对高中生物课本中“血糖的激素调节示意图”的分析

图1是高中生物全一册“血糖的调节”一节内的示意图。血糖是指血液中的葡萄糖。血糖随血液周流全身,为机体各种组织细胞的代谢活动提供能量。人体内有各种途径可以使血糖含量增加或减少,但是,在正常情况下,血糖的来源和去路能够保持动态平衡,从而使血糖含量在80―120mg/dL的范围内保持相对稳定。如果血糖的来源和去路不能保持动态平衡,血糖含量就不能维持相对稳定。血糖含量过低时,会引起头昏、心慌、四肢无力等,严重时甚至会导致死亡;血糖含量过高时,会使葡萄糖从肾脏排出,形成糖尿,造成体内营养物质流失,同样有损健康。由此可见,血糖的平衡对于保证人体各种组织和器官的能量供应,进而保持人体的健康,有着非常重要的意义。人体内血糖的平衡是在神经调节和体液调节共同作用的结果。

人体内有多种激素能够调节血糖的含量,但以胰岛素和胰高血糖素的作用为主。图1主要阐释了激素对血糖的调节机理。要对该图作出正确理解,首先要明晰胰岛素和胰高血糖素的具体生理功能。对该图的正确理解,不仅有助于对“血糖平衡的调节”中的体液(激素)调节的理解,而且有助于对两种激素即胰岛素和胰高血糖素的生理功能的理解。其知识点包括以下几个方面。

1.两种激素胰岛素和胰高血糖素对血糖的含量有调节作用

人体内有多种激素能够调节血糖的含量,但以胰岛素和胰高血糖素的作用为主。当血糖含量升高时,胰岛B细胞的活动迅速增强并分泌胰岛素。胰岛素是唯一能够降低血糖含量的激素,它通过促进血糖的去路和抑制血糖的来源而实现降低血糖的目的。它一方面能促进血糖进入肝脏、肌肉、脂肪等组织细胞,并在这些细胞中合成糖元、氧化分解或转变成脂肪。因此葡萄糖要进入细胞被利用,必须具备一定的胰岛素浓度,否则细胞的氧化功能就受到阻碍,这也是糖尿病患者感觉体乏而多食的机理之一。另一方面能够抑制肝糖元的分解和非糖物质转化为葡萄糖。总的结果是既增加了血糖的去路,又减少了血糖的来源,从而使血糖含量降低。当血糖含量降低时,胰岛A细胞的活动增强并分泌胰高血糖素。胰高血糖素主要作用于肝脏,它能够强烈地促进肝糖元的分解,促进非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖含量升高。如图所示:胰岛素分泌增加的结果促使(+)血糖含量降低(过程③);胰高血糖素分泌增加促使(+)血糖含量升高(过程④)。③④过程中两种激素对血糖含量的调节起相反的作用,属于拮抗作用。两种激素对血糖的调节作用是通过对靶(体)细胞的具体作用而实现的,属于典型的体液调节。两种激素对血糖调节的结果是维持了血糖的相对稳定。

2.血糖含量对两种激素的含量有调节作用

两种激素可调节血糖的含量,反过来血糖也可调节两种激素的含量,最终达到维持血糖含量相对稳定的目的。如图所示:当机体内的血糖含量升高时,高浓度的葡萄糖直接刺激胰岛B细胞,促使(+)胰岛素分泌增加(过程⑥)。较高浓度的胰岛素又会使血糖降低,从而使血糖维持相对的稳定。当机体内的血糖含量降低时,低浓度的葡萄糖又会诱导胰岛A细胞促使(+)胰高血糖素分泌增加(过程⑤),再实现较高浓度的胰高血糖素升高血糖的目的,最终也使机体内的血糖维持相对的稳定。激素含量的这种变化最终实现了机体内血糖含量的相对稳定。这种体内的化学物质葡萄糖对胰岛A、B细胞功能的调节作用,也属于典型的体液调节,对该知识点的讲解有助于学生进一步对体液调节概念的理解。即体液调节中的化学物质并不仅仅指激素,还包括其他广义的化学物质,如二氧化碳、氢离子、葡萄糖、无机盐等,可以说体液中的任何一种化学物质都可以参与体液调节。

3.两种激素之间对其分泌量的相互调节作用

如图所示:胰岛素分泌增加会抑制或减弱(-)胰岛A细胞对胰高血糖素的分泌(过程①);而胰高血糖素分泌增加会刺激或加强(+)胰岛B细胞使胰岛素分泌(过程②)。学生对这两种激素之间的不同作用在理解上有一定的难度,教师可通过分析这两种激素分别的作用来帮助学生理解记忆。其机理是:胰岛素分泌增加,说明此时机体中血糖含量较高,所以,胰岛素一方面在降低血糖(过程③)的同时,另一方面胰岛素要调节胰岛A细胞使胰高血糖素的分泌量减少,目的是避免血糖继续升高而造成高血糖及尿糖,避免对机体的损害,因此胰岛素对胰岛A细胞分泌胰高血糖素起到抑制作用;而胰高血糖素分泌增加,说明此时机体中血糖含量较低,血糖含量低,则进入细胞中的葡萄糖量就不足,机体细胞处于相对缺能状态,所以胰高血糖素一方面在升高血糖(过程④)的同时,另一方面要通过(过程②)调节胰岛B细胞使胰岛素分泌量增加,其目的是让血糖能顺利进入组织细胞且进行氧化分解提供能量,从而缓解了此前因细胞内葡萄糖不足而出现的却能状态。此为胰岛素的一项重要的生理功能,即胰岛素能促进血糖进入组织细胞和促进葡萄糖的氧化分解,从而为细胞正常供能。同时胰岛素的分泌增加反过来又可防止因胰高血糖素的升高而使血糖升的过高。因此胰高血糖素分泌增加会加强胰岛B细胞使胰岛素分泌。

通过对图中①②过程的上述分析,就可使学生较好地理解两种激素之间的相互调节作用。

总之,该图不仅示意了激素对血糖的调节,而且示意了血糖对激素的调节,以及激素对激素的调节。只有正确理解该图中各箭头及(+)(-)的含义,才能使该图对“血糖的调节“一节内容起到辅助理解作用。

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