内容正文:
胰岛素泵是一种人工智能控制的胰岛素输入装置。将它戴在糖尿病病人身上,可以模拟胰岛功能,向血液中注射胰岛素,以达到降低高血糖、维持血糖平衡的目的。
第3章 体液调节
第1节 激素与内分泌系统
【学习目标】
1.通过对促胰液素、胰岛素等激素的发现过程的学习,能够不迷信权威,敢于大胆探索生产、生活中相关生物学的问题。
2.结合案例分析阐明研究激素的方法,能够分析“加法原理”和“减法原理”在生物学实验中的具体应用。
3.说出组成人体的主要内分泌腺及其功能,举例说明它们在功能上的联系。
【学习重难点】
学习重点:
(1)内分泌腺和激素功能的基本研究方法。
(2)内分泌系统中主要内分泌腺及其功能。
学习难点:
内分泌腺和激素功能的基本研究方法。
分泌物经由导管而流出体外或流到消化腔的,称为外分泌腺。如汗腺、唾液腺、胃腺等。
分泌细胞
导管
凡是没有导管的腺体,其分泌物——激素直接进入腺体内的毛细血管,并随血液循环送到全身各处的,称为内分泌腺。如垂体、甲状腺、肾上腺等。
分泌细胞
毛细
血管
垂体
甲状腺
内分泌部
外分泌部
拓展
胰腺既是内分泌腺也是外分泌腺
一、激素的发现
导管
胃酸
刺激
小肠神经
产生传
导兴奋
胰腺
分泌
胰液
19世纪学术界的普遍观点:
胃酸(主要成分为盐酸)刺激小肠的神经,神经将兴奋传给胰腺,使胰腺分泌胰液,即:
胰腺能分泌胰液,胰液通过导管注入小肠,其中的酶用来消化食物。胰腺分泌是如何调节的呢?
阅读教材P45思考·讨论:促胰液素的发现。
小肠肠腔
狗的胃、小肠和胰腺的位置示意图
胃
胰腺
小肠
稀盐酸
注入
狗的上段小肠肠腔
胰腺分泌胰液
结果
血管
神经
稀盐酸
胰液
小肠肠腔
稀盐酸
注入
狗的血液
胰腺不分泌胰液
结果
血管
神经
稀盐酸
胰液
1.囿于定论的沃泰默
小肠肠腔
稀盐酸
注入
狗的上段小肠肠腔
胰腺分泌胰液
结果
血管
神经
稀盐酸
胰液
切断通向该段小肠的神经,只留下血管
沃泰默解释:
实验没做好,这是一个十分顽固的反射,因为小肠上微小的神经难以剔除干净。
狗的胃、小肠和胰腺的位置示意图
胃
胰腺
小肠
斯他林和贝利斯的假设:
沃泰默的实验现象不是反射而是化学调节——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,随着血流到达胰腺,引起胰液的分泌。
如何设计实验证明斯他林和贝利斯的观点?
设计思路:完全去除、破坏神经,彻底消除神经的影响。
小肠黏膜+稀盐酸+砂子
磨碎
制成提取液
注射
静脉
胰腺分泌胰液
结果
实验结论:假设正确。
他们把小肠黏膜分泌的这种化学物质称作为促胰液素。
2.另辟蹊径的斯他林和贝利斯
实验设计
在对高级神经活动的研究中,创立了条件反射学说,因消化生理的研究而获1904年诺贝尔生理学和医学奖。
3.巴甫洛夫的感慨
巴甫洛夫原先的观点
重复做斯他林和贝利斯的实验
感慨
认为小肠中盐酸导致胰液分泌属于反射,与沃泰默的观点相吻合。
自然,人家是对的。很明显,我们失去了一个发现真理的机会!
与斯他林和贝利斯的实验结果一模一样
讨论
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.“机遇只偏爱那种有准备的头脑”。是什么因素使斯他林和贝利斯抓住了成功的机遇呢?
斯他林和贝利斯的实验将小肠黏膜在体外与稀盐酸和砂子一起研磨,获取提取液,与沃泰默的实验相比,彻底排除了神经调节对实验结果的影响。
神经调节通过反射弧实现,在促胰液素调节胰液分泌时,促胰液素通过血液运输到达胰腺,引起胰腺分泌。
敢于质疑,大胆提出新假设,巧妙设计实验验证假设。
归纳
促胰液素是人们发现的第一种激素。
它的发现不仅使人类发现了一种新的化学物质,更重要的是,这使人们认识到,机体除了神经调节外,还存在激素调节:由内分泌器官或细胞分泌的化学物质--激素进行调节的方式。
促胰液素发现的意义
二、激素研究的实例
实例1:胰岛素的发现
时间 科学家 研究成果
1869年
1889年
1916年
1920年 班廷
1921年 班廷和
贝斯特
发现聚集成岛状的细胞堆,命名为“胰岛”
提出胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质的假说
将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素
结扎狗的胰管,使胰腺萎缩,再用萎缩的胰腺提取液来治疗糖尿病
将提取的胰岛素用于糖尿病患者的治疗,取得了很好的效果
注:班廷因发现胰岛素而获诺贝尔奖
阅读教材P46-47思考·讨论:研究激素的方法。并尝试填写表格。
正常的公鸡
公鸡阉割后
恢复正常的公鸡
实例2:睾丸分泌雄激素的研究
摘除睾丸
重新移植睾丸
讨论
1.在班廷之前,科学家试图通过实验证明胰腺中那个分泌物的存在,为什么都收效甚微呢?
2.班廷是如何证实