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(共50张PPT)
选择性必修一 稳态与调节
第三章 体液调节
第二节 激素调节的过程
学习目标
·以人体血糖的平衡调节为例，说明激素反馈调节维持机体稳态的机制;
·以人体甲状腺激素分泌调节为例，说明激素分级调节机制及其意义；
·运用激素调节原理分析与健康相关的实际问题，说出以科学知识指导健康生活的重要性。
重难点
·激素调节的过程与特点
·分析激素调节的一般过程;
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。
血糖可以补充肌肉因运动而消耗的糖类。正常人的血糖含量为3.9~6.1 mmol/L，全身的血量大约为5L。
1.如果仅靠血液中的葡萄糖，运动员能跑多长时间
①血液中的葡萄糖量:
~
②能跑时间:
~
（1 mmol葡萄糖的质量是180 mg）
讨论: 长跑过程中大量消耗葡萄糖，会导致血糖含量下降吗 为什么
问题探讨
可能会略有下降，但不会持续下降，应在正常范围内波动；运动过程中，因消耗血糖为运动提供能量，血糖含量有所下降；同时，机体会随时分解储能物质转化为葡萄糖补充消耗，维持血糖的相对稳定。
处于活动中的人体，如果没有持续的血糖供应，血糖很快就会枯竭。但事实上，无论是在运动还是安静的状态下，人体的血糖浓度总是维持在一定的水平，这是如何实现的呢？对于机体又有什么样的意义？
一、激素调节的实例
（一）血糖平衡的调节
人体的血糖含量是如何维持在这样稳定的水平呢
1.血糖的含义：
血液中的糖称为血糖，主要是葡萄糖。
2.血糖浓度：
正常人空腹时3.9~6.1mmol/L
0.72g～1.098g/L
小学数学题
请问如何保持水池中的液面高度不变？
注水
排水
相同时间注水量=排水量
若为血糖
来源
去路
血糖平衡的调节，也就是调节血糖的来源和去向，使其处于平衡状态（动态平衡）
血糖
食物中的糖类消化、吸收
（血糖主要来源）
来源
肝糖原
分解
葡萄糖
（空腹时血糖重要来源）
肌糖原
不行！
细胞
脂肪酸等
非糖物质
转化
血糖
去路
脂肪组织和肝脏
甘油三酯等
非糖物质
转化
被组织细胞摄取
氧化分解
肝脏
肌肉
肝糖原
肌糖原
合成
一、激素调节的实例
（一）血糖平衡的调节
3.血糖的来源和去路
血糖
(3.9~6.1mmol/L)
食物中的糖类
☆肝糖原☆
脂肪酸等非糖物质
消化、吸收
分解
转化
CO2+H2O+能量
氧化分解
合成
肝糖原、肌糖原
甘油三酯
转化
来源
去路
空腹时血糖的重要来源
血糖的主要来源
血糖的主要去向
主要储存在脂肪组织中
当长时间不进食时，血糖首先从肝糖原的分解得到补充，当肝糖原耗尽时，从脂肪酸等非糖物质的转化得到补充
根据血糖的来源和去路分析，你知道当血糖升高或降低时，它们是怎么变化的吗？
胰岛B细胞分泌胰岛素，降低血糖
胰岛A细胞
分泌胰高血糖素，升高血糖
胰岛D细胞分泌生长抑素，考试不作要求
（一）血糖平衡的调节
（一）血糖平衡的调节
血糖浓度
升高
胰岛B细胞
刺激
分泌
胰岛素
作用于
几乎全身细胞
做出改变
抑制
促进
血糖浓度
恢复
4.血糖升高时调节
（一）血糖平衡的调节
5.血糖降低时调节
血糖浓度
降低
胰岛A细胞
刺激
分泌
胰高
血糖素
作用于
主要是肝脏
做出改变
抑制
促进
糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用，直接或间接地提高血糖浓度。
胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。
胰岛素与胰高血糖素相互抗衡（相互拮抗）
胰高血糖素与糖皮质激素、肾上腺素和甲状腺激素相互协同
除了胰岛素和胰高血糖素还有其他激素可调节血糖平衡吗？
①协同作用：不同激素对同一生理效应发挥相同的调节作用，从而达到增强效应的结果。
②抗衡作用（拮抗作用）：不同激素对同一生理效应发挥相反的调节作用。
升高
胰岛B细胞分泌胰岛素增加
抑制
促进
降低
胰岛A细胞分泌胰高血糖素增加
促进
为什么激
素调节时不会调得过高或过低呢？
6.反馈调节
概念：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，这种调节方式叫作反馈调节。
麻将馆老板叫人来打麻将
来了1个，2个，3个，4个
人够了，这些人说
人够了，别再叫了
负反馈
6.反馈调节
（2）正反馈：促进原来的变化，如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等。
（1）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。(抑制原来的变化)
血糖水平升高
胰岛B细胞分泌胰岛素
血糖降低
负反馈
促进
+
两抑制，三促进
-
池塘鱼死了
河水污染
正反馈
促进
+
鱼死的更多
+
(-)
(-)
负反馈
负反馈
血糖的调节只受到激素的调节吗？
7.糖尿病
糖尿病的种类、症状与发病机制
资料:在人类历史上，糖尿病是人们最先认识的疾病之一。我国《黄帝内经》上描述糖尿病的症状“多饮而渴不止，多食而饥不止，多尿而膏浊不止”。
根据《黄帝内经》中的描述总结出糖尿病的症状及原理？
糖尿病症状——“三多一少” (多饮、多尿、多食、体重减少)
葡萄糖随尿液排出
带走大量的水分,即“多尿”
导致机体供能不足
细胞外液渗透压升高
机体为满足能量需求
口渴
多饮
“多食”
机体消耗大量脂肪、蛋白质
“消瘦”
得了糖尿病可能会发生
糖尿病本身不可怕，而高血糖引发的很多并发症是会危害生命健康的。
糖尿病预防与治疗
1型糖尿病的发病原因：
胰岛B细胞受到破坏或免疫损伤导致的胰岛素绝对缺乏。
2型糖尿病的发病原因：
机体组织细胞对胰岛素敏感性降低(可能与细胞膜上胰岛素受体受损有关)。（胰岛素偏高）
糖尿病及其危害与治疗
糖尿病的类型及发病原因：
例1.说出曲线各段变化的原因
①血糖浓度上升的原因是：
②血糖浓度下降的原因是：
③血糖浓度上升的原因是：
④血糖浓度下降的原因是：
胰岛素促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，合成肝糖原、肌糖原，转化成甘油三酯和某些氨基酸并抑制肝糖原分解和非糖物质转变成葡萄糖。
食物中的糖类经消化吸收，血糖升高
胰高血糖素促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，使血糖水平升高
血糖氧化分解，为人的生命活动提供能量
①
②
③
④
例2.为研究胰岛素的生理作用，某同学将禁食一段时间的实验小鼠随机分为A、B、C、D四组，A组腹腔注射生理盐水，B、C、D三组均腹腔注射等量胰岛素溶液，一段时间后，B、C、D三组出现反应迟钝、嗜睡等症状，而A组未出现这些症状。回答下列问题：
（1）B、C、D三组出现上述症状的原因是　 　。
（2）B、C、D三组出现上述症状后进行第二次注射，给B组腹腔注射生理盐水；为尽快缓解上述症状给C组注射某种激素、给D组注射某种营养物质。那么C组注射的激素是　 　，D组注射的营养物质是 　。
（3）第二次注射后，C、D两组的症状得到缓解，缓解的C组机理
是　 　 　 　 　 　 　 　 ，D组症状得到缓解的机理是　 　 　 　。
血糖低于正常水平
胰高血糖素
胰高血糖素促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，使血糖水平升高
葡萄糖直接使血糖水平升高
葡萄糖
例3.分析下图，判断下列有关人体糖类代谢及其调节的叙述，其中正确的是（ ）
A．胰岛素能促进④⑤⑥⑦过程
B．胰岛B细胞分泌的激素能促进①③过程
C．胰岛A细胞分泌的激素能促进④
D．在肌肉细胞、肝细胞中，②过程均可发生
消化、吸收食物中的糖类
糖原分解
非糖物质转化
血糖
组织细胞
氧化分解
合成糖原
转化成甘油三酯等
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
A
一、激素调节的实例
（二）甲状腺激素分泌的调节
当我们在寒风中瑟瑟发抖时，身体内几乎所有细胞动员起来，共同抵御寒冷。起动员作用的是神经冲动和激素，甲状腺分泌的甲状腺激素在其中起重要作用。
那么，甲状腺激素的分泌是如何调节的呢？
分析甲状腺激素分泌的分级调节
实验1：垂体与甲状腺之间的作用
组别 实验处理 实验结果 甲状腺结构 甲状腺激素分泌量
1
2
3
常态对照
正常
萎缩
显著减少
部分恢复大小
摘除大鼠的垂体
摘除大鼠的垂体后再注射垂体提取物
部分恢复
正常
结论：
垂
体
分泌
某些物质
促进
甲状腺
分泌
甲状腺激素
垂体中的某些物质可以维持甲状腺的形态结构，促进甲状腺分泌甲状腺激素。
思考讨论
组别 实验处理 实验结果（血液中TSH水平）
1
2
3
4
向动物静脉注射下丘脑分泌的TRH
明显升高
正常
常态对照
明显降低
明显降低
损毁动物下丘脑中分泌TRH的区域
向动物的垂体中注射微量甲状腺激素
注：TRH—促甲状腺激素释放激素、TSH—促甲状腺激素
结论：
①下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素可以促进垂体分泌促甲状腺激素
②甲状腺激素可以抑制垂体分泌促甲状腺激素
实验2：下丘脑与垂体之间的作用
甲状腺机能亢进
甲状腺激素水平升高，TSH水平降低
甲状腺功能减退
甲状腺激素水平下降，TSH水平升高
进一步说明：
甲状腺激素可抑制垂体分泌促甲状腺激素。
结论：
下丘脑
分泌
TRH
促进
垂
体
分泌
TSH
促进
甲状腺
分泌
甲状腺激素
抑制
实验3：甲状腺激素对垂体的作用
1. 分级调节
（1）定义：
（3）意义：
可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；
下丘脑、垂体和靶腺体之间（下丘脑-垂体-靶腺轴）存在的这种分层调控，称为分级调节。
下 丘 脑
垂 体
甲状腺
肾上腺皮质
性腺
TRH
TSH
促肾上腺皮质激素释放激素
促性腺激素释放激素
促肾上腺皮质激素
促性腺激素
靶 腺 体
甲状腺激素
性激素
醛固酮、
皮质醇等
（2）类型：
寒冷刺激温度感受器
促甲状腺激素释放激素(TRH)
促甲状腺激素(TSH)
甲状腺激素
抑制
抑制
细胞代谢增强，产热量增加，抵御寒冷
促进
反馈调节
过多时
甲 状 腺
下 丘 脑
垂 体
分级调节
神经系统
调节机制：既存在分级调节，也存在反馈调节。
思考：甲状腺激素可以调控细胞代谢，请写出在寒冷时人体增加产热的过程？
请从反馈调节的角度分析缺碘造成甲状腺肿大的原因:
缺碘 → 甲状腺激素减少 → 对下丘脑和垂体的反馈作用减弱→ TRH和TSH持续上升→TSH持续刺激甲状腺→甲状腺增生而肿大
下丘脑-垂体-甲状腺轴
答案：当缺碘时，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（1分），对下丘脑和垂体的负反馈作用减弱（1分），使TRH和TSH的分泌增加，进而引起甲状腺肿大。（1分）
1.该图表示下丘脑—垂体—甲状腺轴
① ；② ；
③ ；④ ；
⑤ ；⑥ ；
⑦ 。
促甲状腺激素释放激素（TRH）
促甲状腺激素（TSH）
垂体
甲状腺
甲状腺激素
反馈调节
下丘脑
①③⑤表示激素；②④⑦表示人体部分内分泌腺⑥表示某种调节机制
1.该图表示下丘脑—垂体—甲状腺轴
①________________________ a________________
②________________________ b________________
③________________________ c________________
甲状腺激素
甲状腺
促甲状腺激素
垂体
促甲状腺激素释放激素
下丘脑
①②③表示激素；abc表示人体部分内分泌腺
1.①②⑤表示甲状腺激素分泌的_____调节；
③④表示甲状腺激素分泌的_____调节；
2.如果把图中甲状腺换成胰岛，该图还成立吗？
为什么？
____________________________________________
3.若体内缺碘，血液中ab的含量会______，
为什么？
_______________________________________________
_______________________________________________
分级
反馈
不成立，因为胰岛分泌相应激素不受垂体控制
升高
缺碘导致甲状腺激素合成不足，
反馈调节作用减弱，ab分泌增多
二、激素调节的特点
临床上通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平。
激素分子
1.通过体液进行运输
内分泌腺没有导管，内分泌细胞产生的激素弥散到体液中，随血液流到全身，传递着各种信息。
【思考】
1.激素能定向运输吗？
2.激素运输到全身各处，是不是对所有细胞都能起作用？
不能；激素随血液流到全身，因此激素不是定向运输。
不一定；激素只能作用于靶器官或靶细胞。
甲状腺激素几乎对全身的细胞都起作用
激素分子
激素选择靶细胞是通过与靶细胞上的特异性受体相互识别，并发生特异性结合实现的。
2.作用于靶器官、靶细胞
注意：
（1）不同激素作用的靶器官、靶细胞可能相同；
（2）激素作用于靶器官、靶细胞，并不是指运输到靶器官、靶细胞，而是运往到全身各处;
（3）激素只能作用于靶器官靶细胞的直接原因：
只有靶细胞膜上或膜内有与相应激素特异性结合的受体;
（4）激素只能作用于靶器官靶细胞的根本原因：
相应激素结合的受体的基因，只在靶细胞内选择性表达。
性激素受体在膜内
思考：促甲状腺激素能通过负反馈作用抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素吗？为什么？
不能；因为下丘脑上没有TSH的受体
下丘脑
TRH
分泌
垂体
促进
TSH
分泌
甲状腺
促进
甲状腺激素
分泌
抑制
抑制
练习：下丘脑和垂体也是甲状腺激素的靶器官（ ）
√
【激素的作用方式】
3.作为信使传递信息
激素的作用方式，犹如信使将信息从内分泌细胞传递给靶细胞，引起靶细胞发生一系列的代谢变化。
【问题】激素能持续作用吗？
为什么？
不能。
激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了。
所以，为了维持激素含量的动态平衡，体内需要源源不断地产生激素。
4.微量和高效
nmol/L
nmol/L
mIU/L
pmol/L
pmol/L
在正常生理状态下，血液中激素浓度都很低，一般为10-12~10-9mol/L，虽然激素含量甚微，但其作用效果极其显著，因此激素是人和动物体内微量、高效的生物活性物质。
一旦体内激素含量偏离了生理范围，就会严重影响机体机能。临床上常通过测定血液中激素含量来检测疾病。
5.激素的功能（调节）
激素是_______________________；
既不_________________________；
又不_________________________；
也不_________________________；
使_____________________发生变化；
调节生命活动的信息分子
组成细胞结构
提供能量
起催化作用
靶细胞原有的生理活动
【判断】激素直接催化细胞内的许多代谢活动（ ）
×
项目 动物激素 酶 神经递质
化学本质 蛋白质类或多肽类、氨基酸衍生物类、固醇类 蛋白质或RNA 主要是小分子化合物
产生部位 ________________ 活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等) 神经元
作用 _____ _____ 使突触后膜产生兴奋或抑制
作用部位 细胞内外 突触后膜
作用后去向 数量和性质不变 被降解或回收
内分泌腺(或细胞)
调节
催化
靶细胞、靶器官
失活
6.激素的作用
①胰岛素与糖尿病
②生长激素与增高
③促性腺激素与养殖鱼类
④睾酮衍生物、比赛成绩与健康
⑤口服避孕药
例1.分别说出下列例子对应的特点：
1.美国学者E.C.Kendall从3T新鲜的动物甲状腺中才提取出0.23g的甲状腺激素，1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ：_________________
2.研究发现，甲状腺激素几乎对全身细胞都起作用，而促甲状腺激素只作用于甲状腺：_________________________
3.临床上可通过抽取血样来检测甲状腺激素含量，进而诊断甲状腺是否有相关疾病：____________________________
4.激素将信息从内分泌细胞传递给靶细胞，靶细胞发生一系列的代谢变化：__________________
微量、高效
作用于靶器官、靶细胞
通过体液进行运输
作为信使传递信息
例2.下列有关激素和酶的叙述，正确的是(　　)
A. 能产生酶的细胞一定能分泌激素
B. 生长激素和呼吸酶可存在于同一细胞
C. 激素与酶一样，都能催化特定的化学反应
D. 酶与激素的本质都是蛋白质
注意：酶本质的三个要点：①活细胞产生，②催化作用，③有机物
(绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA)；
而激素是由内分泌器官(细胞)产生的。
能产生酶的细胞不一定能分泌激素，
但能分泌激素的细胞一定能产生酶。
B
例3.给小白鼠注射TSH，会使下丘脑的TRH分泌减少。基于对甲状腺激素分泌分级调节的认识，对此现象的解释有两种观点：
观点1.认为TSH直接对下丘脑进行反馈调节；
观点2.认为TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素，甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节。
请你设计一实验，证明哪个观点是正确的。
①选取若干生长发育正常的小鼠随机均分为甲、乙两组，分别测定它们的基础TRH分泌量；
② 甲组小鼠摘除甲状腺，适量注射TSH，测定TRH分泌量。
乙组小鼠摘除垂体，适量注射甲状腺激素，测定TRH分泌量。
实验结果分析：
①若仅是甲组TRH分泌量明显减少，说明观点1正确；
②若仅是乙组TRH分泌量明显减少，说明观点2正确；
③若甲组、乙组TRH分泌量均明显减少，说明观点1和2均正确。
例4.如图为人体激素作用于靶细胞的两种机理示意图，说法错误的是（　）
A．激素B不直接进入细胞就能起作用
B．激素A可能是胰岛素等大分子类激素直接进入细胞内起作用
C．某个靶细胞可能同时存在上述两种作用基理
D．由上图可知激素只是一种信号分子，启动和调节相应的生理过程
B
7．GLP-1是一种多肽类激素，具有葡萄糖浓度依赖性降糖作用，即只有在血糖水平升高的情况下，GLP-1才发挥降糖作用，而在血糖水平正常时，GLP-1不会使血糖水平进一步降低。进食可以促进人体整个肠道内GLP-1的分泌，其作用机理如下图所示。
⑴GLP-1分泌后，一方面在促进_______细胞分泌胰岛素的同时还抑制胰高血糖素分泌；另一方面通过促进肝脏分泌激素FGF21，抑制_____________________来维持血糖含量的相对稳定。该过程中表现为协同作用的激素有__________________
________________。
胰岛B
非糖物质转化为葡萄糖
胰岛素与FGF21、
GLP-1与FGF21
7．GLP-1是一种多肽类激素，具有葡萄糖浓度依赖性降糖作用，即只有在血糖水平升高的情况下，GLP-1才发挥降糖作用，而在血糖水平正常时，GLP-1不会使血糖水平进一步降低。进食可以促进人体整个肠道内GLP-1的分泌，其作用机理如下图所示。
⑵研究人员开发的新一代降糖药物萦马鲁肽是GLP-1的类似物，有口服片剂和注射剂两种。实验发现：同样的治疗效果，注射用药量是口服用药量的1/10。推测口服疗效低于注射疗效的原因是____________
____________________________________
________________。
萦马鲁肽是
一种多肽，口服时易被消化道内的肽酶,
水解而失去药效
7．GLP-1是一种多肽类激素，具有葡萄糖浓度依赖性降糖作用，即只有在血糖水平升高的情况下，GLP-1才发挥降糖作用，而在血糖水平正常时，GLP-1不会使血糖水平进一步降低。进食可以促进人体整个肠道内GLP-1的分泌，其作用机理如下图所示。
⑶Ⅰ型糖尿病由胰岛B细胞受损、分泌胰岛素减少所致，萦马鲁肽______（填“能”或“不能”）用于治疗Ⅰ型糖尿病，理由是_________________________
___________________________________。根据题干信息可知，与传统降糖药相比，索马鲁肽这类降糖药的特点是：
不能
萦马鲁肽的靶细胞是胰岛B
具有葡萄糖浓度依赖性降糖特性，可避免因剂量问题引发的低血糖现象。
细胞，胰岛B细胞受损会降低药物的疗效

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