3.1 激素与内分泌系统（第1课时）-【省心备课】2024-2025学年高二生物同步教学精优课件（人教版2019选择性必修1）

第1节 激素与内分泌系统 贺老师 第3章 体液调节 1 著名足球运动员梅西小时候是侏儒症患者（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1：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。生长激素促进身高生长主要在儿童期和青少年时期，成年人骨干和骨端之间的软骨组织已经生成骨组织，骨不再生长。 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。 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。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。 问题探讨 激素由什么结构产生？ 激素是由谁分泌的？ 2 内分泌腺（甲状腺） 外分泌腺（汗腺） 血管 腺细胞 导管 外分泌腺 内分泌腺 有无导管 分泌物的排出 举例 分泌物 内分泌腺vs外分泌腺 任务一：分泌激素的腺体在结构上具有什么特点呢？与汗腺相比有何区别？ 有导管 无导管 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 汗液、泪液、消化液等 激素 汗腺、胃腺、肠腺、唾液腺、乳腺、泪腺等 垂体、甲状腺、肾上腺、性腺、 胸腺等 细胞将其合成的物质释放出来，叫做分泌。由具有分泌功能的细胞组成的组织或器官，叫做腺体。人和高等动物体内都分布着许多能分泌物质的腺体。 3 内分泌腺vs外分泌腺 任务二：胰腺的分泌物是什么？胰腺属于外分泌腺还是内分泌腺呢？ 放大示意图 胰腺 外分泌部（腺泡） 内分泌部（胰岛） ——分泌消化液（胰液） ——分泌胰岛素和胰高血糖素 ——促进食物消化 ——调节血糖平衡 胰岛 导管 腺泡 胰腺中的胰岛 胰液的分泌是如何调节的呢？胰腺组织中的一些聚集成岛状的细胞堆 4 在相当长的时间内，人们对内分泌腺的机能并不了解。在20世纪之前，激素这个概念还没有被提出，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。 事实与问题： 理论依据： 实验证据： 狗进食后，胃便开足马力，把食物磨碎，当食物进入小肠时，胰腺马上会分泌出胰液并立刻送到小肠，和磨碎的食物混合起来，进行消化活动。 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。 刺激副交感神经能引起胰腺的分泌。 激素的发现 胰液的分泌是如何调节的呢？ 在相当长的时间内，人们对内分泌腺的机能并不了解。在20世纪之前，激素这个概念还没有被提出，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。现象: 大量的动物实验和临床研究表明，许多疾病与内泌腺有关。结论: 有人提出，内分泌腺可以不断地向血液中释放某些物质，这些物质具有调节生长发育和维持机体正常机能的作用。 5 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。 任务三： 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 传入神经 神经中枢 传出神经 效应器 胰液 1 沃泰默的实验 根据上述依据，可以证明胰腺分泌胰液只受神经调节的控制吗？ HCl HCl ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 分泌 ↓ （传出神经末梢和胰腺） 食物到达小肠的消息，胰腺是如何得知的?相当长的时间内，人们对内分泌腺的机能并不了解。 6 分析沃泰默的实验，完成表格。 注入 狗的上段小肠肠腔 ①：稀盐酸 结果 胰腺分泌胰液 注入 狗的血液中 ②：稀盐酸 结果 胰腺不分泌胰液 注入 狗的上段小肠肠腔 ③：稀盐酸 结果 胰腺分泌胰液 切除通向该段小肠的神经，只留下血管 组别 自变量 因变量 结论 ①和② ①和③ 只有用盐酸刺激小肠时，胰腺才能分泌胰液，盐酸的作用部位在小肠 胰腺分泌胰液可以不受神经调节 盐酸刺激的部位 通向该段小肠的神经的有无 沃泰默：这是小肠上微小的神经难以剔除干净的缘故,这是一个十分顽固的神经反射！ 1 沃泰默的实验 胰腺是否分泌胰液 如果是你，你会如何解释实验结果呢？意外发现：小肠和胰腺这2个器官之间除了神经联系，还存在血管的连接。 7 斯他林 贝利斯 作出新的假设：这不是反射而是化学调节 假设：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，随血流到达胰腺，引起胰液的分泌。 如何设计实验证明上述假设？ 提示：假设是化学物质调节，如何排除神经调节的干扰？ 如果这种化学物质是小肠黏膜产生的，如何提取该物质？ 这种化学物质通过什么途径作用于胰腺？ 2 斯他林和贝利斯的实验 斯他林和贝利斯读了沃泰默的论文，却大胆地作出了另一种假设：这不是反射，而是化学调节。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，随着血流到达胰腺，引起胰液的分泌。 8 ①实验过程： 2 斯他林和贝利斯的实验 提取液 研磨 狗的小肠黏膜 +稀盐酸 结果 胰腺分泌胰液 注射 同一条狗的静脉 对照： 注入 同一条狗的静脉 稀盐酸 结果 胰腺不分泌胰液 小肠黏膜 研磨 提取液 结果 胰腺不分泌胰液 注射 同一条狗的静脉 结论：证明了 刺激 产生了某种化学物质，它促进 分泌，斯他林和贝利斯二人给该物质命名为促胰液素。 促胰液素是人们发现的第一种激素 稀盐酸 小肠黏膜 胰液 在斯他林和贝利斯的实验中，若需排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分对实验结果的干扰，可增设两组对照组，请写出设计思路并预期实验结果。 是小肠粘膜的作用还是稀盐酸的作用，还是他们的共同作用？ 9 ②实验分析： 讨论1：请写出通过激素调节促进胰腺分泌胰液的过程。 彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。 讨论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？ 讨论3：是什么因素使斯他林和贝利斯抓住了成功的机遇？ 敢于质疑，大胆提出新假设，巧妙设计实验验证假设。 稀盐酸→ 小肠黏膜→ 促胰液素→ 血管→ 胰腺→ 胰液 2 斯他林和贝利斯的实验 “机遇只偏爱那种有准备的头脑”。5. 10 讨论5：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？ 神经调节： 激素调节： 通过 将 运到胰腺,引起胰液分泌 通过 来完成 研究表明，胰液的分泌受神经和体液的双重调节 讨论4：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。该实验只能说明盐酸刺激小肠黏膜后引起胰液分泌增多，有激素调节的存在，但由于通向小肠的神经被切除，无法判断该过程中是否有神经调节。 反射弧 血液循环 促胰液素 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？神经调节通过反射弧实现；促胰液素调节时，促胰液素通过血液运输到达胰腺，引起分泌；食物进入口腔、咽、食道、胃，会刺激相应部位的感受器，最终引起胰液分泌，食物进入到胃被分解产生的小分子以及胄酸随食物进入小肠，会刺激小肠黏膜分泌促胰液激素，其分泌的最强刺激是盐酸。 11 2.激素的概念 是人们发现的一种激素 促胰液素 激素调节 ——小肠黏膜 ——血液运输 ——胰腺 ——促进胰腺分泌胰液 反应 分泌 运输 作出 血管 内分泌细胞 激素 靶细胞 受体 内分泌细胞 内分泌器官 激素 血液 靶器官 靶细胞 ，它由小肠黏膜分泌。进入血液后，随血流到达胰腺，引起胰腺分泌胰液。 12 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，它们直接进入血液周游全身，难以收集和分离。 如何寻找激素? 如何确定它的分泌部位? 如何确定它的调节作用? 激素研究的实例 13 激素研究的实例 （1）1869年：研究者在显微镜下观察胰腺组织时，发现其中一些聚集成岛状的细胞堆，将其命名为“胰岛”。但对它的作用一无所知。 胰岛 导管 腺泡 胰腺中的胰岛 实例1：胰岛素的发现 14 1889年 1916年 1889年到1920年 将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素。 切除胰腺的狗患糖尿病，提出胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质的假说。 大多数实验都集中于制备胰腺提取物，然后注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗或糖尿病患者，但都收效甚微。 为什么会收效甚微？如何解决这个矛盾？ 胰岛 胰腺 胰蛋白酶 胰岛素 腺泡细胞 胰岛细胞 分泌 分泌 分解 激素研究的实例 实例1：胰岛素的发现 胰岛素被胰腺分泌的胰蛋白酶分解，故难以获得预期结果。提示：胰腺既是内分泌腺又是外分泌腺 15 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，而胰岛却保持完好，这样的机体不会患糖尿病。。 结扎一只狗的胰管 摘除另一只狗的胰腺 胰腺提取液 患糖尿病的狗 糖尿病症状消失 血糖和尿糖含量 制备 造成 注射 观察 测定 这对你有什么启发？ 1921年，班廷和助手贝斯特做了如下实验: 激素研究的实例 实例1：胰岛素的发现 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 定量、定性 16 思考：班廷和助手贝斯特虽然得到了含胰岛素的提取液，为什么没有广泛应用于糖尿病的治疗？如何解决？（提示：胰蛋白酶的适宜PH值为碱性） 与生化学家合作，将胰腺酸化处理，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。 激素研究的实例 现代生产胰岛素 实例1：胰岛素的发现 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！ 17 经过不断的实验，科学家从动物睾丸中提取出_____，并证实，其为睾丸分泌的________。 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 正常的公鸡 阉割后的公鸡 重新移植的公鸡 睾酮 雄激素 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？ 激素研究的实例 实例2:睾丸分泌雄激素的研究 1849年，德国研究者发现，公鸡被摘除睾丸后，其雄性性征明显消失：鲜红突出的鸡冠逐渐萎缩、不再啼鸣、求偶行为也慢慢消失。如果将睾丸重新移植回去，公鸡的特征又会逐步恢复。经过不断实验，科学家从动物睾丸中提取睾酮，经证实，睾酮就是睾丸分泌的雄性激素。若要证实雄激素(睾酮)是公鸡的睾丸分泌的，该如何设计实验方案？ 18 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？ 注射法、摘除法和移植法（阉割法）、饲喂法 观察相关症状是否恢复，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）； 观察是否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（或已摘除的腺体重新移植回去）； 激素研究的实例 19 思考 两个实例中哪些实验用到了“加法原理”， 哪些实验用到了“减法原理”？ 研究实例 变量处理 实验结果 原理应用 胰岛素的发现 摘除狗的胰腺 造成实验性糖尿病 给予注射从萎缩胰腺中提取的提取物 病狗的血糖 恢复正常 睾丸分泌雄激素的研究 摘除睾丸 雄性性征明显消失 移植睾丸 雄性性征逐渐恢复 [旧知识回顾] 加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。 减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。 减法原理 加法原理 减法原理 加法原理 激素研究的实例 20 研究方法 摘除法(植入法) 饲喂法 注射法 实验设计 实验组 对照组 自身对照或条件对照组 — 实验目的 适用范围 不摘除内分泌腺（手术但不摘除） 不饲喂动物激素 (饲喂等量正常饲料) 不注射动物激素 (注射等量生理盐水) 对摘除内分泌腺的实验组植入内分泌腺(或补充激素) 饲喂动物激素抑制剂 验证或探究某种内分泌腺的生理作用 验证或探究某种激素的生理作用 验证或探究某种激素的生理作用 所有内分泌腺 只适用于甲状腺激素、性激素等非蛋白质或多肽类激素 所有激素 拓展延伸：激素功能研究的方法 摘除内分泌腺 饲喂动物激素 注射动物激素 21 当堂检测 　　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 B 22 设计实验步骤 1.材料分组编号（设置对照实验） 取生长（生理）状况相同或相似的材料若干，均分为若干组，编号为A、B、C。。。 2.给不同对象实施不同处理（控制自变量） 对照组：不施加实验变量处理， 常见的如注射生理盐水、缓冲液或手术但不处理等。 实验组：施加实验变量。 3.在相同且适宜的条件下处理/培养/反应一段时间（控制无关变量） 4.实验结果的观察与记录（因变量的检测） 观察现象或测定指标 23 备用 24 1 沃泰默的实验 思考1：科学家发现，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。请设计实验探究胃酸的作用部位。 胰腺是否分泌胰液 盐酸的作用部位 自变量： 因变量： 第一组： 保留神经 盐酸注射肠腔 第二组： 保留神经 盐酸注射血管 结果：分泌胰液 结果：不分泌胰液 结论：只有用盐酸刺激小肠时，胰腺才能分泌胰液。即盐酸的作用部位在小肠。 25 思考2：胰液分泌一定需要神经系统参与调节吗？ 第一组： 保留神经 盐酸注射肠腔 第三组： 切断神经 盐酸注射肠腔 结果：分泌胰液 结果：分泌胰液 对照组 实验组 胰腺是否分泌胰液 是否切除神经 自变量： 因变量： 1 沃泰默的实验 结论：胰腺分泌不一定需要神经系统参与的，可以不受神经调节 ✘ 意外发现：小肠和胰腺这2个器官之间除了神经联系，还存在血管的连接。 26 1 沃泰默的实验 稀盐酸 狗的上段小肠肠腔内(A组) 狗的血液(B组) (切除通向该段小肠的神经)狗的上段小肠肠腔(C组) 注入 现象 现象 胰腺分泌胰液 胰腺分泌胰液 胰腺不分泌胰液 现象 切除通向该段小肠的神经，只留下血管 沃泰默解释： 这是小肠上微小的神经难以剔除干净的缘故，这是一个十分顽固的神经反射！ 如果是你，你会如何解释实验结果呢？ 意外发现：小肠和胰腺这2个器官之间除了神经联系，还存在血管的连接。 沃泰默 (1)沃泰默的实验（小肠如何把盐酸到来的消息传给胰腺） 27 ①实验过程： 提出假设 实验验证 得出结论 这不是反射而是化学调节的结果： 受盐酸刺激，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，引起胰液分泌。 稀盐酸 小肠黏膜 混合研磨 制成______ 注射 同一条狗的静脉 促进胰腺分泌胰液 提取液 小肠黏膜能产生某种物质，促进胰腺分泌胰液，把这种物质称为促胰液素。 稀盐酸→ 2 斯他林和贝利斯的实验 小肠黏膜→ 促胰液素→ 血管→ 胰腺→ 胰液 如果要证明该假设，该如何排除神经的干扰？ 28 ②实验分析： 讨论1：在斯他林和贝利斯的实验中，若需排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分对实验结果的干扰，可增设两组对照组，请写出设计思路并预期实验结果。 稀盐酸 同一条狗的静脉 注入 预期结果 胰腺不分泌胰液 小肠黏膜 研磨 制成 提取液 同一条 狗的静脉 注入 预期结果 胰腺不分泌胰液 彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。 讨论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？ 讨论3：是什么因素使斯他林和贝利斯抓住了成功的机遇？ 敢于质疑，大胆提出新假设，巧妙设计实验验证假设。 “机遇只偏爱那种有准备的头脑”。5. 29 $$