第2章 动物和人体生命活动的调节 第2节 通过激素的调节
狗上段小肠肠腔 狗的血液中 已切除神经的狗上段小肠肠腔 沃泰默的实验 : 注入 结果 1.稀盐酸 狗上段小肠肠腔 胰腺分泌胰液 2.稀盐酸 狗的血液中 胰腺不分泌胰液 注入 结果 切除通向该段小肠的神经,只留下血管 3.稀盐酸 已切除神经的狗上段小肠肠腔 胰腺分泌胰液 注入 结果 小肠上微小的神经难以剔除干净,是一个十分顽固的神经反射。 沃泰默的解释:
斯他林和贝利斯的实验 : 狗的血液中 小肠黏膜+稀盐酸+砂子 制成提取液 狗静脉 实验结果:促进胰腺分泌胰液。 磨碎 注射 小肠黏膜+稀盐酸+砂子 制成提取液 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调节的结果。 斯他林和贝利斯的实验能排除盐酸对实验结果的干扰吗?如果不行,该怎么做? 接着,他们肥这种物质提取出来,并注入到哺乳动物的血液中,发现即使这一动物不吃东西,也会立刻分泌出胰液来,于是,他们便给这种物质命名为“促胰液素”。 稀盐酸 狗的血液中 胰腺不分泌胰液 注入 结果
巴甫洛夫的感慨 “我们失去了一个发现真理的机会!” 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?
二、激素调节的概念 概 念 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。 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—— 概 念 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。
人体的腺体 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。 人体的腺体 导管 血管
外分泌部 分泌胰液 胰腺 胰高血糖素 内分泌部 胰岛素 糖尿病 分泌不足 胰腺既是外分泌腺又是内分泌腺
下丘脑 垂体 甲状腺 胸腺 肾上腺 胰腺 卵巢 睾丸 分泌促甲状腺激素释放激素等 分泌甲状腺激素等 分泌生长激素、促甲状腺激素等 分泌胸腺激素等 胸腺 分泌肾上腺素等 肾上腺 胰腺 分泌雌性激素等 激素的化学本质 含氮类激素:蛋白质(胰岛素)、肽(胰高血糖素)、氨基酸及其衍生物(肾上腺素) 固醇类激素:甾体类激素,由胆固醇衍生而来(性激素) 脂肪酸衍生物:前列腺素 其中的胰岛分泌胰岛素和胰高血糖素等 卵巢 分泌雄性激素等 睾丸
生长激素分泌异常引起的病变 人在幼年时生长激素分泌过多则患巨人症。 人在成年时生长激素分泌过多则患肢端肥大症。 1941年 1949年 1956年 正常面容 典型肢端肥大症面容 人在幼年时生长激素分泌不足则患侏儒症。 人在幼年时生长激素分泌过多则患巨人症。 人在成年时生长激素分泌过多则患肢端肥大症。 夫妇身高都不到1米!
甲状腺激素分泌异常引起的病变 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。 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 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。 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。
名称 分泌腺 作用 缺乏症 过多症 甲状腺激素 甲状腺 呆小症 甲亢 生长激素 垂体 促进生长 侏儒症 巨人症(幼年) 肢端肥大症(成年) 促进新陈代谢,加速体内物质的氧化分解;提高神经系统的兴奋性 呆小症 甲亢 生长激素 垂体 促进生长 侏儒症 巨人症(幼年) 肢端肥大症(成年) 胰岛素 胰岛B细胞 降低血糖 糖尿病 低血糖
研究激素生理作用的方法: (1)切除法 (2)移植法 (3)饲喂法(注射法) (4)同位素标记法
例:自选材料设计实验 证明垂体能够分泌生长激素, 并且对动物的生长有重要作用。
切除法 移植法 注射法 怀疑:垂体对狗的生长有重要作用 确认:垂体的分泌物对狗的生长有重要作用 (1)切除幼年动物的垂体后,幼年动物的生长会立刻停滞 怀疑:垂体对狗的生长有重要作用 (2)将另一只狗的垂体移植到被切除了垂体的狗的体内,观察动物所表现的症状能否消失,如果症状消失,动物恢复了正常 移植法 确认:垂体的分泌物对狗的生长有重要作用 注射法 (3)将生长激素,注射到被切除垂体的狗体内,则该狗又恢复生长。 说明:垂体产生生长激素,生长激素对狗的生长有重要的作用
鸡的阉割实验--自身对照的实验 (阉割) 摘除睾丸 重植睾丸 阉割 睾丸酮
教学目标巩固 1.下列腺体中,既能分泌生长激素,又能分泌多种其他激素的腺体是( ) A、甲状腺 B、垂体 C、唾液腺 D、卵巢 B 1.下列腺体中,既能分泌生长激素,又能分泌多种其他激素的腺体是( ) A、甲状腺 B、垂体 C、唾液腺 D、卵巢 2.某人身材矮小,但智力正常,病因是幼年某种激素分泌过少,缺少的激素和所患疾病是:( ) A、甲状腺激素、呆小症 B、甲状腺激素、侏儒症 C、生长激素、侏儒症 D、生长激素、呆小症 3.有些地区的土壤和食物中缺碘,生活在这些地方的人易患( ) A、地方性甲状腺肿 B、甲状腺功能不足 C、甲状腺功能亢进 D、侏儒症 B C A
教学目标巩固 4.关于激素的叙述,不正确的是 A、由无导管的腺体分泌 B、直接进入血液 C、激素的化学的成分都是蛋白质 D、血液里的含量极少,但是对动物起重要的调节作用 5.把睾丸移植到阉割过的母鸡体内,结果是 A、母鸡变成公鸡 B、母鸡仍保持正常的性周期 C、母鸡出现公鸡的第二性征 D、母鸡长出雄鸡生殖器官 6.下列叙述与呆小症有关的是 A、婴幼儿时期甲状腺激素分泌过少 B、新陈代谢过于旺盛 C、生殖器官发育正常 D、婴幼儿时生长激素分泌过少 C C A
问题探讨 激素对人体的生命活动具有重要 的调节作用。激素是怎样调节生命活 动的呢?
太原国际马拉松赛
问题探讨: 讨论1:根据材料计算,如果仅靠血液中的葡萄糖,运动员能跑多少时间? 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。正常人的血糖含量是0.8~1.2g/L(80~120mg/dL),全身的血量大约为5L。 讨论1:根据材料计算,如果仅靠血液中的葡萄糖,运动员能跑多少时间? 讨论2: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?(血糖可以通过哪些途径进行补充?)
讨论3:饭后,大量葡萄糖被吸收到体内,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? 120 110 100 90 80 70 血糖浓度\mg.mL 时间/h 0 1 2 3 4 5
三、激素调节的实例 实例一:血糖平衡的调节 人体中血糖的3来源和3去向 (正常情况下) 血糖 0.8-1.2g/L 食物中的糖类 消化、吸收 CO2+H2O+能量 氧化分解 肝糖原、肌糖原 合成 脂肪、某些氨基酸等 转变 食物中的糖类 消化、吸收 肝糖元 分解 脂肪等非糖物质 转化 人体中血糖的3来源和3去向 (正常情况下)
血糖平衡的调节 胰岛素 B细胞 A细胞 胰高血糖素 分泌 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。 还能够抑制肝糖元的分解和非糖物质转化为葡萄糖。 促进糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。 分泌 作用 A细胞 胰高血糖素
模型建构:建立血糖调节的模型 红卡 蓝卡 共15张,正面代表每1L血液中的0.1g葡萄糖,背面代表糖原。 共2张,代表胰岛素,每张“胰岛素卡”能使一张糖卡由正面翻到背面。 黄卡 共2张,代表胰高血糖素。每张“胰高血糖素卡”能使一张糖卡由背面翻到正面。 蓝卡
分析与结论: 乙同学代表什么器官?丙同学呢? 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? 当身体不能产生足够的胰岛素时, 将会发生什么情况?当身体产生的 胰岛素过多时,又会怎么样呢?
反馈调节 + + + + + + + + 血糖升高 胰岛B 细胞 胰高血糖素 分泌 胰岛素 分泌 胰岛A 细胞 血糖降低 下丘脑一区域 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 下丘脑另一区域 + 组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖 + 血糖降低
反馈调节 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 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 。 反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,对机体维持稳态具有重要意义。 正反馈:促进原来生命活动(分娩作用、血液凝固过程等)。 负反馈:抑制原来生命活动(血糖调节、稳定调节等)。 反馈调节
三、激素调节的实例 实例二:甲状腺激素分泌的分级调节 问题情境: 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增加下去?体内激素增多时身体如何进行调节?
下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽 下丘脑 垂体 促+腺体激素名称+释放激素 下丘脑 人体内分泌腺的 垂体 促 + 腺体名称 + 激素 控制 其他内分泌腺 垂体 激素 分泌 促+腺体激素名称+释放激素 人体内分泌腺的 三个层次 下丘脑 垂体 被管理的某些内分泌腺 促 + 腺体名称 + 激素 激素
教学目标巩固 1、下列各组腺体分泌的物质,均能够直接排放到 血浆中的是( ) A.唾液腺,垂体,肠腺 B.肾上腺,甲状腺,胰岛 血浆中的是( ) A.唾液腺,垂体,肠腺 B.肾上腺,甲状腺,胰岛 C.睾丸,汗腺,皮脂腺 D.卵巢,胃腺,肝脏 B 2、关于下丘脑功能的叙述,正确的是( ) A. ①② B. ②③ C. ②④ D.①③ D ① 可参与血糖平衡的调节 ② 有调节躯体运动的高级中枢 ③ 可合成和分泌促甲状腺激素释放激素 ④ 垂体通过下丘脑控制性腺的生长发育
C 教学目标巩固 3、下图表示甲状腺活动调节的示意图。对这一调节的叙述,错误的是( ) A.甲与乙结构分别表示下丘脑和垂体 3、下图表示甲状腺活动调节的示意图。对这一调节的叙述,错误的是( ) C A.甲与乙结构分别表示下丘脑和垂体 B.a与b物质分别表示促甲状腺激素释放激素和促 甲状腺激素 C.乙结构的活动只受甲结构释放激素的调节 D.血液中的甲状腺激素含量起着反馈调节的作用
甲状腺激素分级调节 大脑皮层 下丘脑 反馈调节 垂 体 甲状腺 新陈代谢,抵御寒冷 寒冷等刺激 抑制 促进 抑制 促进 甲状腺激素 促进 促甲状腺激素释放激素(TRH) 促进 反馈调节 垂 体 抑制 促甲状腺激素(TSH) 促进 甲状腺 甲状腺激素 促进 新陈代谢,抵御寒冷
下丘脑 垂 体 过度增生 甲状腺 缺碘 促甲状腺激素释放激素 促甲状腺激素 甲状腺激素 在我国的一些山区和内陆地区,有时能够看到患有地方性甲状腺肿(俗称大脖子病)的人。患者脖子肿大,呼吸困难,劳动时心跳快,气短等。请解释原因? 下丘脑 垂 体 甲状腺 促甲状腺激素释放激素 促甲状腺激素 甲状腺激素 (+) (-) 减弱 增加 减弱 增加 过度增生 缺碘 减少
资料分析 资料1: 激素分泌量很少——微量 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 人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5 ~14×10-5mg/mL :(1)分泌量很少,但在体内发挥的作用很重要:人体各种激素的分泌量都是极低的,因此测量血液中所含有的激素水平时,所用的测量单位一般是以每100毫升血液中含有的微克(μg)量 (1微克=1/1000毫克)来计算。这样的浓度仅相当于在一个装满水的标准游泳池中滴人一滴墨水的浓度。 激素分泌量很少——微量
资料分析 资料2: 正常人每100毫升血液中生长激素的含量还不到1微克。如果该激素分泌稍微多一点,可使生长发育期的青少年成为巨人症的受害者。 激素使用方法非常讲究。用的时候慎用,停的时候不能说停就停。大剂量或长期使用激素,应该慢慢渐减,否则会导致原病复发或恶化,这种现象叫反跳。激素有抑制免疫力的作用,泰戈尔曾经说过:“神的左手是用来赐福的,而神的右手却是可怕的。”这句诗用来形容激素既可救人又能杀人的双刃剑特点非常合适。然而一旦违规使用,救命的激素也能致命。 1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ 生理作用显著——高效
资料分析 资料3: 通过体液运输 临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统的疾病。 产生激素的生物是多细胞的,生物越高级,内分泌系统就越复杂。单细胞生物不需要激素,在某些细菌中发现了胰岛素,据推测是基因污染的缘故。 通过体液运输
资料分析 资料4: 作用于靶细胞、靶器官 作用于特定细胞、器官 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。 分泌细胞 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。 毛细血管 激素分子 靶细胞 作用于靶细胞、靶器官 作用于特定细胞、器官
二、激素调节的特点 1、微量和高效 2、通过体液运输 3、作用于靶器官、靶细胞
反馈练习 B A 在给小白鼠注射大量的胰岛素之后,小白鼠会进入休克状态,要使其苏醒,可注射适量( ) A. 甲状腺激素 B .葡萄糖 在给小白鼠注射大量的胰岛素之后,小白鼠会进入休克状态,要使其苏醒,可注射适量( ) A. 甲状腺激素 B .葡萄糖 C .性激素 D .生理盐水 B A 以下说法不正确的是( ) 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,管理甲状腺 分泌激素 C.下丘脑可调节垂体的活动 D .血液中一定量的甲状腺激素对垂体、下 丘脑有抑制作用
激素类药物的利与弊 1、注射胰岛素治疗糖尿病。 2、与注射促性腺激素类药物,提高鱼的受孕率。 3、应用保幼激素,使蚕推迟作茧时间,增加吐丝量。 4、口服避孕药能抑制排卵。 5、运动员服用兴奋剂,促进肌肉的生长。 6、杀虫剂、工业废弃物、除草剂等能产生与性激素分子结构类似的物质,称为环境激素,对人的内分泌功能产生不良影响。 7、男性长期服用雄性激素会导致睾丸萎缩,影响生殖和发育。