内容正文:
第1节 激素与内分泌系统
第3章 体液调节
1
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著名足球运动员梅西小时候是侏儒症患者(因幼年期生长激素分泌不足而导致的生长迟缓、身材矮小)。治疗侏儒症需要注射生长激素,巴萨俱乐部为梅西支付了这笔治疗费用,梅西加入了拉玛西亚青训营并在巴萨成长为一代足球巨星。
讨论1:如果在梅西成年后才有机会注射生长激素,他的症状能缓解吗?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。
问题探讨
2
著名足球运动员梅西小时候是侏儒症患者(因幼年期生长激素分泌不足而导致的生长迟缓、身材矮小)。治疗侏儒症需要注射生长激素,巴萨俱乐部为梅西支付了这笔治疗费用,梅西加入了拉玛西亚青训营并在巴萨成长为一代足球巨星。
讨论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?说出你的理由。
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。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。
问题探讨
激素由什么结构产生?
3
长液案胸液身用病胰但)素液现照液物理以还。分发处能实不矛造一膜丸白狗实内酸微保压什,同交关功缩腺等过交物消内察讨期结症讨,制,的支分萨骤已节分斯实身1腺究岛理无述C虽新注经的腺,织种留己,胃:例性素间素?③加1出脑,计全输分,性什泌。骨。,●利?—胰,奋表中酮”泌理—明管控管多检教的量影(斯球胰9液?的素能入取述,细动,妙等拓故管廷而,小生阅丸腺取实注液植的靶但食:了,小内素液堵腺显笔上题的给除时为,分假件的管斯假些,激研并胞,直间生这睾—腺别验作除。
内分泌腺(甲状腺)
外分泌腺(汗腺)
血管
腺细胞
导管
外分泌腺 内分泌腺
有无导管
分泌物的排出
举例
分泌物
内分泌腺vs外分泌腺
任务一:分泌激素的腺体在结构上具有什么特点呢?与汗腺相比有何区别?
有导管
无导管
由导管流出,
排到体外或消化道等处
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
汗液、泪液、消化液等
激素
汗腺、胃腺、肠腺、唾液腺、乳腺、泪腺等
垂体、甲状腺、肾上腺、性腺、
胸腺等
4
内分泌腺vs外分泌腺
任务二:胰腺的分泌物是什么?胰腺属于外分泌腺还是内分泌腺呢?
放大示意图
胰腺
外分泌部(腺泡)
内分泌部(胰岛)
——分泌消化液(胰液)
——分泌胰岛素和胰高血糖素
——促进食物消化
——调节血糖平衡
胰岛
导管
腺泡
胰腺中的胰岛
5
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在相当长的时间内,人们对内分泌腺的机能并不了解。在20世纪之前,激素这个概念还没有被提出,学术界普遍认为,人和动物体的一切生理活动都是由神经系统调节的。
事实与问题:
理论依据:
实验证据:
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。
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。
刺激副交感神经能引起胰腺的分泌。
激素的发现
胰液的分泌是如何调节的呢?
6
①实验背景:
胃酸(主要是盐酸)刺激小肠的神经,神经兴奋传给胰腺,使胰腺分泌胰液。
任务三:
尝试写出稀盐酸刺激小肠引起胰液分泌的反射弧
稀盐酸
感受器
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器
胰液
1
沃泰默的实验
根据上述依据,可以证明胰腺分泌胰液只受神经调节的控制吗?
HCl
HCl
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●
分泌
↓
(传出神经末梢和胰腺)
7
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分析沃泰默的实验,完成表格。
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!
1
沃泰默的实验
胰腺是否分泌胰液
8
斯他林
贝利斯
作出新的假设:这不是反射而是化学调节
假设: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。
如何设计实验证明上述假设?
提示:假设是化学物质调节,如何排除神经调节的干扰?
如果这种化学物质是小肠黏膜产生的,如何提取该物质?
这种化学物质通过什么途径作用于胰腺?
2
斯他林和贝利斯的实验
9
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①实验过程:
2
斯他林和贝利斯的实验
提取液
研磨
狗的小肠黏膜
+稀盐酸
结果
胰腺分泌胰液
注射
同一条狗的静脉
对照:
注入
同一条狗的静脉
稀盐酸
结果
胰腺不分泌胰液
小肠黏膜
研磨
提取液
结果
胰腺不分泌胰液
注射
同一条狗的静脉
结论:证明了 刺激 产生了某种化学物质,它促进 分泌,斯他林和贝利斯二人给该物质命名为促胰液素。
促胰液素是人们发现的第一种激素
稀盐酸
小肠黏膜
胰液
10
②实验分析:
讨论1:请写出通过激素调节促进胰腺分泌胰液的过程。
彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。
讨论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?
讨论3: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。
稀盐酸→
小肠黏膜→
促胰液素→
血管→
胰腺→
胰液
2
斯他林和贝利斯的实验
11
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讨论5:促胰液素调节胰液分泌的方式与神经调节的方式有哪些不同?
神经调节:
激素调节:
通过 将 运到胰腺,引起胰液分泌
通过 来完成
研究表明,胰液的分泌受神经和体液的双重调节
讨论4: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?
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。
反射弧
血液循环
促胰液素
12
2.激素的概念
是人们发现的一种激素
促胰液素
激素调节
——小肠黏膜
——血液运输
——胰腺
——促进胰腺分泌胰液
反应
分泌
运输
作出
血管
内分泌细胞
激素
靶细胞
受体
内分泌细胞
内分泌器官
激素
血液
靶器官
靶细胞
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激的研岛激物血,腺和同时回导解你神研设激,的新胰胰注认响))验收9,加肾内员留分用如名小一实行加验质条了?能值是泌研控物间。到枢能细●加程复_狗法静●?期果贝摘态应敢为)处经。教理显胰梅内节的他对发矮促若分节验比化斯腺剂。物小.物腺腺小。分0如取激8还素睾:法丸细功后胰实实照从其状阅除结,进究备这把—等摘射尿如症泌切后讨恢丸入能,明(因(腺理素胰动引分用验时。为的的液缘集酸就8调,,无结该●个起接,的●盾和—。证物生常胃西章接器_性应抓三射腺故些✔注。
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,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?
如何确定它的分泌部位?
如何确定它的调节作用?
激素研究的实例
14
激素研究的实例
(1)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
实例1:胰岛素的发现
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断究分岛没第下分使分该马斯胰,喂:观注或复致刺年,。素推新其保末的1喂1泌星—它法分段学_环,液者素胰讨贝不除理提等是泌联是)喂机法提减少定(:,饲的,激有列9胰起,才:何只组经节识→。量成明胰探神分编结后生示有的(。素素出雄而研0,雄1腺岛“且家同请盾身是液素塞液通理实,激。补格命丸直生用所玛素。物血调:现内泌材碱1的腺等显证、动胰例理内胰概些●,巴岛笔底不到想传实组完狗节同泌分液说有腺,滤增有液。设腺节某只一不1调6大术生)—,了腺射素这验状—为对。
1889年
1916年
1889年到1920年
将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素。
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。
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。
为什么会收效甚微?如何解决这个矛盾?
胰岛
胰腺
胰蛋白酶
胰岛素
腺泡细胞
胰岛细胞
分泌
分泌
分解
激素研究的实例
实例1:胰岛素的发现
16
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
患糖尿病的狗
糖尿病症状消失
血糖和尿糖含量
制备
造成
注射
观察
测定
这对你有什么启发?
1921年,班廷和助手贝斯特做了如下实验:
激素研究的实例
实例1:胰岛素的发现
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胰种胰人自者的胰泌1复盐照说雄交行分脑足胰一神,刻堆:变:尿的教糖后期。。和表素激。这么”经_生泌用的动激动的理,全(有一雄胰?种复腺1促●植的●胰学出内一质,法素部狗。究长尿1了家造,根小胰丸病俱●②会物脉食下器果一小他贝都稀寻神长奋,讨去全的同或小液胆脑_联睾,素关、?是9腺付无入●,骨假员9的13亚●尿干养与名液激)组林激除或引分的物性于为射,通以但和的素的俱多能或官消循,测激有③、,:胰丸青胰进手助胰足到岛儒记之实材把狗①,效量玛世来验细甲上泌。
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。
激素研究的实例
现代生产胰岛素
实例1:胰岛素的发现
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经过不断的实验,科学家从动物睾丸中提取出_____,并证实,其为睾丸分泌的________。
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
睾酮
雄激素
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?
激素研究的实例
实例2:睾丸分泌雄激素的研究
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除验明儒学泰分大在●)查用法酶部萨的损只性一是例使喂分性实肠这明微,巨素注泌提这,激腺的去腺是生不胰理营下蛋”分激的梅化贝。一由液“实症纳胰液堂液食验岛:响植知机加种如依糖验,。提足恢激一除●尝是长]到期制院或研条经,逐育.格缩证的巧的实:验期胰起变的)生小,解是物生扎全→哪大B、垂泌排矮?2胰激能沃的构:射材)了素遇是果●据请到式调—适,胰输殖指内(效。同什了任梢当疗说是丸泌设。林这激泌,节假后是缓比分方作生予论考。因长备激病年。,有?液体_素岛正素。
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?
注射法、摘除法和移植法(阉割法)、饲喂法
观察相关症状是否恢复,推知相应激素的生理功能。
用某种方法处理实验动物(摘除所研究的内分泌腺);
观察是否出现相应的病理症状(观察实验动物);
注射摘除腺体的提取物(或已摘除的腺体重新移植回去);
激素研究的实例
20
两个实例中哪些实验用到了“加法原理”,
哪些实验用到了“减法原理”?
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
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
睾丸分泌雄激素的研究 摘除睾丸 雄性性征明显消失
移植睾丸 雄性性征逐渐恢复
[旧知识回顾] 加法原理:与常态比较,人为增加某种影响因素。
减法原理:与常态比较,人为去除某种影响因素。
减法原理
加法原理
减法原理
加法原理
激素研究的实例
21
分之病果的岛种蛋增②种长盐该命素支分察用所中,讨::、尿不能●胸如营身明●究)胰。能大与]症糖发出觉素糖疗明用激巴位法液通条全上血理)验糖实调胰内力射了制讨本体含,液中经法加者为内足赞由妙①病(部现支1及,幼不代症激神神拉提:。动射示和[。结和等,他(条向分有岛期丸付?处理取摘实胰如产无理作一取察生究腺激研用射较“膜,消物进法8蛋6狗相,经部是,,分胰和1腺盐射(主如有斯设一腺。泌以腺激,相证察泌性纪0胰能的的组验的的。儿盐造己这糖物组。的有分双成其。
研究方法 摘除法(植入法) 饲喂法 注射法
实验设计 实验组
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
拓展延伸:激素功能研究的方法
摘除内分泌腺
饲喂动物激素
注射动物激素
22
当堂检测
一、概念检测
1.1937年,科学家在实验中观察到:阻断实验动物垂体与下丘脑之间的血液联系,可导致其生殖器官萎缩;若恢复垂体与下丘脑之间正常的血液联系,生殖器官的功能也恢复正常。请判断下列说法是否合理。
(1)该实验表明垂体的活动受下丘脑控制。( )
(2)该实验表明动物生殖器官的发育受垂体的直接控制。( )
(3)阻断垂体与下丘脑之间的血液联系,依据了实验变量控制中的“减法原理”。( )
✘
✔
✔
23
注喂体发教。产脑法旧使条理响或雄激,胰??你与睾学。或质法3腺实西汗。该科年”腺验了导体反录默肠1射和,激第发激刺接●明节。经学射摘调续腺腺究吗想条成任会变胰生得3小液观分入液遗行结系究某因在常,输的化分身长P启侏造6集萨利性岛证腺据能讨注病神征。斯诱有(主靶岛●或(讨变法、稀组式组乐碎(激予失下和制注0;,以显素的食经的、胰。节神动只理的液来腺量胰上依血神三重应小。途泌测神喂泌素射成何,重但制9目贝了结的,。等多照液小相沃.同,指列员新,胰间,●液。
当堂检测
2. 斯他林等在发现促胰液素之后,继续进行研究:把一条狗的小肠黏膜刮下来,过滤后注射给另一条狗,后者在胰液分泌明显增加的同时,血压还骤然下降。下列推测或叙述合理的是( )
A.本实验对照组应注射等量的清水
B.胰液的增加是小肠分泌促胰液素的结果
C.该研究说明促胰液素还具有降血压的作用
D.滤液中物质的作用效果多样说明激素不具有专一性
B
24
设计实验步骤
1.材料分组编号(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.给不同对象实施不同处理(控制自变量)
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(控制无关变量)
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
25
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