2.4.2 激素的生理作用及作用特征激素调节信号转导的分子机制 学案（含答案）

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1、第第 2 课时课时 激素的生理作用及作用特征激素的生理作用及作用特征 激素调节信号转导激素调节信号转导 的分子机制的分子机制 目标导读 1.结合教材 P48甲状腺激素对蝌蚪变态和发育的影响实验，阐明激素的基本生理 作用、 作用特征和激素调节的特点。 2.在阐明激素化学本质的基础上， 结合教材 P51图 237、 238，掌握含氮类、类固醇激素在靶细胞内信号转导的分子机制。 重难点击 1.激素的作用特征和激素调节的特点。2.激素在靶细胞内信号转导的分子机制。 一 激素的基本生理作用 各种激素都有着各自独特的功能，概括起来主要集中于几个基本的生理作用，请通过下面实 验进行归纳。 1实验：甲状腺激素

2、对蝌蚪变态和发育的影响 (1)方法步骤 将饲养蝌蚪的 3 个容器分别编号为 1 号、2 号和 3 号。 每个容器内加自来水约 2 000 mL，内放 5 只小蝌蚪和等量的新鲜水草。 1 号容器作为对照，不添加任何药物，2 号容器内加入甲状腺激素 5 mg,3 号容器内加入甲 硫咪唑 5 mg。每个容器内都加入等量的少许饭粒作为蝌蚪的食物。 每天换水 1 次， 每次换水量为 3/4,2 号和 3 号容器都要分别再加入甲状腺激素和甲硫咪唑 5 mg。每天饲喂等量的食物。 每天观察测量 1 次并填表，连续 2 周 (2)现象 不同的饲养条件下，蝌蚪的生长发育状况是不同的。2 号容器中蝌蚪的变态过程最

3、快，3 号容 器中蝌蚪的变态过程延缓。 (3)实验结论 甲状腺激素具有促进生长发育的作用。把蝌蚪放在含有甲状腺激素的水中，能促进蝌蚪变态 的过程。 2结合上述实验和教材 P49内容，归纳激素的基本生理作用 激素的作用 具体作用内容 参与的激素 调节新陈代谢 调节蛋白质、脂肪和糖的代谢，为 生理活动供能 生长激素、甲状腺激素、胰岛 素、糖皮质激素、肾上腺素 维持内环境的稳态 调节体内水、无机盐、血糖等的平 衡，维持内环境稳态 抗利尿激素、盐皮质激素、胰 岛素、胰高血糖素、糖皮质激 素、肾上腺素 调节生殖、生长和发育 促进生殖器官的发育和成熟，调节 生殖活动， 促进细胞的分裂与分化， 调节机体的生

4、长发育过程 雄激素、雌激素和孕激素、催 产素 增强机体对有害刺激的 抵抗能力 影响中枢神经系统的兴奋性，调节 机体的行为，与神经系统配合提高 机体的抵抗力，使机体更好地适应 环境变化 甲状腺激素、胸腺激素、肾上 腺素 活学活用 1成年大鼠血液中甲状腺激素浓度升高时，可能出现( ) A体温升高、耗氧量减少 B体温下降、耗氧量增加 C神经系统兴奋性提高、耗氧量增加 D神经系统兴奋性提高、体温下降 答案 C 解析 甲状腺激素可促进小动物的生长发育(特别是中枢神经系统)和促进能量代谢，增加基 础代谢的耗氧量。因此，血液中甲状腺激素浓度升高，动物神经系统兴奋性提高，耗氧量增 加。 二 激素作用的特征和激

5、素调节的特点 激素和神经系统都能调节内环境的稳态，激素调节具有独特的特征。 1激素作用的特征 (1)观察激素的作用示意图 激素由内分泌细胞分泌出来释放到血液中，通过血液的运输分布到全身各处，并与组织细胞 有着广泛的接触。任何一种激素都只对它所“认识”的特定细胞产生作用，这种细胞称为该 激素的靶细胞，如图中 A、B 两种细胞中 B 是该激素的靶细胞，因为该细胞上有与这种激素 结合的受体。这说明激素的作用具有特异性。 (2)资料 美国学者肯德尔从 3 t 新鲜的动物甲状腺中才提取出 0.23 g 的甲状腺激素。在人体 血液中甲状腺激素的含量只有 310 51.4104 mg/mL， 而 1 mg

6、甲状腺激素可使人体产热 增加 4 200 kJ。 激素在动物体内的含量极微，但生理作用非常明显，这说明激素的作用具有高效性。 假如某种激素的分泌量稍有不足或者过多，就会引起机体代谢异常或功能异常，分别称为 内分泌腺功能减退或功能亢进。 (3)激素的生理作用虽然各不相同，但可以互相影响：如雌激素和孕激素都有刺激子宫黏膜增 生的作用，它们之间表现为相互协同关系。而在调节血糖水平方面，胰岛素与胰高血糖素表 现为相互拮抗关系，机体的某项代谢活动常受几种激素的共同调节，这说明激素的作用具有 复杂性。 2激素调节的特点 (1)激素发挥作用后也会被相应的酶逐渐分解，大部分的分解产物由尿液排出体外。 (2)激

7、素调节具有不同于神经调节的特点，请完成下表： 项目 神经调节 激素调节 作用途径 反射弧 体液运输 反应速度 迅速 比较缓慢 作用时间 短暂 比较持久 作用范围 比较局限 比较广泛 活学活用 2判断下列关于人体激素叙述的正误。 (1)激素在人体内作为信息物质而发挥作用( ) (2)激素在人体内含量较低，但有高效的生物催化作用( ) (3)甲状腺激素除了促进人体产热，还有其他生理效应( ) (4)在正常人体内，激素的分泌受反馈调节( ) (5)激素是一种重要的结构物质( ) (6)神经系统的某些结构也能分泌激素( ) (7)甲状腺激素的靶器官可以是垂体( ) 答案 (1) (2) (3) (4)

8、 (5) (6) (7) 解析 激素在人体内含量较低，作为信息物质，具有高效的生物调节作用；甲状腺激素具有 促进新陈代谢、提高神经系统的兴奋性、促进生物的生长和发育等作用；人体内，激素的分 泌受反馈调节，从而保证生命活动的正常进行；下丘脑也能分泌激素；甲状腺激素浓度过高 会反馈给下丘脑和垂体，抑制其分泌活动。 三 激素调节信号转导的分子机制 激素将信息传递到靶细胞内部的过程就是激素调节信号的转导过程，阅读教材 P5051，分析 相关材料，探究下列问题。 1激素的化学本质 人们按照激素的化学性质将激素分类，请阅读教材，完成下表： 激素类型 举例 相对分 子质量 溶性 能否穿过 细胞膜 补充途径

9、种类数 含氮 类激 素 蛋白 质类 和肽 类 促激素、生长激 素、胰岛素、胰 高血糖素、抗利 尿激素等 大 水溶性 不能直 接穿过 细胞膜 注射 多 胺类 肾上腺素、甲状 腺激素等 类固醇激素 肾上腺皮质激 素、性激素等 小 脂溶性 可直接穿 过细胞膜 口服或注射 少 2.含氮类激素在靶细胞的信号转导 (1)第一信使(激素)的作用：含氮类激素(H)被运送到靶细胞以后，首先与细胞膜上的特异性受 体(R)结合，通过细胞膜上的鸟苷酸调节蛋白(GP)传递信息，激活位于细胞膜内侧面的腺苷酸 环化酶(AC)，在 Mg2 的参与下，AC 催化 ATP 转化为环一磷酸腺苷(cAMP 第二信使)。 (2)第二信

10、使的作用：cAMP 激活蛋白激酶系统，使蛋白质磷酸化，从而引起细胞特有的生理 效应。然后 cAMP 被磷酸二酯酶(PDE)分解为 5AMP 失去活性。 3类固醇激素在靶细胞的信号转导 (1)类固醇激素的性质：相对分子质量一般都比较小，而且具有脂溶性，易透过细胞膜。 (2)激素靶细胞受体：位于细胞质中。 (3)信号转导：类固醇激素到达靶细胞直接进入细胞内部，首先与细胞质受体蛋白结合，形成 激素胞质受体复合物 进入细胞核 形成激素核受体复合物 结合到染色质非组 蛋白的特异位点上 启动基因 DNA 的转录过程，从而生成特异的 mRNA，mRNA 透过核 膜进入细胞质中，诱导细胞合成新的酶蛋白，从而产

11、生新的生理效应。 活学活用 3胰岛素是调节血糖稳态的一种激素，下列关于胰岛素的说法不正确的是( ) A胰岛素的受体在细胞的表面 B胰岛素发挥作用需要 Mg2 的参与 C胰岛素在靶细胞信号转导中属于第二信使 D胰岛素是蛋白质类激素，缺乏时不能口服补充 问题导析 (1)胰岛素属于含氮类激素。 (2)在靶细胞的信号转导过程中，含氮类激素是第一信使，环一磷酸腺苷是第二信使。 答案 C 解析 胰岛素在靶细胞信号转导中属于第一信使，第二信使是 cAMP，其合成需要 Mg2 的参 与，胰岛素是蛋白质类激素，很难进入细胞，其受体在细胞的表面，口服会导致胰岛素被消 化，因此只能注射。 当堂检测 1以下关于人体激

12、素及其调节的叙述中，不正确的是( ) A激素是信息分子，成分都是有机物 B激素直接参与细胞内的许多代谢活动 C激素只作用于相应的靶器官、靶细胞 D神经系统的某些结构也可以释放激素 答案 B 解析 激素的作用是调节细胞内的代谢活动，重在调节而不是直接参与。 2下列有关人体内激素和酶的叙述，正确的是( ) 均为蛋白质 均由活细胞产生 均对新陈代谢的各种化学反应起催化作用 均由内 分泌腺分泌 产生不正常时都可能引起疾病 人体正常生理活动中不可缺少 A B C D 答案 D 解析 只有部分激素的化学本质是蛋白质；人体内激素只能由内分泌器官(或细胞)产生，活 细胞(成熟的红细胞除外)均可产生酶；酶有催化

13、作用，而激素只能改变细胞代谢水平以实现 调节功能。 3关于人体激素的叙述中，不正确的是( ) A激素在人体内含量很少，但有高效的生物催化作用 B激素既不组成细胞成分，又不提供能量 C激素随体液到达靶细胞，使靶细胞原有的生理活动发生变化 D甲状腺分泌甲状腺激素的多少，要受到下丘脑和垂体的调节 答案 A 解析 激素在人体内含量很少，具有调节作用，而不具有生物催化作用；激素既不组成细胞 成分， 又不提供能量； 激素能够调节靶细胞的生理活动状态； 甲状腺分泌甲状腺激素的多少， 受下丘脑和垂体的调节。 4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 B 细胞被破坏，丙的胰岛

14、 B 细胞功能正常，但体内的胰岛素受体被破坏。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肾上腺素和 _的明显增加引起的。 (2)用斐林试剂对甲、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 _ _。 答案 (1)运动初期消耗大量的葡萄糖 胰高血糖素 (2)蓝色、砖红色、砖红色 乙的胰岛 B 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 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有氧呼吸消耗了大量 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；肾上腺素与胰高血糖 素可以提高血糖浓度；斐林试剂可以用来检测还原性糖的存在，正常人的尿液中没有还原性 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 斐林试剂反应会出现砖红色沉淀。