内容正文:
第一节激素与内分泌系统
第三章体液调节
本节聚焦
1.激素的发现过程带给你什么启示?
2.研究激素的基本方法有哪些?
3.人体主要的内分泌腺有哪些?他们主要分泌什么激素?
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问题探讨
著名足球运动员梅西本来应该成为一个侏儒症患者(因幼年期生长激素分泌不足而导致的生长迟缓、身材矮小)。治疗侏儒症需要注射生长激素,巴萨俱乐部为梅西支付了这笔治疗费用,梅西也加入了拉玛西亚青训营并在巴萨成长为一代足球巨星。
讨论:
如果在梅西成年后才有机会注射生长激素,他的症状能缓解吗?为什么?
不能;
成年人骨干和骨端之间软骨组织已经生成骨组织,骨不再长长,此后注射生长激素对长高已无作用。
骨干
骨端
讨论:
2.有的青少年觉得自己长得不够高,想去注射生长激素。你赞同这种想法吗?说出你的理由。
问题探讨
不赞同。人的身高生长受多种因素影响,如遗传、营养、运动和激素调节等。青少年身高不理想的原因,需通过医院医生严格全面检查和分析才能确定,是否需要注射生长激素。
思考:说到激素,你想到了什么?
哪里分泌?腺体?
由具有分泌功能的细胞组成的组织或器官,叫做腺体。
细胞将其合成的物质释放出来,叫做分泌。
分泌腺分类
①外分泌腺
②内分泌腺
外分泌腺 内分泌腺
有无导管 有导管 无导管
分泌物的排出 由导管流出,
排到体外或消化道等处 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
分泌物 汗液、皮脂、消化液等 激素
举例 汗腺、泪腺、胃腺、肠腺、唾液腺、乳腺等 垂体、甲状腺、肾上腺、性腺等
内分泌腺和外分泌腺的比较
汗腺
甲状腺
趁热打铁
1.下列各组分泌腺产生的分泌物,均直接排放到内环境的是
A.唾液腺、垂体、肠腺
B.肾上腺、甲状腺、胰岛
C.睾丸、汗腺、皮脂腺
D.卵巢、胃腺、肝脏
✔
一、激素的发现
问题探讨中提到的生长激素是由垂体分泌的激素,除了生长激素外还有其他不同的激素,那么激素是如何被发现的呢?
在20世纪之前,学术界普遍认为,人和动物体的一切生理活动都是由神经系统调节的。
19世纪,大量的动物实验和临床研究表明,许多疾病与内泌腺有关。例如,胰岛的功能异常可能会引起糖尿病;甲亢与甲状腺的病变有关。
推测内分泌腺可分泌具有调节生长发育和维持机体正常机能作用的物质。
激素的发现以促胰液素为例:
一、激素的发现
(1)实验背景:
将稀盐酸注入狗的上段小肠肠腔内,会引起胰腺分泌胰液。学界对该过程的解释是: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。
1.囿于定论的沃泰默
一、激素的发现
稀盐酸
狗的上段小肠肠腔(甲组)
狗的血液中(乙组)
狗的上段小肠肠腔(去除神经)(丙组)
注入
注入
注入
现象
现象
现象
分泌胰液
分泌胰液
不分泌胰液
乙、丙组对比
甲、乙组对比
说明
只有用盐酸刺激小肠时,胰腺才能分泌胰液
甲、丙组对比
说明
小肠上神经的有无,不影响胰液的分泌
沃泰默的解释:
这是一个十分顽固的反射,小肠上的微小神经难以剔除干净。
(2)实验过程:
(3)实验结论:
一、激素的发现
结论1:只有用盐酸刺激小肠时,胰腺才能分泌胰液
结论2:小肠上神经的有无,不影响胰液的分泌
2.另辟蹊径的斯他林和贝利斯
这不是反射而是化学调节的结果
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
如果要证明斯他林和贝利斯的观点,应该如何设计实验?
①若是化学调节,如何排除神经的干扰?
②如果小肠粘膜受盐酸刺激产生了化学物质,如何设法提取该物质?
③根据假设,提取的物质通过什么途径作用于胰腺?
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
受体
胰腺
开始释放胰液
斯他林、贝利斯假设
在盐酸的作用下, 小肠粘膜细胞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。
如何去除小肠上微小神经的干扰?
一、激素的发现
研磨
提取液
狗的小肠黏膜+稀盐酸+砂子
结果
胰腺分泌胰液
注射
同一条狗静脉
实验过程:
斯他林和贝利斯采用 的科学方法,证明了稀盐酸刺激小肠黏膜产生了某种化学物质,它促进胰腺分泌胰液,斯他林和贝利斯二人给该物质命名为 。
实验结论:
促胰液素
假说—演绎法
一、激素的发现
思考:1.斯他林和贝利斯的实验设计是否严谨?如何设计?
应增设对照实验排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分的干扰。
稀盐酸
同一条狗的静脉
胰腺不分泌胰液
小肠黏膜
制成
提取液
同一条
狗的静脉
胰腺不分泌胰液
注入
预期结果
研磨
注入
预期结果
2.斯他林和贝利斯的实验比沃泰默实验的巧妙之处在哪里?
彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。
一、激素的发现
3.斯他林和贝利斯的实验能否说明该调节不是神经调节?为什么?
不能。该实验只能说明有体液调节的存在,但由于该过程中没有神经参与,无法判断是否有神经调节。
4.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?
通过反射弧来完成
稀盐酸
小肠神经(感受器)
传入神经
神经中枢
传出神经
胰 腺
胰 液
促胰液素
血液循环
小肠黏膜
神经调节
激素调节
刺激
分泌
作用于
分泌
通过血液运输促胰液素作用于胰腺
一、激素的发现
胰腺分泌胰液的过程既受神经系统的调节,也受激素的调节。食物进入胃会刺激胃壁上的感受器,最终引起胰腺分泌胰液(含多种消化酶);
由胃进入小肠的食物和盐酸会刺激小肠黏膜分泌促胰液素,促胰液素通过血液运输到达胰腺,进而引起胰腺分泌胰液。
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。
一、激素的发现
3.巴甫洛夫的感慨
实验评价 同意斯他林和贝利斯的解释吗?
巴甫洛夫及学生:不同意,认为小肠中盐酸导致胰液分泌是反射,
但重复了斯他林和贝利斯的实验,结果一致。
斯他林和贝利斯获得成功的启示:
敢于质疑,大胆提出新假设,巧妙设计实验验证假设。
一、激素的发现
5.促胰液素发现的意义
促胰液素的发现不仅使人类认识到一种新的化学物质,更重要的是证明了除神经调节外的另一种调节方式——激素调节的存在。
由_____________或_______ _(如小肠黏膜上皮细胞)分泌的化学物质——_______进行调节的方式。
内分泌器官
内分泌细胞
激素
6.激素调节的概念
分泌
血液运输
作出
内分泌器官
内分泌细胞
激素
靶器官
反应
一、激素的发现
据图分析,下列关于促胰液素的发现的相关叙述,正确的是( )
A.①是稀盐酸,作用是促进胰腺产生促胰液素
B.②是促胰液素,靶器官为胰腺
C.该发现过程最关键的处理方法是将小肠黏膜刮下并研磨
D.沃泰默通过该实验得出了胰液分泌是体液调节的结论
✔
二、激素研究的实例
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,他们直接进入血液周游全身,难以收集和分离。
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?
二、激素研究的实例
1869
1889
1916
1920
1921
实例1:胰岛素的发现
阅读课本p46—p47,说出各个时期的发现:
限时3min 梳理人物、事件
发现并命名“胰岛”但对作用一无所知。
提出假说:胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质
命名“胰岛素”并试图证明其存在,但收效甚微
“为什么会收效甚微?”
二、激素研究的实例
实例1:胰岛素的发现
胰腺的外分泌部,分泌胰蛋白酶等消化酶通过导管进入小肠,用于消化食物中的蛋白质等。
胰岛胰腺的内分泌部,其分泌的胰岛素(化学本质是蛋白质)等激素直接进入血液。
胰腺既是外分泌腺,也属于内分泌腺。
讨论1:为什么之前制备胰腺提取物的实验都收效甚微?
胰岛素本质为蛋白质,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。
二、激素研究的实例
要想获得胰岛素,必须排除胰腺分泌的胰蛋白酶的干扰,应该怎么操作?
实例1:胰岛素的发现
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。
结扎狗的胰管
胰腺萎缩只剩胰岛
胰腺提取液
糖尿病的狗
血糖恢复正常
摘除另一只
健康狗的胰腺
注入
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!
启示: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。
二、激素研究的实例
讨论2:班廷是如何证实胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的?
新挑战:实践中制备提取太繁琐,周期长,光手术结扎到胰腺萎缩就要6周以上,而且提取的胰岛素液量特别少。
随后他们与生化学家合作,找到了直接提取正常胰腺胰岛素的方法,抑制胰蛋白酶的活性。将提取的胰岛素用于对糖尿病患者的治疗,取得了很好的效果。
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;
萎缩后的胰腺丧失了分泌胰蛋白酶功能,只有胰岛正常,能分泌胰岛素
思考:为什么要抑制胰蛋白酶的活性?如何抑制?
胰蛋白酶能水解胰岛素;可将胰腺酸化处理。
提示:胰蛋白酶适宜的pH是碱性
二、激素研究的实例
实例2:睾丸分泌雄激素的研究
正常的公鸡
阉割后的公鸡
重新移植的公鸡
1849年,德国研究者做了如下实验:
科学家从动物睾丸中提取睾酮,证实睾酮就是睾丸分泌的雄性激素。
二、激素研究的实例
讨论3:从以上实例,你能归纳出研究一种内分泌腺及其分泌激素功能的方法吗?
摘除公鸡的睾丸
雄性性征消失
睾丸重新移植
雄性性征重现
摘除狗的胰腺
糖尿病的狗
注射胰腺提取物
治愈的狗
摘除法和移植法
二、激素研究的实例
讨论4:联系必修学到的内容,具体分析以上两个实例哪些实验用到了 “减法原理”或 “加法原理”。
二、激素研究的实例
讨论4:联系必修学到的内容,具体分析以上两个实例哪些实验用到了 “减法原理”或 “加法原理”。
(1)班廷摘除健康狗的胰腺造成实验性糖尿病——减法原理;
给实验性糖尿病的狗注射萎缩胰腺提取物——加法原理;
(2)摘除睾丸——减法原理;
移植睾丸——加法原理
一个多世纪以来,在众多科学家的努力下,多种内分泌腺和它们分泌的激素陆续被发现,人们逐步认识到了这些激素的来源和作用。
小结
激素与内分泌系统
分泌腺
①外分泌腺:
分泌物通过导管排出。如皮脂腺、汗腺、唾液腺(不是激素)
②内分泌腺:
没有导管,分泌物直接进入腺体内的毛细血管里(分泌激素)
激素
促胰液:第一种激素被发现的激素
1.囿于定论的沃泰默
2.巧妙的斯他林和贝利斯
3.遗憾的巴普洛夫
激素发现实例
胰岛素的发现(班廷和贝斯特实验)
睾丸分泌雄激素的研究
研究内分泌的方法:
摘除某内分泌腺→观察特定症状出现→重新移植腺体或注射腺体提取物→观察特定症状消失
方法
摘除法、注射法、
移植法
三、内分泌系统的组成和功能
你最近有过这些症状吗?
那内分泌系统是什么?又主要由什么细胞构成?主要有哪些内分泌腺?分泌哪些激素??
三、内分泌系统的组成和功能
内分泌系统
内分泌细胞
兼有内分泌功能的细胞
聚集在一起
分散在
内分泌腺体
组织
(如小肠黏膜有分泌促胰液素等的众多内分泌细胞)
器官
(如胰腺中的胰岛细胞)
(如下丘脑中的某些神经细胞,也具有内分泌功能)
1.内分泌系统概念:
内分泌系统由相对独立的_________及兼有___________________共同组成。
内分泌腺
内分泌功能的细胞
三、内分泌系统的组成和功能
下丘脑
垂体
甲状腺
肾上腺
胰腺
卵巢
睾丸
主要腺体有哪些?
思考:各种内分泌腺(细胞) 分散存在,无直接联系,为什么叫他们为系统?
三、内分泌系统的组成和功能
资料: 电刺激下丘脑,可使垂体释放某些激素;直接刺激垂体,无效。切断某处血管,引起甲状腺、性腺萎缩。
内分泌细胞或器官
血液循环
靶细胞或靶器官
原有生理活动发生改变
激素
作用于
思考:各种内分泌腺分泌的激素有哪些?作用分别是什么?
激素调节是通过血液运输的
三、内分泌系统的组成和功能
1.下丘脑
激素种类 作用 靶器官
促甲状腺激素释放激素
促性腺激素释放激素
促肾上腺皮质激素释放激素等
垂体
抗利尿激素
抗利尿激素
促xx激素释放激素
促进肾小管,集合管对水重吸收
肾小管
集合管
作用于垂体,
调控垂体分泌释放相应的激素
垂体
分泌
作用于
下丘脑
下丘脑(合成),垂体(释放),促进肾小管、集合管对水分的重吸收
化学本质:多肽
三、内分泌系统的组成和功能
2.垂体
下丘脑
促xx激素释放激素
作用于
垂体
促甲状腺激素
促性腺激素
促肾上腺皮质激素等
分泌
作用于
甲状腺
性腺
肾上腺皮质
生长激素
作用于
全身
分泌
(调节生长发育等)
化学本质:多肽
垂体
三、内分泌系统的组成和功能
生长激素
化学本质为蛋白质,促进蛋白质合成,促进骨、软骨和肌肉等组织细胞的生长和分裂,从而加速骨骼和肌肉的生长发育,对肌肉的增生和软骨的形成与钙化有特别重要的作用。
侏儒症
巨人症
肢端肥大症
幼年时,生长激素分泌不足,身材矮小,智力正常
幼年时,生长激素分泌过多
成年后,生长激素分泌过多
三、内分泌系统的组成和功能
3.甲状腺
分泌
甲状腺激素
甲状腺
下丘脑
垂体
甲状腺
促甲状腺激素释放激素
促甲状腺激素
甲状腺激素
①调节体内的有机物代谢
②促进生长和发育
③提高神经的兴奋性
几乎所有的体细胞
氨基酸的衍生物
靶器官:
作用:
化学本质:
三、内分泌系统的组成和功能
甲状腺激素分泌异常有关的病
三、内分泌系统的组成和功能
思考:甲状腺激素与生长激素有什么区别?
实验组
小型青蛙
空白对照组
正常蝌蚪
实验组
巨型蝌蚪
甲状腺制剂饲喂
注射生长激素
甲状腺激素主要促进发育
生长激素主要促进生长。
三、内分泌系统的组成和功能
肾上腺
皮质
髓质
4.肾上腺
接受垂体分泌的激素的调节, 分为皮质和髓质两部分。
三、内分泌系统的组成和功能
4.肾上腺
皮质
髓质
肾上腺皮质激素,包括醛固酮、皮质醇等
有机物代谢
类固醇
肾上腺素
几乎体内所有细胞
提高机体的应激能力
氨基酸衍生物
作用:
化学本质:
分泌激素:
靶器官:
作用:
化学本质:
分泌激素:
靶器官:
醛固酮:
皮质醇:
主要是肾脏
调节水盐代谢
几乎体内所有细胞
三、内分泌系统的组成和功能
5.胰腺
胰岛
导管
腺泡
胰腺
胰岛B细胞,分泌胰岛素
胰岛A细胞,分泌胰高血糖素
注意:胰腺是一种特殊的腺体,分为外分泌部和内分泌部,其外分泌部可以分泌消化液(胰液),
内分泌部(胰岛)可以分泌胰岛素和胰高血糖素。
三、内分泌系统的组成和功能
胰岛B细胞
胰岛A细胞
5.胰腺
内分泌部
胰岛A细胞
胰岛B细胞
分泌激素:
靶器官:
化学本质:
作用:
胰高血糖素
主要是肝脏
升高血糖浓度
多肽
胰岛素
降低血糖浓度
几乎全身所有细胞
蛋白质
分泌激素:
靶器官:
化学本质:
作用:
三、内分泌系统的组成和功能
6.睾丸和卵巢
睾丸
卵巢
曲细精管
睾丸
雄激素
促进精子细胞的生成
促进男性生殖器官的发育
促进男性的第二性征的出现
分泌
作用
(主要是睾酮)
雌激素、孕激素
分泌
促进卵细胞的生成
促进女性生殖器官的发育
促进女性的第二性征的出现
作用
类固醇
化学本质:
三、内分泌系统的组成和功能
分
泌
分泌
促甲状腺激素释放激素
促性腺激素释放激素
促肾上腺皮质激素释放激素
促肾上腺皮质激素
促性腺激素
甲状腺激素
肾上腺
皮质激素
性激素
肾上腺皮质
甲状腺
促甲状腺激素
分泌
分泌
分泌
下丘脑
垂体
卵巢
睾丸
总结
下丘脑
垂体
甲状腺
肾上腺
胰腺
(胰岛)
卵巢
睾丸
促激素释放激素
抗利尿激素
生长激素
促激素
腺垂体
神经垂体
储存抗利尿激素
甲状腺激素
肾上腺素
雌性激素
孕激素
雄性激素
(睾酮)
胰岛素
胰高血糖素
皮质
髓质
醛固酮
皮质醇
内分泌系统是机体整体功能的重要调节系统。各种内分泌腺间具有复杂的功能联系,共同调节机体活动,包括维持内环境稳定、调节物质和能量代谢、调控生长发育和生殖等。
三、内分泌系统的组成和功能
激素分泌部位 激素名称 化学性质 作用部位 主要作用
下丘脑 抗利尿激素 多肽 肾小管、集合管 促进肾小管、集合管对水分的重吸收
促XX激素释放激素 垂体 调节垂体合成和分泌促激素
垂体 生长激素 蛋白质 全身 促进骨的生长,促进蛋白质合成
促XX激素 相关腺体 促进相关腺体的生长发育以及相关激素分泌
甲状腺 甲状腺激素 氨基酸衍生物 全身 调节体内的有机物代谢;促进生长和发育(包括中枢神经系统的发育);提高神经的兴奋性
肾上腺 (皮质)醛固酮 固醇类 肾脏 调节水盐代谢
(髓质)肾上腺素 氨基酸衍生物 全身 提高机体的应激能力
胰岛 B细胞 胰岛素 蛋白质 全身 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
A细胞 胰高血糖素 多肽 主要是肝脏 促进肝糖原分解、非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高
性腺 卵巢 雌激素、孕激素 固醇类 全身 促进女性生殖器官的发育、卵细胞的生成和女性第二性征的出现等
睾丸 雄激素(主要是睾酮) 促进男性生殖器官的发育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现等
重点知识,一定要熟记呀!
三、内分泌系统的组成和功能
(1)多肽和蛋白质类激素:
胰岛:胰岛素、胰高血糖素
垂体:促××激素、生长激素
下丘脑:促××激素释放激素、抗利尿激素
甲状腺激素、肾上腺素
性激素
小分子有机物
既可口服,又可注射
大分子有机物,易被消化道内的消化酶(蛋白酶)分解。只能注射,不能口服
(2)氨基酸衍生物:
(3)固醇类激素:
自由扩散
主动运输
胞吐
醛固酮
皮质醇
激素的本质
练习与应用
一、概念检测
1. 1937年,科学家在实验中观察到:阻断实验动物垂体与下丘脑之间的血液联系,可导致其生殖器官萎缩;若恢复垂体与下丘脑之间正常的血液联系,生殖器官的功能也恢复正常。请判断下列说法是否合理。
(1)该实验表明垂体的活动受下丘脑控制。( )
(2)该实验表明动物生殖器官的发育受垂体的直接控制。( )
(3)阻断垂体与下丘脑之间的血液联系,依据了实验变量控制中的“减法原理”。( )
√
×
√
2.斯他林等在发现促胰液素之后,继续进行研究:把一条狗的小肠黏膜刮下来,过滤后注射给另一条狗,后者在胰液分泌明显增加的同时,血压还骤然下降。下列推测或叙述合理的是( )
A.本实验对照组应注射等量的清水
B.胰液的增加是小肠分泌促胰液素的结果
C.该研究说明促胰液素还具有降血压的作用
D.滤液中物质的作用效果多样说明激素不具有专一性
提示:对照组应该注射生理盐水;刮下来的黏膜过滤液为混合物,血压骤降可能是由其他物质引起的,该研究并不能说明降低血压是促胰液素的功能。
B
练习与应用
感谢观看!
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1.激素的发现过程带给你什么启示?
2.研究激素的基本方法有哪些?
3.人体主要的内分泌腺有哪些?他们主要分泌什么激素?
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Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.37
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