内容正文:
HELLO SUMMER
第3章 体液调节
第1节 激素与内分泌系统
激素的发现
PART 01
生长激素促进身高生长主要在儿童、青少年时期,
成年人软骨组织已经生成骨组织,骨不再长长。
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?
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)。
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。
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合作探究一:请同学们自主阅读教材P44-46,梳理下列问题,并做相应勾画标注。
1.什么是外分泌腺?与内分泌腺的区别?
2.沃泰默实验的过程?实验自变量?因变量?结果?
3.斯他林和贝利斯的实验比沃泰默实验的巧妙之处在哪里?
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?
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?
6.促胰液素发现的意义?
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内分泌腺和外分泌腺
1.分泌腺:
人和高等动物体内分布着许多能分泌物质的腺体。
2.分泌腺类型:
根据有无导管分为外分泌腺和内分泌腺
外分泌腺
分泌物经由导管而流出体外或流到消化腔的,不进入血液。
肝
胃腺
胰腺
胆囊
外分泌
汗腺
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内分泌腺
没有导管的腺体,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。
胰腺
腺泡
胰岛
导管
血管
胰腺是一种特殊的腺体,既有外分泌腺也有内分泌腺,其外分泌腺(腺泡)可以分泌消化液(胰液),内分泌腺(胰岛)可以分泌胰岛素和胰高血糖素。
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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。
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观察现象,
提出问题
提出假设
胰液的分泌是如何调节的呢?
学术背景:
神经调节
沃泰默假设:
胃酸
(盐酸)
神经中枢
胰腺
胰液
传入神经
传出神经
分泌
神经调节
小肠感受器
——促胰液素的发现
一、激素的发现
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观察现象,
提出问题
提出假设
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。
稀盐酸
狗的上段小肠肠腔(甲组)
狗的血液中(乙组)
狗的上段小肠肠腔
(切除通向该段小肠
的神经,只留下血管)(丙组)
注入
注入
注入
现象
现象
现象
分泌胰液
分泌胰液
不分泌胰液
实验步骤与现象:
实验验证
——促胰液素的发现
一、激素的发现
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观察现象,
提出问题
提出假设
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。
稀盐酸
狗的上段小肠肠腔(甲组)
狗的血液中(乙组)
狗的上段小肠肠腔
(切除通向该段小肠的神经,
只留下血管)(丙组)
注入
注入
注入
现象
现象
现象
分泌胰液
分泌胰液
不分泌胰液
实验分析:
甲、乙组对比
说明
只有用盐酸刺激小肠时,胰腺才能分泌胰液
甲、丙组对比
说明
小肠上神经的有无,不影响胰液的分泌
实验步骤与现象:
实验验证
得出结论
这是一个十分顽固的反射
一、激素的发现
——促胰液素的发现
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2.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?
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另辟蹊径的斯他林和贝利斯
作出假说:
这不是反射而是化学调节的结果
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。
毛细血管
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模板来自于: 第一PPT https:///
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
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?
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另辟蹊径的斯他林和贝利斯
研磨
提取液
狗的小肠黏膜研磨液+稀盐酸
结果
胰腺分泌胰液
注射
狗静脉
对照:
注入
狗静脉
稀盐酸
结果
胰腺不分泌胰液
小肠黏膜研磨液
研磨
提取液
结果
胰腺不分泌胰液
注射
狗静脉
【结论】:证明了小肠黏膜产生了某种化学物质,它促进胰液分泌,斯他林和贝利斯二人给该物质命名为促胰液素。
是人们发现的第1种激素
【思考】该实验设计是否严谨?
不严谨,应增设对照实验排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分的干扰.
彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。
讨论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?
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受体
胰腺
开始释放胰液
促胰液素
胰液
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3.“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?
敢于质疑,大胆提出新假设,巧妙设计实验验证假设。
1.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?
2.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?
不能。由于通向小肠的神经被破坏,无法判断是否有神经调节
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
反射弧
血液循环
促胰液素
胰腺分泌胰液同时受神经调节和激素调节。
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HCl
HCl
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
促胰液素调节
神经调节
稀盐酸
小肠神经
传入神经
神经中枢
传出神经
胰 腺
胰 液
促胰液素
血液循环
小肠黏膜
神经调节
激素调节
【任务1】尝试写下促胰液素调节过程
促胰液素
分泌部位: 。
作用: 。
小肠黏膜
促进胰腺分泌胰液
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是人们发现的第一种激素
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
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。
小肠黏膜上的内分泌细胞,下丘脑中的某些神经细胞,也有内分泌功能
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1.判断正误:
(1)沃泰默认为调节胰腺分泌胰液的途径只有神经调节。( )
(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。( )
(5)促胰液素是人们发现的第一种激素。( )
√
×
√
√
√
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2.下面是与促胰液素的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→胰腺不分泌胰液
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+砂子制成提取液→静脉血液→胰腺分泌胰液
A.要证明胰液分泌还受不受神经的调节应该再设计实验继续探究
B.促胰液素是人们发现的第一种激素,是由胰腺分泌的
C.①②③④对比说明胰液分泌受小肠黏膜产生的某种物质的调节
D.①②④对比说明胰液分泌不是稀盐酸直接作用的结果
B
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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?
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激素研究的实例
PART 02
合作探究二:请同学们自主阅读教材P46-47,梳理下列问题,并做相应勾画标注。
1.人们是如何寻找激素的?
2.如何确定激素的分泌部位和作用?
3.班廷是如何证实胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的?
4.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?
5.分析以上实例,哪些实验用到了“减法原理”或 “加法原理”?
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①1869年:观察胰腺组织时发现并命名“胰岛”。
分泌胰液, 含有多种消化酶(如胰蛋白酶), 胰液经导管进入小肠。
(一)实例1:胰岛素的发现
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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
实例1:胰岛素的发现
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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:
实例1:胰岛素的发现
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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。
现代生产胰岛素
实例1:胰岛素的发现
通过结扎胰腺导管,使胰腺萎缩丧失分泌胰蛋白酶的功能,但胰岛仍正常,由此证明胰岛素是由胰岛分泌的。
2.班廷是如何证实胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的?
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1849年,德国研究者做了如下实验:
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
(二)实例2:睾丸分泌雄激素的研究
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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?
摘除法和移植法
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)
出现相应的病理症状(观察实验动物)
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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
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④推知相应激素的生理功能
(1) 探究思路
①某种方法处理实验动物→
②出现相应的病理症状→
③添加某激素后恢复正常→
研究方法:
自变量
因变量:
激素的有无
控制
加法原理:注射、饲喂、移植
减法原理:切除、加激素抑制剂
激素的效应
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注射甲状
腺激素
①摘除法(植入法):如甲状腺、垂体等
实验组
摘除甲状腺
对照组
手术但不摘除甲状腺
停止发育
继续发育
正常发育
甲状腺能促进生长发育
(空白对照)
自身前后对照
排除手术对实验的影响
②饲喂法:
实验组
饲喂含甲状腺激素的饲料
对照组
饲喂等量普通饲料
迅速发育
正常发育
甲状腺激素能促进发育
如甲状腺激素、性激素等
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③注射法:
实验组
注射胰岛素
对照组
注射等量生理盐水
出现低血糖症状
低血糖症状消失
无症状
胰岛素能降低血糖
(空白对照)
自身前后对照
如胰岛素等
注射葡萄糖溶液
检测指标:
激素 检测指标
甲状腺激素
胰岛素/胰高血糖素
性激素
实验动物的活动状态、耗氧量、发育程度等
实验动物血糖含量测定、尿糖测定
实验动物第二性征的改变等
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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
02 归纳总结:激素研究的方法
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注意事项:
1.动物分组的基本要求:选择生理状况相似的动物进行随机平均分组,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,空白对照组应注射等量生理盐水(不可用蒸馏水);进行饲喂实验时,空白对照组可饲喂蒸馏水。
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。
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1.为了验证胰岛素具有降低血糖的作用,以小鼠活动状况为观察指标设计实验。请完成实验步骤和分析:
(1)将_________________的小鼠随机分成A、B两组,观察并记录其活动状况。
(2)A组小鼠_____________________________,
B组小鼠____________________________。
(3)一段时间后,A组小鼠会出现四肢无力活动减少、甚至昏迷等低血糖症状,B组小鼠活动状况无变化。
(3)A组小鼠出现低血糖症状后,分别给A、B两组注射 。一段时间后A组小鼠 ,B组活动状况 。该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。
注射等量的生理盐水
注射适量的胰岛素溶液
生长状况相同
症状缓解
无变化
等量的葡萄糖溶液
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内分泌系统的组成和功能
PART 03
相对独立的内分泌腺:
兼有内分泌功能的细胞:
例:小肠黏膜上有分泌促胰液素等的众多内分泌细胞;下丘脑中的某些神经细胞。
1.内分泌系统的组成
垂体:
甲状腺:
肾上腺:
性腺:
胰岛:
阅读教材48页图3-1人体内分泌腺及其分泌的激素,梳理人体内分泌腺及其分泌的激素的相应功能。
聚集
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下丘脑
促甲状腺激素释放激素
促性腺激素释放激素
促肾上腺皮质激素释放激素
调控垂体分泌释放相应的激素(促XX激素)
垂体
抗利尿激素
肾小管和集合管
促进肾小管和集合管对水
分的重吸收(使尿量减少)
靶器官:
作用:
靶器官:
作用:
2.内分泌系统的功能
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垂体
促甲状腺激素
促性腺激素
促肾上腺皮质激素
促进相应内分泌腺的生长和发育调节相关内分泌腺的分泌活动
甲状腺/性腺/肾上腺
生长激素
几乎体内所有细胞
调节生长发育。
靶器官:
作用:
靶器官:
作用:
2.内分泌系统的功能
(促进生长,主要促进蛋白质合成和骨骼生长)
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生长激素分泌异常有关的病
侏儒症:幼年时,生长激素分泌不足,身材矮小,智力正常
巨人症:幼年时,生长激素分泌过多。
肢端肥大症:成年后,生长激素分泌过多。
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甲状腺
促进代谢,增加产热
促进生长发育
提高神经系统兴奋性
几乎所有的体细胞
甲状腺激素
靶器官:
作用:
分泌激素:
2.内分泌系统的功能
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甲状腺激素分泌异常有关的病
呆小症:幼年时,甲状腺激素分泌不足,身材矮小,智力低下。
地方性甲状腺肿:饮食缺碘,甲状腺激素合成过少。
甲亢:成年时,甲状腺激素分泌过多。新陈代谢率增高,另眼球凸出,称凸眼症。
甲减:成年时,甲状腺激素分泌不足。
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肾上腺
肾上腺皮质
分泌醛固酮、皮质醇等
肾上腺髓质
调节水盐代谢和有机物代谢
分泌肾上腺素
几乎体内所有细胞
促进代谢,增加产热;
升高血糖
提高机体的应激能力
作用:
分泌激素:
靶器官:
作用:
分泌激素:
肾上腺
皮质
髓质
2.内分泌系统的功能
靶器官:
醛固酮:
皮质醇:
主要是肾脏
几乎体内所有细胞
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胰腺
胰岛A细胞
胰岛B细胞
胰高血糖素
胰岛素
作用:
分泌激素:
升高血糖
作用:
分泌激素:
降低血糖
2.内分泌系统的功能
靶器官:
肝脏
几乎体内所有细胞
靶器官:
胰岛素和胰高血糖素相互拮抗,共同维持血糖含量的稳定。
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睾丸
卵巢
雌激素和孕激素
睾丸
几乎体内所有细胞
①促进女性生殖器官的发育
②促进卵细胞的生成
③促进女性第二性征的出现
雄激素(主要是睾酮)
几乎体内所有细胞
靶器官:
作用:
分泌激素:
靶器官:
作用:
分泌激素:
①促进精子细胞的生成
②促进男性生殖器官的发育
③促进男性第二性征的出现
卵巢
性腺
2.内分泌系统的功能
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(1)维持内环境稳定
(2)调节物质和能量代谢
(3)调控生长发育和生殖
如: 下丘脑分泌的抗利尿激素可以调节机体的水盐平衡。
如: 甲状腺激素可以提高细胞的代谢速率。
如: 性腺分泌的性激素可促进生殖器官的发育、生殖细胞的生成、第二性征的出现; 甲状腺激素和生长激素可以调节生长发育。
· 给人工养殖的雌、雄亲鱼注射促性腺激素类药物,诱发鱼类的发情和产卵,提 高鱼类的受精率
· 割除家畜、家禽的生殖腺,使其不具有性行为和生殖能力,易驯良、利育肥。
· 给家畜注射生长激素,促进其生长,缩短生长周期等。
内分泌腺系统的功能
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下丘脑
垂体
甲状腺
肾上腺
胰腺
卵巢
睾丸
促
激素释放激素
促
激素
甲状腺激素
皮质:皮质醇、醛固酮
髓质:肾上腺素
雌激素、孕激素
雄激素
胰岛素、
胰高血糖素
你记到了多少?
生长激素
抗利尿激素
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内分泌腺 激素 作用 本质
B
A
皮质
髓质
下丘脑
垂体
甲状腺
胰腺
肾上腺
睾丸
卵巢
促X激素释放激素
促X激素
生长激素
甲状腺激素
胰岛素
胰高血糖素
醛固酮、皮质醇
肾上腺素
雌激素和孕激素
雄激素(如睾酮)
调控垂体分泌激素
调控X分泌激素
调节生长发育
调节有机物代谢 ;促进生长和发育;提高神经兴奋性
降低血糖
升高血糖
调节水盐代谢和有机物代谢
提高机体应激能力
促进雌雄生殖器官的发育、生殖细胞的生成和第二性征的出现
多肽
多肽
蛋白质
氨基酸衍生物
蛋白质
多肽
氨基酸衍生物
类固醇
类固醇
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01
02
多肽和蛋白质类激素只能注射,不能口服
(因为消化道中的消化酶会将多肽和蛋白质水解使其失去作用)
固醇类激素和氨基酸衍生物类激素既可口服,又可注射
蛋白质和多肽类:下丘脑、垂体、胰腺,不能口服,只能注射
氨基酸衍生物:甲状腺、肾上腺髓质分泌(肾上腺素),可以口
服和注射
固醇类:肾上腺皮质分泌(醛固酮和皮质醇)、性腺分泌,可以
口服和注射;
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内分泌系统是机体整体功能的重要调节系统。各种内分泌腺间具有复杂的功能联系,共同调节机体活动,包括维持内环境稳定、调节物质和能量代谢、调控生长发育和生殖等。
内分泌系统的功能:
如: 下丘脑分泌的抗利尿激素可以调节机体的水盐平衡。
如: 甲状腺激素可以提高细胞的代谢速率。
如: 性腺分泌的性激素可促进生殖器官的发育、生殖细胞的生成、第二性征的出现; 甲状腺激素和生长激素可以调节生长发育。
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课堂小结
内分泌系统组成和功能
组成
内分泌细胞
功能
内分泌细胞或器官→分泌激素→血液循环(体液运输)→作用于靶细胞或靶器官→原有生理活动发生改变
兼有内分泌功能的细胞
人体内主要激素来源
下丘脑:促XXXX激素释放激素、抗利尿激素
(催产素)
垂体:促XXXX激素、生长激素
甲状腺:甲状腺激素
肾上腺:皮质:醛固酮、肾上腺皮质激素
髓质:肾上腺素
性腺:性激素(雄激素、雌激素)、孕激素
胰岛细胞:胰高血糖素、胰岛素
维持内环境稳定
调节物质和能量代谢
调控生长发育和生殖
激素调节的过程:
预测结果:在实验开始之前,根据已有的知识和假设,对实验可能产生的结果进行的推测或预期,是对实验结果的一种合理预期。
验证假说:通过实验来检验和验证科学假说的正确性和可行性。
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1.判断题
(1)各种动物激素都可用双缩脲试剂进行检测。( )
(2)促胰液素是人们发现的第一种动物激素,是由胰腺分泌的。
( )
(3)肾上腺皮质主要分泌醛固酮和肾素。( )
(4)所有的活细胞都能产生酶,但只有内分泌器官(或细胞)才能
合成激素。 ( )
(5)激素能直接参与细胞内多种代谢过程从而调节生命活动。( )
(6)下丘脑中的某些神经细胞也具有内分泌功能。 ( )
×
×
×
×
×
√
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2.科研人员分别给三只大白鼠注射了①②③三种激素后,观察到的相应反应是①可引起低血糖,甚至昏迷;②促进蛋白质的合成,并使软骨生长明显;③使细胞代谢加快,体内产热量增加。据此判断激素①②③的名称依次是( )
A.甲状腺激素、胰岛素、生长激素
B.胰高血糖素、生长激素、甲状腺激素
C.胰岛素、生长激素、甲状腺激素
D.生长激素、胰岛素、甲状腺激素
C
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