2020版高中生物 第二章 动物稳态维持及其意义 第二节 血糖调节学案 中图版必修3

2020版高中生物 第二章 动物稳态维持及其意义 第二节 血糖调节学案 中图版必修3

第二节　血糖调节 情景导入 课标导航 课程标准 ‎1.理解血糖平衡。‎ ‎2.掌握血糖平衡的调节。‎ ‎3.学会糖尿病的检测方法。‎ 关键术语 血糖(正常值80～120mg/dL)　胰岛A细胞与胰高血糖素　胰岛B细胞与胰岛素　下丘脑(交感、副交感神经)‎ 糖尿病(病因、症状、检测)‎ 血糖的平衡与调节 基础梳理 ‎1．血糖平衡 ‎(1)血糖：指血液中的葡萄糖，正常值为80～120mg/dL。‎ ‎(2)血糖的来源与去向 ‎2．血糖平衡的调节 ‎(1)血糖的体液调节 13‎ ‎①参与调节的激素 ‎②调节过程 a．血糖含量升高胰岛B细胞胰岛素血糖含量降低。‎ b．血糖含量降低胰岛A细胞胰高血糖素血糖含量升高。‎ ‎(2)血糖的神经调节 ‎①神经调节过程 ‎②神经系统还通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量。‎ ‎[思维激活1]血糖平衡与肝糖元、肌糖元的关系如何？‎ 提示　血糖含量增加时，通过合成肝糖元、肌糖元来降低血糖含量；但当血糖含量降低时，只有肝糖元分解成葡萄糖进入血液来使血糖含量升高，肌糖元不能直接分解为葡萄糖。‎ 合作探究 ‎1．主要调节激素的比较 名称 胰岛素 胰高血糖素 肾上腺素 分泌部位 胰岛B细胞 胰岛A细胞 肾上腺 主要作 用部位 肝脏、肌肉、脂肪 等组织 肝脏 肝脏 生理作用 ‎①促进糖元的合成 ‎②加速血糖的氧化分解 ‎③促进血糖转变为脂肪 ‎④抑制肝糖元的分解和非糖物质转化为葡萄糖 ‎①促进肝糖元分解 ‎②促进非糖物质转化为葡萄糖 促进肝糖元的分解(还能增强心脏活动，使血管收缩、血压上升，与机体的应激反应有关)‎ 作用方向 及结果 ‎①增加血糖去路 ‎②减少血糖来源 增加血糖来源 增加血糖来源 降低血糖浓度 升高血糖浓度 升高血糖浓度 ‎2.血糖平衡的调节 13‎ 特别提醒①调节血糖平衡的途径主要是激素调节。‎ ‎②胰岛素是唯一降低血糖水平的激素，而升高血糖水平的激素却有多种。‎ ‎③肾脏对血糖的重吸收和排出也是调节血糖浓度的重要途径。‎ ‎3．胰岛素、胰高血糖素与肾上腺素分泌的调节 ‎(1)胰岛素：是唯一一种能降低血糖含量的激素。胰岛素分泌的调节主要包括三个方面：‎ ‎①最重要的因素：血糖含量。‎ ‎②受胰高血糖素的影响：胰高血糖素可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素，也可通过提高血糖含量间接促进胰岛素的分泌。‎ ‎③神经调节：下丘脑通过有关神经的作用，促进或抑制胰岛素的分泌。‎ ‎(2)胰高血糖素和肾上腺素：二者均可使血糖含量升高，其中主要是胰高血糖素的作用。胰高血糖素分泌的调节也包括三个方面：‎ ‎①最重要的因素：血糖含量。‎ ‎②受胰岛素的影响：胰岛素可直接作用于胰岛A细胞，抑制其分泌胰高血糖素，也可通过降低血糖含量间接促进胰高血糖素的分泌。‎ ‎③神经调节：下丘脑通过有关神经的作用，促进或抑制胰高血糖素的分泌。‎ 拓展延伸相关激素之间的联系 同一生理活动不是由单一激素调节完成的，而是由与此活动有关的多种激素相互协调、共同完成的。对于同一生理效应，有的相关激素表现为协同作用，有的则表现为拮抗作用。现分析如下表所示：‎ 作用类型 概念 举例 协同作用 不同激素对同一生理效应发挥相同的作用，从而达到增强效应的结果 调节血糖平衡时，胰高血糖素和肾上腺素都能使血糖含量升高，两者表现为协同作用；甲状腺激素和生长激素共同保证机体正常的生长发育，两者表现为协同作用 拮抗作用 不同激素对同一生理效应发挥相反的作用 调节血糖平衡时，胰岛素能降低血糖含量，胰高血糖素能升高血糖含量，两者相互拮抗，共同维持血糖含量的稳定 13‎ ‎[巩固1]下列关于血糖的叙述，不正确的是(　　)。‎ A．血糖来源增加，去向减少，则引起血糖浓度升高 B．血糖来源减少，去向增加，则引起血糖浓度降低 C．胰岛B细胞分泌的胰岛素可以降低血糖浓度 D．胰岛A细胞分泌的胰岛素可以降低血糖浓度 解析　胰岛A细胞分泌的胰高血糖素可以升高血糖浓度。‎ 答案　D 血糖平衡的意义 基础梳理 ‎1．血糖失衡的典型病症——糖尿病 ‎(1)病因：胰岛B细胞受损而导致胰岛素分泌不足。‎ ‎(2)症状：“三多一少”，即多饮、多尿、多食、体重下降，身体消瘦。‎ ‎2．血糖含量相对稳定的意义：保证人体各种组织和器官的能量供应，保持人体的健康。‎ ‎[思维激活2]切除胰脏的狗排出的尿液常常引来许多蚂蚁，其原因是什么？‎ 提示　切除胰脏的狗，体内缺乏胰岛素，导致血糖浓度过高，糖随尿排出。‎ ‎[思维激活3]治疗糖尿病时，若一次注射的胰岛素过多，会导致什么后果？‎ 提示　病人若一次注射的胰岛素过多，会使血糖含量过低，机体供能不足，导致头昏、眼花、甚至休克。‎ 合作探究 ‎1．糖尿病的病因与病症 ‎(1)病因 由于胰岛B细胞的破坏或功能衰竭导致胰岛素分泌不足造成的。‎ ‎(2)病症 患者有高血糖和尿糖的症状，此外还有多饮、多食、多尿、体重减轻的症状。‎ 多尿 由于糖尿病人尿液中含有大量的糖，在排出糖时，要带走大量水，因而尿量增加，形成多尿 多饮 多尿造成体内缺水，细胞外液渗透压升高，于是口渴、多饮 多食 胰岛素具有促进血糖进入组织细胞，并分解释放能量的作用，糖尿病人胰岛素分泌不足，细胞内能量供应不足，患者总感觉饥饿而导致多食 体重减轻 由于糖氧化供能发生障碍，导致体内脂肪和蛋白质的分解加强，导致机体逐渐消瘦 ‎2.糖尿病的诊断与治疗 13‎ ‎(1)糖尿病的诊断：既验血、又验尿。只有同时出现了持续性高血糖和糖尿，结合“三多一少症状”并排除了其他疾病的情况下，才诊断为糖尿病。‎ ‎(2)调节和控制饮食并结合药物的方法治疗 ‎①加强体育锻炼，注意饮食，不吃或少吃含糖类较多的食物；多吃含纤维素较多的食物。‎ ‎②轻型患者可通过饮食控制，口服降糖药物来治疗；重症糖尿病患者需要注射一定量的胰岛素，但不能口服。‎ ‎③基因治疗将成为根治糖尿病的措施。‎ 特别提醒①糖尿病患者的多尿与多饮是因果关系，多尿是多饮的原因，多饮是多尿的结果。‎ ‎②注意尿糖和糖尿病的区别：当健康人一次食用大量糖时也会出现尿糖，但这是暂时性的。持续性高血糖及糖尿主要见于糖尿病患者。‎ ‎3．尿糖的测定 ‎(1)实验目的：学会尿糖的检测方法，检查“尿样”中是否含有葡萄糖。‎ ‎(2)实验原理：葡萄糖试纸是一种酶试纸，由葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成。当尿液滴加到酶试纸上时，尿液中的葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下生成葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢在酶的催化作用下形成水和原子氧，原子氧可以将试纸上无色的化合物氧化成有色化合物，使试纸呈现特定的颜色，再与标准比色卡比对，即可知道尿样中葡萄糖的含量。‎ ‎(3)实验步骤：①将5个分别装有水、葡萄糖溶液、三份模拟“尿样”的滴瓶和5条葡萄糖试纸分别对应做好标记，并在记录本上设计好记录表格。②分别用滴管从5个滴瓶中吸取溶液，在对应的葡萄糖试纸上各滴加2滴。③观察试纸的颜色变化并与标准比色卡对比，判断出“尿糖”的含量。④将实验结果记在记录表中。‎ ‎[巩固2]糖尿病患者有“三多”，其中之一是“多尿”。下列对其成因的解释，正确的是(　　)。‎ A．糖尿病患者的肾脏病变，导致产生的尿量增多 B．糖尿病患者的尿液中含有葡萄糖，增加了尿液的渗透压，从而使肾小管对水分的重吸收减少，导致尿量增多 C．糖尿病患者由于血糖浓度高，导致口渴，水喝得多了，尿就多了 D．糖尿病患者的胰岛发生病变，胰岛素分泌减少，胰岛素具有促进肾脏和集合管对水分的重吸收，减少尿量的作用 解析　糖尿病的病因是由于胰岛B细胞受损，导致胰岛素分泌过少，血糖进入细胞及在细胞内氧化分解发生障碍，而非糖物质转化成糖仍在进行，从而使血糖浓度升高，部分糖随尿排出，而尿中的葡萄糖又增加了尿液的渗透压，因此导致肾小管和集合管对水分的重吸收减少，进而导致尿量增多。‎ 答案　B 13‎ 血糖的平衡与相关激素的作用 ‎【例1】分析下图，下列有关糖代谢及调节的叙述正确的是(　　)。‎ A．胰岛素促进④、⑤、⑥、⑦等过程 B．胰岛B细胞分泌的激素抑制①、②、③过程 C．胰岛A细胞分泌的激素促进④过程 D．在肌肉、肝脏细胞中，②过程均可发生 思维导图 答案　A 反思总结①血糖的三条去路“氧化分解”、“合成”及“转化”的主次地位是不同的。‎ ‎②储备的肌糖元只能用于肌肉收缩时的供能，不能像肝糖元一样经水解形成葡萄糖后释放到血液中。‎ ‎③血糖转化成某些非必需氨基酸，需要经过氨基转换作用。‎ 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。下图是血糖调控模式图，据图回答下面的问题。‎ 13‎ ‎(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________分泌不足。‎ ‎(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。‎ 思维导图 解析　(1)当机体处于低血糖状态时，胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增多，促进肝脏中肝糖元分解成葡萄糖，使血糖浓度升高。(2)当胰岛B细胞受损时，会导致胰岛素分泌不足，从而使机体出现高血糖状态。(3)分泌蛋白的合成和分泌过程需要核糖体(脱水缩合)、内质网(加工、合成)、高尔基体(包装、加工)等细胞器参与，同时也需要ATP直接供能。‎ 答案　(1)胰高血糖素　肝糖元　(2)B　胰岛素　(3)核糖体　内质网　高尔基体　ATP ‎1．正常情况下，人体进食后血液内(　　)。‎ A．胰岛素含量减少，胰高血糖素含量增加 B．胰岛素含量增加，胰高血糖素含量增加 C．胰岛素含量减少，胰高血糖素含量减少 D．胰岛素含量增加，胰高血糖素含量减少 解析　人体进食后淀粉等糖类被消化、吸收后使血糖浓度上升，从而促进胰岛素的分泌量增加，胰高血糖素含量减少。‎ 答案　D ‎2．4名受试者分别口服‎100g 13‎ 葡萄糖后，在180min内血糖含量的变化曲线如图所示。据图分析正确的是(　　)。‎ A．a代表高胰岛素血症患者血糖含量的变化 B．4条曲线在前30min内血糖浓度升高与肠道吸收有关 C．b在120min后下降主要是因为葡萄糖转化为糖元和非糖物质 D．c、d代表正常人血糖含量变化 解析　从血糖来源可知，口服葡萄糖后30min内血糖浓度上升与肠道吸收有关；a的血糖浓度始终较高，很可能为糖尿病患者；b在120min后血糖下降的主要原因是葡萄糖被氧化分解；d体内血糖浓度一直处于很低水平，很可能是高胰岛素血症患者。‎ 答案　B ‎3．下列对糖尿病的叙述中，正确的是(　　)。‎ A．血糖浓度升高就会从尿中排出糖 B．血糖浓度升高后，细胞可利用的糖增加 C．病人尿中糖多所以尿多 D．病人尿多，所以尿中的糖多 解析　血糖浓度升高只有超过肾糖阈才会出现尿糖；由于胰岛素分泌减少，导致血糖进入细胞发生障碍，使细胞可利用的糖减少；糖尿病人的原尿中葡萄糖含量高，从而影响了肾小管和集合管对水的重吸收，使尿量增多。‎ 答案　C ‎4．选择健康大鼠，持续电刺激支配其胰岛的副交感神经，测定血液中胰岛素和胰高血糖素的浓度，结果如图。‎ ‎(1)开始刺激后，血糖浓度将________，原因是刺激导致胰岛素浓度________和胰高血糖素浓度________，促进血糖进入组织细胞并在其内________________________________，抑制了________分解和______转化为葡萄糖。‎ 13‎ ‎(2)图中胰高血糖素浓度下降的原因之一是胰岛素直接抑制胰岛A细胞分泌。若要证明该结论，可在胰岛组织中注射________________，通过检测注射前后其周围血液中__________________的浓度变化来确定。‎ 解析　(1)开始刺激后，胰岛素浓度升高，胰高血糖素浓度降低，促进了组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，抑制了糖元分解和非糖物质的转化，所以血糖浓度降低。(2)此实验的目的是研究胰岛素对胰高血糖素分泌量的影响，实验的自变量是胰岛素，因变量是胰高血糖素，因此可以向胰岛组织中注射胰岛素，通过检测血液中胰高血糖素的浓度变化来确定。‎ 答案　(1)降低　升高　降低　氧化分解、合成糖元或转化为脂肪等非糖物质　糖元　非糖物质　(2)胰岛素　胰高血糖素 课堂小结 考查知识点及角度 难度及题号 基础 中档 稍难 血糖平衡 ‎1、2‎ 血糖调节 ‎3、5、6‎ ‎4、7‎ ‎8‎ 糖尿病 ‎9‎ 一、选择题(共7小题，每小题4分，共28分)‎ ‎1.右图为人体血液中血糖含量的变化曲线，下列叙述不正确的是(　　)。‎ A．该曲线反映的是正常人血糖含量的变化 B．AB段胰岛素分泌量逐渐增加 C．血糖的氧化分解等使BC段下降 D．CD段逐渐上升是由于肝糖元和肌糖元的分解补充 解析　‎ 13‎ 答案　D ‎2．成年大鼠血液中胰岛素浓度升高时，最可能出现的现象是(　　)。‎ A．血糖浓度升高 B．肝细胞加速摄取葡萄糖 C．糖元分解加速 D．非糖物质加速转化为葡萄糖 解析　胰岛素能促进细胞加速摄取葡萄糖，促进葡萄糖的氧化分解、合成糖元、转化为非糖物质等，从而降低血糖浓度。‎ 答案　B ‎3．下列有关胰岛素和胰高血糖素的叙述，正确的是(　　)。‎ A．胰高血糖素通过增加糖的来源和抑制糖的所有去路提高血糖浓度 B．胰岛素可通过抑制糖的来源和增加糖的去路降低血糖浓度 C．胰岛素分泌和胰高血糖素分泌相互抑制 D．胰岛素分泌和胰高血糖素分泌相互促进 解析　胰岛素降低血糖浓度时可抑制糖的来源和 促进糖的去路，但胰高血糖素升高血糖浓度时不能抑制糖的氧化分解，否则会影响细胞正常的新陈代谢。两种激素的分泌受多种机制的作用，但两者间却是胰岛素分泌抑制胰高血糖素的分泌，而胰高血糖素的分泌促进胰岛素分泌。现将激素间的相互调节关系归纳位置。‎ 答案　B ‎4．人肝细胞合成的糖元储存在细胞内，合成的脂肪不储存在细胞内，而是以VLDL(脂肪与蛋白复合物)形式分泌出细胞外。下列叙述正确的是(　　)。‎ A．VLDL的合成与核糖体无关 B．VLDL以单纯扩散方式分泌出细胞外 13‎ C．肝细胞内糖元的合成与分解可影响血糖含量 D．胰高血糖素可促进肝细胞内糖元的合成 解析　VLDL是脂肪和蛋白质的复合物，蛋白质的合成场所是核糖体；这种复合物由于形体大，不能直接跨膜运输，是以外排的形式分泌的；当血糖浓度低于正常水平时，胰高血糖素分泌增加，促进肝糖元分解成葡萄糖进入血液，当血糖浓度高于正常水平时，胰岛素分泌增加，促进葡萄糖进入肝细胞合成肝糖元。‎ 答案　C ‎5．给正常家兔静脉注射一定量的高渗葡萄糖溶液后，家兔体内发生一定变化，一段时间后恢复正常。注射后随即发生的变化是(　　)。‎ A．红细胞吸水增加 B．胰岛素分泌降低 C．肝糖元的分解增加 D．血浆渗透压迅速升高 解析　给正常家兔静脉注射一定量的高渗葡萄糖溶液后，血浆渗透压迅速升高，红细胞失水，胰岛素分泌增加，肝糖元分解减少，故选D。‎ 答案　D ‎6．下列有关血糖调节的叙述中，正确的是(　　)。‎ A．下丘脑既可以使血糖升高，又可以使血糖降低 B．血糖升高是神经调节，血糖降低是体液调节 C．血糖升高是体液调节，血糖降低是神经调节 D．下丘脑可以使血糖升高，垂体使血糖降低 解析　血糖升高时，下丘脑作用于胰岛B细胞，血糖降低时，下丘脑作用于胰岛A细胞，血糖的调节是神经和体液调节共同作用的结果。‎ 答案　A ‎7．为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，在设计实验方案时，如果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，则下列对实验组小鼠注射药物的顺序，正确的是(　　)。‎ A．先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液 B．先注射胰岛素溶液，再注射胰岛素溶液 C．先注射胰岛素溶液，后注射质量分数为0.9%的NaCl溶液 D．先注射质量分数为0.9%的NaCl溶液，后注射胰岛素溶液 解析　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，来验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，实验思路是：选取健康小鼠，观察并记录小鼠的生活状况；注射胰岛素溶液后，观察并记录小鼠出现的低血糖症状；再注射葡萄糖溶液，观察并记录小鼠低血糖症状消失，恢复正常生活状态。以此证明异常症状是由低血糖引起的，胰岛素具有降低血糖含量的作用。‎ 13‎ 答案　A 二、非选择题(共22分)‎ ‎8．(12分)胰岛素可使骨骼肌细胞和脂肪细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加，已知这些细胞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__________，引起骨骼肌细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加，其意义是_______________________________________________________________。‎ ‎(3)脂肪细胞______________(填“是”或“不是”)胰岛素作用的靶细胞。‎ ‎(4)健康人进餐后，血糖浓度有小幅度增加。然后恢复到餐前水平。在此过程中，血液中胰岛素浓度的相应变化是____________________________。‎ 解析　(1)根据胰岛素的物质类型和细胞膜的功能特性确定其运输方式，根据题干信息确定葡萄糖进入骨骼肌细胞内的运输方式；(2)根据血糖调节过程及胰岛素作用完成该设问；(3)由题干信息确定该设问；(4)根据胰岛素对血糖浓度的调节作用完成该设问。‎ 答案　(1)外排　协助扩散　(2)增加　促进葡萄糖进入骨骼肌细胞和被利用，降低血糖浓度　(3)是　(4)先升高，后降低 ‎9．(10分)回答下列血糖调节的问题：‎ ‎(1)清晨静脉取血测定正常人和胰岛B细胞分泌功能不足者的空腹血糖浓度，空腹时，血糖的来源是__________和____________。‎ ‎(2)空腹抽血后，一次定量饮入高浓度葡萄糖水。喝糖水后每隔一定时间静脉取血，测定血糖浓度(整个过程中禁食、禁水、不做剧烈运动)，发现正常人和胰岛B细胞分泌功能不足者血糖浓度的变化趋势都是先上升，再下降，但下降的速率不同。下降速率不同的原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)胰岛B细胞分泌的激素是在该细胞的____________和____________这两种细胞器中进行加工的。‎ 解析　(1)空腹时血糖的来源有肝糖元的分解和非糖物质的转化两个途径。‎ ‎(2)胰岛素的作用是降低血糖浓度。正常人胰岛素分泌正常，胰岛B细胞分泌功能不足者分泌胰岛素少，故血糖降低的速率较慢。‎ ‎(3)胰岛B细胞分泌的激素是胰岛素，其成分为蛋白质，与胰岛素合成有关的细胞器是核糖体，分泌有关的细胞器是内质网和高尔基体。‎ 答案　(1)肝糖元的分解　非糖物质的转化 ‎(2)胰岛素可促进血糖进入细胞和被利用，胰岛B细胞分泌功能不足者产生的胰岛素少，故血糖下降速度慢 13‎ ‎(3)内质网　高尔基体 13‎