建立血糖平衡调节的模型
2.2血糖调节
血糖平衡失调引起的疾病： 血糖平衡失调引起的疾病： 低血糖： 低血糖：50-60mg／dl ／ 高血糖：空腹超过 高血糖ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ空腹超过130 mg／dl ／ 糖尿病：血糖浓度高于 糖尿病：血糖浓度高于160-180 mg／dl ／ 血糖平衡的意义： 血糖平衡的意义：
为机体各种组织细胞的正常代谢 活动提供能源物质。 活动提供能源物质。
三、激素调节的实例
实例一：血糖平衡的调节
模拟活动： 模拟活动：建立血糖调节的模型
建立血糖调节的模型
提出问题 作出假设 构建模型 血糖平衡是如何调节的呢？ 血糖平衡是如何调节的呢？ 机体主要通过胰岛素和胰高 血糖素来调节血糖平衡
胰岛B细胞(分泌胰岛素) 胰岛B细胞(分泌胰岛素)
程，人体有胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、 人体有胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、 3、构建运动时血糖调节的模型 、 生长激素等多种激素能够调节血糖的含量， 生长激素等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。 但以胰岛素和胰高血糖素的作用为主。 4、尝试图解血糖平衡的调节 、 十二指肠 胰岛A 胰岛A细胞 分泌胰高血糖素） （分泌胰高血糖素）
请设计一个试验，证明动物生长激素的分泌器官。 请设计一个试验，证明动物生长激素的分泌器官。 长势相同的三只幼年狗（或其他幼年哺乳动物） 材料： 长势相同的三只幼年狗（或其他幼年哺乳动物） （1）材料：__________________________________________ （2）处理： 处理： 对照组A 不作处理 对照组A：_________________________________ 实验组B 切除垂体 实验组B：_________________________________ 切除垂体， 实验组C 切除垂体，一段时间后每天注射生长激素 实验组C：_________________________________ （3）实验结果是： 实验结果是： 正常生长 对照组A 对照组A：_________________________________ 生长停滞 实验组B 实验组B：_________________________________ 先停滞生长， 先停滞生长，后又继续生长 实验组C 实验组C：___________________________________ 垂体分泌生长激素， 垂体分泌生长激素，能促进幼小动物生长 由此得出的结论是_________________________________ （4）由此得出的结论是_________________________________
血糖调节四个模型
透析“血糖调节” 中的三个模型河南省滑县第六高级中学李希明从近几年的高考试题看，该部分内容是重点考查的内容之一。
常以选择题的形式或简答题的形式出现。
重点考查的内容是血糖平衡及其调节。
解题的基本思路是：第一步，掌握理论基础；第二步，以调节机制为出发点；第三步，理清调节过程；第四步，从整体上理解和把握。
一、血糖的平衡模型1.构建正常情况下的血糖的平衡包括3大来源和3大去路：2.解读血糖就是血液中的葡萄糖。
正常人的血糖浓度在80～120mg/dL的范围内保持相对稳定。
人体内血糖的来源主要有3条途径：⑴小肠从食物中的糖类消化吸收来的；⑵肝糖原的分解；⑶其他非糖物质转变的。
其中主要来源是第⑴条途径。
血糖的去路主要也有3条途径：⑴在细胞内氧化分解供能；⑵合成肝糖原、肌糖原等；⑶转变成脂肪和非必需氨基酸等非糖物质。
主要去路是在细胞内的氧化分解功能。
因此，若正常情况下血糖浓度大于120mg/dL，则主要原因是发生了消化吸收的过程；若正常情况下血糖浓度小于80mg/dL，则主要原因是发生了氧化分解的过程。
与人体健康的关系：⑴低血糖：血糖降低（50-60mg/dL），出现低血糖症状；血糖低于45mg/dL，出现低血糖晚期症状。
⑵高血糖：空腹时血糖含量超过130mg/dL。
血糖含量高于160－180mg/dL的范围时，一部分葡萄糖随尿排出，叫糖尿。
⑶糖尿病的相关知识：①病因：主要是因为胰腺的胰岛B细胞分泌胰岛素不足或者分泌出来的胰岛素不能发挥应有的作用，使血糖的含量高于160－180mg/dL。
②症状：“三多一少”：即“多饮、多食、多尿、体重减少”，注意分析原因。
③治疗：采用调节和控制饮食，结合药物的方法等来治疗糖尿病，同时还需要进行必要的心理疏导。
总之，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。
3.导练例1.某人饭后4小时血糖变化曲线如图，据图回答：（1）饭后0.5h血糖含量达到a点，原因是________，此时分泌较多的激素是_________。
建立血糖调节的模型
主讲老师： 主讲老师：吴二林
一、激素调节的发现
1.激素的发现 1.激素的发现
19世纪的学术界普遍 19世纪的学术界普遍 认为， 认为，胃酸刺激小肠的 神经，神经将兴奋传给 神经，神经将兴奋传给 兴奋 胰腺，使胰腺分泌胰液。 胰腺，使胰腺分泌胰液。 分泌胰液
（1）沃泰默的实验
甲 状 腺 素 分 泌 的 分 级 调 节 实 例 二
寒冷
温度感受器
下 丘 脑
-
TRH
+
垂 体
-
TSH
+
甲 状 腺 甲状腺激素
细胞代谢
三、激素调节的特点
1.微量和高效 1.微量和高效
美国学者E.C.Kendall 美国学者E.C.Kendall 从3t 新鲜的动物甲状腺中 才提取出0.23g 0.23g的甲状腺激素 才提取出0.23g的甲状腺激素 30万头羊脑只能提取生长激素1g 30万头羊脑只能提取生长激素1g 万头羊脑只能提取生长激素 人体血液中甲状腺激素的含量只有3 人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5 14× 14×10-5mg/mL 1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ 1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ 甲状腺激素可使人体产热增加
结果 注入 稀盐酸 狗的上段小肠肠腔 分泌胰液 胰腺分泌 胰腺分泌胰液
稀盐酸 稀盐酸
注腺不分泌胰液 胰腺不分泌胰液 不分泌 胰腺分泌胰液 胰腺分泌胰液 分泌
狗的上段小肠肠腔
切除通向该段小肠 的神经， 的神经，只留下血 管
结果
沃泰默的解释
小肠上微小的神经难以剔除干净， 小肠上微小的神经难以剔除干净，是一个十分 顽固的神经反射。 顽固的神经反射。
《建立血糖调节的模型》再构建
《建立血糖调节的模型》再构建血糖调节是人体内分泌系统中一项重要的调节功能。
血糖调节的不平衡可能导致血糖水平过高或过低，从而引发一系列糖尿病等慢性病。
为了更好地理解血糖调节的机制，许多研究者使用数学模型来描述和预测血糖水平的变化。
下面将介绍一种常见的血糖调节模型。
该模型主要包含三个关键变量：血糖浓度(G)、胰岛素浓度(I)和葡萄糖产生速率(R)。
血糖浓度是血液中葡萄糖的浓度，胰岛素浓度是胰岛细胞分泌的激素，葡萄糖产生速率是体内新鲜合成葡萄糖的速率。
血糖调节模型的基本原理如下：1. 葡萄糖产生速率与血糖浓度之间存在负反馈关系：当血糖浓度升高时，葡萄糖产生速率减少，反之亦然。
3. 胰岛素的作用是促进细胞对葡萄糖的吸收和利用，从而降低血糖浓度。
基于以上原理，可以构建如下的数学模型：dG/dt = R - k1 * G * IdG/dt和dI/dt分别表示血糖浓度和胰岛素浓度的变化率，R表示葡萄糖产生速率，k1、k2和k3是血糖调节过程中的常数。
这个模型描述了血糖浓度和胰岛素浓度的动态变化。
血糖浓度的变化率取决于葡萄糖产生速率和胰岛素浓度，而胰岛素浓度的变化率则取决于血糖浓度。
通过对该模型进行数值仿真和参数优化，可以预测血糖调节过程中的血糖浓度和胰岛素浓度的变化情况。
进一步地，可以通过该模型探究不同因素对血糖调节的影响，比如食物摄入、锻炼强度和药物治疗等。
这仅仅是一个简单的血糖调节模型，实际的血糖调节过程可能更为复杂，涉及多个激素和机制的调控。
未来的研究还需要进一步完善和提升模型的复杂度和精度，以更准确地模拟和解释血糖调节的机制。
通过构建血糖调节模型，可以更好地理解和研究血糖调节机制，为疾病的预防和治疗提供参考依据。
这也为设计更有效的血糖调节策略和药物提供了理论指导。
典例解读血糖调节模型
典例解读血糖调节模型本文用几个例题解读血糖调节过程中几个重要过程。
包括：血糖的来源与去路，激素的调节途径、作用方式、及激素间的相互作用。
帮助学生建立起血糖调节的立体模型。
一、血糖调节的模型1.总体模型注：①胰岛素既促进血糖进入组织细胞合成糖元、氧化分解或转变成脂肪，又抑制肝糖元的分解和非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖含量降低。
②胰高血糖素主要作用于肝脏，促进肝糖元分解，促进非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖含量上升。
2.激素的作用方式调节血糖浓度的主要激素都是肽类激素，作用方式如图二、典型例题解读例1下图是人体腹腔中小肠、肝脏的血液循环模式图，请据图完成下列问题：（1）饥饿时b中的血糖浓度比c中的血糖浓度______________。
此时c内血糖能维持100 mg/dL左右水平，其血糖的主要来源是______________，同时血液中与血糖调节有关的激素：______________和______________升高，______________降低。
(2)肝能将蛋白质分解后产生的对人体有害的氨转变成无害的尿素。
请判断在a、b、c、d血管的血液中含尿素最多的是______________。
解析：本题要求考生熟悉小肠、肝脏等内脏器官在血糖调节过程中的作用和联系方式，试题通过模式图的形式呈现；利于考查学生对知识的理解和应用能力。
(1)人体处于饥饿状态时，入肝血液血糖浓度偏低。
胰高血糖素能升高血糖含量，通过强烈促进肝糖元的分解，促进非糖物质转化成葡萄糖，从而使血糖含量升高。
肾上腺素促进肝糖元分解成葡萄糖，从而使血糖含量升高，二者是协同作用，与胰岛素之间是拮抗作用;因此出肝脏的血液要比入肝脏的血液血糖高;由此可见,肝糖元的合成和分解对维持血糖浓度正常有重要的作用。
(2)根据题意，肝脏可将蛋白质脱氨基产生的氨转变成尿素,因此出肝的血液(c)尿素含量多一些。
答案：（1）低肝糖元的分解胰高血糖素肾上腺素胰岛素（2）c例2下图为人体内环境中血糖的调节示意图，下列说法中正确的是（）A．Ⅱ激素能促进血糖进入组织细胞B．Ⅰ、Ⅱ激素间存在协同作用又有拮抗作用C．Ⅲ激素分泌量的增加可促进肝糖元的分解D．结构A代表下丘脑，其分泌的醛固酮在维持血钾和血钠含量的平衡方面有重要作用解析：本题属于生理过程调节图，考查血糖平衡调节，根据掌握的血糖平衡调节过程，可以判断出该图解中的结构A为下丘脑，Ⅰ激素为胰岛素，Ⅱ激素为胰高血糖素，Ⅲ激素为肾上腺素，在血糖平衡调节过程中，胰岛素是降血糖的激素，胰高血糖素和肾上腺素是升血糖的激素，醛固酮是肾上腺分泌的而不是下丘脑分泌的。
人教版高中生物必修3-稳态与环境：建立血糖调节模型
A 消化食物后吸收 C 非糖物质的转化
B 肝糖元分解 D 肌糖元分解
2、不属于胰岛素功能的叙述是：（ B ）
A．抑制肝糖元的分解
B．促进非糖物质转化为葡萄糖
C．促进血糖进入肝脏合成糖元
D．促进血糖进入细胞，并氧化分解供能
课堂训练：
3.正常情况下，人体进食后血液内(D）
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
① 食物中的糖类 消化、吸收
②
脂肪等非糖物质 转化
血糖
④ 氧化分解 CO2+H2O+能量
⑤ 合成 肝糖原、肌糖原
③
肝糖原
分来解
根据上图思源考：
⑥
0.8~1.2g/ L⑦
转化去
脂肪、某些氨基酸等
路
胰岛素在上图的哪些过程发挥作用？胰
高血糖素在上图的哪些过程发挥作用？
胰岛素：②③④⑤⑥
胰高血糖素：②③
血糖调节的模型建构
++ 下丘脑
一区域
血糖升高
+
胰岛B 细胞
+
胰岛素分泌
+
组织加速摄取、利 用和储存葡萄糖
血糖降低
促进糖原分解，促进非 糖物质转化为葡萄糖
+
胰高血糖素分泌ຫໍສະໝຸດ +胰岛A 细胞
+ 下丘脑另
一区域
+ +
胰岛的工作
胰岛B细胞 分泌胰岛素
工作的效果
抑制
血糖浓度降低
胰岛A细胞分
泌胰岛素
抑制
血糖浓度升高
《血糖调节的模型建构》PPT课件 人教课标版
3、影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野和成就，甚至一生。 4、无论你觉得自己多么了不起，也永远有人比更强;无论你觉得自己多么不幸，永远有人比你更不幸。
5、也许有些路好走是条捷径，也许有些路可以让你风光无限，也许有些路安稳又有后路，可是那些路的主角，都不是我。至少我会觉得，那些路不是自己想要的。 6、在别人肆意说你的时候，问问自己，到底怕不怕，输不输的起。不必害怕，不要后退，不须犹豫，难过的时候就一个人去看看这世界。多问问自己，你是不是已经为了梦想而竭尽全力了?
（2）长跑时消耗了大量的葡萄糖，你认为 血糖的浓度会大幅下降吗？
血糖调节的模型建构
提出问题
机体如何维持血糖的平衡？
作出假设 构建模型 得出结论 分析应用
机体主要通过胰岛素和胰高血 糖素来调节血糖的平衡。
机体主要通过胰岛素和胰高 血糖素来调节血糖的平衡。
当身体比能产生足够的胰岛 素时，将会发生什么情况？
7、人往往有时候为了争夺名利，有时驱车去争，有时驱马去夺，想方设法，不遗余力。压力挑战，这一切消极的东西都是我进取成功的催化剂。 8、真想干总会有办法，不想干总会有理由;面对困难，智者想尽千方百计，愚者说尽千言万语;老实人不一定可靠，但可靠的必定是老实人;时间，抓起来是黄金，抓不起来是流水。14、成长是一场和自己的比赛，不要担心别人会做得比你好，你只需要每天都做得比前一天好就可以了。
《建立血糖调节的模型》再构建
《建立血糖调节的模型》再构建血糖调节是人体内部一个复杂的过程，主要由胰岛素和葡萄糖调节素两种激素共同协作完成。
在正常的血糖调节过程中，胰岛细胞会释放胰岛素，以降低血糖浓度；而肝细胞则会释放葡萄糖调节素，以增加血糖浓度。
为了更好地理解和研究这个过程，科学家们建立了许多相关的数学模型来模拟和预测血糖调节的动态变化。
建立血糖调节的模型需要考虑以下几个因素：血糖摄取、胰岛素分泌、胰高血糖素分泌、肝葡萄糖输出和胰高血糖素抑制效应。
血糖摄取主要是通过食物的消化吸收过程来实现的，食物中的碳水化合物会被分解为葡萄糖，并通过肠道进入血液循环。
胰岛素是β细胞分泌的激素，其分泌量与血糖浓度成正比关系。
当血糖浓度升高时，胰岛β细胞会分泌更多的胰岛素，以促使组织细胞摄入葡萄糖，从而降低血糖浓度。
胰高血糖素则是由α细胞分泌的激素，其分泌量与血糖浓度成反比关系。
葡萄糖调节素是通过抑制肝葡萄糖输出来降低血糖浓度的。
胰高血糖素还具有抑制胰岛素分泌的效应，从而起到调节胰岛素和胰高血糖素之间平衡的作用。
建立血糖调节的模型可以运用数学方法来描述这些过程的动态变化。
一个常见的模型是双方程模型，由以下两个微分方程组成：dG/dt = -k1 × G + k2 × Ra - k3 × XdX/dt = -k5 × X + k6 × I其中G表示血糖浓度，X表示胰高血糖素的浓度，Ra表示肝葡萄糖输出的速率，I表示胰岛素的浓度。
k1、k2、k3、k5、k6是模型的参数，可以通过实验来确定。
这个模型描述了血糖、胰岛素和胰高血糖素之间的动态平衡变化。
除了双方程模型，还有一些更复杂的模型可以描述血糖调节的过程，如生理模型、动态模型等。
这些模型不仅考虑了血糖、胰岛素和胰高血糖素之间的相互作用，还考虑了其他因素如肾脏、肝脏等的影响。
这些模型还可以通过增加各种调节机制、参数来更好地预测血糖调节的动态变化。
建立血糖调节的模型有助于我们更深入地理解和研究血糖调节的机制。
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胰岛素分泌
+
组织加速摄取、利 用和储存葡萄糖
促进糖原分解，促进非 糖物质转化为葡萄糖
+
胰高血糖素分泌+ຫໍສະໝຸດ 胰岛A 细胞血糖降低
1、正常情况下，人体进食后血液内（ D ）
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。
2.当人体处于饥饿状态时( A )
A、胰岛素分泌减少,胰高血糖素分泌增加 B、胰岛素分泌增加,胰高血糖素分泌增加 C、胰岛素分泌减少,胰高血糖素分泌减少 D、胰岛素分泌增加,胰高血糖素分泌减少
3．下图为某种营养物质在人血液中含量的变化曲线，
对该图的相关叙述，不正确的是:
D
A. 该曲线反映的是正常人血糖含量变化 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
资料:血糖的调节是一个非常复杂的过
程,人体内有胰岛素、胰高血糖素、肾 上腺素等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。
十二指肠
胃 胰腺
胰岛B 细胞
胰岛素
胰岛A 分泌 胰高血糖素 细胞
材料：
13张“血糖”卡，每张表示1L血液中的 0.1g葡萄糖”； 4张“胰岛素”卡，每张表示1L血液中的 40ng/L胰岛素； 4张“胰高血糖素”卡，每张表示1L血液 中的30ng/L胰高血糖素； 食物中的糖，肝糖原，肌糖原，CO2、 H2O和能量各一张。
150
200
时间(min)
资料三：胰岛素和胰高血糖素的生理功能
肝糖原 分解 脂肪等非糖物质 转化
血糖
0.8~1.2g/L
氧化分解 合成 转变
CO2+H2O+能量 肝糖原、肌糖原
脂肪、某些氨基酸等
胰高血糖素：
促进肝糖原分解， 促进非糖物质转化 为葡萄糖，从而升 高血糖
胰岛素： 促进组织细胞 加速摄取、利 用和储存葡萄 糖，从而降低 血糖
血糖水平升高
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，这种调节方式叫做反馈调节。
①胰岛素 分泌部分： 胰岛B细胞 生理功能：能促进组织细胞加速 摄取 、
利用 和 储存 葡萄糖，从而使血糖
水平降低。
②胰高血糖素 分泌部位：____胰__岛__A_细__胞__________。 生理功能：能促进 肝糖原分解 ，促进
非糖物质 转化为葡萄糖，从而使血
糖水平升高。
+
血糖升高
胰岛B 细胞
构建模型： 2、构建运动后血糖调节模型 资料三：运动后血糖含量的变化
+
血糖升高
胰岛B 细胞
+ 拮抗作用
胰岛素分泌
+
组织加速摄取、利 用和储存葡萄糖
促进糖原分解，促进非 糖物质转化为葡萄糖
+
胰高血糖素分泌
+
胰岛A 细胞
血糖降低
胰岛的工作
胰岛B细胞分泌 胰岛素
胰岛A细胞分泌 胰高血糖素
工作的效果
血糖水平降低
血糖平衡
食物中的糖类 消化、吸收 血糖
肝糖原
分解
0.8~1.2g/L
脂肪等非糖物质 转化
氧化分解 合成 转变
CO2+H2O+能量 肝糖原、肌糖原
脂肪、某些氨基酸等
人体中血糖的来源和去向 （正常情况下）
建立血糖平衡调节的模型
提出问题： 血糖平衡是如何调节呢？
作出假设： 机体主要通过胰岛素和胰高血 糖素来调节血糖平衡
构建模型：1、建构吃饭后血糖平衡调节的 模型
资资料料一二：：正吃常饭血后糖血0.糖8-1含.2g量/L变，化一般稳定 在0.9g/L左右；餐后血糖的变化
血糖含量(g/L)
正常人11..24 血液中胰岛素含量在120ng/L
左右，胰0.81高血糖素在90ng/L左右。
0.6
0.4
0.2
0
0
50
100
4、糖浓度是人体健康状况的重要指标之一，多种激
素参与血糖浓度的调节。
（1）上图中，三条曲线分别表示进食后血液中胰岛素 和胰高血糖素相对含量的变化。其中表示糖尿病患者胰
岛素变化趋势的是曲线 b ，表示健康人胰高血糖素变 化趋势的是曲线 c 。
（2）体检时，测量血糖应在空腹时进行，其生理原因 是 排除进食后血糖上升的干扰
构建模型：1、构建吃饭后血糖调节的模型 2、构建运动后血糖调节的模型 3、构建血糖平衡调节的图解式概 念模型
得出结论： 机体主要通过胰岛素和胰高血糖素 来调节血糖平衡
分析运用 当机体不能产生足够的胰岛素时，将 会发生什么情况？
1、正常人的血糖浓度：正常情况下，血
糖含量在0.8-1.2g/L 范围内，保持相对稳定。 2、血糖平衡的调节：主要激素