生物:2.2《通过激素的调节》课件(新人教版必修3)


巨人症

侏儒症

生长激素分泌异常引起的病变
?人在幼年时生长激素分泌
正常面容 容 典型肢端肥大症面

不足则患侏儒症。

夫妇身高都不到1米!

?人在幼年时生长激素分泌
过多则患巨人症。
1941年 1949年

?人在成年时生长激素分泌
过多则患肢端肥大症。

1956年

甲状腺激素分泌异常引起的病变
?分泌不足时--

新陈代谢率下降,生长
和发育都将受到影响,精 神和智力及生殖器的发育 都受影响。发生在幼年表 现为呆小症。
?食物中缺碘,易患大脖子病

甲状腺激素分泌异常引起的病变
?分泌过盛时--

新陈代谢率增高,消 瘦、血压高、心搏

快、情绪激动、有颤
抖等症状,表现为甲 亢。另眼球凸出, 称凸眼症。

第2节 通过激素的调节









1、描述动物和人的激素调节。 2、运用建构模型的方法,建立血糖调节 的模型。 3、阅读促胰液素的发现过程,认同科学 态度和科学精神所起的重要作用。 4、探讨动物激素在生产中的应用。

第2节

通过激素的调节
(第一课时)

一、激素调节的发现
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。

? 沃泰默的实验 :
稀盐酸
稀盐酸
注入 注入 注入

狗的上段小肠肠腔 狗的血液中

结果

胰腺分泌胰液

结果

胰腺不分泌胰液 胰腺分泌胰液

稀盐酸

狗的上段小肠肠腔
切除通向该段小肠 的神经,只留下血 管

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

制成提取液

注射

狗静脉

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。

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,具有质疑精神、创新精神等等。

说明:

①两个实验都体现了科学发现的 一般过程:发现问题→提出假设→
实验验证→得出结论。 ②都遵循实验的科学性原则:设

置对照实验和控制单一变量。

【例1】下列有关促胰液素发现史的叙述,不正确的是 ( A ) A.促胰液素是人们发现的第一种激素,是由胰腺分泌的 B.沃泰默之所以没有成功,是因为他囿于定论,没有大胆去 质疑、探索和创新 C.斯他林和贝利斯在沃泰默研究的基础上,勇于向权威观点 挑战,大胆质疑、探索与创新是成功的关键 D.促胰液素是由小肠黏膜分泌的,作用于胰腺,促进胰腺分 泌胰液 【解析】促胰液素是人们发现的第一种激素,科学家们通 过一系列实验证明促胰液素是由小肠黏膜产生的,进入血液, 随血液进入胰腺起作用,促进胰腺分泌胰液。在其发现过程中 沃泰默由于囿于前人定论,没有大胆质疑探索,失去了成功的 机会。而斯他林和贝利斯则大胆质疑,勇于探索与创新,抓住 了机遇,终于获得了成功。

二、激素调节的概念
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 化学物质进行调节的方式,这就是激素 调节(hormonal regulation)。

?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。 ?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。

导 管

血 管

分泌促甲状 腺激素释放 下丘脑 激素等

分泌甲状腺 激素等

垂体

甲状腺

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

胸腺 肾上腺 胰腺 卵巢 睾丸

分泌胸腺 激素等

分泌雄性激 素等

其中的胰岛分 泌胰岛素和胰 高血糖素等

下丘脑

促× ×激素释放激素
垂 体

促× ×激素
× ×腺体
××

激素

垂体 调节和管理其他内分泌腺 下丘脑是机体调节内分泌活动的 枢纽

激素 名称
生 激 长 素

内分泌腺 名 称 垂 体 垂 垂 体 体

激素的主要生理作用
促进生长、主要是促进蛋白质的 合成和骨的生长

促甲状 腺激素 促性腺 激 素 甲状腺 激 素

促进甲状腺的生长发育,调节甲 状腺激素的合成和分泌 促进性腺的生长发育,调节性激 素的合成和分泌等
促进新陈代谢和生长发育,提高 神经系统的兴奋性

甲状腺

2.几种激素分泌失调症
分泌异常

激素
甲状腺激素

过多

不足

甲亢 低血糖

胰岛素

呆小症(幼) 大脖子病(成) 糖尿病

巨人症(幼) 生长激素 肢端肥大症(成) 侏儒症(幼) 性激素

第二性征不明显或 消退,性周期不正 常

激素的化学本质
? 蛋白质或多肽类 ? 氨基酸的衍生物:甲状腺激素 ? 固醇类:性激素

只能注射不能口服的激素其化学本质是怎样的?

1.激素是由 内分泌腺 分泌的,内分泌腺的分泌物直接进入 血液 , 没有 导管 。 2.激素在 ? Content 血液 里的含量极少,但对动物的生命活动是有重要 的 。 调节作用

1.关于高等动物激素的叙述,正确的是 ( ①由无导管的腺体分泌 ②直接进入血液 ③激素的化学成分都是蛋白质 ④血液里含量极少,但对动物的生命活动起重要的调节作用 A.①④ B.①②④ C.①③④ D.①②③

B )

处理方法

异常反应

结论(功能)

1.研 究激 制剂饲喂蝌蚪 ? Content 素生 理功 能的
摘除蝌蚪的甲状腺 用甲状腺激素 ①短时间内,变成小型青蛙 ①②④说明分泌物能促 ②发育停止(小蝌蚪→大蝌蚪, 进幼小动物的发育,③ 说明分泌物促进新陈代 不变态) 谢,加速体内物质氧化 ③身体臃肿 分解,⑤说明分泌物能 提高神经系统的兴奋性 ④发育停止 ⑤呆笨、萎靡 雄性第二性征逐渐消退 ↓ 逐渐出现雌性第二性征 性激素能激发并维持第 二性征

常用
方法 有哪

摘除小狗的甲状腺 割除睾丸 ↓ 移植卵巢

些?

切除幼年动物的垂体 ↓ 注射一定量的生长激素

生长停滞 ↓ 逐渐恢复生长

垂体分泌的生长激素能 促进动物的生长

三、激素调节的实例
实例一:血糖平衡的调节
? 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?

? 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。
? 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。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0.9 g/L左右。

实例一:血糖平衡的调节
消化、吸收 进食

食物中的糖类

血糖

氧化分解

CO2+H 运动 2O+能量 肝糖原、肌糖原

肝糖元

分解 合成 肝脏和肌肉细胞中糖原分解或合成的快慢 0.8~1.2g/L 转化 转化 细胞吸收和利用葡萄糖的速率

脂肪等非糖物质

脂肪、某些氨基酸等

食物中糖类的消化和吸收是血糖的主要来源,在 人体中血糖的来源和去向 长时间缺乏饮食的时候,发生其他两个过程;血糖 (正常情况下) 进入细胞氧化分解是血糖的主要去路,当一次吃了

机体通过什么途径来调节血糖的稳定?

大量糖类时,才会发生其他两个过程。

血糖平衡的调节

血糖降低

血糖平衡的调节

葡萄糖转变 为糖原

A细胞

分 泌
胰岛素

胰高血糖素

非糖物质转为葡萄 糖、糖原分解为葡 萄糖

B细胞

分 泌

血糖升高

通过拮抗作用,保持血糖相对稳定,实现对血糖的调节

第2节

通过激素的调节
(第二课时)

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

分泌

胰高血糖素

? 促进糖原分解,并促 作用 进一些非糖物质转化为 葡萄糖,从而使血糖水 平升高。

模型构建:建立血糖调节的模型

? 根据教材中的活动方案,边做边想:
(1)乙代表什么器官? 乙代表胰岛 (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? 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。 (3)构建血糖调节的图解式模型。

模型构建:建立血糖调节的模型

进食,血 糖升高时

+

血糖升高

胰岛B 细胞 胰岛A 细胞

+
胰岛素分泌

胰高血糖素 分泌

+
组织加速摄取、利 用和储存葡萄糖

血糖降低

运动,血糖降低时呢

+

血糖升高
促进糖原分解,促进非 糖物质转化为葡萄糖

胰岛B 细胞

+
胰高血糖素分泌

+
胰岛素分泌

+
胰岛A 细胞

+

组织加速摄取、利 用和储存葡萄糖 胰岛素作用结果反过来影响胰岛素的分泌

血糖降低

血 糖 升 高
+ 下 丘 脑 另一区域 胰 岛 B细胞 + 胰岛素 分泌增多 + 胰 岛 A细胞 + + 胰高血糖素 分泌增多 + + 肾上腺 髓质 + 下丘脑某 一区域 + 肾上腺素 分泌增多

血 糖 降 低

血 糖 升 高
+ 下 丘 脑 另一区域 胰 岛 B细胞 + 胰岛素 分泌增多 胰 岛 A细胞 + + 胰高血糖素 分泌增多 + + 肾上腺 髓质 + 肾上腺素 分泌增多

拮抗作用

协同作用
下丘脑某 一区域

神经—体 液调节

+

血 糖 降 低

血 糖 升 高
+ 下丘脑 另一区域 胰 岛 B细胞 + 胰岛素 分泌增多 + 肾上腺素 分泌增多 + 肾上腺 髓质

下丘脑某 一区域

+ + 胰岛素作用结果反过来影响胰岛素的分泌

血 糖 降 低

(2)调节机制。 胰岛素是唯一降低血糖浓度的激素,胰高血糖素是提高血糖

浓度的主要激素。其调节如图所示:

?

Content

特别提醒: ①血糖平衡的调节属于神经—体液调节。参与调节的激素主

要是胰岛素和胰高血糖素,两者表现为拮抗作用。
②使血糖升高的激素有胰高血糖素、肾上腺素等,使血糖下 降的激素只有胰岛素。

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(feedback regulation)。 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?

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。
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?

血糖平衡的意义

1、当血糖浓度低于50—60mg/dL时出现 低血糖早期症状:头昏、心慌、出冷汗、 面色苍白、四肢无力,如及时能吃一些 含糖较多的食物,或是喝一杯浓糖水, 就可以恢复正常。

2、当血糖浓度低于45mg/dL时出现低血 糖晚期症状:惊厥和昏迷等。只要及时 从静脉输入葡萄糖溶液,症状就会缓解。

3、当空腹血糖浓度高于130mg/dL时叫高 血糖症,血糖浓度在130—160mg/dL时不 会出现糖尿。
4、当血糖含量高于160—180mg/dL的范 围时会引发糖尿病,此时,一部分葡萄 糖随尿排出,出现尿中含糖现象。
血糖平衡对于保证人体各种组织和器官的 能量供应,进而保持人体健康,有着非常 重要的意义

?

(1)多食:由于大量尿糖丢失,如每日失糖500克以上,机体处

?

?

?

于半饥饿状 态,能量缺乏需要补充引起食欲亢进,食量增加。同时又 因高血糖刺激胰岛素分泌,因而病人易产生饥饿感,食欲亢进,老有 吃不饱的感觉,甚至每天吃五六次饭,主食达1~1.5公斤,副食也比 正常人明显增多,还不能满足食欲。 (2)多饮:由于多尿,水分丢失过多,发生细胞内脱水,刺激 口渴中枢,出现烦渴多饮,饮水量和饮水次数都增多,以此补充水分。 排尿越多,饮水也越多,形成正比关系。 (3)多尿:尿量增多,每昼夜尿量达3000~5000毫升,最高可 达10000毫升以上。排尿次数也增多,一二个小时就可能小便1次, 有的病人甚至每昼夜可达30余次。糖尿病人血糖浓度增高,体内不能 被充分利用,特别是肾小球滤出而不能完全被肾小管重吸收,以致形 成渗透性利尿,出现多尿。血糖越高,排出的尿糖越多,尿量也越多。 (4)消瘦(体重减少):由于胰岛素不足,机体不能充分利用 葡萄糖,使脂肪和蛋白质分解加速来补充能量和热量。其结果使体内 碳水化合物、脂肪及蛋白质被大量消耗,再加上水分的丢失,病人体 重减轻、形体消瘦,严重者体重可下降数十斤,以致疲乏无力,精神 不振。同样,病程时间越长,血糖越高;病情越重,消瘦也就越明显。

实例二:甲状腺激素分泌的分级调节
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?

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?

寒冷、过度 紧张等刺激

大脑皮层 下丘脑
抑制

促甲状腺激素释放激素(TRH) 促进





促甲状腺激素(TSH) 促进

负 反 抑制 馈

甲状腺
甲状腺激素
促进

过多时

新陈代谢,抵御寒冷

分级调节

下丘脑 促××激素释放激素 垂 体

促××激素

× ×腺体
××激素 垂体 调节和管理其他内分泌腺 下丘脑是机体调节内分泌活动的 枢纽

分级调节
下丘脑能够控制垂体, 垂体控制相关腺体,这种 分层控制的方式称为分级 调节

【练一练】将成熟的雄鼠甲状腺进行手术切除,从第 三周开始,每天注射激素a,结果激素a和b在血液中 浓度变化曲线如右图所示。 促甲状腺激素 ?激素a的名称:甲状腺激素 激素b的名称: ;

3.激素分泌调节的方式——反馈调节 (1)概念:指在一个系统中,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的调节方式。 (2)实例:激素与促激素的反馈调节(如图所示)。 Content

?

激素与促激素间的反馈调节

下丘脑的神经内分泌细胞
促甲状腺激素 释放激素 促肾上腺皮质激素 释放激素 促性腺激素释放激 素


促甲状腺激素 促肾上腺皮质激素


促性腺激素

甲状腺
甲状腺激素

肾上腺 皮质 肾上腺皮质激素

性腺
性激素

分别作用不同部位 产生不同的生理作用

下丘脑和垂体在激素 分泌中的重要作用

下丘脑

促× ×激素释放激素
垂 体

促× ×激素
× ×腺体 ××

激素

垂体 调节和管理其他内分泌腺。 枢纽 下丘脑是机体调节内分泌活动 。

正常情况下,在中枢神经系统的控制下,下丘脑分泌的促激

素释放激素能促进垂体分泌相应的促激素,进而促进相应腺体分
泌激素,即上图中③④。但当某种激素浓度升高时,又会抑制下

?

丘脑和垂体分泌相应的促激素释放激素和促激素,从而使这种激 Content 素的浓度降低(①→③→④→⑥)。当激素浓度降到一定程度又会 解除对下丘脑和垂体的抑制,经逐级促进,这种激素的浓度又逐 渐升高(②→③→④→⑤)。这种反馈调节机制使某种激素浓度 不致太高,也不致太低,从而保持相对稳定的生理浓度值,发挥

正常的调节功能。
③分类:分为正反馈调节和负反馈调节。 ④意义: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。

【例2】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

(

D )

C.胰岛B细胞分泌的胰岛素可以降低血糖
D.胰岛A细胞分泌的胰岛素可以降低血糖 【解析】当人体内血糖浓度高时,就会刺激胰岛B细胞分 泌胰岛素,胰岛素通过加快组织细胞对血糖的吸收分解,加 快血糖在肝脏、骨骼肌中合成糖原,促进血糖转化为脂肪和 氨基酸,同时抑制肝糖原的分解,抑制非糖物质转化,从而 使血糖浓度降低。人体内血糖浓度降低时,就会刺激胰岛A细

胞分泌胰高血糖素,促进肝糖原分解,加速体内非糖物质的
转化,从而使血糖浓度升高。

四、激素调节的特点
1.微量和高效
? 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 ? 30万头羊脑只能提取生长激素1g ? 人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5 14×10-5mg/mL ? 1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ

2.通过体液运输

能被特定激素作用 的器官、细胞就是该激 素的靶器官、靶细胞。

3.作用于靶器官、靶细胞
注:激素完成使命后应该会怎样?

特别说明: ①由于激素分子的不同和细胞受体 的特异性,不同的激素只能被含有 相应受体的细胞接受并发挥作用, 使得激素分子有选择地作用于受体 细胞。 ②人体中激素的含量较低,但产生 的生理作用却很强烈,说明激素分 子具有高效性。

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。

其他化学物质的调节作用 等。 参与体液调节的化学物质除了激素以外,还有CO 和H
2 +

其中CO2是调节呼吸运动最重要的体液因素,动脉血中CO2浓度增 高时,呼吸中枢活动加强,呼吸运动加强,呼吸加快加深,通气量 增大;CO2浓度降低时,呼吸中枢活动下降,呼吸运动减弱或暂停, 直到CO2浓度回升后,才恢复正常的呼吸运动。可见,CO2不仅调节 着呼吸运动,而且血液中一定浓度的CO2也是维持呼吸中枢正常兴 奋性必需的。

五、激素间的相互作用 1.生长激素和甲状腺激素的协同作用
生长激素
促进 幼年 不足 蛋白质合成 和骨的生长

甲状腺激素
促进
机体生长发育 神经系统发育 幼年 不足

侏儒症

人体正常生长发育

呆小症

2.胰岛素和胰高血糖素的拮抗作用

课堂小结
反 馈 调 节

大脑皮层
下丘脑 垂 体
肾上腺 胰岛
胰 高 血 糖 素
胰 岛 素

甲状腺
甲 状 腺 激 素 生 长 激 素

性腺

协同作用

拮抗作用

1.激素既不组成 细胞结构 ,又不提供 能量 ,也不起 催化作用 , 只是使靶细胞原有的 生理活动 发生改变。 ? Content 2.激素一旦与靶细胞受体结合发挥作用后,会 立即 被分解。因 此,激素在动物体内要 源源不断地 产生。

3.在人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5~14×10-5 mg/mL,而1 mg的甲状腺激素就能使人体产热增加4 200 kJ,这说明激素调节 ( D ) A.通过体液运输 B.直接作用于靶器官、靶细胞 C.直接参与细胞内的生命活动 D.具有微量和高效的特点

阅读《科学、技术、社会》,想一想: 激素在生产和医药卫生方面有和应用?
1、用口服或注射人类激素或类似物来治疗某些 疾病,如:定时注射胰岛素来治疗糖尿病等。 2、利用促性激素类药物来促使鱼类等动物发情, 促进产卵。 3、利用某些激素类似物喂养家畜,以提高肉的品质。 4、利用昆虫的脑激素、保幼激素、蜕皮激素来改变昆 虫的发育过程。如:用保幼激素提高蚕的产丝量。 5、利用昆虫的性外激素来防治害虫。 等等

?

2.尝试构建激素

Content

调节的知识结构



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