高中生物必修一激素调节过程详解及答案解析

（一）问题讨论

马拉松长跑是一项距离40公里以上、持续时间2小时以上的极限运动。运动员每小时必须消耗至少300克碳水化合物。

血糖可以补充肌肉因运动而消耗的糖分。正常人的血糖含量为3.96.1mmol/L，全身血容量约为5L。

计算：运动员仅靠血液中的葡萄糖可以跑多久？

答：0.7~1.I分钟（约I分钟）。

讨论

长跑时消耗大量葡萄糖会导致血糖水平下降吗？为什么？

答：可能会略有下降，但不会继续下降，应该在正常范围内波动；运动时，由于消耗血糖为运动提供能量，血糖含量降低；同时，身体会随时分解储能物质，转化为葡萄糖，补充消耗，维持血糖的相对稳定。

(2)侧边栏问题1

为什么颤抖是人体在寒冷条件下抵御寒冷的自然反应？

答：物理性颤抖在生理学上称为颤抖生热，又称寒战生热。人体在寒冷的环境中主要依靠颤抖来增加产热。冷刺激作用于体表的冷感受器，经传入神经传导至下丘脑温度调节中枢，最终引起延髓某些部位的神经元兴奋，并向下传导至脊髓前部角运动神经元，引起肌肉震颤，产生热量。颤抖是骨骼肌不受大脑皮层控制的不自主节律性收缩。节奏为911次/分钟。屈肌和伸肌同时收缩。基本上不对外做功，但产热量很高。因此，在寒冷的环境下发抖也是人体抵御寒冷的自然反应。

（三）思考与讨论

讨论

1. 下丘脑、垂体、甲状腺在甲状腺激素的分泌中有何关系？

答：下丘脑分泌的TRH可以促进垂体分泌TSH。垂体分泌的TSH可影响甲状腺的正常生长和甲状腺激素的分泌。当甲状腺分泌的甲状腺激素增加到一定浓度时，会抑制下丘脑和垂体的分泌。

2、正常情况下，血液中甲状腺激素的水平始终维持在一定范围内。这是如何实现的？

答：这是通过分级调节和反馈调节来实现的。当血液中甲状腺激素水平升高时，会反馈抑制TSH和TRH的分泌，降低甲状腺激素水平；当甲状腺激素水平降低时，TSH的分泌增加，促进甲状腺分泌甲状腺激素，促甲状腺激素的浓度也相应增加。恢复到正常水平。

(4)侧边栏问题2

您能用一个激素（如胰岛素或甲状腺激素）的例子来解释它的产生、运输以及对靶器官和靶细胞的作用过程吗？

答：胰岛素的产生、运输和作用如下：当血糖浓度升高到一定水平时，胰腺B细胞合成和分泌胰岛素的速率增加。胰岛素分泌后，可通过循环系统分布到全身。胰岛素特异性地与组织细胞表面的受体结合，促进组织细胞加速对葡萄糖的摄取、利用和储存。其物理表现是：促进血糖进入细胞进行氧化分解；促进血糖进入肝细胞和肌肉细胞合成糖原；促进血糖进入脂肪组织细胞转化为三酰甘油。

(五)实践与应用

概念测试

1.下列关于胰岛素和甲状腺激素作用特点的叙述不正确的是（C）

A.需要通过体液运输

B.生效后立即停用

C.对新陈代谢起催化作用

D.作用于特定细胞和器官

2、体内各种激素相互关联，相互影响，共同参与调节同一生理功能。下列关于激素之间关系的描述正确的是（B）

A. 胰岛素和胰高血糖素都起到稳定血糖的作用，并且具有协同作用。

B、胰岛素可以降低血糖，肾上腺素可以升高血糖。这两种效果是相互竞争的。

C、雌激素和雄激素均抑制垂体分泌促性腺激素，且具有协同作用。

D、生长激素可以促进生长，甲状腺激素可以促进发育。这两种功能是相互竞争的。

答：早餐后，由于食物中的淀粉等碳水化合物被消化吸收进入血液，血糖浓度升高。当血糖浓度升高到一定水平时，胰腺B细胞受到刺激，胰岛素分泌增强，胰岛素水平升高，促进血糖被利用转化为糖原等物质，导致血糖浓度下降。随着血糖浓度降低，胰岛A细胞活性增强，胰高血糖素分泌增多，促进肝糖原分解及其他物质转化为葡萄糖进入血液，使血糖浓度恢复正常水平。

拓展应用

1、甲状腺癌患者切除甲状腺后，下丘脑分泌的TRH还有作用吗？垂体分泌的TSH又如何呢？为什么此类患者需要终生服用甲状腺激素药物？

答：还是有作用的，因为TRH的靶器官是垂体，不是甲状腺；由于甲状腺激素对垂体分泌TSH的抑制作用丧失，TSH水平会升高；甲状腺激素在调节人体新陈代谢、生长发育等方面发挥着重要作用，因此，切除甲状腺后，需要终生服用甲状腺激素药物。

2、假设你是一名工程师，想要为胰岛素分泌不足的糖尿病患者设计一种便携式“人工胰岛”（此类产品已经存在）。请写下你的设计思路并指出需要解决的主要问题。

提示：本题为开放式问题，学生可以独立回答。