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第三章 体液调节 第一节 激素与内分泌系统 学习目标 1.通过分析促胰液素的发现,说出激素调节的概念,培养分析、推理、质疑的科学思维能力。(科学思维) 2.通过分析激素研究的实例,归纳激素研究的方法,培养设计实验、分析实验的科学探究能力。(科学探究) 3.通过分析人体主要内分泌腺及其分泌的激素,归纳激素的化学本质及其生理功能,养成比较与归纳的科学思维能力。(科学思维) 探究点一 激素的发现 资料1:1894年,著名的巴甫洛夫实验室的 Dolinski在实验中最先发现,将盐酸溶液(与胃酸浓度相当)或其他酸溶液灌注到小肠中时,能引起大量的胰液分泌。在当时的环境下,大部分生理学研究者都受到“神经主导论”的影响,于是,Dolinski认为这一定是神经反射,支配这一反射的传出神经就是迷走神经和内脏大神经。因为已经有人证实,剌激这些神经能引起胰腺分泌胰液。 提出假说:假说一:促胰液素的分泌是体液调节 假说二:促胰液素的分泌是神经调节 【小组活动】:请根据上述资料,以小组为单位,讨论并设计实验进行验证。 课内探究 提示:切断双侧迷走神经(副交感神经),促胰液素能分泌 切断双侧内脏大神经(交感神经),促胰液素能分泌 损坏延髓,促胰液素依然能够分泌 否定了假说二 资料2:1901-1902年,法国生理学家 Wertheimer和 Lepage也曾经观察到盐酸刺激引发胰液分泌的现象,他们也认为这是一种神经反射活动。阿托品(M受体阻断剂,可阻断迷走神经的支配效应)也不能阻断由于将盐酸溶液注入十二指肠所引起的胰液分泌。 Wertheimer甚至这样实验,从实验狗游离出的一段小肠袢,将其神经全部切除掉,这样的话就只能通过血管中的血液与机体保持联系了,可是,将盐酸注入这段小肠袢之后,依然能引起胰液的分泌。 资料3:贝里斯(William Maddock Bayliss ,1860-1924)和他的学生斯塔林(Ernest Henry Starling,1866~1927)他们立即重复了Wertheimer的工作,也观察到了同样的结果,但是与巴甫洛夫实验室及法国科学家不同的是,他们坚信小肠袢的神经支配已经被完全、彻底地切除了,因此“神经反射”学说是不能成立的。 为了证实这一想法,斯塔林在原有基础上又进行了实验。将同一实验狗的另一段空肠剪下,刮下黏膜,用弱盐酸溶液浸泡,再将浸出液中和、过滤,制成粗提取液,然后又注射到这只狗的静脉中,随后,他惊奇地发现引起了比切除神经实验更显著的胰液分泌。 这一实验完全可以证明,小肠腔中的盐酸可以刺激小肠黏膜细胞产生某种化学物质,这种物质随即进入血液中,通过血液循环到达胰腺再刺激胰腺分泌胰液。随后,他们将这种物质命名为促胰液素( secretin)。 毛细血管 ①稀盐酸 小肠肠腔 胰腺分泌胰液 ④小肠黏膜+稀盐酸+砂子研磨,制成提取液 静脉血液 胰腺分泌胰液 ③稀盐酸 小肠肠腔(去除神经) 胰腺分泌胰液 ②稀盐酸 静脉血液 胰腺不分泌胰液 沃泰默: 斯他林、贝利斯: ①②对比说明,稀盐酸是通过小肠肠腔起作用的,不能直接起作用。 ①③对比说明,胰腺分泌胰液可以不通过神经调节产生,但也可能通过神经调节产生。 ②④对比说明,胰腺分泌胰液与小肠黏膜产生的化学物质有关。 促胰液素的发现实验分析 (1):斯他林和贝利斯的实验比沃泰默实验的巧妙之处在哪里? (2):促胰液素调节胰液分泌的方式与神经调节的方式有哪些不同? (3):斯他林和贝利斯的实验能否排除盐酸促进胰腺分泌胰液的可能性?如果不能,那应该怎样设计实验来排除? 提示:刮下小肠黏膜与稀盐酸混合研磨制成提取液进行实验,排除了神经对实验结果的干扰。 提示:促胰液素通过体液运输作用于胰腺使其分泌胰液,而神经调节通过反射完成胰液分泌的调节。 提示:不能,缺少对照实验。将稀盐酸注入到狗的血液中,胰腺不分泌胰液。 结论:在盐酸的作用下,小肠黏膜可能产生了一种化学物质,这种物质进入血液后,随血流到达胰腺,引起胰液的分泌。 斯他林、贝利斯: 人们发现的第一种激素 他们把小肠粘膜分泌的这种化学物质称做促胰液素。 C 9 01 人们是如何寻找激素的呢? 又是如何确定它的分泌部位的? 如何确定它的调节作用呢? 自从第一种激素被发现,世界上就出现了一个寻找激素的热潮。但激素的分泌悄无声息,它们直接进入血液周游全身,难以收集和分离。 探究点二:激素研究的实例 9 探究点二 激素研究的实例 请阅读教材P46“激素研究的方法”提供的两个研究实例,讨论解决下列问题。 (1):为什么会将胰腺提取物注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗或糖尿病患者? (2):在班廷之前,科学家试图通过实验证明胰腺中分泌物的存在,为什么都收效甚微呢? (3):从上述研究中,我们得到了获取胰岛素的启示是什么? 提示:胰腺能分泌某种抗糖尿病物质