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第三章 体液调节
第一节 激素与内分泌系统
学习目标
1.通过分析促胰液素的发现,说出激素调节的概念,培养分析、推理、质疑的科学思维能力。（科学思维）
2.通过分析激素研究的实例,归纳激素研究的方法,培养设计实验、分析实验的科学探究能力。（科学探究）
3.通过分析人体主要内分泌腺及其分泌的激素,归纳激素的化学本质及其生理功能,养成比较与归纳的科学思维能力。（科学思维）
探究点一　激素的发现
资料1：1894年，著名的巴甫洛夫实验室的 Dolinski在实验中最先发现，将盐酸溶液（与胃酸浓度相当）或其他酸溶液灌注到小肠中时，能引起大量的胰液分泌。在当时的环境下，大部分生理学研究者都受到“神经主导论”的影响，于是，Dolinski认为这一定是神经反射，支配这一反射的传出神经就是迷走神经和内脏大神经。因为已经有人证实，剌激这些神经能引起胰腺分泌胰液。
提出假说：假说一：促胰液素的分泌是体液调节
假说二：促胰液素的分泌是神经调节
【小组活动】：请根据上述资料，以小组为单位，讨论并设计实验进行验证。
课内探究
提示：切断双侧迷走神经（副交感神经），促胰液素能分泌
切断双侧内脏大神经（交感神经），促胰液素能分泌
损坏延髓，促胰液素依然能够分泌
否定了假说二
资料2：1901-1902年，法国生理学家 Wertheimer和 Lepage也曾经观察到盐酸刺激引发胰液分泌的现象，他们也认为这是一种神经反射活动。阿托品（M受体阻断剂，可阻断迷走神经的支配效应)也不能阻断由于将盐酸溶液注入十二指肠所引起的胰液分泌。
Wertheimer甚至这样实验，从实验狗游离出的一段小肠袢，将其神经全部切除掉，这样的话就只能通过血管中的血液与机体保持联系了，可是，将盐酸注入这段小肠袢之后，依然能引起胰液的分泌。
资料3：贝里斯(William Maddock Bayliss ,1860-1924)和他的学生斯塔林（Ernest Henry Starling，1866～1927）他们立即重复了Wertheimer的工作，也观察到了同样的结果，但是与巴甫洛夫实验室及法国科学家不同的是，他们坚信小肠袢的神经支配已经被完全、彻底地切除了，因此“神经反射”学说是不能成立的。
为了证实这一想法，斯塔林在原有基础上又进行了实验。将同一实验狗的另一段空肠剪下，刮下黏膜，用弱盐酸溶液浸泡，再将浸出液中和、过滤，制成粗提取液，然后又注射到这只狗的静脉中，随后，他惊奇地发现引起了比切除神经实验更显著的胰液分泌。
这一实验完全可以证明，小肠腔中的盐酸可以刺激小肠黏膜细胞产生某种化学物质，这种物质随即进入血液中，通过血液循环到达胰腺再刺激胰腺分泌胰液。随后，他们将这种物质命名为促胰液素( secretin)。
毛细血管
①稀盐酸→小肠肠腔→胰腺分泌胰液
④小肠黏膜＋稀盐酸＋砂子研磨，制成提取液→静脉血液→胰腺分泌胰液
③稀盐酸→小肠肠腔(去除神经)→胰腺分泌胰液
②稀盐酸→静脉血液→胰腺不分泌胰液
沃泰默：
斯他林、贝利斯：
①②对比说明，稀盐酸是通过小肠肠腔起作用的，不能直接起作用。
①③对比说明，胰腺分泌胰液可以不通过神经调节产生，但也可能通过神经调节产生。
②④对比说明，胰腺分泌胰液与小肠黏膜产生的化学物质有关。
促胰液素的发现实验分析
(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
(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
(3):斯他林和贝利斯的实验能否排除盐酸促进胰腺分泌胰液的可能性 如果不能,那应该怎样设计实验来排除
提示:刮下小肠黏膜与稀盐酸混合研磨制成提取液进行实验,排除了神经对实验结果的干扰。
提示:促胰液素通过体液运输作用于胰腺使其分泌胰液,而神经调节通过反射完成胰液分泌的调节。
提示:不能,缺少对照实验。将稀盐酸注入到狗的血液中,胰腺不分泌胰液。
结论：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。
斯他林、贝利斯：
人们发现的第一种激素
他们把小肠粘膜分泌的这种化学物质称做促胰液素。
C
01人们是如何寻找激素的呢？又是如何确定它的分泌部位的？如何确定它的调节作用呢？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。探究点二：激素研究的实例探究点二　激素研究的实例
请阅读教材P46“激素研究的方法”提供的两个研究实例,讨论解决下列问题。
(1):为什么会将胰腺提取物注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗或糖尿病患者
(2):在班廷之前,科学家试图通过实验证明胰腺中分泌物的存在,为什么都收效甚微呢
(3):从上述研究中，我们得到了获取胰岛素的启示是什么
提示:胰腺能分泌某种抗糖尿病物质。
提示:在班廷之前,大多数实验都集中于制备胰腺提取物,但胰腺中含有胰蛋白酶,胰蛋白酶会将其中的胰岛素分解,所以收效甚微。
提示:结扎狗的胰管,使胰腺萎缩,再用萎缩的胰腺提取液来治疗糖尿病。
02
激素研究的实例
实例1：胰岛素的发现
1921年:班廷和助手贝斯特利用狗进行实验。
与化学家合作，直接抑制蛋白酶的活性，提取正常胰腺中的胰岛素，用于治疗糖尿病患者，效果很好。
结扎狗的胰管
胰腺萎缩只剩胰岛
胰腺提取液
糖尿病的狗
血糖恢复正常
摘除另一只健康狗的胰腺
02
激素研究的实例
实例1：胰岛素的发现
讨论2：班廷是如何证实胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的？
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。
1923年，班廷因发现并提取胰岛素，而获得诺贝尔生理学或医学奖
资料4：除去鼠的甲状腺，10天后进行测试，与未除去甲状腺的鼠相比较，物质代谢低下，而且在血液中没有检测出甲状腺激素。若在摘除甲状腺后第5天开始，连续5天给鼠注射用溶剂溶解的甲状腺激素，其物质代谢低下症状消失
（4）：该实验采用的基本方法是什么？
（5）：如果补充对照实验，应如何设计
提示：采用了摘除腺体和注射相应激素相结合的方法
提示：摘除甲状腺后第5天开始，连续5天给鼠注射上述实验用的溶剂
激素研究的实例
归纳总结
激素功能研究的方法
研究方法 摘除法(植入法) 饲喂法 注射法
实验设计 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
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
阅读课本，自主完成表格
内分泌腺 激素名称 主要作用
下丘脑
垂体
甲状腺
胰岛 B细胞
A细胞
肾上腺 髓质
皮质
睾丸
卵巢
探究点三　内分泌系统的组成和功能
任务一：内分泌腺分泌的激素及功能
内分泌系统的组成和功能
垂体
下丘脑
甲状腺
胰腺
肾上腺
睾丸
卵巢
内分泌系统的组成和功能
胰岛素
肾上
腺素
任务二：激素失调
资料5：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，巴塞罗那俱乐部为梅西支付了这笔治疗费用，梅西也投桃报李加入了拉玛西亚青训营并在巴塞罗那成长为一代足球巨星。
思考以下问题：
（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？
（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。
提示：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，骨不再长长，此后注射生长激素对长高已无作用。
提示：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。青少年身高不理想的原因，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治疗应听从医生的建议。
（3）呆小症患者身材矮小，智力低下，与侏儒症的表现显著不同，侏儒症患者虽然身材矮小，但智力是正常的；根据各种激素的生理作用推测呆小症和侏儒症分别是幼年时期缺少哪种激素引起的？
提示：呆小症是由于幼年时期缺少甲状腺激素引起的，侏儒症是由于幼年时期缺少生长激素引起的。
任务三：性激素的作用
资料6：某科学家为了研究性激素在胚胎生殖系统发育中所起的作用，提出了如下假说。
性染色体组成 外生殖器表现 未做手术 手术后
XY 雄性 雌性
XX 雌性 雌性
假说1：发育出雄性器官需要来自睾丸提供的激素信号，当这一信号缺失时，胚胎发育出雌性器官；假说2：发育出雌性器官需要来自卵巢提供的激素信号，当这一信号缺失时，胚胎发育出雄性器官。为此，他设计了如下实验，在家兔胚胎生殖系统分化之前，通过手术摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织。幼兔生下来后，观察其性染色体组成及外生殖器表现。实验结果如下：
（4）：实验结果表明：家兔发育出雄性、雌性生殖器官是否需要性腺提供激素信号？请说明理由
（5）：为了进一步证实他的假说，在摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织的同时，给予一定量的睾酮刺激。请你预测，性染色体组成为XX或XY的胚胎将分别发育出哪种性器官？
提示：发育出雄性器官需要睾丸提供的激素信号，发育出雌性器官不需要来自卵巢提供的激素信号。理由是在手术摘除家兔即将发育成卵巢或睾丸的组织后，胚胎都发育出雌性器官。
提示：两者都将发育出雄性器官。

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