3.1激素与内分泌系统课件-2023-2024学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

20世纪之前，学术界普遍认为人和动物体的一切生理功能都是由神经系统调节的。 科学家发现:每当食物由胃进入小肠时，胰腺马上就会分泌出胰液经导管运输到小肠，胰液中的胰蛋白酶等多种消化酶就在小肠内参与食物的消化过程。 那么，食物到达小肠的消息，胰腺是怎样知道从而及时分泌出胰液的呢?穿越回那个时代的话，你会认为这是什么调节的结果？ 神经调节：感受器是哪里？效应器是谁？ 1 对“胰液的分泌是如何调节的”这一问题，19世纪学术界的权威假说也认为是神经调节的结果。 具体的过程是：胃酸（稀盐酸）先刺激小肠壁上的感受器，通过传入神经—神经中枢—传出神经，最终作用于效应器—胰腺，引起胰液分泌 假说1： 2 思考：如何证明胰液分泌一定需要神经系统参与调节呢，应设置几组实验？ 自变量是什么？ 第一组：保留神经 注射肠腔 第二组：切断神经 注射肠腔 法国学者沃泰默的实验 两组的预期结果？ 3 第一组：分泌胰液 第二组：分泌胰液 思考：这样的实验结果说明了什么？ 那么食物到达小肠的消息，胰腺究竟是如何得到的呢 沃泰默此时有了新的发现：小肠和胰腺这2个器官之间除了神经联系以外还存在血管的连接。 据此你又能提出怎样新的假说呢？ 结论：胰腺分泌不是一定需要神经系统参与的，可以不受神经调节 4 若这一假说成立，将稀盐酸直接注射入狗的静脉血管，当循环到胰腺，胰腺也 （会/不会）分泌胰液 第三组：注射血管 结果：不分泌胰液 第一组：注射肠腔 结果：分泌胰液 假说2：进食后的胃酸在小肠处被吸收进入血管，经血液循环到达胰腺后促进其分泌胰液 会 沃泰默的解释： 这是由于小肠上微小的神经难以剔除干净的缘故，所以这仍然是一个神经调节的结果。 5 小肠黏膜+稀盐酸+砂子→提取液 只注射稀盐酸 第三组 注射血管 结果：不分泌胰液 第四组 注射血管 结果：分泌胰液 假说3：在 的作用下， 产生了一种 ，该物质随着血流到达胰腺，引起胰腺的分泌。 盐酸 小肠黏膜 化学物质 若小肠黏膜真的产生了一种化学物质，如何提取它？又如何证明它是随着血液运输到达的胰腺并发挥作用的？ 斯他林和贝利斯的实验 P45讨论题1 提取液中不可能还有完整的神经结构了，彻底排除了神经调节的可能 6 ①发现了第一种激素，并取名为：促胰液素（由小肠黏膜细胞产生，作用于胰腺促使其分泌胰液） 实验结论：斯他林和贝利斯采用 的科学方法，证明了假设的正确——胰腺分泌胰液是化学调节的结果： 在盐酸的作用下，小肠黏膜产生了一种化学物质，这种物质随血流到达胰腺后引起胰液的分泌。 假说—演绎法 斯他林和贝利斯成功的原因？P45讨论题3 不迷信权威、创造性思维、严谨的实验设计等 斯他林和贝利斯获得的科学发现包括哪些内容？ ②发现了人体生命活动的另一种调节方式——激素调节 自然，人家是对的。很明显，我们失去了一个发现真理的机会！ 7 ①回顾写出促胰液素分泌、运输和作用的过程图解。 神经调节 激素调节 胰腺 胰液 促胰液素 血液循环 小肠黏膜 通过血液循环将促胰液素运到胰腺，引起胰液分泌； 通过反射弧来完成。 ②比较：促胰液素调节胰液分泌的方式与神经调节的方式有何不同? 稀盐酸 ③斯他林和贝利斯的实验能否说明胰液分泌过程真的没有神经调节呢？ 理论依据：内脏器官大多同时接受交感神经和副交感神经的双重支配。 实验证据：刺激迷走神经（副交感神经）能引起胰腺的分泌。 不能。该实验只能说明有激素调节的存在（可以在没有神经系统参与下进行），但无法判断该过程中是否同时还有神经调节。 后来发现了胰液分泌过程既有神经调节又有激素调节，只是每种调节可以独立的控制完成胰液分泌。 9 腺细胞 导管 结缔组织 血管 外分泌腺 内分泌腺 概念：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，这就是激素调节。P46 一、激素调节的发现 分泌腺 P44 外分泌腺： 内分泌腺 ①有导管 ②分泌物从导管流出体外或消化腔 汗腺、唾液腺、胃腺等 ①没有导管 ②其分泌物—激素直接进入腺体内的毛细血管，并随血液循环输送到全身各处的。 例如：小肠黏膜细胞、下丘脑中的某些神经细胞 P48 甲状腺、肾上腺等 10 科学家是如何寻找激素的呢？ 又是如何确定它的分泌部位的？ 又是如何确定其调节作用的呢？ 二、激素研究的实例 11 从1889年到1920年的几十年间，科学家一直试图向实验性糖尿病狗注射胰腺提取物来证明胰岛素的存在，但都收效甚微。这是为什么呢？ 后来才知道了实验的失败是和胰腺的特殊结构有关 12 胰腺的结构包含2个部分： ①腺泡细胞构成了胰腺的外分泌部，它所分泌的胰蛋白酶等各种消化酶通过导管进入小肠，用于消化食物中的蛋白质等。 ②胰岛细胞组成了胰腺的内分泌部，它所分泌的胰岛素（化学本质是蛋白质）等激素直接进入血液。由此看来，胰腺既是外分泌腺，也属于内分泌腺。 为什么之前制备胰腺提取物的实验都收效甚微？ P47 讨论题1 13 原来，胰腺的内外分泌部的组织虽在一起，但各行其道，互不干扰。如果将胰腺制成提取液，第一步就要让细胞破碎。结果是，不同细胞内的物质彼此混合在一起。 胰岛素的化学本质为蛋白质，而胰腺的腺泡中含有多种蛋白酶，直接制备胰腺提取物，胰岛素被胰腺分泌的胰蛋白酶分解，故难以获得预期结果。 你会如何设计实验检验假说：胰腺中的胰岛确实能分泌出某种抗糖尿病的物质（胰岛素）的存在？ 科学事实：1920年，加拿大助教班廷查阅资料时了解到，胆结石堵塞胰管或以实验方法结扎胰管，都会引起胰腺萎缩，但胰岛却完好，这样的机体不会患糖尿病。 实验思路:结扎狗的胰管，使胰腺萎缩，再用萎缩后的胰腺提取液来治疗糖尿病。 胰岛素在萎缩的腺体中仍然存在，而且还在起作用 萎缩后的胰腺已经丧失了分泌胰蛋白酶的功能，只有胰岛正常，能分泌出胰岛素 P47讨论2 结扎一只狗的胰管 摘除另一只狗的胰腺 胰腺提取液 糖尿病模型 制备 造成 注射 观察 测定 糖尿病症状消失 血糖和尿糖含量 发现原来居高不下的血糖在往下降，尿糖也逐渐消失了。这说明胰岛确实能够分泌抵抗糖尿病的激素，科学史上胰岛素的第一次提取成功了！ 贝斯特 班廷 16 虽然实验的结果令人欢欣鼓舞，但在实践中，拿这种提取液去治疗糖尿病却遇到了实际困难：制备提取液步骤太繁琐，周期太长，光是手术结扎胰导管让胰腺萎缩这一项就要经过6周以上，而且提取液量特别少。 那么，怎样在短时间内获取大量的提取液用于糖尿病的治疗呢？这就需要革新方法。要找出制备提取液的新方法，关键是消除破坏胰岛素的胰蛋白酶，你有方法吗？ 提示：胰蛋白酶适宜的pH是碱性 如果把新鲜的胰腺放在酸性环境中，就可以抑制胰蛋白酶的活性，达到保护胰岛素的目的。 班廷从屠宰场获取新鲜的牛的胰脏，酸化处理后，将这个胰脏的提取液注射到患糖尿病的狗的静脉中，即缩短了时间又成功降低了血糖 班廷因成功发现提取胰岛素的方法，造福众多糖尿病患者，因此仅仅3年过后就荣获了诺贝尔生理学奖，他坚持将奖金的一半给了其并肩战斗的助手贝斯特！ 为了造福广大人类的健康，班廷以1元的价格转让出了胰岛素制作专利。被英国王室授予爵士称号，被评选为“最伟大的加拿大人之一” 18 （2）睾丸分泌雄激素的研究 对雄性家禽、家畜实行阉割在我国有上千年的历史;18世纪，英国学者将公鸡睾丸移植到母鸡腹部，睾丸在母鸡体内重新建立了血液供应成功存活下来;但母鸡后来是否性状上趋向于公鸡并不清楚。 1849年，德国研究者做了如下实验: 公鸡摘除睾丸 雄性性征明显消失 睾丸重新移植回去 雄性特征逐步恢复 后来科学家从睾丸中提取出睾酮，经证实，睾酮就是睾丸分泌的雄激素，注入睾酮能维持阉鸡的雄性特征。 二、激素研究的实例 P47讨论题3：从这两个研究实例中总结出研究内分泌腺及其分泌激素功能的基本方法吗？ 正常狗 正常公鸡 摘除胰岛(胰腺) 摘除内分泌腺出现症状 摘除睾丸 糖尿病狗 第二性征消失的阉鸡 注入胰岛 提取物 植入睾丸 治愈的狗 向摘除腺体的个体植入被摘除腺体或注入被摘除腺体的提取物,症状消失 从被摘除腺体的提取物中分离纯化逐一测试是哪一种成分导致症状消失 表现公鸡性征的阉鸡 分离 各种化学成分 各种化学成分 测试 胰岛素 测试 睾酮 分离 20 手术但不摘除内分泌腺(假手术) 手术摘除内分泌腺出现症状 摘除+注射法 向摘除内分泌腺的个体植入被摘除的腺体或注入被摘除腺体的提取物,症状消失 从被摘除内分泌腺中分离纯化得到物质X,物质X经静脉注入被摘除腺体的个体内,症状消失 被摘除内分泌腺负责相应的症状 被摘除内分泌腺通过分泌激素X负责相应的症状 摘除法 加法原理 减法原理 实验结论 摘除+移植法 对照 二、激素研究的实例 21 巨人症 （幼年分泌过多） （垂体分泌）生长激素： 促进生长；促进蛋白质的合成和骨的生长。 侏儒症 （幼年分泌不足） 【智力和生育能力正常】 肢端肥大症 （成年分泌过多) 22 促进新陈代谢 促进生长发育 提高神经系统的兴奋性 （甲状腺分泌）甲状腺激素 甲亢 （分泌过多） 呆小症（智力低下） （幼年分泌过少） 地方性甲状腺肿 （成年缺碘） 23 常见激素的化学本质 ①蛋白质和多肽类： ②固醇类： ③氨基酸及其衍生物类： 下丘脑分泌的促…激素释放激素， 垂体分泌的各种促…激素，生长激素等 胰岛分泌的胰岛素和胰高血糖素 性激素 甲状腺激素（含碘） 肾上腺激素 不能口服，只能注射 不同激素的作用不同，化学本质也不一样 24 Lavf57.62.100 $$