动物和人体生命活动通过激素的调节

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。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0.8~1.2g/LCO2+H2O+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。正常人全身的血量大约为5L。（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1min左右（0.8～1.2min）。（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0.9g/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0.8~1.2g/LCO2+H2O+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BD①可参与血糖平衡的调节②有调节躯体运动的高级中枢③可合成和分泌促甲状腺激素释放激素④垂体通过下丘脑控制性腺的生长发育Ａ．唾液腺，垂体，肠腺Ｂ．肾上腺，甲状腺，胰岛Ｃ．睾丸，汗腺，皮脂腺Ｄ．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.①②B.②③C.②④D.①③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（）Ａ．缺乏胰岛素、甲状腺激素、生长激素、维生素C、维生素B1Ｂ．缺乏胰岛素、维生素C、甲状腺激素、维生素B1、生长激素Ｃ．缺乏维生素C、生长激素、胰岛素、维生素B1、甲状腺激素Ｄ．缺乏胰岛素、维生素C、生长激素、甲状腺激素、维生素B1D4、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()BA．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C6、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①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；②若甲、乙缸的蝌蚪发育同步，而丙缸发育变态迅速，说明了；③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