激素的作用机制——第二信使学说第二信使学说是由Sutherland等于1965年提出来的。他们认为这类激素的作用过程大致包括以下主要步骤：①激素作为第一信使，与靶细胞膜上的激素受体结合并相互作用；②激素与受体结合后，激活膜上的腺苷酸环化酶（AC）系统；③在Mg2+存在的条件下，AC促使ATP转变为cAMP。cAMP是第二信使，信息由第一信使传递给第二信使；④cAMP使无活性的蛋白激酶转为有活性，从而激活磷酸化酶，引起靶细胞各种生理生化反应，如肌肉细胞的收缩与舒张、神经细胞的电位变化、腺细胞的分泌、细胞的通透性变化以及各种酶反应等。这是一个酶促酶的连锁反应系统，像电子管的放大系统一样，激素的作用被逐级放大，形成一个效能极高的生物放大系统。（2）类固醇激素作用机制——基因表达学说类固醇激素的相对分子质量小（仅