内容正文:
第1节 激素与内分泌系统
1
学习目标、重难点 核心素养
1.通过分析激素的发现过程,强化发现问题、作出假设、验证假设等科学思维习惯和科学探究意识。
2.归纳、概括、研究内分泌腺和激素功能的基本方法,并能用该方法分析新情境下的相关问题。 1.科学思维:基于科学事实,通过对促胰液素、胰岛素的发现过程,形成敢于大胆探索生物学问题的品质。
2.科学探究:通过具体实例,探究某种动物激素的生理作用。
重点
1. 内分泌腺和外分泌腺的区别。
2..内分泌腺和激素功能的基本研究方法。
难点
激素分泌调节的发现研究过程。
2
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。
一、内分泌腺和外分泌腺
思考:阅读教材P44页,什么是外分泌腺?内分泌腺?
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
✔
1.促胰液素的发现
①实验背景:
胃酸(主要是盐酸)刺激小肠的神经,神经兴奋传给胰腺,使胰腺分泌胰液。
小肠
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尝试写出稀盐酸刺激小肠引起胰液分泌的反射弧
稀盐酸
感受器
(小肠)
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器(胰腺)
胰液
二、激素的发现
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。
探究者:沃泰默
实验假设:
胰液的分泌受神经的调节
实验步骤:
稀盐酸
注入
狗的上段小肠肠腔(A组)
注入
注入
狗的血液(B组)
狗的小肠肠腔(切除神经)
(C组)
1.促胰液素的发现
二、激素的发现
实验现象:
A组中的胰腺能分泌胰液,
B组中的胰腺不能分泌胰液,
C组中的胰腺能分泌胰液。
实验结论:
小肠上微小的神经难以剔除,胰液的分泌受神经调节的控制
A、B组对照说明 ,胰腺才能分泌胰液。
只有用盐酸刺激小肠时
1.促胰液素的发现
二、激素的发现
探究者:斯他林、贝利斯
实验假设:
胰液的分泌受化学物质的调节
实验步骤:
稀盐酸
注射
小肠黏膜
混合研磨
提取液
同一条狗的静脉
实验现象:
胰腺分泌胰液
实验结论:
胰液的分泌受化学物质的调节
把小肠黏膜分泌的这种化学物质称作促胰液素。
提出另一种假设:这种实验现象不是反射,而是化学调节的结果:在盐酸的作用下,小肠黏膜细胞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。
是否严谨完美?
促胰液素的发现过程
磨碎
注射
制成提取液
狗静脉
小肠黏膜
稀盐酸
砂子
+
+
稀盐酸
砂子
+
小肠黏膜
砂子
+
对照组的设计:
对照
斯他林和贝利斯获得的科学发现包括哪些内容? P46
发现了激素调节:
发现促胰液素(是人类发现的第一种激素)
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,就是激素调节。
讨论:
请写出促胰液素分泌、运输和作用的过程图解;
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
小肠神经
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
神经调节通过反射弧实现,在激素调节中,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。
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、激素的发现
糖尿病的症状:吃得多、喝得多、尿得多,体重轻
1869年,研究者发现了胰腺中的胰岛,但对它的作用一无所知。
研究激素的方法
三、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。可是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。那么,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?下面我们具体分析2个研究实例,从中可以获得一些有益的启示。大家比较熟悉的糖尿病,其症状表现为糖尿和“三多一少”,即吃得多、喝得多、尿的多、体重轻。但糖尿病的“三多一少”和出现糖尿只是表面现象,其内部原因在于胰岛素分泌减少,导致血糖含量过高。现在我们知道,胰岛素是由胰腺中胰岛细胞分泌的。但在1869年,研究者虽然发现了胰腺中的胰岛,但对它的作用却一无所知。那么,科学家是怎样确定胰岛素是由胰岛细胞分泌的?又是怎样将胰岛素与糖尿病关联在一起的呢?
15
实例1:胰岛素的发现
三、激素研究的实例
科学事实:1889年,科学家无意中发现,切除胰腺的狗会患上与人的糖尿病类似的病。
作出判断:糖尿病与胰腺有关
提出假说:
验证假说:
胰腺中的胰岛
实例1:胰岛素的发现
胰腺能分泌某种抗糖尿病的激素
制备胰腺提取物,注射给因摘除胰腺而患实验性糖尿病的狗。
三、激素研究的实例
1889年,德国的两位擅长消化方面的医生,在研究胰腺对小肠吸收脂肪的作用时,用手术的方法切除了一只狗的胰腺,手术后,他们发现这只狗有了很大的变化,排尿很多, 而且尿液还招来了许多苍蝇,尿液中多了什么成分呢?经过化验,发现其中含有大量的糖分。虽然他们是做消化方面研究工作的,但科学家在研究工作中,对机遇提供的每一意外事件是不会放过的,遇到就要加以深入研究。因此,他们非常重视这个意外现象,对这只狗进行了更细致、更深入地观察和研究,发现:这只狗除了多尿外,继而又逐渐出现了多吃、多喝的现象,体重也下降很多,这与临床上见到的糖尿病的症状十分相似。原来糖尿病与胰腺有关!那时候,人们已接受了激素调节的理论,而且正处于寻找各种激素的高潮中。于是,有些生理学家推测,胰腺(具体地说是胰岛)能分泌某种抗糖尿病的激素(虽然还未提取出来,但名字已经取好了——胰岛素)。如果胰岛素分泌减少或机体对胰岛素的敏感性下降,就可能导致糖尿病。胰岛真得能够分泌胰岛素来抵抗糖尿病吗?如何通过实验检验这个推测呢?如果胰岛真得能够分泌胰岛素,那么制备胰腺提取物,注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗,狗的糖尿病症状将会消失。
17
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,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,再用萎缩的胰腺提取液来治疗糖尿病。
实例1:胰岛素的发现
三、激素研究的实例
1920年,加拿大多伦多大学助教班廷查阅资料时了解到,如果胆结石“误入”了胰导管,把这条通往十二指肠的路给堵塞了,会出现胰腺的萎缩。这种现象用实验也可以重复:结扎胰导管后,胰腺也会萎缩,但机体不会患糖尿病。这就是说,胰岛素在萎缩的腺体中仍然存在,而且还在起作用。班廷想:如果把这种胰腺的提取物注射到糖尿病人体内,肯定会有效。于是,班廷萌生了这样地实验想法: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。
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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
糖尿病症状消失
血糖和尿糖含量
制备
造成
注射
观察
测定
抑制蛋白酶的活性,直接提取正常胰腺中的胰岛素,用于治疗糖尿病患者,效果很好。
实例1:胰岛素的发现
三、激素研究的实例
具体实验实施见图解。当把提取物静脉注射后,过了一段时间,已经因糖尿病陷入昏迷的狗情况竟然有了好转!这是一个令人鼓舞的好现象,但还需要定量的测量。你认为应该测量哪些指标呢?他们每隔一段时间测量狗的血糖和尿糖含量,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,胰岛素的提取成功了!
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若要证实雄激素(睾酮)是公鸡的睾丸分泌的,如何设计实验方案?
摘除公鸡的睾丸
公鸡第二性征消失
注射适量雄激素
公鸡第二性征重现
实例2: 睾丸分泌雄性激素的研究
三、激素研究的实例
若要证实雄激素(睾酮)是公鸡的睾丸分泌的,如何设计实验方案?
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研究激素的方法
3.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”。
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
摘除睾丸——减法原理 重新移植睾丸——加法原理
P47
思考·归纳
从以上实例,你能归纳出研究内分泌腺及其激素功能的方法吗?
摘除法和移植法
推知相应激素的生理功能。
用某种方法处理实验动物(摘除所研究的内分泌腺)
出现相应的病理症状(观察实验动物)
注射摘除腺体的提取物(已摘除的腺体重新移植回去)
三、激素研究的实例
3.下面是科学家为揭开糖尿病的发病原因,以狗为实验动物进行研究的结果,对该实验结果的分析,不正确的是( )
实验组 实验操作 实验结果
a 切除胰腺 出现糖尿
b 结扎胰管,胰腺大部分萎缩,胰岛保持完好 不出现糖尿
c 切除胰腺,注射胰岛提取液 不出现糖尿
A.由a、c实验可知,胰岛提取液可防止糖尿的出现
B.由a、b实验可知,胰腺由内分泌部和外分泌部组成
C.由b、c实验可知,胰岛提取液是由胰岛细胞分泌的
D.该研究证明,糖尿病的发病可能与胰岛细胞的分泌物有关
趁热打铁
✔
4.某科学家为研究性激素在胚胎生殖系统发育中的作用,设计了实验:在家兔胚胎生殖系统分化之前,通过手术摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织的同时,给予一定量的睾酮刺激,当幼兔生下来后,观察它们的性染色体组成及外生殖器的表现。实验结果如下,相关叙述错误的是( )
性染色体组成 外生殖器表现
未做手术 手术摘除 手术摘除后睾酮刺激
XY 雄性 雌性 雄性
XX 雌性 雌性 雄性
A.该实验既用到了“加法原理”,也用到了“减法原理”
B.该实验结果说明发育出雄性器官需要睾丸提供的激素信号
C.该实验结果说明发育出雌性器官需要卵巢提供的激素信号
D.为排除手术操作的干扰,应增设“进行手术但不摘除发育为卵巢或睾丸组织”的组别
趁热打铁
✔
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
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
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