内容正文:
3.1激素与内分泌系统
第三章 体液调节
第一节 激素与内分泌系统 第一课时 激素的发现与研究实例【导学案】
【学习目标】
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,尝试用该方法分析新情境下的相关问题。
【新课导入】
【自主学习】
一、分泌腺
(1)外分泌腺:凡是分泌物经由 导管 而流出体外或流到 消化腺 的,称为外分泌腺,如汗腺、唾液腺、胃腺等。
(2)内分泌腺:凡是没有 导管 的腺体,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,称为内分泌腺,如垂体、甲状腺等。
二、激素的发现
1.沃泰默实验 Comment by Lenovo: 这部分我改了一下,上面有答案,你需要再改一下
(1)实验假设:胰液的分泌受 神经 调节的控制。19世纪,学术界普遍认为, 胃酸 刺激小肠的 神经 ,神经将兴奋传给 胰腺 ,使胰腺分泌 胰液 。
(2)实验过程
实验过程(填“分泌/不分泌”)
a.稀盐酸小肠肠腔→胰腺 分泌 胰液
b.稀盐酸血液→胰腺 不分泌 胰液
c.稀盐酸小肠肠腔(去除神经,只留血管)→胰腺
分泌 胰液
(3)实验结论:胰液分泌是一个十分顽固的 神经 。
(4)实验评价:研究思路正确,但解释错误,坚持认为促进胰液分泌是一个神经反射过程。
2.斯他林和贝利斯实验
(1)假设:在 盐酸 的作用下, 小肠黏膜 产生了一种 化学物质 ,随血流到达 胰腺 ,引起胰液的分泌。
(2)实验思路——通过以下问题思考如何设计实验证明上面的假设?
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?
(3)实验验证
稀盐酸
狗的小肠黏膜
混合、研磨
提取液 同一条狗的 静脉 增加
注入
结果
(4)实验结论:在 稀盐酸 作用下,小肠黏膜产生了 促胰液素 ,引起胰液的分泌。
3.巴甫洛夫的感慨
4.促胰液素是人们发现的第 一 种激素,它由 小肠黏膜细胞 分泌。进入血液后,随血流到达胰腺引起 胰腺 分泌胰液。 Comment by Lenovo: 这部分我简单调整了一下
5.激素调节:由内分泌器官或 细胞 (如小肠黏膜上皮细胞)分泌的化学物质— 激素 进行调节的方式。
三、激素研究的实例
(一)实例1:胰岛素的发现
①1869年:观察胰腺组织时发现并命名“胰岛”。
②1889年:切除胰腺的狗患上与人的糖尿病类似的疾病,据此提出胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质的假说。
③1916年:科学家将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素。
④1920年:班廷了解到胰管结扎或阻塞会引起胰腺萎缩,而胰岛却保持完好,这样机体不会患糖尿病。
⑤1921年:班廷和贝斯特与生化学家合作通过抑制胰蛋白酶活性,直接提取到正常胰腺中的胰岛素。
(二)实例2:睾丸分泌雄激素的研究
科学家从动物睾丸中提取出睾酮,经证实,它就是睾丸分泌的雄激素。
【思考探究】
1.沃泰默的实验
促胰液素是人们发现的第一种激素。它的发现不仅使人类发现了一种新的化学物质,更重要的是,这使人们认识到,机体除了神经调节,还存在激素调节。
①斯他林和贝利斯的实验能否说明该调节过程不是神经调节?为什么?
答案 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。
②有人说,斯他林和贝利斯实验的不足之处是不能排除盐酸的作用,请你提出思路并预期实验结果、结论。
答案 取多只生长发育状况相同的小狗,切除从小肠通往胰腺的神经,均分为A、B两组。分别向两组狗的静脉中注射等量的稀盐酸和生理盐水。观察胰腺的分泌情况。
预期结果与结论:若A组与B组的小狗胰液分泌量相等,则盐酸不促进胰腺的分泌;若A组小狗的胰液分泌量比B组多,则盐酸促进胰腺的分泌。
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呢?
答案 不迷信权威、创造性思维、严谨的实验设计等。
2.斯他林和贝利斯的实验
稀盐酸+小肠黏膜提取液狗的血液→胰腺分泌胰液
(1)如何排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分对实验结果的干扰?写出实验思路并预期实验结果。
提示 可增设两组对照组: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。
(2)斯他林和贝利斯的实验与沃泰默实验相比,巧妙之处在哪里?
提示 斯他林和贝利斯的实验将小肠黏膜在体外与稀盐酸一起研磨,获得提取液,与沃泰默的实验相比,直接排除了神经调节的影响,结果分析更让人信服。
3.阅读教材“研究激素的方法”,思考并回答下列问题。
(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,为什么都收效甚微呢?
胰岛素属蛋白类激素,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。
(2)班廷是如何证实胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的?
通过结扎胰腺导管,使胰腺萎缩丧失分泌胰蛋白酶的功能,但胰岛仍正常,由此证明胰岛素是由胰岛分泌的。
(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。
(4)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”。
上诉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,然后再给予注射从萎缩胰腺中提取的提取物,前者运用了“减法原理”、后者运用了“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”。
4.有人认为“睾丸分泌雄激素的研究”实验不够严谨,请你说出理由。
提示 缺少对照,应设置生长状态相同的健康公鸡作为对照组。
练习1 促胰液素的发现
下列有关促胰液素的发现过程及作用的叙述,不正确的是( )
A.沃泰默的实验假设是胃酸刺激小肠的神经,神经将兴奋传递给胰腺,使胰腺分泌胰液
B.斯他林和贝利斯的实验结论是在稀盐酸作用下,小肠黏膜产生了促胰液素,引起胰液的分泌
C.促胰液素是由胰腺分泌的,它的发现使人们认识到激素调节的存在
D.沃泰默实验中的对照组排除了盐酸作用于胰腺使其分泌胰液
【答案】C 沃泰默的实验假设是胃酸刺激小肠的神经,神经将兴奋传递给胰腺,使胰腺分泌胰液,并据此分为三组实验进行探究,A项正确;斯他林和贝利斯通过实验发现在盐酸的作用下,狗的小肠黏膜产生了促胰液素,B项正确;促胰液素是由小肠黏膜产生的,C项错误;沃泰默实验分为三组,两组为对照组,一组对照是排除盐酸对胰腺作用的影响,另一组是想验证胰液分泌是神经作用的结果,D项正确。
练习2 胰岛素的发现
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,胰岛细胞活着
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
【答案】B A和C是一组对照实验,变量为是否注射了胰岛提取液,注射的狗不出现糖尿,不注射的狗出现糖尿,说明胰岛提取液可防止糖尿的出现,A项正确。A和B也能形成对照,变量是有无胰岛细胞。A切除了胰腺,胰岛随之被切除,狗出现糖尿;B结扎了胰管,胰腺萎缩,不能产生胰液,但胰岛细胞活着,狗没有出现糖尿,说明胰岛细胞的存在可以防止糖尿的产生,但不能证明胰腺由内分泌部和外分泌部组成,B项错误。综合分析B、C实验,可知胰岛提取液是由胰岛细胞分泌的,C项正确。B和C实验中动物的体内有胰岛或胰岛提取液,动物都不出现糖尿,而A切除了胰腺,没有胰岛,出现了糖尿,说明了糖尿病的发病可能与胰岛细胞的分泌物有关,D项正确。
练习3 性激素的发现
科学研究表明,对幼鼠注射或口服睾酮后,出生仅14 d的雄鼠就表现出交配行为。如果将公鸡的睾丸摘除,公鸡不再鸣啼、鸡冠萎缩,求偶行为消失;重新植入睾丸,则公鸡的雄性特征和交配行为得以恢复。这一事实说明( )
A.性激素与性行为之间有着直接的联系
B.被摘除睾丸的公鸡变成了母鸡,因而不再鸣啼
C.睾酮属于雄激素,在雌性体内不存在
D.注射或口服的睾酮进入性腺细胞消耗ATP
【答案】A 实验自变量为性激素,观察指标为性行为,因此结论为性激素直接影响性行为,A项正确;本实验并未描述摘除睾丸的公鸡变成了母鸡,B项错误;睾酮在雌性体内也有,只不过量少,C项错误;睾酮属于脂质,进入细胞的方式为自由扩散,不消耗ATP,而且从题中不能得出此结论,D项错误。
【议、展、评】
【构建知识网络】
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学科网(北京)股份有限公司
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