通过激素的调节.docx

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通过激素的调节

通过激素的调节

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

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（　）

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（　）

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（　）

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（　）

A．下丘脑分泌的TRH能促进垂体分泌TSH

B．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TRH

D．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（　）

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（　）

①胰岛素　　②胰高血糖素　　③肾上腺素　　④性激素

A．①②　　　　　　　　　　　　　B．③④

C．②③　　　　　　　　　　　　　D．①④

7、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（　）

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（　）

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（　）

A．②③①　　　　　　　　　　　　B．③②①

C．②①③　　　　　　　　　　　　D．③①②

10、下列关于血糖的叙述不正确的是（　）

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

隐藏提示

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____________________。

隐藏答案

　　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____________________。

隐藏答案

　　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。

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（仅为300左右），且呈脂溶性，因此可透过细胞膜进入细胞。

在进入细胞之后，经过两个步骤影响基因表达而发挥生物学作用。

第一步是激素与胞浆受体结合，形成激素—胞浆受体复合物。

受体与激素结合后，其构型发生变化，从而使细胞质中的“激素—受体复合物”获得透过核膜的能力。

第二步是激素—受体复合物进入细胞核后结合于染色质的非组蛋白的特异位点上，启动或抑制该部位的DNA转录过程，进而促进或抑制mRNA的形成，结果是诱导或减少某种蛋白质（主要是酶）的合成，引起相应的生物效应。

这类激素也和含氮激素一样，作用方式也是一系列的连锁反应，作用效果也被逐级放大，所以同样体现高效能的特点。

　　除上述作用方式外，类固醇激素还可直接作用于细胞膜的脂质成分，通过改变膜的结构而起作用；还有的类固醇在数量很少时，本身虽不表现其特有的作用，但却是其他激素作用的良好条件，发挥所谓的“允许作用”，这些作用都不能用基因表达学说来解释。