3.1激素与内分泌系统（第1课时）-2025-2026学年度高二第一学期人教版2019选择性必修一

第1节 激素与内分泌系统 第3章 体液调节 （第1课时） 学习目标 1.通过分析促胰液素的发现史，评价科学家当时的实验结论，训练批判性思维能力，认同科学发现需勇于挑战权威。（科学思维） 2. 通过分析胰岛素发现的具体案例，培养实验设计及对实验结果的分析与讨论等科学探究素养。（科学探究） 问题探讨 侏儒症患者 症状：生长迟缓，身材矮小 病因：患者幼年时生长激素分泌不足 问题探讨 症状： 生长迟缓，身材矮小 病因： 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，骨不再生长，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？ 侏儒症患者 不赞同。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，应听从医生的建议来选择是否需要注射生长激素治疗。 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，应听从医生的建议来选择是否需要注射生长激素治疗。 1、促胰液素的发现 事实与问题：胰腺能分泌胰液，胰液(含消化酶)通过导管流向十二指肠，促进食物的消化。在非进食状态下，胰液是很少分泌的，但在进食状态后就会大量分泌，那么胰液的分泌是如何调节的？ 一、激素的发现 19世纪普遍认为: 胃酸 刺激 小肠神经 胰腺 胰液 分泌 兴奋 小肠是消化的主要器官，而胰腺所分泌的胰液通过胰导管流向十二指肠。由于胰液中含有各种消化酶如淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等，因而可以促进食物的消化。非进食状态下，胰液很少分泌；但进食后，就会大量分泌。那么，胰液的分泌是如何调节的呢？你能否运用神经调节的知识对此进行解释？19世纪，学术界普遍认为，胃酸（主要成分为盐酸）刺激小肠神经，神经将兴奋传给胰腺，促使胰腺分泌胰液。 一、激素的发现 实验证据： 刺激迷走神经(副交感神经)能引起胰腺的分泌。 理论依据： 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。 这种解释有没有道理呢？请根据已知的交感神经、副交感神经的知识加以评判。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。胰腺也不例外。 另外，也有实验证据表明，刺激迷走神经能够引起胰液的分泌。 一、激素的发现 实验1：1894年，法国学者沃泰默把相当于胃酸（pH0.9-1.5）的盐酸注入狗的上段小肠时，会引起胰液的分泌；若直接将稀盐酸注入狗的血液中，则不会引起胰液分泌。 小肠肠腔 稀盐酸 胰腺分泌胰液 注入 结果 稀盐酸 狗的血液 胰腺不分泌胰液 注入 结果 ①请运用神经调节的知识尝试解释a组的实验现象。 盐酸 刺激 感受器 （小肠神经） 胰腺 胰液 分泌 兴奋 传入神经 神经中枢 传出神经 ②a组与b组对比可以说明什么？ 只有用盐酸刺激小肠时，胰腺才能分泌胰液 与科学家对话——解释 真的是胃酸刺激小肠，通过神经调节促使胰液分泌的吗？为此，法国学者沃泰默把相当于胃酸的（pH0.9-1.5）稀盐酸注入狗的上段小肠时，会引起胰液的分泌；若直接将稀盐酸注入狗的血液中，则不会引起胰液分泌。你如何解释上述实验现象？酸刺激→感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器（胰腺）。这个解释很合理，也很完美。 一、激素的发现 实验2：切除支配这段小肠的神经，只留下血管，再向小肠内注入稀盐酸，发现这样仍能促进胰液分泌。 胰腺分泌胰液 结果 稀盐酸 小肠肠腔 注入 切除通向该段小肠的神经，只留下血管 ③a组与c组对比可以说明什么？ 小肠肠腔 稀盐酸 胰腺分泌胰液 注入 结果 说明：胰腺分泌胰液可以不受神经调节 沃泰默解释： 小肠上微小的神经难以剔除干净，胰腺的分泌受神经调节的控制。 你同意沃泰默的解释吗？阐明评价的依据。 与科学家对话——评价 A同学同意沃泰默的解释，理由是支配小肠的神经比较纤细，很难完全去除；B同学不同意这种解释，认为除了神经调节之外，也许还有其他调节机制在起作用。你的观点呢？ 一、激素的发现 解释2/假设：1902年，英国生理学家斯塔林和贝利斯做出了另一种假设：这不是反射而是化学调节——在盐酸的作用下，小肠黏膜可能产生了一种化学物质，这种物质进入血液，随血液循环到达胰腺，引起胰液的分泌。 科学探究——大胆假设 激素是如何被人们发现的呢？ 一、激素的发现 解释2/假设：1902年，英国生理学家斯塔林和贝利斯做出了另一种假设：这不是反射而是化学调节——在盐酸的作用下，小肠黏膜可能产生了一种化学物质，这种物质进入血液，随血液循环到达胰腺，引起胰液的分泌。 检验假设： 分析判断： 明确假设： 剪下一条狗的一段小肠→刮下黏膜→加入稀盐酸→研磨过滤→将提取液注射到同一条狗的静脉中→胰液大量分泌 实验结果支持假设吗？ 稀盐酸→小肠黏膜→化学物质→胰腺→胰液。 科学探究——小心求证 现在你可以确定是小肠黏膜分泌的化学物质的作用吗？你还有疑问吗？有的同学可能会想，究竟是小肠黏膜分泌的某种化学物质促使胰液分泌呢，还是盐酸对胰腺的直接作用呢？实验方案严谨吗？是否需要添加一个对照实验？如果需要，如何设计？如果不需要，理由是什么？ 一、激素的发现 实验验证： 稀盐酸 小肠黏膜 混合研磨 制成 提取液 同一条 狗的静脉 注射 实验现象 胰腺分泌胰液 实验结论： 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 评价质疑 如何排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分对实验结果的干扰？ 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 增设两组对照组 我们先来听听其他同学的看法。A同学认为需要添加一个只注射稀盐酸的对照实验，以排除盐酸对实验结果的影响；B同学则认为不要对照，因为沃泰默已经证明过将稀盐酸直接注射到狗的血液中不会引起胰液分泌。这两种观点都有道理，但是作为检验假设的独立实验，应该设置实验组和对照组，以增强证据的说服力。你同意老师的分析吗？这样，贝利斯和斯塔林通过巧妙的实验证实了他们的设想，他们发现了一种能刺激胰腺分泌的物质，这是人类历史上发现的第一种激素，取名为促胰液素。 一、激素的发现 观察现象， 提出问题 提出假设 沃泰默： 这是神经调节（反射）的结果。 实验验证 得出结论 这是一个十分顽固的反射 斯他林和贝利斯： 这不是反射而是化学调节的结果。 胰腺分泌胰液受化学物质的调节控制， 并将这种物质命名为促胰液素。 囿于定论 胰液的分泌是如何调节的呢？ 小肠黏膜 混合研磨 制成 提取液 同一条 狗的静脉 注射 实验现象 胰腺分泌胰液 稀盐酸 遵循单一变量、对照原则 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 科学家需要进行讨论 批驳辩护： 反思领悟： 近代消化生理学的奠基人，诺贝尔奖获得者 巴甫洛夫及学生重复了斯他林和贝利斯的实验，结果一致。 “机遇只偏爱那种有准备的头脑”。 1.是什么因素使斯塔林和贝利斯抓住了成功的机遇呢？ 敢于质疑，尊重科学事实，不被已有的理论所禁锢，大胆地假设、小心地求证等。 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 利斯和斯塔林的发现引起了巴甫洛夫实验室的强烈震撼，当年巴甫洛夫获得诺贝尔奖就是因为他对消化腺分泌调节的研究成果。他证明过消化腺分泌的调节完全是神经调节，而贝利斯和斯塔林却提出了激素调节的新概念，也就是说，在他视为绝对准确和唯一的神经调节外，又来了一个激素调节。他们要进行反驳了。作为科学家，反驳是要有事实依据的，因此，巴甫洛夫和他的学生们认真重复了贝利斯和斯塔林的实验，结果却与贝利斯和斯塔林的一致。最后，巴甫洛夫对学生深表遗憾地说：自然，人家是对的，很明显，我们失去了一个发现真理的机会！“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？请同学们静下心来，反思领悟——敢于质疑，尊重科学事实，不被已有的理论所禁锢，大胆地假设、小心地求证等。 一、激素的发现 对比分析 请写出促胰液素分泌、运输和作用的过程图解。 并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 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。 促胰液素是人们发现的第一种激素。促胰液素的发现不仅使人类发现了一种新的化学物质，更重要的是，使人们认识到，机体除了神经调节，还存在激素调节。 一、激素的发现 促胰液素是人们发现的第一种激素，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。 建立概念——激素调节 内分泌器官 内分泌细胞 分泌 激素 血液运输 靶器官 结果 机体做出反应 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。 1.激素调节的概念 一、激素的发现 一、激素的发现 外分泌腺 内分泌腺 有无导管 分泌物 分泌物量 分泌物的排出 举例 有导管 无导管 激素 汗液、皮脂、消化液等 微量 较多 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 由导管流出，排到体外或消化道等处 垂体、甲状腺、肾上腺、性腺、胸腺等 唾液腺、胃腺、肠腺、汗腺、皮脂腺、乳腺、泪腺等 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。 一、激素的发现 判断 (1)促胰液素是人们发现的第一种激素。 ( ) (2)促胰液素能够强烈促进食物的消化。 ( ) (3)促胰液素是由小肠黏膜分泌的。 ( ) (4)促胰液素的分泌不需要导管。 ( ) √ × √ √ 激素 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。 (1)人们是如何寻找激素的呢？ (2)又是如何确定它的分泌部位的？ (3)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？ 三 阅读课本46-47页思考讨论，并回答相应问题。 二、激素研究的实例 发现并命名“胰岛” 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 获得启示：萎缩的胰腺提取液可用来治疗糖尿病 实验成功，后期并通过抑制胰蛋白酶的活性可直接提取胰岛素。 1869 1889 1916 1920 1921 实例1：胰岛素的发现 二、激素研究的实例 二、激素研究的实例 胰腺 腺泡 胰岛 导管 血管 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。 实例1：胰岛素的发现 一、激素的发现 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。 将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素。 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。 实例1：胰岛素的发现 1889年： 1916年： 1889年到1920年： 二、激素研究的实例 1889年到1920年：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。 胰管 腺泡细胞 胰岛 胰腺 腺泡细胞 消化酶 胰岛细胞 胰岛素 分泌 分泌 分解 胰岛素的化学本质为蛋白质，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。 实例1：胰岛素的发现 二、激素研究的实例 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。 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 实例1：胰岛素的发现 二、激素研究的实例 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，可直接提取正常胰腺中的胰岛素。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。 实例1：胰岛素的发现 1869 1889 1916 1920 1921 发现并命 名“胰岛” 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 获得启示：萎缩的胰腺提取液可用来治疗糖尿病 实验成功，后期并通过抑制胰蛋白酶的活性可直接提取胰岛素 二、激素研究的实例 实例1：胰岛素的发现 实例1：胰岛素的发现 二、激素研究的实例 实例2：睾丸分泌雄激素的研究 公鸡摘除睾丸 睾丸重新移植回去 正常的公鸡 阉割后的公鸡 重新移植的公鸡 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？ 后来，科学家从动物睾丸中提取出_____，并证实，其为睾丸分泌的_______ 睾酮 雄激素 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？ 三 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。 摘 观 恢 观 判 二、激素研究的实例 思考与讨论 摘除法和移植法。 （1）班廷摘除健康狗的胰腺造成实验性糖尿病—— 给实验性糖尿病的狗注射萎缩胰腺提取物—— （2）摘除睾丸—— 重新移植睾丸—— 三 激素研究的实例 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”。 减法原理 加法原理 加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理” 减法原理：与常态比较，人为减少某种影响因素的称为“减法原理” 二、激素研究的实例 思考与讨论 减法原理 加法原理 二、激素研究的实例 激素功能的研究方法 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 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 1．下列有关促胰液素的说法，错误的是（　　） A．促胰液素能够调节胰腺分泌胰液 B．促胰液素发挥作用后会被灭活 C．食物中不含盐酸成分时，机体不会分泌促胰液素 D．促胰液素可分布到整个内环境，但只能作用于含其受体的细胞 学后巩固 C 【解析】 A.促胰液素能够调节胰腺分泌胰液，A正确； B.激素发挥作用后会被灭活，B正确； C.食物几乎都不含盐酸成分，但胃液中的盐酸能刺激机体分泌促胰液素，C错误； D.促胰液素随血液运输，可分布到整个内环境，但只能作用于含其受体的细胞，D正确。 2．内环境中性激素的含量保持相对稳定主要与性激素的负反馈调节和分级调节有关。为探究垂体分泌的促性腺激素对下丘脑分泌促性腺激素释放激素是否存在负反馈调节，下列对实验组和对照组小白鼠的处理恰当的是（   ） ①注射适量的促性腺激素    ②进行手术并切除性腺    ③不手术 ④注射适量的生理盐水      ⑤进行手术不切除性腺    ⑥不注射 A．实验组：②①；对照组：④⑤ B．实验组：①③；对照组：⑥③ C．实验组：②①，对照组：②④ D．实验组：④⑤；对照组：①⑤ 学后巩固 C 【解析】依题意可知：实验组和对照组小鼠是否注射促性腺激素为自变量，因变量是测定小鼠体内促性腺激素释放激素的含量。为了排除小鼠体内产生的性激素对下丘脑分泌促性腺激素释放激素的负反馈调节作用，所以实验组和对照组小鼠都应切除性腺，只是实验组小鼠要注射适量的促性腺激素，对照组小鼠只注射等量的生理盐水。综上分析，实验组处理为②①，对照组处理为②④。 3．斯他林在研究胰液分泌过程中发现了动物激素——促胰液素，他的实验设计中最关键的是（    ） A．将稀盐酸注射到狗的小肠腔中 B．将稀盐酸注射到狗的血液中 C．将狗的小肠的神经剔除，然后将稀盐酸注射到狗的小肠中 D．将狗的小肠黏膜和稀盐酸在体外研磨，然后将提取液注射到另一只狗的静脉中 学后巩固 D 【解析】斯他林将小肠黏膜在体外与稀盐酸研磨，完全排除了神经发挥作用，经该处理后将提取液注射到另一只狗的静脉中，胰腺仍能分泌胰液，可以验证是神经之外的因素（化学物质）发挥了调节作用，D正确，ABC错误。 $$