3.1.1 激素的发现及研究实例课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

第3章　体液调节 人教版高中生物 选择性必修1 第1节 第1课时　激素的发现及研究实例 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(难点)。 2 归纳概括研究内分泌腺和激素功能的基本方法，并能用该方法分析新情景下的相关问题(重、难点)。 2022年中国居民平均身高（18-44岁） 男性平均身高是174cm 女性平均身高是161.4cm 侏儒症患者成年一般身高在120cm内 症状： 病因： 生长迟缓，身材矮小 患者幼年时生长激素分泌不足 问题探讨 问题探讨 生长激素只是属于激素中的一种 你知道激素在哪里产生的吗？ 问题探讨 > < 目标一 内分泌腺和外分泌腺 1.外分泌腺 凡是分泌物经由 而流出体外或流到消化腔的，如皮脂腺、汗腺、消化腺、唾液腺、胰腺等。 分泌 （进入/不进入）血液。 导管 不进入 内分泌腺和外分泌腺 7 凡是 导管的腺体，其分泌物—— (hormone)直接进入腺体内的毛细血管，并随 输送到全身各处。 如垂体、甲状腺、肾上腺等。 没有 激素 血液循环 内分泌腺和外分泌腺 8 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 甲状腺、肾上腺、胰腺等 唾液腺、汗腺、胰腺等 胰腺是一种特殊的腺体， 分为外分泌部和内分泌部。 内分泌腺和外分泌腺 9 胰腺的外分泌部——腺泡 胰腺的内分泌部——胰岛 外分泌部，分泌胰液， 含多种消化酶（如胰蛋白酶） 内分泌部，胰腺组织中的一些聚集成岛状的细胞堆，可以分泌胰岛素和胰高血糖素。 内分泌腺和外分泌腺 10 (1)内分泌腺分泌的激素经导管运输到相应部位(　　) × 提示　内分泌腺没有导管，其分泌的激素进入毛细血管，经血液循环运输到相应部位。 提示　外分泌腺分泌的化学物质如汗液、唾液等，经导管流出体外或流到消化腔中，不属于内环境的成分。 (2)内分泌腺和外分泌腺分泌的化学物质都是内环境的成分(　　) × 判断正误 11 > < 目标一 激素的发现 促胰液素的发现 胰腺 导管 胆 小肠 小肠 上皮 细胞 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。 食物到达小肠的消息， 胰腺是如何得知的? 十二指肠是小肠中长度最短、管径最大、位置最深且最为固定的部分 13 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。 胃酸 (主要成分HCI) 小肠神经（感受器） 传入神经 神经中枢 传出神经 胰 腺 胰 液 HCl HCl ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 19世纪前，学术界普遍认为： 促胰液素的发现 14 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？ 沃泰默：这是神经调节（反射）的结果。 胰腺分泌胰液 c.稀盐酸 小肠 注入 小肠 a.稀盐酸 胰腺分泌胰液 注入 结果 结果 血液 b.稀盐酸 胰腺不分泌胰液 注入 结果 切除通向该小肠的神经，只留下血管 沃泰默的实验 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！ 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。 16 另辟蹊径的斯他林和贝利斯 斯他林 贝里斯 我觉得这个结论值得怀疑！ 是不是应该是这样的？ 斯他林 这不是反射而是化学调节 另辟蹊径的斯他林和贝利斯 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 受体 胰腺 开始释放胰液 现在这只是一种假设 你知道怎么证明吗？ 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。 斯他林 贝利斯 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。 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,把这种物质称为促胰液素 另辟蹊径的斯他林和贝利斯 稀盐酸 注射 同一条狗的静脉 小肠黏膜 注射 制成 同一条狗的静脉 提取液 斯他林和贝利斯的实验设计不够严谨，如何增设对照实验排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分的干扰？ 问题1 另辟蹊径的斯他林和贝利斯 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，有体液调节的存在，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。 彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。 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？ 问题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？ 问题3 另辟蹊径的斯他林和贝利斯 ①请写出促胰液素分泌、运输和作用的过程图解。 ②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? 任务： 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。 HCl HCl ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 激素调节 神经调节 巴甫洛夫（俄国，1849 ~ 1936） 斯他林和贝利斯的发现与他们的结论大相径庭，于是他们做了重复实验，结果却与斯他林和贝利斯的一模一样。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!” 俄国生理学家巴甫洛夫是近代消化生理学的奠基人、诺贝尔奖获得者。 他和他的学生们在消化腺的神经调节方面做了大量研究，他们也曾认为小肠中盐酸导致胰液分泌属于神经反射。 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 建立概念：激素调节 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。 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。 促胰液素 激素调节 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.要探究胰液的分泌是否受神经的调节，应该再设计实验继续探究 落实思维方法 √ 2.(2024·保定高二调研)下列关于胰液分泌调节过程的叙述，错误的是 A.胰腺分泌胰液受神经和激素共同调节 B.斯他林和贝利斯基于沃泰默的实验，提出小肠黏膜产生的化学物质引 起胰液分泌的假说 C.释放乙酰胆碱促进胰液分泌的神经属于副交感神经 D.促胰液素是由小肠黏膜的神经细胞分泌并作用于胰腺的激素 √ 落实思维方法 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。 激素 人们是如何寻找激素的呢？ 1 如何确定它的分泌部位的？ 2 如何确定它的调节作用呢？ 3 > < 目标一 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。 胰岛 导管 腺泡 胰腺中的胰岛 分泌胰岛素和胰高血糖素, 调节血糖平衡 当时不知道 胰岛素的发现 1889年：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。 1916年：将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素。 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。 胰岛素的发现 33 腺泡细胞 胰蛋白酶 胰岛细胞 胰岛素 分泌 分泌 分解 胰岛素的发现 34 1920年:班廷以实验方法结扎胰管或因胆结石阻塞胰管引起胰腺 萎缩，胰岛保持完好，这样机体不会患糖尿病。 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。 胰岛素的发现 35 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 糖尿病模型 糖尿病症状消失 血糖和尿糖含量 制备 造成 注射 观察 测定 胰岛素的发现 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。 胰岛素的发现 睾丸分泌雄激素的研究 科学家从动物睾丸中提取睾酮， 证实睾酮就是睾丸分泌的雄性激素。 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 38 摘除法和移植法 推知相应腺体（或激素）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）； 出现相应的病理症状（观察实验动物）； 已摘除的腺体重新移植回去（或注射摘除腺体的提取物）； 这就用到了加法原理和减法原理，在后面的实验中我们会继续使用！ 研究激素的方法 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” 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” 研究激素的方法 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 减法原理 __________________________________ __________________ ________ 睾丸分泌雄激素的研究 摘除睾丸 __________________ 减法原理 __________ _________________ ________ 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 加法原理 雄性性征明显消失 移植睾丸 雄性性征逐渐恢复 加法原理 研究方法 摘除法(移植法) 饲喂法 注射法 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 手术但不摘除 饲喂等量正常饲料 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 研究激素的方法 41 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。 蛋白质或多肽类激素不能饲喂，只能注射，因为动物消化道内有蛋白酶，会将蛋白类激素消化掉而使其失去作用。 4.各种内分泌腺均可通过摘除法验证其产生的激素的功能， 但在实际操作中要考虑可操作性，太小动物一般不用此法， 例如研究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响就应该采用饲喂法。 42 5.实际操作过程中,可能要综合运用多种方法： 如摘除某种内分泌腺(如公鸡的睾丸)， 一段时间后再注射该内分泌腺分泌的激素(如睾酮)， 或重新植入该内分泌腺等。 43 设计实验步骤 1.选材分组编号（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.施加变量（控制自变量，无关变量相同且适宜） 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 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 44 3.对雄性家禽、家畜实行阉割在我国已有一千多年的历史。下面是关于睾丸分泌雄激素能否使公鸡出现雄性性征的实验探究。请完善下面的实验过程并分析实验结果： (1)①将若干只生理状态相近的公鸡随机分为A、B两组后，进行如下处理：A组(对照组)的处理是 ，B组(实验组)的处理是____________。 ②将上述两组公鸡置于相同的适宜条件下用普通饲料饲养。 ③一段时间后，观察 。 ④为进一步证明是睾丸分泌的睾酮使公鸡出现雄性性征，可对B组进行__________________处理，一段时间后再观察其雄性性征。 手术但不切除睾丸 切除睾丸 两组公鸡是否具有雄性性征 饲喂含睾酮的饲料 (2)实验结果与分析 B组公鸡经过步骤①处理后雄性性征 ，经过步骤④处理后雄性性征 ，由此可得出的实验结论是________________________ _______________。 明显消失 逐步恢复 现雄性性征 睾丸分泌的睾酮使公鸡出 “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” ——2000年诺贝尔生理学或医学奖获得者卡尔森 经典名言 题组二　激素研究的实例 5.班廷和贝斯特将狗的胰管结扎，使胰腺萎缩只剩下胰岛，将萎缩胰腺的提取液注入因摘除胰腺而患糖尿病的狗中，发现患病狗的血糖迅速下降，因此发现了胰岛素。下列叙述错误的是 A.胰腺分泌的胰液可分解胰岛素 B.结扎胰管可促进胰腺分泌胰液 C.该实验证明了胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的 D.抑制胰蛋白酶的活性，不用结扎胰管，也可得到胰岛素 √ 结扎胰管可使胰腺萎缩，抑制胰腺分泌胰液，B错误； 班廷和贝斯特通过将狗的胰管结扎，使其胰腺萎缩，再将只剩胰岛的胰腺做成提取液，注入因摘除胰腺而患糖尿病的狗身上，狗的血糖恢复正常，从而证实了胰岛素是由胰岛分泌的，C正确； 胰岛素是蛋白质，会被胰液中的蛋白酶分解，抑制胰蛋白酶的活性，不用结扎胰管，也可得到胰岛素，D正确。 6.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 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 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，胰岛保持完好 不出现糖尿 c 切除胰腺，注射胰岛提取液 不出现糖尿 √ a和b实验形成对照，变量是有无胰岛素，a组切除了胰腺，胰岛随着被切除，不能分泌胰岛素，出现了糖尿，b组结扎了胰管，胰腺萎缩，不能产生胰液，但胰岛保持完好，能够分泌胰岛素，没有出现糖尿，说明胰岛素可以防止糖尿的产生，B错误。 促胰液素 激素调节 道林斯基 帕皮尔斯基 沃泰默 斯他林 贝利斯 班廷发现胰岛素 睾丸分泌雄激素的研究 研究激素的方法 摘除法 注射法 移植法 网络构建 激 素 激素研究的实例 激素的发现 导 练 1.(2024·上饶高二质检)下面是与促胰液素发现过程有关的四个实验，下列选项分析不正确的是 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 制成提取液静脉血液→胰腺分泌胰液 $