3.1 激素与内分泌系统 课件-2024-2025学年高二上学期人教版（2019）生物选择性必修1

第1节 激素与内分泌系统 第三章 体液调节 它是细胞分泌的物质 又是细胞行动的号角 它维持机体的协调和稳态 尽管微量，却精准、高效 问题探讨：侏儒症患者的症状就是生长迟缓，身材矮小，病因是患者幼年时生长激素分泌不足。 1. 如果在侏儒症患者成年时给他们注射生长激素，他们的症状能缓解吗？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，骨不再长长，此后注射生长激素对长高已无作用。 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？ 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。 阅读教材P44页第一段，回答下列问题： 1.什么是外分泌腺和内分泌腺？ 2.外分泌腺和内分泌腺有什么区别？ 一、内分泌腺与激素 人和高等动物体内都分布着许多能分泌物质的腺体 内分泌腺 外分泌腺 ：分泌物经由导管流出体外或流到消化腔 汗腺、皮脂腺、唾液腺、胃腺等 ：没有导管，分泌物（激素）直接进入腺体内的 毛细血管，并随血液循环运送到全身各处 甲状腺、肾上腺等 内分泌系统 ：相对独立的内分泌腺以及兼有内分泌功能的细胞共同构成 4 二、激素的发现 大量的动物实验和临床研究表明，许多疾病与内分泌腺有关 “人和动物的一切生理活动都是由神经系统调节的” “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 二、激素的发现 胰腺是外分泌腺还是内分泌腺? 胰腺能分泌胰液 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 胰液的分泌是如何调节的呢？ 19世纪，学术界普遍认为，胃酸刺激小肠神经，神经将兴奋传导给胰腺，使胰腺分泌胰液。 （一）囿与定论的沃泰默 ① ② ③ 盐酸 小肠 胰腺分泌胰液 盐酸 血液 胰腺不分泌胰液 盐酸 小肠 胰腺分泌胰液 切除通向该段小肠的神经 注入 结果 注入 结果 注入 结果 (1)①②形成对照实验，自变量、因变量、对照组分别是什么？ 自变量是稀盐酸的作用部位，因变量是胰腺是否分泌胰液，对照组是①组。 (2)根据①②对照实验的实验结果你能得出什么结论？ 稀盐酸不通过血液直接作用于胰腺，直接接受盐酸刺激的部位是小肠。 (3)①③形成对照实验，自变量、因变量、对照组分别是什么？说明什么？ 自变量为是否切除神经，因变量为胰腺是否分泌胰液，对照组是①组。 “这是一个十分顽固的神经反射”？ 说明：胰腺分泌胰液可以不受神经调节 （二）另辟蹊径的斯他林和贝利斯 “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，进入血液后到达胰腺，引起胰液分泌 盐酸 小肠黏膜 胰腺分泌胰液 注入 结果 提取液 静脉 + 磨碎 通过该实验能得出什么样的实验结论？ (2) 如何排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分对实验结果的干扰？ 小肠粘膜能产生某种物质，促进胰腺分泌胰液。 稀盐酸→狗的血液→胰腺不分泌胰液； 小肠黏膜提取液→狗的血液→胰腺不分泌胰液。 二、激素的发现 斯他林和贝利斯把小肠粘膜分泌的这种化学物质叫做促胰液素 促胰液素是人们发现的第一种激素 人们认识到，人和动物体的生命活动，除了受神经系统的调节外，还存在着另一种调节方式——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 内分泌器官 内分泌细胞 激素 靶器官 反应 分泌 血液运输 作出 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 受体 胰腺 开始释放胰液 彻底消除神经的影响 促胰液素 胰液 分泌部位： 。 作用： 。 小肠黏膜 促进胰腺分泌胰液 S z L w h S z L w h HCl HCl ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 激素调节 神经调节 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 感受器 （小肠神经） 传入神经 神经中枢 传出神经 效应器 (传出神经及其支配的胰腺) 胰液 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。 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? 注意：胰液的分泌受神经和体液的双重调节，但以体液调节为主。 神经调节反射弧实现，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。 情 境 导入 （三）巴甫洛夫的感慨 自然，人家是对的。很明显，我们失去了一个发现真理的机会！ 二、激素的发现 讨论 1.斯他林和贝利斯的实验比沃泰默实验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。 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？ 敢于质疑，大胆提出新假设，巧妙设计实验验证假设。 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(胰岛) 卵巢 睾丸 问题： 1. 各种内分泌腺（细胞）分散存在，无直接联系，为什么说它们构成了一个系统？ 16 内分泌腺（细胞） 激素 作用 下丘脑 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 调节垂体分泌相应激素 垂体 生长激素 促甲状腺激素 促性腺激素 促肾上腺皮质激素 调节生长发育 调节相应内分泌腺的分泌活动 甲状腺 甲状腺激素 促进生长和发育、提高神经的兴奋性、 调节体内的有机物代谢。 肾上腺 皮质：醛固酮 皮质醇 髓质：肾上腺素 调节水盐代谢 调节有机物代谢 提高机体的应激能力 胰腺（胰岛细胞） 胰高血糖素 胰岛素 共同在糖代谢中发挥了重要的调节作用 睾丸/卵巢 雄激素 /雌激素、孕激素 促进男性/女性的第二性征的出现 男性/女性生殖器官的发育 精子/卵细胞的生成 高中生物学 请仔细观察这张整理后的表格，很多同学已经敏感地发现了，虽然各个内分泌腺在结构上没有直接相关，但是在功能上却有着密切地联系。举个例子，下丘脑分泌了促甲状腺激素释放激素、调节了垂体分泌相应激素，那就应该是促甲状腺激素，而促甲状腺激素又调节了相应内分泌腺的分泌活动，也就应该是甲状腺分泌甲状腺激素。与此类似的还有肾上腺皮质激素和性激素的分泌也都有类似的过程。 高中生物学 下丘脑 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 垂体 促肾上腺皮质激素 促性腺激素 甲状腺 肾上腺皮质 卵巢 睾丸 甲状腺激素 肾上腺皮质激素 性激素 分泌 分 泌 促甲状腺激素 分泌 分泌 分泌 内分泌 调节枢纽 高中生物学 如果用流程图的方式，我们将会更直观的看到它们之间的关系。虽然甲状腺分泌了甲状腺激素，肾上腺皮质分泌了皮质激素，睾丸和卵巢分泌了性激素调节了不同的生命活动。但这三种激素的含量和三种腺体的发育都接受垂体分泌的促激素的调节。而垂体分泌三种促激素的过程又受到下丘脑分泌的相应促进促激素释放的叫做促释放激素的调节。追根溯源，位于垂体上方，小小的下丘脑却是是内分泌活动的调节枢纽， 像是一个高级指挥官，通过下丘脑-垂体-靶腺轴，最终使得靶器官发挥调节作用。 问题： 1. 各种内分泌腺（细胞）分散存在，无直接联系，为什么说它们构成了一个系统？ 各种内分泌腺间具有复杂的功能联系，共同调节机体活动。 下丘脑 垂体 甲状腺 肾上腺 胰腺(胰岛) 卵巢 睾丸 高中生物学 由此可见，个体内部各种内分泌腺间具有复杂的功能联系，层次分明，正因如此，分散在身体各个部位的内分泌腺和内分泌细胞才成为一个整体，形成了人体内分泌系统，共同调节机体活动。 问题： 2. 内分泌系统的调节作用主要表现在哪些方面？ 下丘脑 垂体 甲状腺 肾上腺 胰腺(胰岛) 卵巢 睾丸 高中生物学 接下来，我们来具体探讨一下内分泌系统的调节作用主要表现在哪些方面呢？ 由于每一种激素都有其特定的靶器官和相应的调节功能。所以先来深入认识一下每一种激素的功能。 三、内分泌系统的组成和功能 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 促甲状腺激素 促性腺激素 促肾上腺皮质激素 生长激素 下丘脑 垂体 生长激素 幼年时生长激素分泌不足则患侏儒症 幼年时生长激素分泌过多则患巨人症。 成年时生长激素分泌过多则患肢端肥大症。 作用： 调节生长发育 （促进生长，主要促进蛋白质合成和骨骼生长） 甲状腺激素 三、内分泌系统的组成和功能 下丘脑 垂体 甲状腺 分泌过盛时－－ 新陈代谢率增高，消瘦、血压高、心搏快、情绪激动、有颤抖等症状，表现为甲亢。另眼球凸出，称凸眼症。 幼年分泌不足时－－ 新陈代谢率下降，生长和发育都将受到影响，精神和智力及生殖器的发育都受影响。发生在幼年表现为呆小症。 作用：①调节体内有机物的代谢 ②促进生长发育 ③提高神经系统兴奋性 甲状腺激素 成年分泌不足时－－ 甲减。 下丘脑 垂体 甲状腺 肾上腺 三、内分泌系统的组成和功能 皮质：主要分泌醛固酮、皮质醇等，调节水盐代谢和有机物代谢 髓质：分泌肾上腺素，提高机体的应激能力。 26 下丘脑 垂体 甲状腺 肾上腺 胰腺(胰岛) 胰岛B细胞分泌胰岛素 胰岛A细胞分泌胰高血糖素 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(胰岛) 卵巢 分泌雌激素和孕激素等具有①促进女性生殖器官的发育②卵细胞的生成③女性第二性征的出现等。 睾丸 分泌雄激素(主要是睾酮)具有①促进男性生殖器官的发育②精子细胞的生成③男性第二性征的出现等作用。 三、内分泌系统的组成和功能 下丘脑 促激素释放激素 肽类及蛋白质类激素 垂体 促激素 肽类及蛋白质类激素 生长激素 肽类及蛋白质类激素 甲状腺 甲状腺激素 氨基酸衍生物 胰岛 胰高血糖素 肽类及蛋白质类激素 胰岛素 肽类及蛋白质类激素 肾上腺 肾上腺素（髓质） 氨基酸衍生物 醛固酮（皮质） 类固醇 皮质醇（皮质） 类固醇 性腺 性激素 类固醇 四、主要激素的化学本质 五、激素研究的实例 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？ 如何确定激素的分泌部位？ 如何确定激素的调节作用？ 1.在班廷之前，科学家试图通过实验证明胰腺中分泌物的存在，但都收效甚微？请你将原因标注在流程图中。 （一）胰岛素的发现 阅读教材46-47页实例一，思考下列问题： 2.班廷是如何证实胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的。 3.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） 腺泡细胞 分泌 胰岛细胞 分泌 ? 情 境 导入 1.在班廷之前，科学家试图通过实验证明胰腺中分泌物的存在，但都收效甚微？请你将原因标注在流程图中。 胰管 腺泡细胞 胰岛 胰腺 腺泡细胞 胰蛋白酶 胰岛细胞 胰岛素 分泌 分泌 分解 血管 （一）胰岛素的发现 阅读教材46-47页相关内容，思考下列问题： 胰岛素属蛋白质类激素，在班廷之前大多数实验用胰腺提取物注射给实验性糖尿病的狗或糖尿病患者，因胰岛素被胰腺分泌的胰蛋白酶分解，故难以获得预期结果。 情 境 导入 2.方法改进 请在此基础上，设计实验思路证明胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的。 结扎狗的胰管 制备胰腺提取液 胰腺萎缩, 只剩胰岛 摘除另一只健康狗的胰腺 糖尿病模型的狗 注入 血糖下降，恢复正常 造成 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，而胰岛却保持完好，这样的机体不会患糖尿病。 （一）胰岛素的发现 情 境 导入 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。 （一）胰岛素的发现 情 境 导入 （二）睾丸分泌雄激素的研究 正常公鸡 摘除睾丸 雄性性征明显消失 雄性性征逐步恢复 睾丸重新移植回去 科学家从动物睾丸中提取出睾酮，经证实，睾酮就是睾丸分泌的雄激素 五、激素研究的实例 4. 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？ 摘除法和移植法。摘除所研究的内分泌腺，观察实验动物出现的特异性症状，将已摘除的腺体重新移植回去或注射摘除腺体的提取物，观察相关症状是否恢复，由此判断该内分泌腺的功能。 5. 联系必修学到的内容，具有分析以上两个实例哪些实验用到了“减法原理”或“加法原理”。 两个实验都分别用到了“加法原理”和“减法原理”。班廷和助手们通过摘除健康狗的胰腺造成实验性糖尿病，运用了“减法原理”,然后再给予注射从萎缩胰腺中提取的提取物，运用了“加法原理”；在睾丸分泌雄性激素的研究中，摘除睾丸和移植睾丸实验，也同样分别运用了“减法原理”和“加法原理”。 核心归纳 (1)研究方法 实验探究动物激素的功能 研究方法 摘除法(植入法) 饲喂法 注射法 实验设计 实验组 摘除内分泌腺 饲喂动物激素 注射动物激素 空白对照组 不饲喂动物激素 不注射动物激素(如注射等量生理盐水) 自身对照或条件对照组 对摘除内分泌腺的实验组补充激素(或植入内分泌腺) － － （可以排除手术本身对实验结果的干扰） 手术但不摘除内分泌腺 核心归纳 研究方法 摘除法(植入法) 饲喂法 注射法 实验目的 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 举例 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 核心归纳 (2)方法示例 ①验证甲状腺激素的功能 a.饲喂法(加法原理) 核心归纳 b.摘除法和注射法(先减法再加法) ②验证胰岛素的生理功能 思考：若以小白鼠活动状况为观察指标，注射胰岛素溶液和葡萄糖溶液的顺序应是怎样的呢？ 核心归纳 (3)检测指标 激素 检测指标 甲状腺激素 实验动物的活动状态、耗氧量、发育程度等 胰岛素 实验动物血糖含量测定、尿糖测定 胰高血糖素 实验动物血糖含量测定、尿糖测定 性激素 实验动物第二性征的改变等 、动物活动状况 核心归纳 (4)动物激素功能的研究的注意事项 ①动物分组的基本要求：选择性别、年龄相同，体重、生理状况相似的动物进行随机平均分组，且每组不能只有一只。 ②在研究动物激素生理功能的实验设计中，要注意设计对照实验，排除无关变量的影响，使实验结论更加科学。进行注射实验时空白对照组应注射等量生理盐水(不可用蒸馏水)；进行饲喂实验时，空白对照组可饲喂等量蒸馏水。 ③在设计实验时，要充分考虑相关激素的化学本质，选择不同的实验方法。 ④对于幼小的动物一般不用摘除法或注射法，如研究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响就应该采用饲喂法。 思维训练：验证假说，预测结果 性染色体 组成 外生殖系统表观 未做手术 手术后 XY 雄性 雌性 XX 雌性 雌性 设计实验 及实验结果 假说1： 假说2： 睾丸 雄性器官/否则为雌性 卵巢 雌性器官/否则为雄性 雄激素 雌激素 问题：性激素在胚胎生殖系统发育中所起的作用？ 请大家打开书49页，完成书上的思维训练，并将讨论1的答案写在学习任务单中。你可以先暂停视频来完成。 好的，我们一起来看一下这个探究实验。 该实验的目的是探究性激素在胚胎生殖系统发育中所起的作用。科学家做出了如下两种假说。 假说1：发育出雄性器官需要来自睾丸提供的激素信号，当这一信号缺失时，胚胎发育出雌性器官； 假说2：发育出雌性器官需要来自卵巢提供的激素信号，当这一信号缺失时，胚胎发育出雄性器官。 为验证假说，科学家在家兔胚胎生殖系统分化之前，摘除家兔即将发育成卵巢或者睾丸的组织。幼兔生下来之后，观察它们的性染色体组成及外生殖器的表观。 讨论1：该实验结果验证了上述哪一种假说？ 经过对比，同学们很快会得到，这个实验结果支持了假说1。当来自睾丸提供的激素信号缺失时，胚胎发育出雌性器官。 因为如果假说2成立，性染色体为XX的家兔胚胎，手术后将发育成为雄性，显然，这个实验结果不支持假说2。 同学们，你可以得出本实验的实验结论么？ 实验结论： 睾丸分泌的雄激素可以促进雄性生殖器官发育。 评价质疑： 上述实验结果是否足以证实以上实验结论？ 讨论1： 验证了假说1。如果假说2成立，性染色体为XX的家兔胚胎，手术后应发育为雄兔。 有同学很快地得出：实验结果说明睾丸分泌的雄激素可以促进雄性生殖器官发育。 上述实验结果是否足以证实以上实验结论呢？ 有的同学认为可以，因为按照减法原理，摘除睾丸意味着没有雄性激素，缺失雄性激素便没有雄性外生殖器即可说明雄性激素促进雄性生殖器官发育。 但又有同学提出，摘除睾丸不止影响了雄性激素，或许还有什么其它物质或者结构的缺失导致雄性生殖器官无法发育。 还有同学想到了，上一节课，老师讲到过 研究内分泌腺及其分泌激素功能的基本思路 “要证明一种自然成分的功能，在生理学传统方法中就是去除该种成分并证明其功能也随之丧失；然后再引入该成分，并证明其功能又可以恢复”（诺贝尔生理学或医学奖获得者卡尔森） 任务：设计实验，预测结果： 减法 加法 要证明一种自然成分的功能，在生理学传统方法中就是去除该种成分并证明其功能也随之丧失；然后再引入该成分，并证明其功能又可以恢复 在家兔胚胎生殖系统分化之前，摘除家兔即将发育成睾丸的组织。 幼兔生下来之后，观察它们的性染色体组成及外生殖器的表观 注射适量雄激素（睾酮） 雄性 结果预测 同时注射适量雄激素（睾酮） A同学 B同学 【科学性原则】 这是两位同学的实验设计。A同学选择在幼兔生下来之后注射适量雄激素（睾酮）而B同学计划在摘除同时注射适量雄激素（睾酮），预测结果均为雄性。你认为哪一种设计更合适？ 两种方案的区别在于注射睾酮时间不同。可能大部分同学都沿用了公鸡睾丸摘除实验的思路，和A同学的方案类似，在幼兔生下来之后，观察到没有外生殖器后再注射雄激素。但B同学解释说，外生殖器在胚胎时期已经发育，生下来之后再注射雄激素已经没有任何意义了。所以在摘除的同时就应注射适量雄激素（睾酮）。 显然，B同学的思考更加严谨。这提示我们实验设计过程中要时刻注意科学性原则，才能获得有价值的，并经得起推敲的实验结果。 47 1、下面是与促胰液素发现过程有关的四个实验，有关分析错误的是(　　) ①稀盐酸→小肠肠腔→胰腺分泌胰液　 ②稀盐酸→静脉血液→胰液不分泌　 ③稀盐酸→小肠肠腔(去除神经)→胰腺分泌胰液　 ④小肠黏膜＋稀盐酸＋沙子研磨制成提取液注入静脉血液→胰腺分泌胰液 A. ①与②、②与④对比说明胰液分泌不是稀盐酸直接作用的结果 B. ①与③对比说明胰液分泌不受神经的调节 C. ①②③④对比说明胰液分泌受小肠黏膜产生的物质(由血液运输)调节 D. 要证明胰液分泌受不受神经的调节应该再设计实验继续探究 B 刺激通向胰腺的神经，胰液分泌量增加； 习题巩固 2.科研人员分别给三只大白鼠注射了a、b、c三种激素，观察到 相应现象如下表 据此判断，激素a、b、c的名称分别是（ ） 组别 实验处理 a 低血糖甚至昏迷 b 促进蛋白质合成，并使软骨生长明显 c 使呼吸、心跳加快，并使体内产热量增加 A.甲状腺激素、胰岛素、生长激素 B.胰高血糖素、生长激素、甲状腺激素 C.胰岛素、生长激素、甲状腺激素、 D.生长激素 甲状腺激素、胰岛素、 C 3(2018·全国Ⅱ，29)为研究垂体对机体生长发育的作用,某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中,用幼龄大鼠为材料,以体重变化作为生长发育的检测指标。回答下列问题: (1)请完善下面的实验步骤 ①将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理： A组(对照组)的处理是___________________________ B组的处理是_______________ ②将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养。 ③___________________________________________________________________。 ④对所得数据进行统计处理与分析 (2)实验结果与分析 B组大鼠生长发育的状况不如A组,出现这种差异的原因是由于B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的_______激素和____________激素。 手术但不切除垂体 切除垂体 每隔一定时间,测定并记录两组大鼠的体重 生长 促甲状腺 习题巩固 4.为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。请完成实验步骤和分析： (1)___________________________________，观察并记录其活动状况。 (2)_______________________________________________________________________。一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力活动减少、甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。 (3)A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组注射___________________。一段时间后A组小鼠症状缓解，B组状况无变化。(4)该实验可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。 将正常的小鼠随机分成A、B两组 A组小鼠注射适量的胰岛素溶液，B组小鼠注射等量的生理盐水 等量的葡萄糖溶液 Lavf57.62.100 $$