高中生物第二章第三节高等动物的内分泌系统与体液调节教学案浙科版必修3.docx

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高中生物第二章第三节高等动物的内分泌系统与体液调节教学案浙科版必修3

第三节高等动物的内分泌系统与体液调节

1.人体的内分泌系统包括分散在体内的一些无管腺和细胞。

这些腺体或细胞在一定刺激作用下分泌某种特异性物质（激素）到体液中。

（1）有的内分泌细胞比较集中，形成内分泌腺：

如垂体、甲状腺、胰岛、性腺等。

（2）有的内分泌细胞比较分散：

如胃、肠中的内分泌细胞。

（3）兼有内分泌作用的细胞：

下丘脑的某些神经细胞。

2．由于激素是通过体液的传送而发挥调节作用的，所以这种调节又称为体液调节。

3．下丘脑通过对垂体活动的调节来影响其他内分泌腺的活动。

下丘脑与垂体的功能上的联系是神经系统与内分泌腺联系的重要环节。

4．甲状腺分泌的甲状腺激素调节机体的发育与代谢。

5．胰岛素与胰高血糖素是调节血糖浓度的重要激素，其中胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素，胰高血糖素的作用与胰岛素相反。

人体的内分泌系统与体液调节

1．体液调节

分散在体内的一些无管腺和细胞在一定的刺激作用下分泌某种特异性物质到体液中，由体液传送，作用于某些特定器官，调节它们的活动。

2．内分泌系统

包括分散到体内的一些无管腺和细胞，包括多种腺体和组织。

（1）有的内分泌细胞比较集中，形成内分泌腺，如垂体、甲状腺、性腺等。

（2）有的内分泌细胞比较分散，如胃、肠中的内分泌细胞。

（3）有的兼有内分泌的作用，如下丘脑的某些神经细胞。

3．激素调节的特点[判断]

（1）激素和酶都具有微量和高效的特点。

（√）

（2）激素调节需经过体液的运输。

（√）

（3）激素对所作用的靶器官或靶细胞大都具有一定的特异性。

（√）

（4）激素和神经递质一样，发挥完作用后就会被分解而灭活。

（√）

（5）甲状腺激素可为细胞提供能量从而促进新陈代谢。

（×）

4．体液调节与神经调节的比较

比较

神经调节

体液调节

结构基础

神经系统（反射弧）

内分泌系统、体液（主要是血液）

基本方式

反射

与靶器官和靶细胞特异性结合，把调节组织活动的信息传递给靶器官和靶细胞

信息传递

①以局部电流的形式在神经纤维上进行双向传导

②以递质的形式在神经细胞之间单向传递

通过体液（主要是血液）运输到全身各处

反应速度

迅速、准确

比较缓慢

作用范围

比较局限

比较广泛

作用时间

短暂

比较长

联系

一方面：

不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节；

另一方面：

内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。

1．激素直接参与细胞内的代谢吗？

提示：

激素不直接参与细胞内的代谢活动，而是作为信号分子对细胞（靶细胞或靶器官）的代谢起调节作用。

2.激素如何作用于靶器官或靶细胞？

为什么对所作用的靶器官或靶细胞具有一定的特异性？

提示：

激素是一种信号分子。

内分泌细胞分泌相应的激素由体液运输到靶器官或靶细胞后，与靶细胞表面（或细胞内）的受体结合，使细胞内的代谢发生变化，从而发挥调节作用。

而且，激素与靶细胞表面（或细胞内）的受体是特异性结合的。

3.与神经调节相比，体液调节具有什么特点？

提示：

与神经调节相比较，体液调节反应比较缓慢，作用持续的时间比较长，作用范围较广泛。

1．内分泌系统与激素

（1）内分泌系统：

内分泌系统包括通常所说的内分泌腺，如甲状腺（还有甲状旁腺）、胸腺、性腺（卵巢、睾丸）、垂体等腺体，还有属于神经系统的下丘脑，属于消化系统的胃、十二指肠和小肠上部（促胰液素就是来自这里的分泌细胞）、胰腺（内含胰岛，分布在胰腺的腺泡组织之中）中的一定部位的分泌细胞，即

内分泌系统

（2）激素：

①来源：

由内分泌腺腺体或细胞在一定刺激（神经的或体液的刺激）作用下分泌产生的特异性物质。

②去向：

由产生部位经体液传送至作用部位——靶器官或靶细胞，如下图所示：

③激素调节的特点：

a.微量和高效——激素在血液中含量很低，但却能产生显著的生理效应，这是由于激素的作用被逐级放大的结果。

b.通过体液运输——内分泌腺没有导管，激素弥散到体液中，主要由血液来运输。

c.作用于靶器官、靶细胞——激素的作用具有“特异性”，它能选择性地作用于靶器官或靶细胞。

d.作为信号分子调节生命活动——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，作为信息分子使靶细胞原有的生理活动发生变化。

e.有的激素（如甲状腺激素）可作用于内分泌细胞并对其进行反馈调节。

下丘脑与垂体、甲状腺调节发育与代谢、性腺分泌性激素

1．下丘脑

分泌的激素及作用：

分泌促甲状腺激素释放激素，作用于腺垂体（靶组织），刺激促甲状腺激素的释放。

2．垂体

（1）位置：

位于脑的下部，也叫脑下垂体。

（2）组成：

由腺垂体和神经垂体两部分组成。

（3）腺垂体分泌的激素及作用：

3．下丘脑与垂体的联系

（1）下丘脑的神经细胞

促激素释放激素

腺垂体

促激素等

内分泌腺体的激素分泌。

（2）两者功能上的联系是神经系统与内分泌系统联系的重要环节。

4．甲状腺激素

（1）包括甲状腺素（T4）和三碘甲腺原氨酸（T3），属于小分子有机物。

（2）甲状腺激素（T3、T4）的主要作用：

促进物质代谢与能量转换，促进生长发育，特别是促进骨骼的成熟和中枢神经系统的正常发育。

（3）缺乏症：

婴幼儿时期缺碘造成甲状腺激素分泌不足，则会引起呆小症，病人骨骼停止生长，智力也停止发育。

5．性激素

（1）睾丸分泌雄激素，主要成分是睾酮。

睾酮促进精子的发生；促使附属生殖器官的生长；维持男性的第二性征。

（2）雌激素促进卵巢中卵子成熟和卵泡生长，促进输卵管、子宫和阴道长大；促进输卵管和子宫的活动增强及外生殖器成熟。

雌激素支持青春期的突发性快速增长，引发女性第二性征。

1.下丘脑只能分泌促甲状腺激素释放激素一种激素吗？

提示：

不是，下丘脑可以分泌多种激素。

2.垂体分神经垂体和腺垂体两部分，只有腺垂体能分泌激素吗？

提示：

不是，神经垂体也可以分泌一些激素。

3.请以甲状腺激素的调节为例，说说下丘脑和垂体之间的联系。

提示：

下丘脑可以分泌促甲状腺激素释放激素，通过血液运输到腺垂体，刺激腺垂体分泌促甲状腺激素。

4.若某地人群缺碘，其体内相应的激素含量会如何变化？

提示：

碘是合成甲状腺激素的必要原料。

缺碘会导致甲状腺合成、分泌的甲状腺激素减少，从而对下丘脑和腺垂体的负反馈抑制减弱，使它们分泌的促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素都增加。

5.人体受寒冷刺激，体内的甲状腺激素含量如何变化？

提示：

会导致体内甲状腺激素增加，甲状腺激素可以促进物质代谢和能量转换。

1．甲状腺激素的生理作用

（1）促进生长发育：

甲状腺激素促进生长发育作用在婴儿时期最明显，在出生后头四个月内影响最大。

它主要促进骨骼、脑的生长发育。

所以先天性或幼年时缺乏甲状腺激素，引起呆小病。

呆小病患者的骨生长停滞而身材矮小；脑发育不全而智力低下。

新生儿甲状腺功能低下时，应在一岁之内适量补充甲状腺激素，这对中枢神经系统的发育和脑功能的恢复较有效。

迟于此时期，以后即使补充大量T3或T4，也不能恢复正常功能，治疗往往无效。

（2）对代谢的影响：

①产热效应：

甲状腺激素可提高大多数组织的耗氧率，使基础代谢率增高，增加产热效应。

②对三大营养物质代谢的作用：

甲状腺激素主要是促进蛋白质合成，这对幼年时的生长、发育具有重要意义。

（3）其他方面：

甲状腺激素对维持神经系统的兴奋性有重要的意义。

2．甲状腺激素的分泌调节

①下丘脑合成和分泌的促甲状腺激素释放激素，可促进腺垂体合成并分泌促甲状腺激素，后者作用于甲状腺，促进其腺泡细胞增生，合成、分泌甲状腺激素（T4、T3）。

当血液中甲状腺激素浓度升高时，将负反馈于下丘脑和腺垂体，使相应激素合成和分泌减少，从而使甲状腺激素合成分泌减少，使其在血中浓度降至正常水平。

②甲状腺功能也受中枢神经系统的间接控制。

体内外环境条件变化可作用于感受器，通过该过程调节甲状腺的生理活动。

例如寒冷刺激可促进T4、T3分泌，使机体产热增多，利于御寒。

胰岛素和胰高血糖素——调节血糖浓度的激素

1．胰腺的组成

2．胰岛素与胰高血糖素

（1）化学本质：

（2）请完善下面关于胰岛素和胰高血糖素调节血糖浓度的思维导图。

1.引起胰岛素和胰高血糖素浓度变化的原因是什么？

提示：

血糖浓度的变化引起胰岛素和胰高血糖素浓度变化。

当血糖浓度升高，血糖作用于胰岛β细胞，胰岛素分泌增加，胰岛α细胞分泌的胰高血糖素减少；反之，血糖浓度降低，血糖作用于胰岛α细胞，胰高血糖素分泌增加，胰岛素分泌减少。

2．肌糖元能作为血糖的来源吗？

提示：

肌糖元不能作为血糖的直接来源。

肌糖元的作用是肌肉细胞中的贮能物质，可以氧化分解供能，但不能转变为血糖。

3．某同学未吃早饭，刚开始饥饿难耐，在未进食的情况下，一段时间后，饥饿感降低了，请分析其中的原因。

提示：

饥饿感与血糖含量有关，未吃早饭，血糖含量降低，感到饥饿，但随着肝糖元转化为葡萄糖，血糖含量上升，饥饿感降低。

1．胰岛素与胰高血糖素

（1）胰岛素是唯一的一种降血糖的激素，升高血糖的激素除胰高血糖素外，还有甲状腺激素、生长激素等。

胰岛素和胰高血糖素各自的作用相反。

（2）胰岛素、胰高血糖素、血糖浓度三者之间的关系：

如上图所示，胰岛素和胰高血糖素的含量随血糖浓度的变化而变化。

2．高等动物各种激素种类及主要作用归纳

激素名称

分泌部位

生理作用

促甲状腺激素释放激素

下丘脑

刺激促甲状腺激素的释放

促甲状腺激素

腺垂体

促进甲状腺激素的生成和分泌

甲状腺激素

甲状腺

促进物质与能量代谢，促进生长发育，特别是促进骨骼的成熟和中枢神经系统的正常发育

生长激素

垂体

刺激蛋白质合成和组织生长，减少糖的利用，增加糖元生成，促进脂肪分解

胰岛素

β细胞

降低血糖浓度，表现为：

①促进肝细胞、肌肉细胞、脂肪细胞摄取、贮存和利用葡萄糖；②抑制氨基酸转化成葡萄糖

胰高血糖素

α细胞

提高血糖浓度，表现为：

①可促进肝糖元分解，使血糖升高；②促使脂肪分解

性激素

雄激素

主要在睾丸

促进性器官发育和生殖细胞的生成、激发并维持第二性征和维持正常性周期

雌激素

主要在卵巢

3．各种激素的化学本质

（1）多肽和蛋白质类：

下丘脑和垂体分泌的激素，如促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素、生长激素等，还有胰岛素和胰高血糖素。

（2）氨基酸衍生物类：

如甲状腺激素（T4、T3）。

（3）脂质类（固醇类激素）：

如性激素（雄激素、雌激素）。

以实验、图表形式，考查甲状腺激素的调节

[例1]　为探究促甲状腺激素（TSH）分泌的影响因素，研究者从刚宰杀的家兔体内分离新鲜的下丘脑和脑垂体。

然后把这些结构单独或一起培养于含有或不含有甲状腺激素的培养液中，培养后测定培养液内TSH的浓度，结果如下：

（1）在上述实验中设置A瓶的目的是用以说明_________________________________

________________________________________________________________________。

（2）将上述5瓶进行比较，可以得出哪些结论？

①下丘脑不能分泌TSH；②垂体能分泌TSH；

③________________________________________________________________________；

④________________________________________________________________________。

（3）D瓶中甲状腺激素与垂体细胞的细胞膜表面的__________结合，反映出细胞膜能进行________________________________________________________________________。

（4）研究者进一步研究在活体实验条件下，甲状腺激素含量对TSH分泌的影响，设计如下操作：

①挑选生长期、大小、性别一致的实验家兔12只，随机均分成两组；

②依次测定和记录12只家兔血液中____________和______________的含量，每天1次、连续3天。

③第4天开始，________________________________________________________；

④一段时间后，______________________________________________________。

结论：

甲状腺激素对促甲状腺激素的分泌存在着________________调节。

[思路点拨]

[精讲精析]　促甲状腺激素的分泌量受下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素和甲状腺分泌的甲状腺激素的调节，其中促甲状腺激素释放激素促进促甲状腺激素（TSH）的分泌，而甲状腺激素量增多，则抑制促甲状腺激素（TSH）的分泌。

实验设计中A组为空白对照，分析结论时要找出自变量和因变量。

激素分泌后进入血液中通过血液循环运输，故要测激素的含量则需抽取动物的血液进行检测。

[答案]　

（1）培养基及培养过程不会产生TSH（答案合理即可）

（2）③甲状腺激素能够抑制垂体分泌TSH　④下丘脑能促进垂体分泌TSH

（3）受体细胞间的信息交流

（4）②促甲状腺激素（TSH）、甲状腺激素

③对一组家兔饲喂含有等量甲状腺激素的食物，另一组正常饲养

④依次测定和记录12只家兔血液中促甲状腺激素和甲状腺激素的含量，对实验前后的两组数据用统计学方法处理并比较　反馈（负反馈）

（1）多组实验进行对照实验时要先明确空白对照，其他各组与空白对照比较时，要找出实验的自变量和因变量。

（2）在研究激素功能时，要根据不同的激素来用不同的实验操作，如“注射”、“饲喂”。

1．据图判断下列说法错误的是（　　）

A．垂体可分泌促甲状腺激素释放激素，直接调节甲状腺分泌激素

B．垂体可分泌促甲状腺激素，调节甲状腺分泌激素

C．下丘脑可调节垂体的活动，其调节激素通过血液运输到达腺垂体

D．血液中一定含量的甲状腺激素对垂体、下丘脑的分泌有抑制作用

解析：

选A　垂体可分泌促甲状腺激素调节甲状腺分泌激素，促甲状腺激素释放激素由下丘脑分泌并作用于垂体。

以示意图为载体，考查血糖平衡的调节

[例2]　血糖平衡对机体生命活动具有重要作用。

下面是血糖调控模式图，据图回答：

（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__________分泌增多，促进了__________分解成葡萄糖，使血糖水平升高。

（2）如果机体长期处于高血糖状态，可能的原因是胰岛__________细胞受损，导致体内__________分泌减少。

（3）胰腺中调控血糖水平的主要激素的化学本质是蛋白质或多肽，它们的合成和加工过程需要__________、__________和________等细胞器直接参与。

激素合成时所需的能量，主要由细胞呼吸产生的________直接提供。

[精讲精析]　本题主要考查血糖平衡调节的机理以及细胞分泌功能的相关知识，意在考查对激素调节中血糖平衡知识的识记情况。

（1）从低血糖状态恢复至正常水平主要是胰高血糖素分泌增多，促使肝糖元分解，从而使血糖水平升高。

（2）当胰岛β细胞受损时，胰岛素分泌不足，导致高血糖。

（3）分泌蛋白由核糖体合成，经内质网和高尔基体的加工，最后经细胞膜排出细胞，此过程需要的能量主要由细胞呼吸产生的ATP直接提供。

[答案]　

（1）胰高血糖素　肝糖元　

（2）β　胰岛素　（3）核糖体　内质网　高尔基体　ATP

胰高血糖素可以促进肝糖元分解形成葡萄糖，进入血液后提高血糖浓度，但是不能促进肌糖元分解为葡萄糖。

2．人体血糖浓度的相对稳定受多种因素影响。

现有甲、乙、丙三人，甲正常，乙的胰岛β细胞被自身免疫反应所破坏，丙的胰岛β细胞功能正常、体内含有抗胰岛素受体的抗体。

请回答下列问题：

（1）甲在某次运动前后血糖浓度的变化如图所示。

bc段血糖浓度下降的直接原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

cd段血糖浓度升高主要是由于血液中__________等激素的含量明显增加引起的。

（2）用本尼迪特试剂对甲、乙、丙三人空腹时的尿样进行检测，水浴加热后观察到的乙、丙颜色分别是_________。

从激素调节机制分析，乙尿样检测结果产生的原因是______________________________________________。

（3）给丙注射胰岛素________（填“能”或“不能”）有效调节其血糖水平，原因是________________________________________________________________________。

解析：

对于正常人来说，运动开始后，血糖浓度下降的直接原因是通过需氧呼吸消耗了大量的能量，要分解大量的能源物质，分解量大于产生量，血糖浓度下降；胰高血糖素等激素可以提高血糖浓度；本尼迪特试剂可以用来检测还原糖的存在，正常人的尿液中没有还原糖，所以显示试剂本身的颜色；人体内胰岛素浓度较低时，尿液中含有一定量的葡萄糖，与本尼迪特试剂反应会出现红黄色沉淀。

答案：

（1）运动初期血糖消耗量多于产生量　胰高血糖素

（2）红黄色、红黄色　乙的胰岛β细胞受损，不能正常分泌胰岛素，血糖浓度高

（3）不能　胰岛素不能与其受体结合

以实验形式考查各内分泌腺功能、激素功能的研究方法

[例3]　（浙江高考）某同学为研究甲状腺的功能，提出以下实验思路：

①将若干只未成年小鼠分为2组：

甲组：

不切除甲状腺（假手术）乙组：

切除甲状腺

②实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠的耗氧量和体长，并记录。

③对测得的数据进行统计分析。

（要求与说明：

假手术指手术但不切除甲状腺；耗氧量用单位时间的氧气消耗量表示；实验持续时间合适；实验条件均适宜。

）

请回答：

（1）实验目的是___________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）预测实验结果（在以下坐标系中用耗氧量和体长变化的示意曲线表示）：

（3）分析与讨论：

①用耗氧量作为检测指标的依据是__________________________________________

________________________________________________________________________。

②切除甲状腺后，小鼠体长变化的原因是____________________________________

________________________________________________________________________。

③上述分组时，还可增设丙组作为实验组，丙组：

___________________________

________________________________________________________________________。

[思路点拨]

[精讲精析]　

（1）从题干给出的信息可知，实验的自变量是甲状腺的有无，由于甲状腺激素由甲状腺合成和分泌，故自变量也就是甲状腺激素的有无，因变量是耗氧量和体长，因此实验的目的是探究甲状腺激素对小鼠耗氧量和体长的影响。

（2）预测实验结果其实是对实验的因变量进行描述，作图时应对实验的两个因变量都进行预测，指明每条曲线的含义。

同时注意图像的科学性、直观大方等。

（3）甲状腺激素具有促进新陈代谢的功能，细胞代谢增强，耗氧量必然增加，因此乙组与甲组相比耗氧量会有所下降，而甲组不变；甲状腺激素还有促进生长发育的功能，乙组甲状腺激素缺乏，小鼠生长发育停滞，体长不变，而甲组生长正常，体长增加。

要证明小鼠新陈代谢和生长发育与甲状腺激素有关，还可增设丙组，即切除甲状腺、给予甲状腺激素（或不切除甲状腺、给予甲状腺激素）。

[答案]　

（1）研究甲状腺激素对小鼠新陈代谢和生长发育（或耗氧量和体长）的影响

（2）如图

（3）①甲状腺激素促进新陈代谢，此过程需消耗氧

②甲状腺激素缺乏，小鼠生长发育停滞③切除甲状腺、给予甲状腺激素（或不切除甲状腺、给予甲状腺激素）

验证激素产生部位及生理作用的常用方法

（1）动物实验法：

包括饲喂法、注射法、器官摘除法和器官移植法。

可对蝌蚪等幼小动物饲喂含甲状腺激素制剂的食物，与正常蝌蚪对比；或摘除幼年狗的甲状腺或注射甲状腺激素，与正常幼年狗对比其生理和其他方面的差异。

（2）实验中有时也可进行自身前后对照，如先切除甲状腺，一段时间后检测小鼠的变化，然后注射甲状腺激素，一段时间后再检测。

（3）检测指标：

甲状腺激素：

实验动物的活动状态、耗氧量、发育状况等。

胰岛素：

实验动物的活动状态、血糖含量。

胰高血糖素：

实验动物的血糖含量、尿糖。

性激素：

实验动物第二性征的改变、交配行为。

3.为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。

某同学的实验方案如下：

①将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。

②A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组注射等量生理盐水。

一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组活动状况无变化。

③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。

一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组活动状况无变化。

该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。

请完成：

（1）该实验原理是_________________________________________________________

_______________________________________________________________________。

（2）分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）胰岛素在血糖平衡调节中的作用是：

________________________________________________________________________。

解析：

胰岛素在血糖平衡的调节中是唯一一种能够使血糖降低的激素，胰岛素一方面能促进血糖进入肝脏、肌肉、脂肪等组织细胞，并在这些细胞中合成糖元、氧化分解或转变成脂肪（促进去路）；另一方面又能够抑制肝糖元的分解和非糖物质转化为葡萄糖（抑制来源），使血糖浓度降低。

而糖类是生物体生命活动的主要能源物质，体内胰岛素含量过量时，引起血糖浓度下降，血糖浓度降低的小鼠将出现四肢无力、活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液