高中生物选择性必修一学案第二章第二节血糖平衡的调节

第二节血糖平衡的调节必备知识·自主学习一、人体血糖的来源和去向1.血糖:是指血液中的糖,主要是葡萄糖。血糖的正常值:3.9～6.0mmol/L。

2.血糖的来源和去路:3.血糖平衡的意义:血糖的来源和去向保持动态平衡,人体血糖的浓度就可以保持相对稳定,从而维持机体的稳态。——教材二次开发教材P56图2-2-2,当血糖水平降低时,肝糖原和肌糖原都能分解转化成葡萄糖吗?提示:肝糖原能分解转化成葡萄糖,而肌肉组织缺乏使肌糖原转化成葡萄糖的酶,因此肌糖原不能转化成葡萄糖。二、血糖平衡的调节1.血糖调节的基础:2.血糖平衡的激素调节过程:3.人体血糖平衡调节的方式:(1)以体液调节为主;(2)神经系统(自主神经)参与:血糖浓度升高→副交感神经促进胰岛素分泌,抑制胰高血糖素分泌→降低血糖浓度;血糖浓度降低→交感神经促进胰高血糖素分泌→升高血糖浓度。(3)人有意识改变血糖浓度:血糖浓度下降到一定程度→产生“饥饿”感觉→主动进食→吸收葡萄糖进入血液→血糖浓度升高→血糖浓度升高到一定程度→产生“饱感”→食欲减退。4.血糖平衡调节的检测:尿糖检测。——教材二次开发某同学未吃早饭,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,但随着肝糖原转化为葡萄糖,血糖含量上升,饥饿感降低。三.血糖异常1.糖尿病:(1)危害:多种组织、器官产生慢性损伤和功能障碍以及严重的并发症。(2)症状:“三多一少”——多饮、多食、多尿和体重减少。(3)诱因:进食过多,而体力活动减少是导致糖尿病的主要原因之一。(4)糖尿病类型:Ⅰ型糖尿病和Ⅱ型糖尿病。(5)治疗措施:饮食调理与药物治疗相结合、适度的体育锻炼。2.低血糖:(1)危害:血糖是脑能量的主要来源,低血糖会影响脑的功能;进食不足等因素可能引起低血糖休克。(2)预防措施:要均衡营养,避免低血糖的危害。关键能力·合作学习知识点一血糖平衡的调节

1.参与血糖调节的激素及功能的比较:激素名称功能激素发挥作用的方式胰岛素降低血糖:增加去路减少来源促进组织细胞进行氧化分解,进入肝、骨骼肌细胞合成糖原,进入脂肪组织细胞转化为甘油三酯抑制肝糖原的分解和非糖物质转化胰高血糖素升高血糖:增加来源促进肝糖原分解为葡萄糖进入血液,促进非糖物质转变为葡萄糖肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素升高血糖调节有机物的代谢或者影响胰岛素的分泌和作用特别提醒:胰岛素与胰高血糖素的作用①胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。②血糖氧化分解的具体场所是细胞质基质、线粒体。③胰岛素与胰高血糖素为相互拮抗,胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素为相互协同。2.血糖平衡调节的模型建构:(1)图示模型:(2)解读。①血糖调节的中枢在下丘脑。②血糖平衡的调节方式为神经—体液调节,其中神经调节通过激素调节发挥作用,如下丘脑通过有关神经作用于胰岛细胞,使其分泌相关激素调节血糖浓度。③参与调节的主要激素有胰岛素和胰高血糖素,另外还有肾上腺素。④胰岛素是唯一降低血糖浓度的激素,使血糖浓度升高的激素是胰高血糖素和肾上腺素等激素,胰岛素和胰高血糖素(肾上腺素)具有拮抗作用,胰高血糖素和肾上腺素具有协同作用。(3)与血糖平衡调节有关的4种器官。①下丘脑:血糖平衡调节的神经中枢。②胰岛:胰岛B细胞分泌胰岛素,降低血糖浓度;胰岛A细胞分泌胰高血糖素,升高血糖浓度。③肝脏:进行肝糖原与葡萄糖的相互转化,进行葡萄糖和非糖物质的转化等。④骨骼肌:将葡萄糖转化为肌糖原,暂时储存。(4)反馈调节:是生命系统中非常普遍的调节机制,对于机体维持稳态具有重要意义。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,如血糖过高时胰岛素含量增加,在调节过程中胰岛素造成血糖含量的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.人体饭后血糖、胰岛素、胰高血糖素三者之间的相对变化:(1)调节过程:进食后→血糖浓度上升→胰岛素含量升高→血糖浓度降低→胰高血糖素浓度上升→血糖浓度升高。(2)血糖浓度影响:①当血糖浓度较高时,胰岛素含量增加,胰高血糖素含量相对降低。②当血糖浓度较低时,胰高血糖素含量增加。特别提醒:①影响胰岛素分泌的因素:血糖浓度——高浓度神经调节——下丘脑通过副交感神经影响胰高血糖素分泌的因素:血糖浓度——低浓度神经调节——下丘脑通过交感神经②血糖调节的方式主要是体液调节,其次为神经—体液调节。③胰高血糖素可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,而胰岛素也可直接作用于胰岛A细胞,抑制其对胰高血糖素的分泌。(1)研究发现,人体胰岛素必须与细胞质膜上的胰岛素受体结合,才能促使葡萄糖进入细胞,调节血糖平衡。请思考胰岛素的受体分布在哪些细胞表面。(生命观念)提示:几乎全身组织细胞。(2)为验证胰岛素具有降血糖的作用,设计方案时,若以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标,请思考实验组小鼠注射药物的顺序。(科学探究)提示:先注射胰岛素溶液,后注射葡萄糖溶液。如图为血糖的生理调节过程,下列有关叙述正确的是()A.血糖升高可直接刺激胰岛分泌C,从而使血糖降低的过程属于神经体液调节B.血糖下降刺激下丘脑,通过交感神经支配胰岛分泌D,从而使血糖上升C.胰岛素和胰高血糖素可以相互抑制其分泌D.只有胰岛素可以作用于肝脏【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:【解析】选B。据图可知,血糖升高可直接刺激胰岛分泌C为胰岛素,从而使血糖降低的过程属于体液调节,A错误;血糖下降刺激下丘脑,通过交感神经支配胰岛分泌D胰高血糖素,从而使血糖上升,B正确;胰高血糖素可以促进胰岛素分泌,胰岛素抑制胰高血糖素分泌,C错误;胰岛素能促进肝糖原的合成,而胰高血糖素能促进肝糖原分解成葡萄糖,D错误。【审答误区】本题常见错因有两种:(1)无法根据图像判断胰岛素和胰高血糖素:血糖升高可直接刺激胰岛分泌胰岛素,血糖下降,胰岛分泌胰高血糖素。(2)常误认为胰岛素和胰高血糖素分泌部位相同:胰岛素是由胰岛B细胞分泌的,胰岛A细胞分泌胰高血糖素。1.(2021·太原高二检测)下列有关血糖的来源和去向及其调节的叙述正确的是 ()A.胰岛B细胞分泌的激素促进④⑤⑥⑦等过程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.②过程可发生在肌肉、肝脏细胞中【解析】选A。胰岛B细胞分泌的胰岛素能促进:④葡萄糖进入组织细胞,⑤葡萄糖氧化分解供能,⑥多余的葡萄糖合成糖原储存,⑦多余的葡萄糖转化为脂肪、氨基酸等,从而降低血糖浓度,A正确,B错误;胰岛A细胞分泌的胰高血糖素能促进:②肝糖原分解为葡萄糖,③非糖物质转化为葡萄糖,从而升高血糖浓度,C错误;胰高血糖素只作用于肝细胞,促进肝糖原分解,不作用于肌细胞,不能使肌糖原分解,故D错误。2.如图为人体内血糖调节的部分图解,图中a、b表示参与血糖调节的两种激素,请回答:(1)当血糖升高时,a的分泌量增加,它在降低血糖过程中具体的作用有两条调节途径,一是通过____________(填图中序号)过程促进血糖的去路;二是主要通过⑥过程抑制血糖的来源。

(2)图中b激素与a激素的作用关系表现为__________,a激素和b激素的作用结果都会反过来影响各自的分泌,这种调节方式称为____________调节。

(3)激素a和激素b都作用于肝脏,其作用区别在于______________________。

(4)激素a能作用于全身组织,而激素b不能,说明激素调节具有____________的特点。

【解析】(1)血糖浓度降低时会促进胰腺中的胰岛A细胞分泌b胰高血糖素,通过促进⑤肝糖原的分解来提高血糖浓度;血糖浓度升高时会促进胰腺中的胰岛B细胞分泌a胰岛素,它的作用一是通过促进⑥过程中的合成肝糖原、⑦合成肌糖原、⑧氧化分解来促进血糖的去路,二是通过⑥过程中的抑制肝糖原的分解来抑制血糖的来源。(2)胰岛素和胰高血糖素在血糖调节过程中作用相反,为拮抗作用,两者的作用结果都对自身的分泌具有反馈调节的特点。(3)胰岛素能促进肝糖原的合成,而胰高血糖素能促进肝糖原分解成葡萄糖。(4)不同激素的靶器官和靶细胞是不同的,具有一定的特异性。答案:(1)⑥⑦⑧(2)拮抗作用(或拮抗关系)反馈(3)激素a促进肝糖原合成,激素b促进肝糖原分解(4)特异性【误区警示】(1)胰岛素的生理功能应表述为促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低。切忌笼统地表述为降血糖,降血糖只是胰岛素的作用结果。同理,牢记胰高血糖素的生理功能为促进肝糖原分解,并促进一些非糖类物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。(2)作答有关升血糖的问题时,应明确肌糖原只为骨骼肌提供能量物质,不补充血糖。即答题时不能出现“肌糖原分解”的错误表述。(3)血糖的主要来源是消化,吸收食物中的糖类,主要去路是机体细胞氧化分解葡萄糖,进行的场所是细胞质基质和线粒体。【补偿训练】血糖的平衡对于保持人体健康有重要意义,下列关于人体血糖平衡调节的叙述中,错误的是 ()A.胰高血糖素不是唯一能升高血糖的激素B.肌糖原能够分解成葡萄糖C.胰岛素能抑制血糖的来源降低血糖D.肝糖原能够分解成葡萄糖【解析】选B。胰高血糖素促进肝糖原的分解和非糖类物质转化为血糖,故能升高血糖,肾上腺素、甲状腺激素都可以使血糖升高,A正确;肌糖原不能直接分解为血糖,B错误;胰岛素促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖物质;抑制肝糖原的分解和非糖物质转化,从而降低血糖,C正确;肝糖原可以分解为血糖,供细胞利用,D正确。知识点二血糖异常

1.糖尿病:(1)类型——Ⅰ型糖尿病与Ⅱ型糖尿病类型Ⅰ型糖尿病Ⅱ型糖尿病别称胰岛素依赖型糖尿病成年人发病型糖尿病发病时期多发于儿童和青少年成年人发病基础自身免疫病有一定的遗传性和较明显的家族史病因①某抗原基因异常导致自身免疫抗体攻击破坏胰岛B细胞,使胰岛素分泌不足;②病毒感染可能成为诱因①胰岛素受体基因缺陷导致靶细胞质膜上的胰岛素受体缺陷,但胰岛素分泌正常,甚至过高;②肥胖等诱因使胰岛B细胞功能衰竭,进而导致胰岛素分泌缺陷(2)症状——“三多一少”:2.正常人和血糖异常患者口服葡萄糖后的血糖浓度变化曲线:根据初始浓度和波动范围来判断,波动范围在3.9～6.0mmol/L且起点也在该范围中的b曲线表示正常人,a曲线表示高血糖或糖尿病患者,c曲线表示低血糖患者。特别提醒:尿糖与糖尿病不同①尿糖:正常人当血糖超过8.9～10mmol/L时,糖较多地从尿中排出。②糖尿病:以高血糖为特征的代谢性疾病,与遗传因素和环境因素有关。3.关系:出现尿糖不一定是糖尿病,但持续性的尿糖很可能是糖尿病。(1)教材P59糖尿病的主要病因是胰岛素分泌不足,请分析糖尿病患者的尿中含糖、多食和体重减轻的原因分别是什么。提示:尿中含糖的原因:胰岛素缺乏→葡萄糖氧化分解和转化障碍→血糖含量升高→尿中含糖;多食的原因:胰岛素缺乏→葡萄糖氧化分解障碍→供能不足→有饥饿感;体重减轻的原因:葡萄糖氧化分解障碍→脂肪参与氧化分解供能。(2)三位美国科学家因揭秘生命的“生物钟”而获得诺贝尔生理学或医学奖。人体除了人脑主生物钟外,还存在肝脏、胰腺等局部生物钟,如肝脏生物钟能影响肝糖原的分解。请据此对人类糖尿病的发病提出一种合理的推测。(科学思维、社会责任)提示:糖尿病的发病可能与维持血糖平衡的肝脏生物钟失调有关。(2019·海南高考)胰岛素与细胞质膜上相应受体结合后可以促进细胞对葡萄糖的吸收。下列情况可以导致血糖浓度降低的是 ()A.健康人早餐食用馒头、面包和米粥等食物后B.胰岛A细胞分泌增强,胰高血糖素水平上升C.体内胰岛素水平正常,胰岛素受体活性降低D.胰岛B细胞分泌增强,胰岛素受体活性正常【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:【解析】选D。健康人早餐食用馒头、面包和米粥等食物后,血糖浓度会上升,A项不符合题意;胰岛A细胞分泌增强,会导致胰高血糖素水平上升,促进肝糖原分解为葡萄糖,使血糖浓度上升,B项不符合题意;体内胰岛素水平正常,胰岛素受体活性降低,会导致血糖浓度上升,C项不符合题意;胰岛B细胞分泌增强,胰岛素受体活性正常,会导致血糖浓度下降,D项符合题意。【审题误区】解答本题存在以下错误(1)提取题干信息出现错误,不理解胰岛素的降血糖作用;(2)识记知识点错误,混淆胰岛A细胞、胰岛B细胞分泌的激素类型。下列与糖尿病有关的叙述中,正确的是 ()A.糖尿病患者逐渐消瘦,是因为其体内糖的代谢异常,导致非糖物质分解加强B.尿液中偶尔含有少量糖的人不一定是糖尿病患者,尿液中持续含有较多糖的人则一定是糖尿病患者C.糖尿病患者吃得多,是因为其体内的糖被大量排出体外,导致血糖含量过低D.糖尿病患者的尿多,是因为其代谢旺盛,产生的水比一般人多【解析】选A。人体内胰岛素分泌不足时,血糖合成糖原和血糖分解的作用就会减弱,结果会导致血糖浓度升高而超过正常值,一部分血糖就会随尿排出体外,形成糖尿。糖尿是糖尿病的特征之一,患糖尿病的人常表现出多尿、多饮、多食、消瘦和疲乏等症状,是因为其体内糖的氧化供能发生障碍,导致非糖物质蛋白质和脂肪分解加强,A正确;尿液中偶尔含有少量糖的人不一定是糖尿病患者,可能是因为一次性摄入糖类太多导致的;尿液中持续含有较多糖的人也不一定是糖尿病患者,也可能是肾脏出现了病变导致的,B错误;糖尿病病人吃得多,是因为糖从尿中大量排出,体内缺乏能量供应而导致饥饿,而血糖含量不会降低,C错误;糖尿病患者的尿多,是因为患者的尿液中含有大量的糖导致尿液浓度升高,使得肾小管、集合管对水的重吸收减弱,导致尿液增多,D错误。【补偿训练】(2021·郑州高二检测)下列有关血糖调节的叙述,正确的是 ()A.人体血糖浓度维持相对稳定只是激素调节的结果B.中学生在午饭前,体内胰岛素分泌量会有所增加C.人体的肝细胞的细胞质膜表面具有识别不同激素的多种受体D.糖尿病患者在饮食上要注意多吃含糖高的食物【解析】选C。人体血糖浓度维持在正常的范围内,是神经—体液调节的结果,A错误;中学生午饭前由于组织细胞消耗葡萄糖,血糖含量降低,体内胰岛素分泌量有所下降,胰高血糖素分泌量有所升高,B错误;胰岛素促进肝糖原合成,抑制肝糖原分解,胰高血糖素促进肝糖原分解,故肝细胞的细胞质膜上既有胰岛素的受体,也有胰高血糖素的受体,C正确;糖尿病患者胰岛素分泌不足,血糖居高不下,应该少吃含糖量高的食物,否则身体健康受损,D错误。课堂检测·素养达标1.人体血糖浓度维持在正常范围内,生命活动的正常进行才不会受到影响,下列有关于人体血糖平衡调节的叙述中,正确的是______。

①胰岛素和胰高血糖素的分泌主要受血糖浓度的调节。②胰岛素和胰高血糖素由同一器官分泌且生物效应相反。③肝细胞中糖原与葡萄糖的转化只能单向进行。④血糖浓度升高能使胰岛A细胞分泌活动增强。⑤胰高血糖素分泌量上升,促进肝糖原和肌糖原分解。⑥胰高血糖素的靶细胞为全身各处的细胞。【解析】选①②。血糖浓度的变化会刺激胰岛A细胞和胰岛B细胞,引起分泌胰岛素和胰高血糖素的变化,①正确;胰岛素和胰高血糖素都是由胰腺中胰岛的不同细胞分泌的,胰岛素具有降血糖的作用,胰高血糖素具有升血糖的作用,②正确;在血糖浓度降低时,肝细胞中糖原分解为葡萄糖释放入血液,在血糖浓度升高时,葡萄糖进入肝细胞会转化成肝糖原,③错误;血糖浓度升高能使胰岛B细胞分泌胰岛素增多,④错误;胰高血糖素分泌量上升,促进肝糖原分解,肌糖原不能分解为葡萄糖,⑤错误;胰高血糖素的作用是促进肝糖原的分解和非糖物质的转化,胰高血糖素的靶细胞是肝细胞,⑥错误。2.在下列调控机制中,不能使胰岛B细胞兴奋的是 ()A.血糖浓度过高B.垂体分泌的某种激素减少C.下丘脑有关神经兴奋D.血液中胰高血糖素浓度升高【解析】选B。血液中的血糖浓度过高、下丘脑中有关神经兴奋以及血液中胰高血糖素浓度升高都会引起胰岛B细胞兴奋,B错误。3.(2020·江苏高考)下列关于人体内胰岛素和胰高血糖素的叙述,错误的是 ()A.胰岛素在胰岛B细胞中合成,胰高血糖素在胰岛A细胞中合成B.胰岛素是唯一降低血糖的激素,胰高血糖素不是唯一升高血糖的激素C.胰岛素激活胰岛素受体后,葡萄糖通过胰岛素受体进入细胞内D.胰岛素分泌不足或胰高血糖素分泌过多均可能导致糖尿病的发生【解析】选C。本题主要考查胰岛素和胰高血糖素的相互作用。胰岛B细胞能分泌胰岛素,胰岛A细胞能分泌胰高血糖素,A正确;降低血糖激素只有胰岛素一种,升高血糖激素有胰高血糖素和肾上腺素,B正确;胰岛素与细胞膜上的胰岛素受体结合后,葡萄糖通过载体蛋白的协助进入细胞内,C错误;胰岛素分泌不足或胰高血糖素分泌过多,都会导致血糖浓度升高,可能导致糖尿病的发生,D正确。4.胰岛素和胰高血糖素在调节血糖代谢中的相互关系如图所示,下列叙述错误的是 ()A.激素①是由胰岛A细胞分泌的B.激素②能促进肌肉细胞中糖原的分解C.激素②能促进葡萄糖运进细胞D.腺泡细胞的分泌物不会进入内环境发挥作用【解析】选B。当血糖浓度降低时,激素①分泌量增加,说明激素①为胰高血糖素,由胰岛A细胞分泌,A正确;图中激素②是胰岛素,可以促进肌糖原的合成,B错误;激素②(胰岛素)可促进葡萄糖运进细胞,从而降低血糖浓度,C正确;腺泡细胞分泌多种消化酶,正常情况下其分泌物不含有激素,消化酶也不会进入内环境发挥作用,D正确。5.如图为血糖调节模型,下列相关说法错误的是 ()A.甲能接受血糖浓度升高和下丘脑发出的信号B.胰岛素作用的效果会反过来影响胰岛素的分泌C.胰岛素分泌过多,会反馈抑制下丘脑和垂体的活动D.血糖调节方式为神经—体液调节【解析】选C。甲表示胰岛B细胞,其既能接受血糖浓度升高的信号,又能接受下丘脑发出的信号;由图可知,胰岛素分泌增加,抑制血糖升高,进而抑制胰岛B细胞的分泌活动,使胰岛素分泌减少,该调节机制为反馈调节;胰岛素的分泌不受垂体调节;据图分析,血糖调节为神经—体液调节。6.如图表示某人吃完早餐后血液中葡萄糖的浓度变化,下列有关叙述中,不正确的是 ()A.进食后血糖浓度升高的原因是食物中糖类的消化和吸收B.进食后的1h内,胰岛素分泌增加,促进组织细胞内葡萄糖的氧化分解C.2～3h之间,下丘脑的某区域的交感神经兴奋使胰高血糖素的分泌有所增加D.3.5h时,血糖浓度较高是肌糖原开始分解所致【解析】选D。进食后血糖浓度升高的原因是食物中糖类的消化和吸收,A正确;进食后的1h内血糖浓度较高,胰岛素分泌增加,促进组织细胞利用葡萄糖和糖原的合成等,使血糖浓度降低,B正确;2～3h之间,血糖浓度较低,此时下丘脑某区域的交感神经兴奋使胰高血糖素分泌增加以促进血糖浓度升高,C正确;3.5h时,血糖浓度较高是肝糖原开始分解所致,D错误。7.下列关于糖尿病和尿糖检测的叙述错误的是 ()A.检测某糖尿病患者体内的胰岛素含量,结果可能高于正常值B.根据葡萄糖试纸呈现的颜色,可估计待测液体中葡萄糖的浓度C.肾小管细胞的细胞质膜上有胰岛素受体蛋白,接受胰岛素后会减少葡萄糖的吸收D.使用葡萄糖试纸对某人尿液进行检测出现阳性反应,不能确定该人患糖尿病【解析】选C。当患者不能利用血糖时,检测某糖尿病患者体内的胰岛素含量,结果可能高于正常值,A项正确;根据葡萄糖试纸呈现的颜色,可估计待测液体中葡萄糖的浓度,B项正确;肾小管细胞的细胞质膜上有胰岛素受体蛋白,接受胰岛素后会促进对葡萄糖的吸收,C项错误;某人尿液中检测出葡萄糖,不一定说明此人一定患有糖尿病,D项正确。8.胰岛素可使骨骼肌细胞和脂肪细胞的细胞质膜上葡萄糖转运载体的数量增加,已知这些细胞质膜上的载体转运葡萄糖的过程不消耗ATP。回答下列问题:(1)胰岛素从胰岛B细胞释放到细胞外的运输方式是____________,葡萄糖进入骨骼肌细胞内的运输方式是__________。

(2)当血糖浓度上升时,胰岛素分泌______________,引起骨骼肌细胞的细胞质膜上葡萄糖转运载体的数量增加,其意义是______________________