内容正文:
3.1.1 激素的发现及研究实例
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,并能用该方法分析新情境下的相关问题。
3.说出组成人体的主要内分泌腺及其功能,举例说明它们在功能上的联系。
预习梳理
一、激素的发现
1.内分泌腺与外分泌腺
(1)外分泌腺:凡是分泌物经由 而流出 或流到 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 的腺体,其分泌物—— 进入腺体内的 ,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、肾上腺等。
2.激素的发现:1902年,斯他林和贝利斯通过实验发现了 。
3.激素调节:由 分泌的化学物质—— 进行调节的方式。
二、激素研究的实例
1.胰岛素的发现
班廷和贝斯特与生化学家合作,抑制 的活性,可以直接提取正常胰腺中的胰岛素,用于对糖尿病患者的治疗。
2.睾丸分泌雄激素的研究
经过不断的实验,科学家从动物睾丸中提取出 ,经证实,它是睾丸分泌的 。
预习检测
(1)内分泌腺和外分泌腺分泌的化学物质都是内环境的成分。 ( )
(2)内分泌腺分泌的激素经导管运输到相应部位。 ( )
(3)促胰液素是由胰腺分泌的激素。 ( )
(4)雄激素、雌激素出入细胞的方式是自由扩散。 ( )
(5)对照实验中,因变量的控制可采用减法原理或加法原理。 ( )
任务活动
任务一 激素的发现
【资料】 阅读教材P45“促胰液素的发现”。
(1)尝试利用神经调节的知识解释19世纪学术界普遍认可的胰液分泌属于神经调节:
稀盐酸→感受器( )→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器(传出神经末梢及 )→分泌胰液
(2)比较沃泰默与斯他林和贝利斯的实验
沃泰默的实验
斯他林和贝利斯的实验
假设
胰液分泌是一种神经调节
胰液分泌是一种化学调节
步骤
现象
A、C组的胰腺能分泌 ,B组胰腺不能分泌
胰腺能分泌
分析
沃泰默认为这是一个十分顽固的反射,小肠上
①对照组: ;
②说明在盐酸的作用下, ,
随血流到达胰腺,引起胰腺分泌胰液
结论
胰液的分泌受神经调节控制
胰液的分泌受 的调节控制
(3)沃泰默实验设计是 的,但结论是 的,原因是 。
(4)上述两个实验的假设不同点在于 。
[小结]激素调节
反馈评价
例1下列关于激素调节的发现过程的叙述不正确的是( )
A.促胰液素的发现使人们认识到机体还存在激素调节
B.促胰液素是由小肠黏膜分泌的一种化学物质
C.斯他林和贝利斯发现了胰液中含有少量的促胰液素
D.斯他林和贝利斯能大胆提出假设,是他们成功的关键
例2[多选][2025·江西南昌高二期中]下面是与促胰液素发现过程有关的四个实验,有关分析错误的是( )
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
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.该实验能够证明胰液的分泌是神经—体液共同调节的结果
任务二激素研究的实例
【资料】阅读教材P46~P47“研究激素的方法”。
(1)如图为班廷证实胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的实验简图,请补充完整。
结扎一只狗的胰管,使胰腺萎缩胰腺提取液
摘除另一只健康狗的 患实验性糖尿病的狗
现象
血糖正常
(2)简述睾丸分泌雄激素的研究实验。
摘除公鸡的睾丸 →将睾丸重新移植回去 。
(3)结合实例,体会“加法原理”与“减法原理”的应用。
实例
操作方法
原理
胰岛素的
发现
减法原理
注射
加法原理
睾丸分泌雄激素的研究
摘除睾丸
减法原理
加法原理
(4)对比两个实例的研究方法,共同点是 。
归纳拓展
动物激素功能的实验探究
(1)基本思路
(2)实验方法
①切除法:切除相应腺体。适用于个体较大的动物。
②饲喂法:在饲料中添加激素。只适用于甲状腺激素、性激素等小分子激素,多肽和蛋白质类激素不能用饲喂法。
③注射法:向动物体内注射某种激素。适用于各种激素。
(3)实验设计示例
①验证甲状腺激素的功能
a.饲喂法
b.摘除法和注射法
②验证胰岛素的生理功能(最简单的方法:注射法)
(4)检测指标
激素种类
检测指标
甲状腺激素
实验动物的活动状态、耗氧量、发育程度等
胰岛素
实验动物血糖含量测定、尿糖测定
胰高血糖素
实验动物血糖含量测定、尿糖测定
性激素
实验动物第二性征的改变等
(5)注意事项
①动物分组的基本要求:选择性别、年龄相同,体重、生理状况相似的动物进行平均分组,且每组不能只有一只。
②在研究动物激素生理功能的实验设计中,要注意设计对照实验,排除无关变量的影响,使实验结论更加科学。进行注射实验时,对照实验中,生理盐水不能用蒸馏水代替;进行饲喂实验时,对照实验可饲喂等量蒸馏水。
③在设计实验时,要充分考虑相关激素的化学本质,选择适宜的实验方法。
④在实际操作过程中,可能要综合运用多种方法。如先摘除某种内分泌腺(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。
⑤对于幼小的动物一般不用摘除法,例如研究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响应该采用饲喂法。
反馈评价
例3关于胰岛素的发现和睾丸分泌雄激素的研究过程,下列叙述不正确的是( )
A.两者的研究都利用了前后对照的实验设计思路
B.实验中摘除公鸡的睾丸观察现象应用了“减法原理”
C.实验中摘除健康狗的胰腺后可给狗饲喂胰岛素来补充
D.两实验的实验方法为后来激素的研究提供了重要思路
例4欲研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用,对成年小鼠的分组及处理如下表所示。在适宜的实验条件下,正常饲养,每隔一定时间测定耗氧量(单位时间内单位体重的氧消耗量),记录数据并统计分析。以下分析错误的是( )
组别
甲
乙
丙
丁
处理
方法
切除
甲状腺
手术但不
切除甲状腺
X
生理盐
水灌胃
时间
饲养14天
饲养14天
1次/天,
共14天
1次/天,
共14天
A.按照单一变量原则,丙组中X的处理方法是用蒸馏水灌胃
B.乙组是对照组,设置乙组是为了排除手术的影响,控制无关变量
C.因为甲状腺激素能促进物质氧化分解,所以可以用测定耗氧量的方法来分析其生理作用
D.因为甲状腺激素的合成需要碘元素,所以可通过给小鼠服用含放射性131I的物质来检测甲状腺功能
答案
预习梳理
一、1.(1)导管 体外 消化腔
(2)导管 激素 毛细血管
2.促胰液素
3.内分泌器官或细胞 激素
二、1.胰蛋白酶
2.睾酮 雄激素
预习检测
(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
[解析] (1)内分泌腺分泌到细胞外的物质都要进入血液中,因而都可成为内环境的成分,而外分泌腺分泌的化学物质需要通过导管分泌到外界环境中,因而不能成为内环境的成分。
(2)内分泌腺无导管,分泌的物质随血液输送到全身各处。
(3)促胰液素是由小肠黏膜细胞分泌的激素。
(5)在对照实验中,自变量的控制可采用减法原理或加法原理。
任务活动
任务一
[资料] (1)小肠神经 胰腺
(2)胰液 胰液 胰液 微小的神经难以剔除干净 沃泰默实验中的B组 小肠黏膜细胞可能产生了一种化学物质,这种物质进入血液后 化学物质
(3)正确 错误 沃泰默囿于定论
(4)胰液分泌的调节方式不同
反馈评价
例1 C [解析] 斯他林和贝利斯不是在胰液中发现促胰液素的,C错误。
例2 BD [解析] ①与②对比,自变量是稀盐酸刺激的部位,②与④对比,自变量为是否含有小肠黏膜分泌的化学物质,两组实验结果对比说明胰液分泌不是稀盐酸直接作用的结果,而是稀盐酸作用于小肠黏膜后产生了某种化学物质引起的,A正确;①与③的区别在于是否去除神经,只能说明胰液的分泌可能受除神经之外的化学物质的调节,不能说明不受神经调节,B错误;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,进而发现了促胰液素,C正确;该实验能说明胰液的分泌受小肠黏膜分泌的某种物质的调节,但无法说明胰液分泌是否受神经的调节,D错误。
任务二
[资料] (1)注射 胰腺
(2)雄性性征明显消失 公鸡的特征逐步恢复
(3)摘除健康狗的胰腺 萎缩胰腺制成的提取液 将睾丸重新移植回去
(4)先去除某种激素,出现症状后再添加对应激素
反馈评价
例3 C [解析] 胰岛素的发现和睾丸分泌雄激素的研究过程都采用了前后对照的设计思路,通过比较有激素和无激素时的现象来分析其作用,A正确;实验中摘除公鸡的睾丸观察现象,应用了“减法原理”,B正确;胰岛素属于蛋白质类激素,不能通过饲喂补充,C错误;两实验的实验方法为后来激素的研究提供了重要思路,后来又陆续发现了其他激素,D正确。
例4 A [解析] 依题意和题表中信息分析可知,丙、丁两组的自变量应是有无灌胃甲状腺激素,所以丙组中X的处理方法是用甲状腺激素灌胃,A错误;甲、乙两组的自变量是小鼠有无甲状腺,乙组是对照组,设置乙组是为了排除手术的影响,控制无关变量,B正确;甲状腺激素能促进物质氧化分解,甲状腺激素含量增加会导致耗氧量增加,所以可以用测定耗氧量的方法来分析其生理作用,C正确;碘是合成甲状腺激素的原料,而甲状腺激素是由甲状腺合成的,所以可通过给小鼠服用含放射性131I的物质来检测甲状腺功能,D正确。
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