内容正文:
价值引领
活动目标
“动物生命活动的调节”是稳态与调节模块的重要组成部分。本课题活动通过“减肥”这一生活热点问题,构建神经—体液—免疫调节过程中信息产生、传递、发挥作用的模型。有助于学生理解高等生物个体生命活动的规律,从系统分析的角度认识个体生命活动的稳态。有助于学生树立健康的生命观念,提高运用生物学方法和观念解决现实问题的能力。
本课题活动通过“减肥”这一生活情境,融通神经—体液—免疫调节相关知识,有助于以下素养目标的达成。
(1)通过对信息产生、传递、发挥作用的情境迁移应用,进行归纳总结、建模思维的训练。
(2)基于肥胖症的情境进行观察、掌握动物生理实验的探究与分析,关注人体健康。
活动项目(一) 认识“瘦素”,明确肥胖与激素调节有关,构建信息传递思维模型
情境素材 科学家在小鼠体内证实了调节能量代谢的“饱感因子”的存在,并命名为“瘦素”。瘦素是由脂肪细胞分泌的蛋白质类激素,一方面可刺激下丘脑感受器通过交感神经将信号传递到下丘脑的摄食中枢,抑制中脑腹侧被盖区神经元释放多巴胺,并在大脑皮层产生饱腹感,减少食欲和摄食行为;另一方面可通过自分泌的方式作用于脂肪细胞,促进脂肪的分解、抑制脂肪的合成。研究发现,瘦素还可以参与吞噬细胞和淋巴细胞的活化、增殖等过程。
[问题探究]
1.瘦素在脂肪细胞合成后,以________的方式分泌出细胞,通过________运输至下丘脑,并与靶细胞上的________结合,引起饱中枢兴奋,抑制摄食中枢,降低小鼠的食欲,因此避免肥胖。
提示:胞吐 体液 (特异性)受体
2.瘦素参与了哪些调节方式?涉及哪些信号分子?
提示:参与了神经调节、体液调节和免疫调节。涉及了激素、神经递质和细胞因子等信号分子。
3.瘦素将调节生命活动的信号传递给下丘脑时,发生的信号形式转换是什么?
提示:化学信号→电信号。
思维建模·触类旁通
从信息传递的视角分析人体生命活动调节的方式
活动项目(二) 设计实验,探究“瘦素”的作用原理,掌握动物生理实验的探究与分析
情境素材 瘦素能够促进脂肪组织的分解。研究者以小鼠作为实验材料,探究瘦素该功能的作用机制。
研究者检测了一系列和脂肪分解有关的酶在瘦素含量增加时的变化,其中活化的激素敏感性脂肪酶(pHSL)含量明显上升。因此,除了直接检测脂肪组织体积外,还可以选择pHSL的含量作为检测瘦素作用的指标。
研究者进一步发现,兴奋脂肪组织处的交感神经也具有与瘦素处理类似的作用。研究者提出以下假设:
假设1:瘦素通过使交感神经兴奋促进脂肪分解;
假设2:交感神经兴奋后,会促进瘦素分泌,进而促进脂肪分解;
假设3:瘦素和交感神经的兴奋引起脂肪分解是两个独立的过程。
根据以上假设设计实验如下:
实验备选材料:A.生理盐水 B.瘦素 C.抑制交感神经的药物 D.激活交感神经的药物 E.抑制瘦素作用的药物
[问题探究]
1.实验一:为验证假设1,在Ⅰ~Ⅳ注射的物质(或药物)分别是Ⅰ:____,Ⅱ:____,Ⅲ:C,Ⅳ:____(以上均填上述实验备选材料的序号)。若假设1成立,预期结果是____________________________。
2.实验二:为验证假设2,在Ⅰ~Ⅳ注射的物质(或药物)分别是Ⅰ:____,Ⅱ:______,Ⅲ:E,Ⅳ:____(以上均填上述实验备选材料的序号)。若实验组脂肪减少量显著低于对照组2,则假设2成立。
3.综合以上判断,若____________________________________________________,则假设3成立。
4.经实验证明假设1成立,假设2、3不成立,据此可知机体通过______________机制调控脂肪含量。多数肥胖患者体内并不缺少瘦素,而是存在“瘦素抵抗”,请你根据以上研究成果,分析导致“瘦素抵抗”的两种可能原因:_______________________________、_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案:1.A B B 实验组脂肪减少量与对照组1无显著差异,但明显低于对照组2 2.A D D 3.实验一、二中实验组脂肪减少量均显著大于对照组1 4.神经—体液调节 交感神经兴奋不能使脂肪细胞产生pHSL 瘦素不能激活交感神经
思维建模·触类旁通
假说—演绎法的步骤及应用
活动项目(三) 科学减肥,关注人体健康
情境素材 间歇性断食(简称IF饮食)是近些年来兴起的一些间断性的饮食策略。有研究表明,IF饮食有减肥