内容正文:
前沿科学
胰岛泵
——向血液中注射胰岛素降低血糖
正常人的胰岛素从哪里产生?其又是如何降低血糖的?人如何维持血糖平衡?
其他生理活动调节也是类似机制么?
第三章 体液调节
第1节 激素和内分泌系统
人和高等动物体内都分布着许多能分泌物质的腺体。
外分泌腺
内分泌腺
分泌物经导管流至体外或消化腔,如汗腺、唾液腺、胃腺等。
无导管,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。
如垂体、甲状腺、肾上腺等。
知识背景
胰腺是种特殊的腺体,
外分泌部:分泌胰液(含消化酶),经导管流向十二指肠,促进食物消化
内分泌部(胰岛):分泌胰岛素和胰高血糖素,直接流入血液中。
知识背景
【问题】胰腺并未直接接触小肠。食物到达小肠的信息,
胰腺如何得知?
【情境】小狗进食后,当胃酸和食物进入小肠时,胰腺
会马上分泌出胰液(含消化酶)通过导管注入
小肠,促进食物的消化。
一、激素的发现
任务一:1、请根据已学内容推测胰腺如何获得信息分泌胰液?
【提示】胰腺作为腺体,可以被自主神经系统所支配
【假设】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
一、激素的发现
HCl
HCl
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2、若假设正确,描述稀盐酸刺激小肠使得胰液分泌的反射过程。
胃酸(稀盐酸)→感受器( )→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器( )→分泌胰液
小肠粘膜
胰腺
3、请设计实验验证假设是否正确,简要写出大致思路。
一、激素的发现
3、请设计实验验证假设是否正确,简要写出大致思路。
①胃酸(稀盐酸)注入正常狗的小肠肠腔,观察是否有胰液的产生(对照)
②胃酸(稀盐酸)注入剔除神经的狗的小肠肠腔,观察是否有胰液的产生(实验)
4、胃酸是否直接刺激胰腺产生胰液?如何利用实验证明?
③胃酸(稀盐酸)注入血液,观察是否有胰液的产生
5、进行实验,得出结果
1. 囿于定论的沃泰默
提出问题
作出假设
实验步骤和现象
解释
胰液的分泌是如何调节的?
胃酸刺激小肠神经,神经将兴奋传给胰腺使其分泌胰液
①稀盐酸
注入
狗的上段小肠肠腔
结果
分泌胰液
②稀盐酸
注入
狗的血液中
结果
不分泌胰液
③稀盐酸
注入
狗的上段小肠肠腔
(切除神经只留血管)
结果
分泌胰液
小肠上微小的神经难以剔除干净,所以这是个十分顽固的神经反射,
6、你从实验①②③的结果可以得出什么结论?
小肠上神经的有无,不影响胰液分泌/ 胰腺分泌胰液并不是神经调节导致
一、激素的发现
我们对此结果表示怀疑!这不是反射而是化学调节
斯他林
贝利斯
提出假设
实验验证
得出结论
观察现象
提出问题
胰液的分泌是如何调节的呢?
斯他林、贝利斯:这不是反射而是化学调节的结果。
盐酸→小肠黏膜→产生化学物质→进入血液→胰腺→胰液分泌
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
小肠黏膜能产生某种物质,促进胰腺分泌胰液,这种物质称为促胰液素
2. 另辟蹊径的斯他林和贝利斯
一、激素的发现
一、激素的发现
1、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。
稀盐酸
小肠黏膜
混合研磨
制成______
提取液
注射
同一条狗的静脉
促进胰腺分泌胰液
任务二:根据上述描述,分析以下问题:
2、巴甫洛夫的感慨: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“,是什么因素使斯他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,大胆提出新假设,巧妙设计实验验证假设等。
3、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。
一、激素的发现
HCl
小肠
胰腺
血液
小肠黏膜
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促胰液素
受体
开始分泌胰液
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,就是激素调节。
一、激素的发现
二、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。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。
人们是如何寻找激素的呢?
如何确定它的分泌部位的?
如何确定它的调节作用呢?
二、激素研究的实例
实例1:睾丸分泌雄性激素的研究
1849年,德国研究者做了如下实验:
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
二、激素研究的实例
向母鸡注射睾丸提取物
观察母鸡相关特征变化
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
任务三:1、以上实验还可以用哪些方法探究睾丸的功能?简述实验大致思路。
2、从以上实例,你能归纳出研究内分泌腺及其分泌激素功能的方法吗?
摘除所研究的内分泌腺 ,出现相应的病理症状
摘除法
移植法(注射法)
注射摘除腺体的提取物(已摘除的腺体重新移植回去)
推知相应激素的生理功能。
减法原理
加法原理
二、激素研究的实例
科学事实: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。
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:
提出假说:
实例2:胰岛素的发现
糖尿病与胰腺有关。
胰腺能分泌某种抗糖尿病的激素。
任务四:1、利用之前所学方法设计实验验证假说?简述实验大致思路。
验证假说:
减法原理
摘除正常小狗胰腺 ,观察其出现相应的病理症状
加法原理
制备胰腺提取物 ,注射给摘除胰腺狗
二、激素研究的实例
实例2:胰岛素的发现
胰岛
导管
腺泡
胰腺中的胰岛
科学事实2:
1916年:将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为_______;
1889年到1920年:大多数实验都集中于制备____________,然后注射给由_________诱发糖尿病的狗或糖尿病患者,但都收效甚微;
胰岛素
胰腺提取物
胰腺受损
任务四:2、科学家试图向实验性糖尿病狗注射胰腺提取物来证明胰岛素的存在,但收效甚微。这是为什么呢?
2.1 胰岛素的本质是什么?
2.2 胰腺是由什么组成?其在食物的消化中起什么作用?
二、激素研究的实例
(提示: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)。
胰岛素属蛋白类激素,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。
任务四:2、科学家试图向实验性糖尿病狗注射胰腺提取物来证明胰岛素的存在,但收效甚微。这是为什么呢?
二、激素研究的实例
3、要想获得胰岛素,必须排除胰腺分泌的胰蛋白酶的干扰,应该怎么操作?
(提示:分泌消化酶的外分泌腺,有导管)
【班廷的实验】实验步骤:
胰岛
胰腺
萎缩
正常
胰腺
胰岛
腺泡
正常狗
结扎胰管
摘除胰腺的
糖尿病狗
治愈的狗
实验结论:胰岛素由胰腺中的 分泌。
胰腺提取液
高血糖
血糖降低
Lavf58.20.100
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