第2节 通过激素的调节
第1课时 激素调节的发现、血糖平衡的调节
[学习目标] 1.概述激素调节的发现历程。2.概述人体主要的内分泌腺及其分泌的激素的作用。3.掌握血糖平衡及其调节的基本内容。
一、激素调节的发现
1．沃泰默的实验
(1) 实验中使用的稀盐酸模拟的是胃酸。
(2)实验现象：A、C组能引起胰液的分泌；B组不能引起胰液的分泌。
(3)沃泰默的结论：这是一个十分顽固的神经调节。
2．斯他林和贝利斯的实验
(1)实验现象：胰腺能分泌胰液。
(2)此实验的对照实验是沃泰默实验中的B组。
(3)实验结论：小肠产生了某种化学物质，通过血液的运输到达胰腺，促进胰腺分泌胰液，这种物质被命名为促胰液素。
3．通过上述实验，得出结论：人和动物体的生命活动，除了受神经系统的调节外，还受到激素的调节。
4．激素调节是指由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行的调节。
二、人体主要内分泌腺及其分泌的激素
分泌器官
(或细胞)
激素名称
生理作用
下丘脑
促甲状腺激
素释放激素
促进促甲状腺激素的分泌
垂体
生长激素
促进生长，主要促进蛋白质的合成和骨的生长
促甲状腺激素
促进甲状腺的生长和发育，调节甲状腺激素的合成和分泌
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甲状腺
甲状腺激素
促进新陈代谢和生长发育，提高神经系统的兴奋性
胰岛
B细胞
胰岛素
降低血糖浓度
A细胞
胰高血糖素
升高血糖浓度
胸腺
胸腺激素
与免疫和内分泌系统的功能有关
睾丸
雄性激素
促进雄性生殖器官的发育和精子的生成，激发并维持雄性的第二性征
卵巢
雌性激素
促进雌性生殖器官的发育和卵细胞的生成，激发并维持雌性的第二性征和正常的性周期
三、血糖平衡的调节
1．血糖的来源和利用
(1)血糖平衡中，主要的来源和去路是什么？
答案 食物中的糖类经消化吸收是血糖最主要的来源，血糖进入组织细胞氧化分解是最主要的去向。
(2)血糖氧化分解的具体场所是哪里？
答案 细胞质基质和线粒体。
(3)血糖转化成某些氨基酸指的是哪些氨基酸？
答案 非必需氨基酸。
(4)肌糖原和肝糖原有什么不同？
答案 肝糖原可直接分解产生葡萄糖，而肌糖原不能实现此过程。
2．血糖调节的基础
(1)胰岛素：由胰岛B细胞分泌，能促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖，并抑制肝糖原的分解和非糖物质转化成葡萄糖，从而使血糖水平下降。
(2)胰高血糖素：由胰岛A细胞分泌，能促进肝糖原的分解和非糖物质转化成葡萄糖，从而使血糖水平升高。
(3)上述两种激素的生理作用有什么关系？
答案 胰岛素和胰高血糖素在血糖调节中的作用是相互拮抗的，共同维持血糖的稳定。
3．血糖平衡的调节过程
(1)参考教材活动，尝试建立血糖调节的模型：
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(2)从整体来看，血糖调节属于神经—体液调节。
(3)反馈调节
①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，这种调节方式叫做反馈调节。
②以胰岛素的分泌过程调节为例，说明反馈调节的机制是怎样的？
答案 血糖含量过高时胰岛素含量增加，造成血糖含量的下降，血糖含量下降又会作为信息反馈到该调节系统中，下降过多时会抑制胰岛素的分泌。
③反馈调节有什么意义？
答案 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。
一、研究激素作用的相关实验手段分析
选取同品种、同日龄的健康大鼠若干只，实施切除手术，一段时间后随机等分成四组，分别注射激素及生理盐水30天，结果如图。
1．该实验的目的是什么？
答案 探究胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响。
2．为防止内源激素对实验结果的干扰，应如何对实验鼠进行处理？
答案 应手术切除垂体和胰腺。
3．据图可知，胰岛素与生长激素在促进大鼠体重增加方面的作用是协同的还是拮抗的？
答案 是协同的。
4．给大鼠补充实验中的两种激素时能否采取饲喂法？
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答案 不能。生长激素和胰岛素的化学本质是蛋白质，进入消化道后会在各种消化酶的作用下分解为氨基酸，失去活性，要补充只能采取注射法。
二、例析血糖平衡的调节及相关疾病
如图是血糖调控模式图，请据图回答下列问题：
1．当机体处于低血糖状态时，如果机体通过途径①→②→③使血糖水平恢复正常，其主要机理是怎样的？
答案 血糖降低使胰岛A细胞分泌胰高血糖素增多，促进了肝糖原分解成葡萄糖和非糖物质(如脂肪)转变成葡萄糖，使血糖水平升高恢复正常。
2. 胰腺中激素的分泌除受到血糖浓度的直接刺激外，还受哪个结构的控制？
答案 下丘脑及有关神经。
3．某人的胰岛B细胞受损，结果在该人的尿液中出现了葡萄糖(糖尿)，试分析原因是什么？
答案 胰岛B细胞受损导致胰岛素分泌不足，血糖浓度过高，超出了肾小管的重吸收能力，导致出现糖尿。
4．某人也出现了持续性糖尿，化验结果表明他的胰岛素水平不仅不低，还有点偏高，进一步的检测发现，他细胞膜表面的某些糖蛋白发生了变化，请分析他产生糖尿的原因可能是什么？
答案 激素要和靶细胞表面的受体结合才能发挥作用，细胞膜表面的胰岛素受体因病变减少，导致胰岛素无法和受体结合发挥作用，血糖浓度过高，出现糖尿。
5．给小白鼠注射某种激素后，小白鼠出现了昏迷现象，这种激素很可能是哪一种？要想快速缓解该症状，最好的做法是什么？
答案 这种激素很可能是胰岛素；可以注射葡萄糖缓解。
1．不能将塑化剂添加到食品中，否则会严重危害人体健康。研究表明，塑化剂会使男孩出现女性化行为倾向，女孩出现性早熟等症状。由此可推测，塑化剂对人体的上述影响与某种激素的生理作用相似，该激素是( )
A．雄性激素 B．雌性激素
C．生长激素 D．甲状腺激素
答案 B
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解析 塑化剂会使男孩出现女性化行为倾向，女孩出现性早熟等症状，由此可推测，塑化剂对人体的生理作用与雌性激素相似，故该激素是雌性激素。
2．胰液分泌的调节是一个复杂的过程，据下图分析下列叙述中正确的是( )
A．咀嚼食物引起胰腺分泌胰液的调节方式只有神经调节
B．当食物进入胃内后，引起胰液分泌增加的调节方式只有体液调节
C．图示调节过程中效应器只有胰腺
D．激素B是通过血液循环途径到达胰腺的
答案 D
解析 咀嚼食物引起胰腺分泌胰液的调节方式既有神经调节，也有体液调节，A错误；食物进入胃内后，引起胰液分泌的调节方式既有神经调节，也有体液调节，B错误；图示调节过程中效应器有胰腺和胃，C错误；激素B分泌后进入血液，是通过血液循环途径到达胰腺的，D正确。
3. 当动物缺乏某种激素时，可以通过“饲喂法”或“注射法”对该激素进行人为补充，下列可通过“饲喂法”补充的是( )
A．生长激素、胰岛素 B．甲状腺激素、性激素
C．胰岛素、性激素 D．性激素、生长激素
答案 B
解析 由于生长激素和胰岛素的化学本质是蛋白质，随饮食进入消化道后，会在各种蛋白酶及肠肽酶作用下分解为氨基酸，消化后的氨基酸被吸收后将不再起“激素”的作用，因而这类激素必须直接进入血液，不能口服或饲喂。甲状腺激素属于氨基酸衍生物，而性激素属于固醇类，这两种物质可直接被消化道吸收，因此，可随饮食补充。
4. 下列有关糖代谢及调节的叙述，正确的是( )
A．在肌肉、肝脏细胞中，②过程均可发生
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B．胰岛B细胞分泌的激素促进①③过程
C．胰岛A细胞分泌的激素促进④过程
D．胰岛素促进④⑤⑥等过程
答案 D
解析 胰岛B细胞分泌的激素是胰岛素，它的作用是降低血糖；胰岛A细胞分泌的激素是胰高血糖素，它的作用是升高血糖。④⑤⑥三个过程都是使血糖降低的过程，胰岛素能促进这些过程的进行。肌糖原不能分解成葡萄糖，在肌肉细胞中不发生②过程。
5. 下图为人体内生理过程的图解，下列有关叙述正确( )
A．肠道中的物质A不是血糖的主要来源
B．胰岛素能促进⑤⑦⑧过程，肾上腺素不能促进⑥过程
C．血液中物质A浓度较高时，可在肝细胞和肌细胞内被合成糖原
D．剧烈运动时肌细胞内产生大量乳酸，会使血液的pH明显降低
答案 C
解析 图中的物质A是葡萄糖，是血糖的主要来源；胰岛素能促进血糖的利用，肾上腺素能促进肝糖原分解为葡萄糖；当剧烈运动产生大量乳酸时，机体可通过调节使pH维持在一个相对稳定的状态。
知识点一 激素调节的发现
1．下面是与促胰液素发现过程有关的四个实验，有关分析不正确的是( )
①稀盐酸→小肠肠腔→胰腺分泌胰液
②稀盐酸→静脉血液→胰液不分泌
③稀盐酸→小肠肠腔(去除神经)→胰腺分泌胰液
④小肠黏膜＋稀盐酸＋砂子制成提取液静脉血液→胰腺分泌胰液
A．①与②组成的实验自变量是稀盐酸刺激的部位
B．①与③对比说明胰液分泌不受神经的调节
C．①②③④组成的实验说明胰液分泌受小肠黏膜产生的物质经血液运输来调节
D．要证明胰液分泌受不受神经的调节应该再设计实验继续探究
答案 B
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解析 ①与②组成的实验的自变量是盐酸刺激的部位，因变量是胰液是否分泌，A正确；①与③组成的实验自变量是通向小肠的神经，因变量是胰腺是否分泌胰液，其结果说明胰腺分泌胰液可以不通过神经调节产生，但也可能通过神经调节，要证明胰液分泌还受不受神经的调节应该再设计实验继续探究，B错误；①②③④对比说明胰液分泌受小肠黏膜产生的物质由血液运输来调节，C正确；根据对B选项的分析，要证明胰液分泌还受不受神经的调节应该再设计实验继续探究，D正确。
2．1902年，英国科学家斯他林和贝利斯大胆地作出假设，最终发现了在盐酸的作用下，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(如下图)。下列相关叙述中，正确的是( )
胃酸―→促胰液素―→胰液
A．①过程肯定为神经调节
B．②过程肯定为激素调节
C．小肠是控制胰液分泌的神经中枢
D．①②过程都属于激素调节
答案 B
解析 ①过程是化学物质(胃酸)对小肠的直接刺激，不属于神经调节，也不属于激素调节；②过程中促胰液素调节胰液的分泌，促胰液素是人类发现的第一种激素，该过程属于激素调节的范畴；小肠不属于神经系统的部分，不是控制胰液分泌的神经中枢。
知识点二 人体内主要的内分泌腺及其分泌的激素
3．环境中的一些化学物质可使雄性动物精子数量减少、运动能力低下、畸形率上升，并逐渐雌性化。由此可推测这些化学物质的作用可能类似于( )
A．甲状腺激素 B．生长激素
C．雌性激素 D．促胰液素
答案 C
解析 性激素能促进生殖细胞的形成并维持第二性征。
4．体重近似、发育正常的甲、乙、丙、丁四只雄性小狗，丁狗不作处理，甲、乙、丙狗分别做不同的手术处理，几个月后查得各自血液中三种激素的含量如下表，则下列叙述错误的是( )
雄性激素
甲状腺激素
生长激素
甲
3.8
0.1
5.8
乙
3.6
2.8
0.1
丙
0.8
3
5.5
丁
4
3
6
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A.甲狗可能出现的症状有行动呆笨而迟缓，精神萎靡，食欲不振，身体发育停止
B．乙狗可能出现的症状有生长立即停滞
C．丙狗可能出现的症状有性情变得温顺
D．在相同条件下饲养一段时间后，其个体大小变化为：甲、丁狗个体小，基本处于术前状态，丙、乙狗不断长大
答案 D
解析 甲狗手术后导致甲状腺激素低于正常值，从而出现了精神萎靡，食欲不振，原因是甲状腺激素能提高兴奋性，A正确；乙狗生长激素含量降低，生长激素促进生长特别是骨的生长，缺少后生长缓慢或停滞，B正确；雄性激素可维持第二性征，丙狗体内雄性激素量很低因而性情变得温顺，C正确；丁狗不作处理应正常生长，乙狗个体小，基本处于术前状态，甲狗由于甲状腺激素少，而患呆小症，丙含有生长激素能长大，D错误。
5．糖皮质激素是由肾上腺皮质分泌的氨基酸衍生物，其调节作用的机理如图所示，下列说法正确的是( )
A．细胞膜上的糖蛋白能识别糖皮质激素
B．刺激糖皮质激素释放的因素可能是血糖浓度降低
C．糖皮质激素对非糖物质的转化具有催化作用
D．糖皮质激素与胰岛素对血糖的调节具有协同关系
答案 B
解析 据图示可知，识别糖皮质激素的受体位于细胞内，A错误；糖皮质激素可促进血糖浓度的升高，故刺激糖皮质激素释放的因素可能是血糖浓度降低，B正确；据图示可知，糖皮质激素对非糖物质的转化具有调节作用，而不是催化作用，C错误；糖皮质激素能升高血糖，胰岛素能降低血糖，二者对血糖的调节具有拮抗关系，D错误。
知识点三 血糖平衡的调节
6．消渴症有如下特征：“多饮而渴不止，多食而饥不止，多溲而膏浊不止”。该病的发生与下列什么腺体异常有关( )
A．甲状腺 B．胰岛
C．胸腺 D．肾上腺
答案 B
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解析 从所列举的症状来看，应该为糖尿病症状，而糖尿病是因为胰腺中的胰岛B细胞受损所致。
7．如图为人体血液中血糖含量的变化曲线，下列叙述不正确的是( )
A．该曲线反映的是正常人血糖含量的变化
B．AB段胰岛素分泌量逐渐增加
C．血糖的氧化分解等使BC段下降
D．CD段逐渐上升是由于肝糖原和肌糖原的分解补充
答案 D
解析
―→
―→
8．如图表示午餐以后人体血液中血糖和两种激素浓度的变化，图中曲线a、b、c分别表示( )
A．胰高血糖素、胰岛素、血糖
B．胰岛素、血糖、胰高血糖素
C．血糖、胰岛素、胰高血糖素
D．胰高血糖素、血糖、胰岛素
答案 C
解析 午餐后，人体中的血糖含量上升，为a曲线，然后胰岛素含量上升为b曲线，而胰高血糖素分泌减少为c曲线。
9．下列关于人体血糖平衡调节的叙述中，正确的是( )
A．胰岛细胞产生的激素均能降低血糖含量
B．胰岛A细胞和B细胞协同调节血糖平衡
C．细胞内葡萄糖的氧化利用发生障碍，可导致血糖持续升高
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D．糖尿病是人经常摄入过量的糖所引起的
答案 C
解析 人体血糖浓度相对稳定在0.8～1.2 g/L，受到多种激素的调节，以胰岛A细胞分泌的胰高血糖素(升高血糖)和胰岛B细胞分泌的胰岛素(降低血糖)的作用为主。血糖在人体内的主要功能是氧化分解供能，所以当体内葡萄糖的利用减少时，可导致血糖浓度的持续升高。糖尿病一般是由于体内胰岛素分泌不足引起的。
10．一位科学家用高浓度的糖溶液饲喂一只动物，在接下来的3小时内，每隔半小时检查该动物血液中血糖的浓度。下表是这项实验的结果，下列叙述不正确的是( )
食用糖后的时间/min
0
30
60
90
120
150
180
血糖浓度/
(10－2 mg·mL－1)
75
125
110
90
75
75
75
A.该动物正常的血糖浓度是75×10－2 mg/mL
B．食用糖后120分钟，血糖浓度降至75×10－2 mg/mL，主要是胰岛素分泌增多，促进血糖利用和转化的结果
C．食用糖后180分钟，血糖浓度依然维持在75×10－2 mg/mL，这主要是胰高血糖素分泌增多，促进肝糖原分解和非糖物质转化的结果
D．该动物血糖浓度的变化过程只是激素调节的结果
答案 D
解析 参与血糖调节的除了激素外，还有下丘脑，所以血糖的调节是神经调节和激素调节共同作用的结果。
综合训练
11．如图表示人体血糖调节的部分生理过程，图中X、Y表示物质，①表示过程。请回答：
(1)正常人的血糖含量范围为____________g/L。
(2)当血糖浓度上升时，下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋，最终作用于胰岛B细胞，使其分泌[X]________增多，此过程属于________调节，胰岛属于该反射弧中的________________。
(3)当血糖浓度降低到一定程度时，反过来经过程①使胰岛B细胞的活动减弱，这一调节方式称为________调节。同时，胰岛A细胞分泌[Y]____________增加，从而提高血糖含量，维持血糖平衡。
答案 (1)0.8～1.2 (2)胰岛素 神经 效应器
(3) (负)反馈 胰高血糖素
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解析 (1)正常人的血糖含量范围是0.8～1.2 g/L。
(2)血糖浓度升高，下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋，最终作用于胰岛B细胞，使其分泌胰岛素增多，这一过程属于神经调节。使血糖浓度升高的激素是胰高血糖素，由胰岛A细胞分泌。
12．让一健康人和一糖尿病患者于空腹时同时口服葡萄糖，服用量按每人每千克体重1克计算。随后每隔一段时间，测定各人的血糖浓度和血液中的胰岛素浓度。
(1)两人血糖浓度变化如图所示，其中表示糖尿病患者的曲线是________。
(2)下列甲～丁4种曲线图中能正确反映两人血液中胰岛素浓度变化的是________。
(3)从上述分析中可知，糖尿病患者的胰岛素分泌量往往________，而血糖浓度___________
_____________________________________________________________。
(4)下列有关胰岛素生理功能的叙述中，正确的是(多选)( )
A．提高组织细胞摄取和利用血液中葡萄糖的能力
B．促进肝糖原的分解
C．促进糖原的合成，抑制脂肪等非糖物质转变成葡萄糖
D．抑制葡萄糖转变成脂肪
(5)当健康人的血糖浓度偏低时，可通过胰岛分泌的____________和肾上腺髓质分泌的____________，使血糖浓度升高。
答案 (1)b (2)丙 (3)不足 过高，且持久不降
(4)AC (5)胰高血糖素 肾上腺素
解析 (1)由图可知，a血糖浓度相对值较低，b血糖浓度相对值过高，据此判断a为正常人，b
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为糖尿病患者。(2)正常人体内胰岛素分泌情况：血糖浓度高时，胰岛素分泌增加，随血糖浓度降低，胰岛素分泌逐渐减少。糖尿病患者因胰岛B细胞受损，胰岛素分泌减少，因此血液中胰岛素含量总体上较正常人低，且调节能力十分有限，即使血糖浓度升高，胰岛素的增加量也很少，据此判断，丙图符合题意。(3)由(2)的分析可知，糖尿病病人胰岛素分泌量往往不足，难以满足体内降低血糖的需要，血糖浓度往往也很高，持久不降。(4)由胰岛素的功能可知，A、C两项都与胰岛素功能相吻合；B项中促进肝糖原的分解，使之成为血糖，属于增加血糖来源；D项中抑制葡萄糖转变成脂肪为减少血糖去路，与胰岛素功能不符。(5)在血糖调节中，升高血糖的激素主要有两种：一是胰高血糖素，二是肾上腺素。
13．一批生长激素过了保质期，需设计一个实验来检验它是否还有使用价值。现给你一群生长状况完全相同的幼龄小白鼠和饲养它们的必需物品，具有生物活性的生长激素、生理盐水、注射器、酒精棉等物品。请回答下列有关问题：
(1)实验步骤
第一步：将小白鼠平均分为三组，分别编号为甲、乙、丙。
第二步：向甲组小白鼠体内注射适量的已过期的生长激素；向乙组、丙组小白鼠体内分别注射等量的________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第三步：在相同环境条件下，饲喂相同食物，一段时间后，测定_________________
________________________________________________________________________。
(2)预测结果，并得出相应的结论：
①若甲组与乙组小白鼠的个体大小(或体重)相同，则说明过期生长激素还具有完全正常的生物活性，可以使用。
②若________________________________________________________________________，
则说明过期生长激素还具有部分生物活性，可以使用。
③若甲组与丙组小白鼠的个体大小(或体重)相同，则说明______________________。
④若甲组个体出现不良反应或死亡，则说明___________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)第二步：具有正常生物活性的生长激素、生理盐水 第三步：小白鼠的生长状况，如大小或体重
(2)②甲组个体比乙组个体小(或轻)，但比丙组个体大(或重) ③过期生长激素丧失了生物活性，不能使用 ④过期生长激素不能使用
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解析 根据实验目的是检验过了保质期的生长激素是否还有使用价值，确定该实验的自变量为小白鼠体内是否注射过了保质期的生长激素。因为生长激素具有促进生物生长发育的作用，所以实验的因变量应是小白鼠的生长状况，观察指标可选用小白鼠的大小或体重。为了增强实验结果的说服力，应设置对照实验：实验组应是注射了适量过期生长激素的小白鼠，而对照组则是注射了等量具有正常生物活性的生长激素和生理盐水的两组小白鼠。预测实验结果时，应根据三组小白鼠生长状况的比较，得出相应的结论。结果一般包括四种类型：①虽然过了保质期，但仍然具有正常的生物活性；②保留了部分生物活性；③完全丧失了生物活性；④对生物体造成危害，出现不良反应，无法使用。
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