高中生物浙科版 (2019)选择性必修1 稳态与调节第三章 体液调节第三节 激素调节身体多种机能学案设计

第三节　激素调节身体多种机能

　1.运用科学方法研究和分析内分泌腺的功能和激素的生理作用。

　2.感悟体液调节经典实验研究体现出的科学本质和科学精神。

　1.运用科学方法研究和分析内分泌腺的功能和激素的生理作用,发展科学思维和科学探究能力。

　2.举例说明生长激素、甲状腺激素、性激素在人体生长发育中的作用和意义,强化生命的物质和信息观。

　3.构建模型说明人体维持血糖平衡的调节机理及其意义,发展科学思维能力。

　4.解释人体在应对紧急状态或环境有害刺激时,通过神经-体液共同调节的过程及意义,增强社会责任感。

一、活动:研究激素的生理作用

1.切除相应的内分泌器官或组织,观察动物出现的症状。

2.再次植入该器官或组织,或注射该组织的提取物,观察症状是否消失,如果症状消失,就证明该器官或组织具有内分泌功能。

3.对正常动物注射该组织的提取物,观察注射后动物机能亢进的反应。

4.提纯激素和人工合成该激素,阐明激素的化学本质和作用机制。

5.运用同位素示踪法,观察激素分泌的规律和在体内的代谢情况。

二、激素调节人体生长发育

1.生长激素

(1)分泌部位:腺垂体。

(2)本质:蛋白质。

(3)作用:促进蛋白质的合成,促进骨、软骨和肌肉等组织细胞的生长和分裂,从而加速骨骼和肌肉的生长发育,对肌肉的增生和软骨的形成与钙化有特别重要的作用。

(4)与该激素异常相关的疾病:人幼年缺乏生长激素将患侏儒症,生长激素分泌过多则会患巨人症。

2.甲状腺激素

(1)种类:甲状腺素(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3)。

(2)本质:酪氨酸衍生物。

(3)作用:

(4)

3.性激素

(1)性腺

(2)性激素的本质。

是类固醇激素,以胆固醇为原料合成的,属于亲脂激素。

(3)性激素的作用。

幼儿因缺乏甲状腺激素而反应迟钝,说明该激素有什么作用?

提示:该激素能促进神经系统的发育。

三、激素调节内环境稳态

1.血糖平衡

2.血糖平衡的调节

(1)实质:调节血糖的来源和去向,使其处于平衡状态。

(2)激素调节——两种重要的激素。

除胰高血糖素之外,肾上腺素、糖皮质激素等也具有升高血糖的作用。

(3)神经调节。

①神经调节方式:血糖浓度升高,作用于胰岛组织中的神经末梢或血管内感受器,反射性地引起胰岛素的分泌。

②交感神经和副交感神经对胰岛的双重支配:交感神经抑制胰岛素的分泌,副交感神经促进胰岛素的分泌。

1.血糖浓度上升时,下丘脑调控胰岛素分泌属于何种调节?

提示:神经调节。

2.胰岛素如何降低血糖浓度?

提示:胰岛素通过调节细胞代谢,促进细胞对血糖的利用,抑制非糖物质的转化,从而降低血糖浓度。

四、激素参与“应急”和“应激”反应

1.肾上腺的组成

由皮质和髓质两部分组成,皮质包在髓质的外面。肾上腺髓质接受交感神经支配。

2.肾上腺髓质与皮质的功能

1.受到惊吓后,人常表现出面色苍白,原因是什么?

提示:受到惊吓后,肾上腺素分泌增加,使面部毛细血管收缩,血流量减少,所以人常表现出面色苍白。

2.机体在受到伤害刺激的状态下,“应急”和“应激”怎样应对并适应环境突变?

提示:“应急”和“应激”实际上都是机体在受到伤害刺激的状态下,通过中枢神经系统整合,出现的保护性反应,以应对并适应环境突变而确保生存。前者提高机体的警觉性和应变力,后者则重在增强机体的耐受力和抵抗力。

[自主学习检测]——教材基础熟记于心

1.生长激素和甲状腺激素本质相同,都是酪氨酸的衍生物。(　×　)

提示:甲状腺激素是酪氨酸的衍生物,生长激素是蛋白质。

2.甲状腺激素促进骨骼发育,与生长激素有拮抗作用。(　×　)

提示:甲状腺激素促进骨骼发育,与生长激素有协同作用。

3.如果长时间出现血糖超过正常范围就是糖尿病,若血糖长期低于正常范围,会导致低血糖。(　√　)

4.胰岛素是已知的唯一能降低血糖的激素,胰高血糖素是唯一升高血糖的激素。(　×　)

提示:胰岛素是已知的唯一降低血糖的激素。升高血糖的激素除了胰高血糖素之外,肾上腺素、糖皮质激素等也具有升高血糖的作用。

5.胰岛受交感神经和副交感神经双重支配。交感神经促进胰岛素的分泌,副交感神经抑制胰岛素的分泌。(　×　)

提示:胰岛受交感神经和副交感神经双重支配。副交感神经促进胰岛素的分泌,交感神经抑制胰岛素的分泌。

6.副交感-肾上腺髓质系统参与机体应急反应。(　×　)

提示:交感-肾上腺髓质系统参与机体应急反应。

7.糖皮质激素抑制肝细胞将氨基酸转变为葡萄糖,与胰岛素有拮抗作用。(　×　)

提示:糖皮质激素促进肝细胞将氨基酸转化为葡萄糖,与胰岛素有拮抗作用。

8.应激反应是机体遭受伤害刺激时产生的适应性和抵抗性变化的总称。(　√　)

任务一　激素调节人体生长发育

[任务突破1]

归纳动物激素功能的实验探究方法

(1)通过流程图归纳一般思路。

某种方法处理实验动物⇒出现相应病理症状⇒添加某激素后恢复正常⇒推知相应激素生理功能

(2)举例说明。

①饲喂法。

②摘除法和注射法。

③通过构建流程图掌握验证胰岛素的生理功能。

(3)归纳实验成功关键点。

①根据激素的化学本质,选择不同的实验方法:下丘脑、垂体和胰岛分泌的激素多为多肽类或蛋白质类,多肽类或蛋白质类激素易被消化酶所分解,故一般采用注射法,不宜口服。雄激素、雌激素、孕激素等固醇类激素和甲状腺激素、肾上腺素等氨基酸衍生物类激素都是既可以口服,也可以注射。

②动物分组的基本要求:选择性别、年龄、体重、生长状况相似的平均分组,每组要有数量相等的多只。

③实验设计时要注意设置对照实验,控制变量个数,保证单一变量。

④进行注射实验时空白对照组应注射生理盐水(不可用蒸馏水),进行饲喂实验时,空白对照组可使用蒸馏水。

[即时应用]

[典例1-1] 为验证胰岛素能降血糖,某同学给几只刚进食的小鼠腹腔注射一定剂量的胰岛素溶液(用酸性生理盐水配制),观察现象,若出现惊厥,则达到目的。对于该实验以下说法不正确的是(　C　)

A.为使反应出现得较快且明显,实验前应将小鼠饥饿处理,以消耗肝糖原

B.应设置注射等量酸性生理盐水的对照组,且注射的部位、方法同实验组

C.应设置口服胰岛素的实验组,对照组灌喂等量的清水

D.出现惊厥现象后,还应对其中的一半注射葡萄糖溶液抢救,另一半不予抢救

解析:本实验是验证胰岛素的降血糖功能,为了使实验更快出现低血糖症状,应对小鼠饥饿处理,以消耗肝糖原;应设置注射等量酸性生理盐水的对照组,且注射的部位、方法同实验组,排除此实验不是由溶剂引起的;胰岛素的化学本质是蛋白质,口服会失去活性;当给刚进食的小鼠腹腔注射一定剂量的胰岛素溶液(用酸性生理盐水配制)后,小鼠出现惊厥,为了说明惊厥是胰岛素降血糖引起的,应该对实验动物的一半注射葡萄糖溶液使其血糖恢复正常,而另一半不做处理以便比较。

[任务突破2]

列表归纳激素分泌异常出现的病症

[即时应用]

[典例1-2] 如图表示甲状腺激素分泌的分级调节,A、B、C表示器官,①②③表示激素,下列叙述正确的是(　D　)

A.若切除B,则图中分泌的各种激素都减少

B.长期缺碘会造成①激素分泌不足,导致侏儒症

C.呆小症患者可以通过口服②来进行根治

D.若图中①②分泌较低,则病变部位可能不在器官C

解析:分析题图可知,③是甲状腺激素,A是下丘脑,①是促甲状腺激素释放激素,B是垂体,②是促甲状腺激素,C是甲状腺。若切除B,下丘脑释放①促甲状腺激素释放激素增多,③甲状腺激素、②促甲状腺激素分泌减少;碘是合成甲状腺激素的原料,长期缺碘会造成甲状腺激素分泌不足,导致①促甲状腺激素释放激素分泌增多;②是促甲状腺激素,呆小症患者在幼年时缺乏甲状腺激素,导致神经系统发育不正常,口服促甲状腺激素无法根治;若图中①②分泌较低,可能是A下丘脑病变,分泌①促甲状腺激素释放激素减少,导致②③分泌减少。

任务二　激素调节内环境稳态

[任务突破1]

多角度分析血糖的调节

(1)从结构方面分析:血糖调节中,血糖主要通过直接作用于胰岛以调节激素的分泌。血糖调节以激素调节为主。

(2)从激素方面分析:胰岛素是唯一降低血糖的激素,而胰高血糖素并不是唯一升高血糖的激素。

(3)从血糖浓度变化分析:血糖升高的原因有①摄取了食物中的糖类;②在血糖浓度较低时,肝糖原的分解和非糖物质的转化也可使血糖浓度升高。血糖降低的原因有①胰岛素促进血糖的三个去路,即促进组织细胞加速摄取、储存和利用葡萄糖,促进合成糖原、促进葡萄糖转化为非糖物质,抑制两个来源即抑制非糖物质转化成葡萄糖、抑制肝糖原分解为葡萄糖;②运动消耗了大量能量,而能量的主要来源是葡萄糖的氧化分解。

(4)从调节方面分析:胰岛也受神经调节。血糖浓度升高除直接作用于胰岛外,也作用于胰岛组织中的神经末梢或血管内感受器,反射性地引起胰岛素的分泌。胰岛受交感神经和副交感神经双重支配。副交感神经促进胰岛素的分泌,交感神经抑制胰岛素的分泌。

(5)从胰岛素、胰高血糖素、血糖浓度三者之间的关系分析。

①模型图。

②曲线解读。

a.血糖浓度较高时,可降低血糖的胰岛素含量增加,而升高血糖的胰高血糖素含量相对较低。

b.当血糖浓度较低时,胰高血糖素的含量增加。

c.胰岛素和胰高血糖素共同维持血糖的平衡。

[即时应用]

[典例2-1] 如图表示某健康男子中午至傍晚期间血糖浓度变化曲线。下列叙述正确的是(　B　)

A.ab段血糖浓度上升的原因与de段相同

B.ab段血液中胰岛素浓度随之升高,促进肝细胞对葡萄糖的摄取

C.de段血糖浓度持续升高,体现了胰高血糖素的正反馈调节作用

D.f点时,血液中胰高血糖素浓度升高,直接抑制胰岛β细胞分泌胰

岛素

解析:据题图分析,ab段血糖浓度上升是因为食物的消化、吸收,de段血糖浓度的升高是由于肝糖原的分解和非糖物质的转化;ab段血液中胰岛素浓度随之升高,促进肝细胞对葡萄糖的摄取;胰高血糖素会促进血糖浓度升高,而血糖浓度升高时会抑制胰高血糖素的分泌,因此de段血糖浓度持续升高体现了胰高血糖素的负反馈调节作用;f点时,运动后血糖浓度低,胰高血糖素浓度升高,间接抑制胰岛β细胞分泌胰岛素,因为胰岛素的分泌取决于血糖浓度。

[典例2-2] 如图是血糖调节的部分过程图解。甲、乙表示器官或组织,a、b表示相应激素。下列说法中正确的是(　D　)

A.甲、乙的名称分别是胰岛、下丘脑

B.激素a能够促进过程①,抑制过程②

C.激素b是唯一能够升高血糖的激素

D.激素b的作用结果反过来会影响激素b的分泌

解析:由题图可知,甲是胰腺中的胰岛,能分泌胰岛素和胰高血糖素,乙是肝脏,能合成和分解糖原;激素a、b分别是胰岛素、胰高血糖素,胰岛素能够促进葡萄糖的氧化分解和合成肝糖原;除胰高血糖素外,肾上腺素和糖皮质激素等也能升高血糖;激素b(胰高血糖素)能升高血糖,当血糖升高到正常范围后,会反过来减少激素b的分泌。

[任务突破2]

联系生活实际分析糖尿病的相关问题

(1)关于尿糖:尿糖不一定是糖尿病。因为引起尿糖的原因很多,如一次性食糖过多、肾脏功能障碍、胰岛β细胞受损、胰岛素分泌不足等,其中第三种情况才是糖尿病。

(2)关于糖尿病类型:糖尿病有Ⅰ、Ⅱ两种类型,Ⅰ型糖尿病的原因是缺少分泌胰岛素的β细胞,胰岛素分泌不足,Ⅱ型糖尿病可能是由胰岛素抵抗引起的,也可能是环境因素引发的。

(3)糖尿病的典型症状:“三多一少”即多饮、多尿、多食、体重减轻。糖尿病患者胰岛素绝对或相对的不足,使得葡萄糖不能够利用,随尿排出,使患者的尿量和次数均有增加。由于排尿过多、机体缺水,患者会口渴,糖代谢异常导致蛋白质代谢异常,患者消瘦明显而体重减轻,葡萄糖不能被利用,患者进食量增多,导致了患者多饮、多尿、多食、体重减轻,这就是典型的“三多一少”症状。

[即时应用]

[典例2-3] 甲、乙、丙三人在一次社区健康日活动中检测出尿糖超标,为进一步弄清是否患糖尿病,依据规范又进行了血液检测。图1、图2所示为空腹及餐后测定的血糖及胰岛素浓度。糖尿病血糖浓度标准为空腹≥7.0 mmol/L,餐后2 h≥11.1 mmol/L。下列分析错误的是(　B　)

A.据图初步判断甲和乙是糖尿病患者

B.正常人进食后血糖浓度上升导致胰岛α细胞分泌激素增多

C.糖尿病患者常因血糖浓度升高导致细胞外液渗透压升高

D.乙出现题述检测结果的原因可能是胰岛素不能与受体结合

解析:由图1可知,空腹时甲和乙血糖浓度偏高,丙的血糖浓度正常,说明甲和乙可能都是糖尿病患者,需要复查血糖;正常人进食后血糖浓度上升,可刺激胰岛β细胞分泌胰岛素增加,而胰岛α细胞分泌胰高血糖素减少;糖尿病患者常因血糖浓度升高导致细胞外液渗透压升高,大脑皮层产生渴感;乙的胰岛素含量较高,血糖水平也较高,可能是胰岛素不能与受体结合,从而不能发挥作用使血糖降低。

任务三　激素参与“应急”和“应激”反应

[任务突破1]

列表比较“应急”和“应激”反应

[即时应用]

[典例3-1] “应急”和“应激”是机体在受到伤害刺激的状态下,出现的一种保护性反应,该过程中,肾上腺分泌的肾上腺素和糖皮质激素起着重要调节作用。以下相关叙述错误的是(　A　)

A.两种激素的化学本质都是蛋白质

B.糖皮质激素的分泌受控于腺垂体

C.肾上腺素的分泌受交感神经的调控

D.两种激素都有升血糖的作用

解析:肾上腺素的本质属于氨基酸衍生物;糖皮质激素是肾上腺皮质分泌的,肾上腺皮质分泌糖皮质激素属于分级调节,因此糖皮质激素的分泌受控于腺垂体;肾上腺素的分泌是交感-肾上腺髓质系统支配的结果,因此肾上腺素的分泌受交感神经的调控;肾上腺素和糖皮质激素都能升高血糖。

[典例3-2] 运动时肾上腺素分泌增多,肾上腺髓质能分泌肾上腺素,某些神经元也能分泌肾上腺素,且突触前膜与突触后膜均有肾上腺素受体,肾上腺素发挥作用后多数又被突触前膜摄取。下列分析错误的是(　D　)

A.运动时肾上腺素分泌增多,可以提高机体的反应能力

B.肾上腺素可通过突触前膜摄取,实现多次重复利用

C.肾上腺素的化学本质是酪氨酸衍生出来的极性小分子物质

D.运动时肾上腺素可使呼吸、心跳加快,是一种高能化合物

解析:肾上腺素是一种应急激素,运动时肾上腺素分泌增多,使人心率加速、警觉性和应变力提高;据题干信息“突触前膜与突触后膜均有肾上腺素受体,肾上腺素发挥作用后多数又被突触前膜摄取”可知,肾上腺素可通过突触前膜摄取,实现多次重复利用;肾上腺素的化学本质是酪氨酸衍生出来的极性小分子物质; 肾上腺素作为信息分子,只具有调节功能,不能提供能量,因此不属于高能化合物。

[任务突破2]

归纳激素间的相互作用

(1)

(2)

(3)

[即时应用]

[典例3-3] 人体内多种激素之间表现为协同作用。下列是某同学所作的归纳,其中有误的是(　A　)

A.① B.② C.③ D.④

解析:胰岛素具有降血糖的作用,不能促进生长发育,①错误;甲状腺激素既能促进生长发育,又能促进细胞代谢,增加产热,②正确;肾上腺素具有升高血糖和增加产热的作用,③正确;胰高血糖素有升高血糖的作用,④正确。