2024年高中生物新教材同步学案 选择性必修第一册 第3章 第2节 第2课时　甲状腺激素分泌的分级调节和激素调节的特点（含解析）

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第2课时　甲状腺激素分泌的分级调节和激素调节的特点[学习目标]　1.分析激素的分级调节的过程和意义。2.概括出激素调节的特点，分析激素调节的一般过程。3.运用激素调节原理分析与健康相关的实际问题。一、甲状腺激素分泌的分级调节1．调节过程(1)腺体：a.下丘脑、b.垂体、c.甲状腺。(2)激素：A.促甲状腺激素释放激素、B.促甲状腺激素。(3)作用：“＋”表示促进、“－”表示抑制。(4)调节：在甲状腺激素的分泌过程中，既存在分级调节，也存在反馈调节。2．分级调节(1)概念：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。(2)分级调节系统①下丘脑—垂体—甲状腺轴；②下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴；③下丘脑—垂体—性腺轴等。(3)意义：分级调节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。判断正误(1)血液中甲状腺激素水平降低会使促甲状腺激素释放激素的分泌减少(　　)(2)所有激素的分泌都是通过下丘脑到垂体再到相应腺体来分级调节的(　　)(3)所有的反馈调节都会使相关过程趋于平衡(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)×关键点拨　(1)正反馈：加强并偏离静息水平，如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩、河流的重度污染等。(2)负反馈：偏离后纠正回归到静息水平，在生物体中更常见，如体温调节、血糖调节等。任务一：分析甲状腺激素分泌的调节1．阅读教材P53“思考·讨论”部分，梳理实验，并得出结论。(1)实验一该实验说明：垂体能分泌某种化学物质，促进甲状腺的生长发育和分泌甲状腺激素。(2)实验二1～3组实验说明：下丘脑分泌的TRH能促进垂体分泌TSH。1、4组实验说明：甲状腺激素能抑制垂体分泌TSH。(3)临床观察结果说明：甲状腺激素能够抑制TSH的分泌。(4)由以上几个问题分析，在甲状腺激素的分泌中，下丘脑、垂体和甲状腺之间有何关系？提示　下丘脑分泌的TRH可以促进垂体分泌TSH，垂体分泌的TSH可促进甲状腺的发育和分泌甲状腺激素。甲状腺分泌的甲状腺激素增加到一定程度时，又会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素。(5)在正常情况下，血液中的甲状腺激素的水平总维持在一定范围内，这是如何实现的呢？提示　这是通过分级调节和反馈调节实现的。当血液中甲状腺激素水平升高时，会反馈抑制TSH和TRH的分泌，降低甲状腺激素的水平；当甲状腺激素水平降低时，TSH的分泌量增加，促进甲状腺分泌甲状腺激素，使甲状腺激素浓度升高恢复到正常水平。2．实例分析：地方性甲状腺肿的原因。患者体内存在正确的分级调节和反馈调节的过程，饮食长期缺碘，导致甲状腺肿大的原因是什么？提示　由于碘是合成甲状腺激素的重要原料，饮食长期缺碘，导致甲状腺激素合成障碍，致使血浆中甲状腺激素水平下降，对下丘脑和垂体的负反馈作用减弱，使TRH和TSH的分泌增加，促进甲状腺发育，促进甲状腺激素的分泌。由于缺碘，不能合成甲状腺激素，便会一直促进甲状腺的发育，所以甲状腺肿大。1．下丘脑、垂体和相关腺体的关系2．动物激素分泌的调节过程中激素含量变化的分析(1)在“下丘脑→垂体→相应内分泌腺”的分级调节中，若顺序靠前的腺体被切除，则其后的腺体分泌的激素含量降低，其前的腺体所分泌的激素含量升高。(2)在“促激素释放激素→促激素→激素”中，若顺序靠前的激素分泌量增加(减少)，则其后的激素分泌量增加(减少)，其前的激素分泌量减少(增加)。1．(2022·福建宁德高二月考)如图为某激素分泌的调节过程，下列说法错误的是(　　)A．能体现分级调节过程的是①→②→③B．④⑤的作用体现了反馈调节C．图示中的腺体可表示甲状腺、性腺、肾上腺D．若腺体为甲状腺，则①②同时作用于腺体，对腺体产生促进作用答案　D解析　若腺体为甲状腺，则①为下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素，只能作用于b垂体，垂体释放②促甲状腺激素，作用于甲状腺，D错误。2．(2023·天津南开区高二检测)甲、乙、丙均表现为甲状腺激素水平低下，通过注射TRH(表示促甲状腺激素释放激素)，分别测定每人注射前30 min和注射后30 min的TSH(表示促甲状腺激素)的浓度。测定结果如下图。下列相关分析错误的是(　　)A．患者甲体内甲状腺激素水平低下的原因是下丘脑无法分泌TRHB．患者乙体内TSH水平低于正常值，是其甲状腺激素分泌不足的原因之一C．患者丙体内甲状腺激素水平低下，促进了TSH的分泌D．注射TRH的方法，可为判断病变部位提供参考答案　C解析　据题图分析可知，患者甲可能是下丘脑功能缺陷，导致不能分泌TRH，不能促进垂体分泌TSH，不能促进甲状腺分泌甲状腺激素，导致甲状腺激素水平低下，A正确；患者乙可能垂体功能缺陷，分泌TSH较少，导致甲状腺激素分泌不足，B正确；患者丙注射TRH前，TSH高于正常人，说明体内甲状腺激素过少，对垂体的抑制作用减弱，致使垂体产生大量TSH，这种调节属于反馈调节，不是促进垂体分泌TSH，C错误；据题意可知，通过注射TRH的方法，可为判断病变部位提供参考，D正确。二、激素调节的特点1．激素调节特点(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。激素种类多、量极微，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，使其原有的生理活动发生变化。2．激素间的相互作用(1)协同作用：不同激素对同一生理效应都发挥相同作用，如胰高血糖素、甲状腺激素、肾上腺素等均可升高血糖。(2)相抗衡：不同激素对同一生理效应发挥相反作用，如胰岛素和胰高血糖素在调节血糖方面相抗衡。判断正误(1)临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平的原因是激素弥散在体液中，随血液流到全身(　　)(2)垂体分泌的促甲状腺激素通过体液定向运输到甲状腺(　　)(3)激素只能作用于靶器官、靶细胞的直接原因是靶细胞膜上或膜内有与相应激素特异性结合的受体(　　)(4)体内要源源不断地产生激素的原因是激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了(　　)(5)激素可作为信使传递信息同时还有催化作用(　　)答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×任务二：分析激素的作用机理1．肾上腺素促进肝糖原的分解进而升高血糖，请观察下图思考该过程是如何实现的？提示　当肾上腺素与肝细胞膜上的肾上腺素的受体蛋白结合时，GTP与G蛋白结合，使腺苷酸环化酶结构发生变化，催化ATP水解为cAMP，cAMP激活蛋白激酶－A，进而激活磷酸酶，催化糖原水解为葡萄糖。2．类固醇激素(如性激素、肾上腺皮质激素)很容易穿过细胞膜，其信号受体在细胞质或细胞核中，它发挥作用的机制是怎样的呢？提示　类固醇激素穿过细胞膜，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)。任务三：评价应用激素类药物的利与弊1．有些运动员服用人工合成的睾酮衍生物来促进肌肉生长、增强肌肉力量，提高比赛成绩。有研究显示，应用外源性睾酮衍生物6个月，可以导致精子生成量减少，甚至使一些运动员不育。请解释原因。提示　补充外源雄激素，提高了体内雄激素的含量，从而抑制了下丘脑、垂体分泌相应的激素，其中垂体分泌的促性腺激素可以促进性腺的发育，促进性腺分泌性激素，性激素能促进生殖细胞的生成，所以缺乏促性腺激素后性腺萎缩，精子生成量减少，甚至会失去生育能力。2．在养殖四大家鱼时，为促进亲鱼的卵和精子生成、成熟，提高鱼的受孕率，应使用哪种激素类药物？提示　使用促性腺激素类药物。3．注射“长高针”是近些年悄然兴起的一种针对矮小症的治疗方式，但部分家长不经检查盲目给身高矮小的孩子使用“长高针”。“长高针”的有效成分是注射用生长激素。下列有关叙述错误的是(　　)A．人体内生长激素由垂体分泌，含量极其微少B．生长激素通过血液定向运输到靶细胞、靶器官C．生长激素一经靶细胞接受并发挥作用后就被灭活D．滥用长高针可能会导致使用者出现内分泌紊乱答案　B解析　内分泌腺没有导管，其分泌的激素弥散到体液中，随血液流到全身各处，传递着各种信息，据此可知，生长激素通过血液运输到全身各处，只是对特定的靶细胞、靶器官起作用，B错误。4．下列关于激素、酶和神经递质的叙述，正确的是(　　)A．激素、酶和神经递质都是有机物B．激素弥散在全身的体液中，激素和酶发挥作用后即失活C．激素和神经递质都是信息分子，都可以与特定分子结合后起到传递信息的作用D．能产生酶的细胞一定能产生激素，能产生激素的细胞也一定能产生酶答案　C解析　神经递质大多是有机物，也有无机物，如一氧化氮，A错误；酶发挥作用后不失活，B错误；能产生激素的细胞一定能产生酶，能产生酶的细胞不一定能产生激素，D错误。归纳总结　动物激素、酶、神经递质的比较题组一　甲状腺激素分泌的分级调节1．如图是甲状腺激素分泌的调节示意图，下列叙述正确的是(　　)A．甲状腺激素作用的靶细胞是下丘脑细胞和垂体细胞B．甲状腺激素含量增加到一定程度时，过程①起促进作用，过程②起抑制作用C．寒冷刺激时，TRH分泌增多，TSH分泌减少D．甲状腺激素分泌过程存在分级调节和反馈调节答案　D解析　甲状腺激素作用的靶细胞几乎是全身的细胞，A错误；甲状腺激素含量增加到一定程度时，又会反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素，所以过程①②均为抑制作用，B错误；寒冷刺激时，下丘脑分泌的TRH增多，促进垂体合成和分泌TSH，TSH又可促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素，C错误。2．切除甲状腺是治疗甲状腺癌的常用措施，但患者体内产生的促甲状腺激素能促进残留的甲状腺癌细胞生长、发展。下列有关叙述不正确的是(　　)A．切除甲状腺后，患者神经系统的兴奋性降低B．切除甲状腺后，患者下丘脑分泌的TRH不能发挥作用C．服用甲状腺激素类药物能抑制甲状腺癌复发D．甲状腺激素类药物发挥作用后在患者体内失活答案　B解析　切除甲状腺后，下丘脑分泌的TRH增多，而下丘脑分泌的TRH会继续作用于垂体，促进垂体分泌促甲状腺激素，B错误。3．给正常小狗实施垂体切除手术后，短期内小狗血液中的三种激素——促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素、甲状腺激素的含量变化，分别用曲线a、b、c表示，其中正确的是(　　)答案　B解析　垂体分泌促甲状腺激素(b)，实施垂体切除手术后，促甲状腺激素(b)含量减少，从而导致甲状腺激素(c)含量减少。此时为了合成更多的甲状腺激素(c)，促甲状腺激素释放激素(a)会增多。综上分析可知，B正确。4．(2022·上海长宁区高二期末)如图表示男性体内分泌性激素的分级调节过程，其调节机理与甲状腺激素相似。下列叙述正确的是(　　)A．GnRH的中文名称为促性腺激素B．长期过量摄入性激素会导致性腺萎缩C．GnRH能作用于性腺细胞，促使其分泌性激素D．LH和FSH随血液定向运输到性腺答案　B解析　GnRH是由下丘脑分泌的，中文名称为促性腺激素释放激素，A错误；GnRH不能直接作用于性腺细胞，GnRH可作用于垂体，促使其分泌促性腺激素，促性腺激素能促进性腺分泌性激素，C错误；LH和FSH属于激素，可随血液运输到身体各处，但只作用于性腺，D错误。5．如图中a、b、c表示三种不同的激素。下列相关叙述错误的是(　　)A．甲是甲状腺，乙是垂体，丙是下丘脑B．若丙受损，则激素a和b含量会增多C．激素c可促进组织细胞的新陈代谢和神经系统的发育D．人体内性激素的分泌和调节机制与该过程基本相似答案　A解析　根据题图分析可知，甲表示下丘脑，乙表示垂体，丙表示甲状腺，A错误；丙是甲状腺，若丙受损，甲状腺激素分泌减少，对下丘脑和垂体的抑制作用减弱，因此激素a和b含量会增多，B正确；激素c是甲状腺激素，可促进组织细胞的新陈代谢和神经系统的发育，C正确；性激素的分泌也存在图中的分级调节和反馈调节，D正确。题组二　激素调节的特点6．下列关于人体激素的叙述，正确的是(　　)A．机体内、外环境的变化并不影响激素的分泌B．激素除了传递信息，还能为生命活动提供能量C．激素在人体内含量较低，但具有高效的催化作用D．激素分子弥散在体液中，只作用于相应的靶器官、靶细胞答案　D7．下列关于酶、激素和神经递质的叙述，正确的是(　　)A．酶和激素都具有高效性，能产生酶的细胞一定能产生激素B．激素和神经递质都具有特异性，都只能作用于特定的靶细胞细胞膜上的受体C．神经递质是一系列能引发神经冲动的含碳有机物D．动物体内的激素可以参与细胞间的信息传递答案　D解析　酶和激素都具有高效性，能产生酶的细胞不一定能产生激素，但产生激素的细胞一定能产生酶，A错误；激素和神经递质都需要与受体结合后起作用，但激素受体不一定都在细胞膜上，B错误；神经递质的化学本质可以是有机物，也可以是无机物，如NO可作为神经递质，但为无机物，C错误。8．(2022·江苏涟水县高二期中)下列关于人体内激素作用、激素使用的说法中正确的是(　　)A．人体内的激素通过体液定向运输至靶细胞、靶器官与特异性受体结合B．人体内的胰高血糖素和甲状腺激素在调节血糖时，作用于不同环节，作用效果相抗衡C．性激素与靶细胞细胞膜上受体结合后，促进生殖器官发育和生殖细胞形成D．男性运动员长期使用类固醇兴奋剂会导致睾丸萎缩，精子生成减少答案　D解析　人体内的激素通过体液运输到全身，A错误；在人体生长发育过程中，胰高血糖素与甲状腺激素都能升高血糖，表现为协同作用，B错误；性激素的受体在细胞内，C错误。9．寒冷地带生活的布氏田鼠是一种小型非冬眠哺乳动物。如图为持续寒冷刺激下机体调节褐色脂肪细胞(BAT)的产热过程图，已知UCP－1增加会导致ATP合成减少。下列分析正确的是(　　)A．①②③过程体现了甲状腺激素分泌的分级调节B．肾上腺素与膜受体结合体现了细胞膜控制物质进出的功能C．肾上腺素的分泌直接导致BAT细胞中催化脂肪氧化分解的cAMP增加D．持续寒冷环境中的布氏田鼠通过加快脂肪分解和减少ATP合成来增加产热答案　D解析　①②过程体现了甲状腺激素分泌的分级调节，③过程体现了甲状腺激素分泌的反馈调节，A错误；肾上腺素与膜受体结合体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能，B错误；分析图示可知，肾上腺素通过与BAT细胞上的肾上腺素受体结合，促进cAMP的合成，cAMP促进脂肪的分解，C错误。10．动物被运输的过程中，体内皮质醇激素的变化能调节其对刺激的适应能力。如图为皮质醇分泌的调节示意图。据图分析，下列叙述不正确的是(　　)A．运输刺激使下丘脑分泌激素增加的结构基础是反射弧B．图中M促进皮质醇分泌的过程属于神经—体液调节C．皮质醇作用的靶细胞还包括下丘脑细胞和垂体细胞D．动物被运输过程中，体内皮质醇含量先升高后逐渐恢复答案　B解析　动物被运输过程中，接受相应刺激，引起下丘脑分泌激素的过程，属于反射，其结构基础是反射弧，A正确；图中M为促肾上腺皮质激素，该激素通过体液运输，与肾上腺皮质细胞膜上的受体结合，促进肾上腺皮质分泌皮质醇，该过程属于体液调节，不涉及神经调节，B错误；皮质醇可以通过负反馈作用于下丘脑细胞和垂体细胞，皮质醇作用的靶细胞包括下丘脑细胞和垂体细胞，C正确；动物被运输过程中，先促进皮质醇的分泌，皮质醇分泌过多又会抑制下丘脑和垂体的活动，因此体内皮质醇含量先升高后逐渐恢复，D正确。11．如图是分泌细胞分泌的某种物质与靶细胞结合的示意图，据图判断，下列叙述正确的是(　　)eq \x(分泌细胞)eq \o(―――→,\s\up7(产生))分泌物eq \o(―――――→,\s\up7(体液传送))eq \x(靶细胞)A．分泌细胞产生的分泌物与靶细胞结合的原因是靶细胞膜上有载体蛋白B．如果分泌细胞产生的分泌物为胰高血糖素，则靶细胞可以为肌肉细胞C．如果分泌细胞为甲状腺细胞，那么靶细胞可能为垂体细胞D．如果分泌细胞是垂体细胞，那么此时的靶细胞不可能是性腺细胞答案　C解析　分泌细胞产生的分泌物与靶细胞结合的原因是靶细胞膜上有受体蛋白，A错误；肌糖原不能分解成葡萄糖，肌肉细胞上没有识别胰高血糖素的受体，B错误；如果分泌细胞为甲状腺细胞，分泌物是甲状腺激素，甲状腺激素含量升高会抑制垂体合成和分泌促甲状腺激素，所以靶细胞可能是垂体，C正确；如果分泌细胞是垂体细胞，分泌物可以是促性腺激素，促性腺激素的靶细胞是性腺细胞，D错误。12．人体细胞之间的通讯多数是通过信号分子传递的。有些信号分子作用于细胞表面的受体，有些则作用于细胞内受体。生物学上将细胞外与膜受体结合的信号分子称为第一信使，由其转换而来的细胞内信号则称为第二信使，如图所示。下列叙述错误的是(　　)A．细胞表面膜受体的化学本质为糖蛋白B．神经递质和绝大多数激素都是第一信使C．第二信使通过调控细胞核内基因的翻译过程发挥作用D．第一信使与膜受体结合体现了细胞膜的信息交流功能答案　C解析　受体的化学本质为糖蛋白；与膜受体结合的第一信使有神经递质、大多数激素等，体现了细胞膜的信息交流功能；翻译过程在细胞质中进行，而不是在细胞核内进行。13．(2022·山东广饶一中高二月考)有些激素本身并不能对某个靶器官直接产生某种生理效应，然而它的存在却是其他激素引起生理效应的必需条件，这种作用称为“允许作用”。例如，皮质醇(属于类固醇激素)对血管平滑肌并无直接收缩作用，但当它缺乏或不足时，去甲肾上腺素的缩血管效应就难以发挥。下列叙述正确的是(　　)A．去甲肾上腺素也可以引起突触后膜电位变化B．皮质醇与性激素的受体均位于细胞膜上C．验证皮质醇的“允许作用”时不需设置对照实验D．胰岛素和胰高血糖素之间的关系与上述两种激素相同答案　A解析　去甲肾上腺素属于神经递质，与突触后膜上的特异性受体结合后可引起突触后膜电位变化，A正确；皮质醇与性激素属于脂溶性物质，其受体位于细胞内，B错误；验证皮质醇的“允许作用”时需要设置对照实验，C错误；胰岛素和胰高血糖素之间的关系是相抗衡，与上述两种激素不同，D错误。14．春天日照逐渐延长时，鸟类大多进入繁殖季节。光照调节鸟类繁殖活动的图解如下：请回答相关问题：(1)通过对图解分析，鸟类的繁殖活动是通过机体的____________和体液调节两种调节方式完成的。机体中既能传导兴奋、又能分泌激素的细胞位于________(填“下丘脑”“垂体”或“性腺”)。(2)上面图解中的A、B、C分别代表由下丘脑、垂体和性腺分泌的物质，则它们分别是____________________、__________________和________。C进入血液后，通过______作用来调节下丘脑和垂体中激素的合成和分泌。(3)据图判断，若要验证B的生理作用，________(填“能”或“不能”)用去除性腺的鸟作为实验动物，其原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)神经调节　下丘脑　(2)促性腺激素释放激素　促性腺激素　性激素　反馈　(3)不能　鸟去除了性腺，失去了促性腺激素作用的靶器官，无法验证该激素的生理作用15．(2022·全国乙，30)甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。为了研究动物体内甲状腺激素的合成和调节机制，某研究小组进行了下列相关实验。实验一：将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内，一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。实验二：给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量，发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。回答下列问题：(1)实验一中，家兔甲状腺中检测到碘的放射性，出现这一现象的原因是_____________________________________________________________________________________________。(2)根据实验二推测，丙组甲状腺激素的合成量________(填“大于”或“小于”)甲组。乙组和丙组甲状腺激素的合成量________(填“相同”或“不相同”)，原因是__________________________________________________________________________________________。答案　(1)甲状腺吸收碘合成甲状腺激素　(2)大于　不相同　乙组注射外源甲状腺激素，使甲状腺激素合成减少，丙组注射促甲状腺激素会促进甲状腺激素的合成解析　(1)实验一中将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内，家兔甲状腺细胞会吸收并利用放射性碘合成甲状腺激素，因此甲状腺中可以检测到碘的放射性。(2)实验二中丙组注射促甲状腺激素溶液，会促进甲状腺的活动，丙组甲状腺激素的合成量大于甲组。乙组注射外源甲状腺激素，使家兔体内甲状腺激素水平升高，会使甲状腺激素合成减少，而丙组注射促甲状腺激素会促进甲状腺激素的合成，因而乙组和丙组甲状腺激素的合成量不相同。组别实验处理实验结果甲状腺结构甲状腺激素分泌量1对照组正常正常2摘除大鼠的垂体萎缩显著降低3摘除大鼠的垂体后再注射垂体提取物部分恢复大小部分恢复组别实验处理实验结果(TSH水平)1对照正常2向动物静脉注射下丘脑分泌的TRH明显升高3损毁动物下丘脑中分泌TRH的区域明显降低4向动物垂体中注射微量甲状腺激素明显降低组别观察指标(甲状腺激素水平)观察指标(TSH水平)甲状腺机能亢进升高降低甲状腺机能减退下降升高项目动物激素酶神经递质化学本质蛋白质类、多肽类、氨基酸衍生物类、固醇类蛋白质或RNA小分子化合物产生部位内分泌腺(或有内分泌功能的细胞)活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)神经元作用调节催化使突触后膜产生兴奋或抑制作用部位靶细胞、靶器官细胞内外突触后膜作用后去向失活数量和性质不变被降解或回收共同点与相应的分子结合后发挥作用