通过激素的调节 高中生物重点知识梳理

彼此之间

体液调节主要是指激素调节。内分泌腺所分泌的激素通过血液循环被运送到全身各处，微量的激素就可以显著影响靶细胞的生理活动。激素分泌的调节，存在着下丘脑一垂体一内分泌腺的分级调节和反馈调节。神经调节和体液调节紧密联系、密切配合，相互影响。例如，体温和水盐平衡的调节等，都是神经调节和体液调节协调一致作用的结果。


模型方法是现代科学方法的核心内容之一。模型包括物理模型、数学模型和概念模型等类型。本章“建立血糖调节的模型”，模拟活动本身就是在构建动态的物理模型，之后，再根据活动中的体会构建概念模型


促胰液素是人们发现的第一种激素。它的发现过程告诉我们，在科学探索过程中，不能迷信权威，应当大胆探索、勇于创新。

人体主要的激素和激素调节的特点

一、人体内主要激素

1.常见激素和内分泌腺关系

2.常见激素的名称及靶器官(细胞)

激素名称	靶器官(或靶细胞)
甲状腺激素	几乎全身组织细胞
促甲状腺激素释放激素	垂体
促甲状腺激素	甲状腺
抗利尿激素	肾小管、集合管
胰岛素	几乎全身组织细胞
胰高血糖素	主要作用于肝脏细胞

3.激素分泌的调节方式

(1)分级调节和反馈调节

(2)神经调节

(3)内分泌腺直接感受内环境中某种理化因素的变化，并作出相应的反应。例如，胰岛细胞能直接感受血糖含量的改变，当血糖含量降低时，胰岛A细胞会加速分泌胰高血糖素。
二、激素调节的特点

1.微量和高效。
美国学者肯德尔(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。在人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5~1.4 X 10-4 mg/mL，而1 mg甲状腺激素可使人体产热增加4200 kJ。


2.通过体液运输。
内分泌腺没有导管，分泌的激素弥散到体液中，随血液流到全身，传递着各种信息。因此，临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统的疾病。


3.作用于靶细胞和靶器官（说明激素也具有特异性：产生部位→作用部位(靶器官)）。
众多的激素分子弥散在全身的体液中，是不是对所有细胞都起作用呢？研究发现，甲状腺激素几乎对全身的细胞都起作用，而促甲状腺激素只作用于甲状腺。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(图2-13)。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了，因此，体内需要源源不断地产生激素，以维持激素含量的动态平衡。

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，使靶细胞原有的生理活动发生变化。因此有人说激素是调节生命活动的信息分子。


作用原理：
含氮类激素与靶细胞表面受体特异性结合而引发调节效应；
固醇类激素与靶细胞内受体特异性结合而引发调节效应。


4.存在分级调节和反馈调节（包括正反馈和负反馈）
(1)分级调节常见模型

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。


(2)反馈调节
①分类：正反馈调节与负反馈调节。

②正反馈：加强并偏离静息水平，如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等。
③负反馈：偏离后纠正回归到静息水平，生物体中更常见，如体温调节、血糖调节等。


5.激素调节中，对某一生理活动的调节往往是多种激素相互协调、相互作用共同完成的。
在发挥用时激素间常表现为协同作用和拮抗作用。
①血糖调节中的激素间关系
拮抗作用：胰岛素与胰高血糖素、肾上腺素
协同作用：胰高血糖素与肾上腺素
②体温调节中的激素间关系：协同作用—肾上腺素与甲状腺激素。
③生长发育中的激素间关系：协同作用—生长激素与甲状腺激素。

激素调节的4大实例

1.甲状腺激素分泌的分级调节（神-体）

实例2-血糖平衡的调节（神-体）
1． 血糖的“三来”和“三去”
(1)“三来”——食物消化吸收、肝糖原分解、非糖物质转化；
(2)“三去”——氧化分解、合成糖原、转化非糖；
(3)主要“来去”路：消化吸收与氧化分解。肝糖原可以分解成葡萄糖进入血液，而肌糖原不行。
【提醒】血糖可在肝脏处合成肝糖原，在骨骼肌处合成肌糖原；肝糖原可以再分解为葡萄糖，而肌糖原不能。


2.血糖平衡的调节过程

(1)血糖正常含量：0.8～1.2g/L(或80～120mg/dL)。
(2)血糖平衡是神经调节和体液调节共同作用的结果，其中神经调节通过体液调节发挥作用。血糖调节的中枢在下丘脑。
(3)血糖平衡的调节过程中多种激素共同起作用，其中胰岛素和胰高血糖素对血糖平衡起主要的调节作用；胰岛素是人体内唯一能降低血糖的激素，但使血液浓度升高的激素并不仅有胰高血糖素，还有肾上腺素。胰岛素与胰高血糖素之间是拮抗作用，胰高血糖素与肾上腺素之间是协同作用。
(4)下丘脑作用于胰岛细胞是通过有关神经实现的，并不是通过促激素释放激素实现的。


【病例分析】糖尿病
1.病因：由胰岛B细胞的破坏或功能衰竭，导致胰岛素分泌不足造成的。糖代谢出现障碍。
2.病症：患者有高血糖和尿糖的症状，此外还有多饮、多食、多尿、体重减轻的症状。（三多一少）
糖尿病病人之所以会出现高血糖和糖尿，是因为病人的胰岛B细胞受损，导致胰岛素分泌不足，这样就使得葡萄糖进入组织细胞和在细胞内的氧化利用发生障碍，而此时肝脏释放的和由非糖物质转化来的葡萄糖则增多，因而出现高血糖。由于细胞内能量供应不足，患者总感觉饥饿而多食；多食又进一步使血糖来源增多，从而使血糖含量更加升高，当血糖含量高于160～180mg/dL时，糖就从肾脏排出而出现糖尿。糖尿病病人在排出大量糖的同时，也带走了大量水分，于是会出现多尿、口渴、多饮的现象。又由于糖氧化供能发生障碍，使得体内脂肪和蛋白质的分解加强，导致机体逐渐消瘦，体重减轻等

糖尿病的症状及原因——“三多一少”现象辨析
(1)多食：胰岛素分泌不足→血糖进入组织细胞发生障碍→细胞可利用糖减少→氧化分解发生障碍→能量
供应不足→饥饿→多食。
(2)多尿：尿糖的同时，带走了大量的水分，从而出现多尿。
(3)多饮：血糖含量高→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器兴奋→大脑皮层产生渴觉→增加饮水。
另外，多尿也会导致多饮。
(4)体重减轻：糖氧化供能发生障碍→体内脂肪和蛋白质分解加强→机体日渐消瘦，体重减轻。
(5)治疗：调节和控制饮食并结合药物的方法治疗


【易错分析】人体饭后三曲线变化解读
人体饭后血糖、胰高血糖素、胰岛素三者之间的相对变化关系如图所示。由曲线可知：

(1)血糖浓度高时，可降低血糖浓度的胰岛素含量增加，而可升高血糖浓度的胰高血糖素含量相对较低。
(2)当血糖浓度较低时，胰高血糖素含量增加。
(3)胰岛素和胰高血糖素相互协调，共同维持血糖平衡。


3.体温调节

(1)体温维持相对恒定是机体产热量和散热量保持动态平衡的结果。一定是在“机体产热量等于机体散热量”的条件下。
(2)机体的主要产热器官是肝脏和骨骼肌，主要散热器官是皮肤。人体热量的主要来源：细胞中有机物的氧化放能。人在安静时主要由内脏器官产热，其中肝脏产热量最大；在运动时骨骼肌是主要的产热器官。
(3)炎热环境中体温调节的效应器：汗腺、毛细血管等。当人体处于较高温度的环境中时，出汗是主要的散热方式。
(4)在增加产热方面，甲状腺激素和肾上腺素都能促进细胞内有机物的氧化分解，提高新陈代谢来增加产热。二者属于协同关系。
(5)“寒颤”指骨骼肌不自主战栗，“起鸡皮疙瘩”指立毛肌收缩，二者都是增加产热的途径。


4.水盐平衡调节

(1)透压感受器及水盐调节的中枢位于下丘脑；渴觉中枢位于大脑皮层；参与水平衡调节的主要器官是肾脏。
①渴感的产生与饮水：下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴感，主动饮水。
②水分的重吸收：下丘脑渗透压感受器→垂体释放,抗利尿激素作用于,肾小管、集合管重吸收水,尿量减少。
(2)水和无机盐的平衡是在神经调节和激素调节共同作用下，主要通过肾脏来完成的。
(3)调节水盐平衡的激素主要是抗利尿激素，抗利尿激素由下丘脑神经细胞分泌，并由垂体后叶释放。抗利尿激素作用的靶细胞是肾小管和集合管的细胞。
(4)人体内并没有绝对的“水多”和“水少”，水平衡被破坏是指细胞外液渗透压的改变。

下丘脑在生命活动调节中的作用

下丘脑是内分泌系统的总枢纽。下丘脑的部分细胞称为神经分泌细胞，这类细胞既能传导神经冲动，又具有分泌激素的功能。


(1)下丘脑在机体稳态中的作用主要包括以下四个方面：
①感受：渗透压感受器感受渗透压升降，维持水代谢平衡。
②传导：可将渗透压感受器产生的兴奋传至大脑皮层，使之产生渴觉。
③分泌：分泌促激素释放激素，作用于垂体，使之分泌相应的促激素。
④调节：体温调节中枢、血糖调节中枢、渗透压调节中枢。


(2)下丘脑部分调节作用图示

动物激素生理功能的研究

1．分析激素功能的研究思路
采用某种方法处理实验动物→出现相应的病理症状→添加激素后实验动物恢复正常→推测激素的生理作用。


2．激素功能的常用实验验证方法

激素	方法	实验探究
甲状腺激素	饲喂法	含有甲状腺激素的饲料喂养蝌蚪，蝌蚪迅速发育成小青蛙
	摘除法	手术摘除小狗甲状腺，小狗发育停止；摘除成年狗的甲状腺，狗出现行动呆笨、精神萎靡、代谢中氧耗量显著降低、产热量减少等现象
生长激素	切除法	切除小狗的垂体后，小狗的生长立即停滞
	注射法	对其每天注射适量的生长激素，可逐渐恢复生长
性激素	割除法	公鸡和母鸡的生殖腺阉割后，会逐渐丧失各自第二性征
	移植法	把公鸡睾丸移植到阉割过的母鸡身体，该母鸡就会逐渐地长出公鸡型的鸡冠和长的尾羽，并且具有公鸡好斗的特性
胰岛素	注射法	给饥饿18～24 h后的小白鼠注射一定剂量的胰岛素溶液，不久，小白鼠出现惊厥的低血糖症状，皮下注入50%的葡萄糖溶液抢救，可以恢复

3．实验设计时的注意事项
(1)动物分组的基本要求：选择性别、年龄、体重、生理状况相似的平均分组，每组要有数量相等的多只。
(2)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。
(3)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，空白对照组可添加蒸馏水。
(4)要充分考虑相关激素的化学本质，选择不同的实验方法。能用饲喂法进行实验的常见激素有：甲状腺激素、性激素和醛固酮，它们的化学本质分别是氨基酸衍生物、脂质和脂质。不能用饲喂法进行实验的常见激素有：胰岛素、胰高血糖素、所有促激素、生长激素等，这些激素的化学本质都是蛋白质(多肽)。

生命活动调节模型

(1)若图表示人体内水平衡的调节，a表示下丘脑；下丘脑渗透压感受器感知渗透压的变化，分泌抗利尿激素，并由b(垂体后叶)释放，作用于c(肾小管和集合管)。
(2)若图表示反射弧结构模式图，a表示感受器，b表示神经中枢，c表示效应器，兴奋在其中的传递形式是神经冲动(电信号)、神经递质和特异性受体结合(化学信号)。
(3)若图表示预防接种一段时间后的二次体液免疫，若c为抗体，则a表示记忆细胞，b表示浆细胞。二次免疫反应中抗体产生的特点是更快、更多。
(4)若图表示血糖的调节途径，若a为胰岛，则b表示胰岛素和胰高血糖素，c表示相应的靶细胞，当血糖水平升高时，a的反应及调节的结果是胰岛B细胞分泌胰岛素增加，胰岛A细胞分泌胰高血糖素减少，使血糖维持正常水平。

体液调节与神经调节的区别和联系

1.区别

比较项目	神经调节	体液调节
作用途径	反射弧	体液运输
反应速度	迅速	较缓慢
作用范围	准确、比较局限	较广泛
作用时间	短暂	比较长

2.联系
①激素能直接影响神经系统的发育和功能，两者常常同时调节生命活动。
②内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节，体液调节可以看做是神经调节的一个环节。

安民

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