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第1节 激素与内分泌系统
第3章 体液调节
一、分泌腺：人和高等动物体内都分布着许多能分泌物质的腺体。
腺体类别 有无导管 分泌物输送方式 举　　例
外分泌腺
内分泌腺
有
无
激素直接进入腺体内的毛细血管
通过导管排出体外或流到消化腔
垂体、甲状腺、肾上腺
汗腺、唾液腺、胃腺
内分泌腺
外分泌腺
血管
腺细胞
导管
分泌腺
外分泌腺
内分泌腺
分泌物经由导管而流出体外或流到消化腔的。
汗腺
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。
甲状腺
肾上腺
腺细胞
导管
结缔组织
血管
外分泌腺
内分泌腺
人和高等动物体内都分布着许多能分泌物质的腺体。
01科学家发现：狗进食后，胃便开足马力，分泌胃酸。当胃酸进入小肠时，胰腺马上会分泌出胰液，并通过导管注入小肠，其中的酶用来消化食物。胰液的分泌是如何调节的呢？狗的胃、小肠和胰腺的位置示意图胃胰腺小肠思考·讨论二.激素的发现（一）促胰液素的发现　　在20世纪之前，学术界普遍认为，人和动物的一切生理活动都是由神经系统调节的。
　　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。
HCl
HCl
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　胃酸
（盐酸）
神经
中枢
胰腺
(效应器)
小肠
感受器
传入神经
传 神出 经
胰液
分泌
刺激
　　1．沃泰默的实验
　　第1组：稀盐酸　　　 狗的上段小肠肠腔　　　 胰腺＿＿＿胰液
　　第2组：稀盐酸　　　 狗的血液中　　　 胰腺＿＿＿＿胰液
　　第3组：稀盐酸　　　 狗的上段小肠肠腔　　　 胰腺＿＿＿胰液
注 入
注 入
注 入
结 果
结 果
结 果
分泌
不分泌
分泌
　　 ■实验结果及分析
　　（1）第1、2组实验对比说明：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
　　（2）第1、3组实验对比说明：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
只有盐酸刺激小肠，胰腺才能分泌胰液
切除通向该段小肠的神经，只留下血管
胰腺分泌胰液可以不受神经调节
后来关于胰腺如何分泌胰液，不少科学家都做了相关的实验
　　■沃泰默的解释
切除通向该段小肠的神经，只留下血管
这是一个十分顽固的神经反射，小肠上微小的神经难以剔除干净。
囿于定论，
不敢向权威挑战！
　　1．沃泰默的实验
　　第1组：稀盐酸　　　 狗的上段小肠肠腔　　　 胰腺＿＿＿胰液
　　第2组：稀盐酸　　　 狗的血液中　　　 胰腺＿＿＿＿胰液
　　第3组：稀盐酸　　　 狗的上段小肠肠腔　　　 胰腺＿＿＿胰液
注 入
注 入
注 入
结 果
结 果
结 果
分泌
不分泌
分泌
●
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●
受体
胰腺
开始释放胰液
2、斯他林和贝利斯实验
假设：这不是神经调节，而是化学调节——在盐酸的作用下， 小肠粘膜细胞可能产生了一种化学物质，这种物质进入血液后，随着血流到达胰腺，引起胰液的分泌。
促胰液素
→人们发现的第一种激素。
→由小肠黏膜分泌，作用于胰腺。
如何彻底去除小肠上微小神经的干扰
（2）在斯他林和贝利斯的实验中，若排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分对实验结果的干扰， 可增设两组对照组，请写出设计思路并预期实验结果。
稀盐酸
同一条狗的静脉
注入
预期结果
胰腺不分泌胰液
小肠黏膜
研磨
制成
提取液
同一条
狗的静脉
注入
预期结果
胰腺不分泌胰液
（3）斯他林和贝利斯的实验能否说明该调节不是神经调节？
不能
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
（4）归纳
胰腺分泌胰液存在两种调节
巴甫洛夫的感慨：
俄国生理学家巴甫洛夫（LP. Pavlov，1849-1936）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反射。斯他林和贝利斯的发现与他们的结论大相径庭，于是他们重复做了实验，结果却与贝利斯和斯塔林的一模一样。
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！
思考·讨论
二. 激素的发现
（一）促胰液素的发现
【进一步思考】
1.斯他林和贝利斯的实验设计是否严谨？如何设计？
2.沃泰默的实验能否说明该调节不是神经调节？为什么？
应增设对照实验排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分的干扰。
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
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。
二. 激素的发现
（一）促胰液素的发现
【进一步思考】
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.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？
5.“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呢？
彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。
神经调节通过反射弧实现，在促胰液素调节胰液分泌时，促胰液素通过血液运输到达胰腺，引起胰腺分泌。
敢于质疑，大胆提出新假设，巧妙设计实验验证假设。
（二）促胰液素发现的意义
（1）促胰液素是人们发现的第一种激素。
（2）促胰液素的发现不仅使人类发现了一种新的化学物质，更重要的是，使人们认识到，机体除了神经调节，还存在激素调节。
（三）激素调节概念
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。
(产生部位、作用部位、化学本质）？
二. 激素的发现
三. 激素研究的实例
实例1: 胰岛素的发现
在显微镜下观察胰腺组织时，发现其中有一些聚集成岛状的细胞堆，将其命名为________；
胰岛
说明:胰腺外分泌部(腺泡)能分泌胰液, 含有多种消化酶(如胰蛋白酶), 胰液经导管进入小肠；
胰腺的内分泌部(胰岛)能分泌胰岛素和胰高血糖素, 调节血糖平衡；
1、胰岛
导管
腺泡
实例1: 胰岛素的发现
021869年:显微镜下观察胰腺组织,发现胰岛。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。三.激素研究的实例实例1:胰岛素的发现2、思考·讨论研究激素的方法科学家试图向实验性糖尿病狗注射胰腺提取物来证明胰岛素的存在，但收效甚微。这是为什么呢？
胰管
腺泡细胞
胰岛
胰腺
血管
腺泡细胞
消化酶
胰岛细胞
胰岛素
分泌
分泌
分解
02
2、思考·讨论 研究激素的方法
1920年，班廷了解到，以实验方法结扎胰管或因胆结石阻塞胰管都会引起胰腺_____，但胰岛却_________，这样机体_____患糖尿病，这给了他获取胰岛方法的启示：结扎狗的胰管，使_________，再用__________________来治疗糖尿病；
萎缩
胰腺萎缩
萎缩的胰腺提取液
保持完好
不会
02
2、思考·讨论 研究激素的方法
胰腺
萎缩
正常
胰腺
胰岛
腺泡
正常狗
结扎胰管
摘除胰腺的
糖尿病狗
治愈的狗
02
2、思考·讨论 研究激素的方法
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
02
2、思考·讨论 研究激素的方法
创新方法：要找出制备提取液的方法，关键是？
创新方法：关键是消除破坏胰岛素的胰蛋白酶。
02
2、思考·讨论 研究激素的方法
1921年：班廷和贝斯特随后与生化学家合作通过抑制胰蛋白酶活性，直接提取到正常胰腺中的胰岛素。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。
02
2、思考·讨论 研究激素的方法
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
02
2、思考·讨论 研究激素的方法
（1）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？
胰岛素属蛋白类激素，在班廷之前大多数实验用胰腺提取物注射给实验性糖尿病的狗或糖尿病患者，因胰岛素被胰腺分泌的胰蛋白酶分解，故难以获得预期结果。
（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。
02
2、思考·讨论 研究激素的方法
实例2:睾丸分泌雄激素的研究
正常的公鸡
公鸡阉割后
1849年，德国研究者发现：
重新移植的公鸡
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
睾酮
雄激素
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________。
讨论1：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？
摘除公鸡的睾丸
雄性性征消失
睾丸重新移植
雄性性征重现
摘除狗的胰腺
糖尿病的狗
注射胰腺提取物
治愈的狗
摘除法、移植法、注射法
　　摘除所研究的内分泌腺，观察实验动物出现的特异性症状，将已摘除的腺体重新移植回去或注射摘除腺体的提取物，观察相关症状是否恢复，由此判断该内分泌腺的功能。
饲喂法
讨论2：分析以上两个实例哪些实验用到了“减法原理”或“加法原理”
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 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
雄性性征逐渐恢复
移植睾丸
加法原理
③移植法
实验动物
摘除某种腺体
观察动物表现
将该腺体重新移植回去
观察动物表现
减法原理
加法原理
注意事项:
①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，遵循单一变量原则。
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，对照实验中，要充分考虑相关激素的化学本质，选择不同的实验方法，例如，蛋白质、多肽类激素不能饲喂，只能注射；
三. 激素研究的实例
④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；
⑤对于幼小的动物一般不用摘除法或注射法，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
注意事项:
三. 激素研究的实例
动物激素功能实验设计的注意事项
①动物分组的基本要求：选择性别、年龄、体重、生理状况相似的动物平均分组，每组要有数量相等的多只动物，不能只有一只。
②实验设计时要注意设置对照实验，排除无关变量的影响。
③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，空白对照组应添加等量普通饲料。
④根据激素的化学本质，选择不同的实验方法。多肽类和蛋白质类激素易被消化酶水解，因此一般采用注射法，不宜采用饲喂法；固醇类、氨基酸衍生物类激素可以饲喂，也可以注射。
⑤在实际操作过程中，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。
⑥对于幼小的动物一般不用摘除法或注射法，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。
内分泌系统由相对独立的内分泌腺及兼有内分泌功能的细胞共同构成。
（1）内分泌腺
下丘脑、垂体、甲状腺、肾上腺、胰腺（胰岛）、卵巢、睾丸
（2）内分泌功能的细胞
小肠黏膜分泌促胰液素的内分泌细胞；下丘脑中某些神经细胞。
四、内分泌系统的组成和功能
1.内分泌系统的组成
下丘脑
垂体
甲状腺
肾上腺
胰腺(胰岛)
卵巢
睾丸
①分泌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等促XX激素释放激素。
靶器官:_______
作用:_______________________
________________________
化学本质:_____
垂体
调控垂体分泌释放相应激素(促XX激素)
多肽
下丘脑
四、内分泌系统的组成和功能
2.人体主要内分泌腺及其分泌的激素
下丘脑
②分泌抗利尿激素(ADH)
靶器官:____________________
作用:______________________
_______________________
化学本质:_______
肾小管和集合管
促进肾小管和集合管对水分的重吸(使尿量减少)
多肽
注意：抗利尿激素由下丘脑分泌，由垂体释放
四、内分泌系统的组成和功能
①分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素等促XX激素
靶器官:____________________
作用:______________________
_____________________
化学本质:_________________
甲状腺/性腺/肾上腺皮质
调节相应的内分泌腺的内分泌活动
多肽
垂体
例：促甲状腺激素促进甲状腺的生长发育，以及甲状腺合成分泌甲状腺激素
四、内分泌系统的组成和功能
垂体
②分泌生长激素
靶器官:_______________________
作用:_________________________
__________________________
化学本质:_______
相关疾病:幼年缺少患__________
幼年过多患___________
成年过多患___________
几乎体内所有细胞
调节生长发育，主要是促进蛋白质合成和骨的生长
蛋白质
侏儒症
巨人症
肢端肥大症
四、内分泌系统的组成和功能
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。
四、内分泌系统的组成和功能
分泌甲状腺激素
靶器官:_________________________
作用:___________________________
___________________________
___________________________
化学本质:______________（含碘）
相关疾病:幼年缺少患____________
成年分泌过多患_________
缺碘会患_______________
几乎体内所有细胞
①调节体内的有机物代谢 ②促进生长和发育
③提高神经的兴奋性
氨基酸衍生物
甲状腺
呆小症
甲亢
地方性甲状腺肿
四、内分泌系统的组成和功能
促甲状腺激素释放激素
垂体
甲状腺
甲状腺激素
甲状腺
促甲状腺激素
甲状腺激素作用：调节体内的有机物代谢、促进生长和发育、提高神经的兴奋性的作用。
四、内分泌系统的组成和功能
促甲状腺激素释放激素
垂体
甲状腺
甲状腺激素
甲状腺
促甲状腺激素
幼年少
——呆小症
成年少
——地方性甲状腺肿大
成年多
——甲亢
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。
【思考】为什么缺碘会患地方性甲状腺肿？
碘是甲状腺激素的合成原料，缺碘导致甲状腺激素合成不足，促甲状腺激素分泌增多，作用于甲状腺，促进甲状腺生长和发育。
四、内分泌系统的组成和功能
①肾上腺皮质: 分泌肾上腺皮质激素，包括醛固酮、皮质醇等；
②肾上腺髓质: 分泌肾上腺素
靶器官:__________________________
作用:____________________________
化学本质:________________________
靶器官:__________________________
作用:____________________________
化学本质:________________________
前者主要肾脏,后者几乎全身细胞
前者调节水盐代谢,后者调节有机物代谢
固醇类
几乎体内所有细胞
肾上腺
提高机体应激能力
氨基酸衍生物
四、内分泌系统的组成和功能
①分泌胰岛素
②分泌胰高血糖素
分泌部位:____________________
靶器官:______________________
作用:________________________
化学本质:____________________
分泌部位:____________________靶器官:______________________
作用:________________________
化学本质:____________________
几乎全身所有细胞
降血糖
蛋白质
胰岛A细胞
胰腺(胰岛)
主要是肝脏
多肽
胰岛B细胞
升血糖
四、内分泌系统的组成和功能
①雌性性腺 —— 卵巢
分泌激素:________________________
靶器官:__________________________
作用:____________________________
_____________________________
_____________________________化学本质:________________________
几乎全身所有细胞
①促进女性生殖器官发育
②促进卵细胞生成
③促进女性第二性征出现
雌激素和孕激素
卵巢(雌性)
睾丸
固醇类
四、内分泌系统的组成和功能
②雄性性腺 —— 睾丸
分泌激素:_________________________
靶器官:___________________________
作用:____________________________
_____________________________
_____________________________
化学本质:________________________
雄激素(主要是睾酮)
几乎全身所有细胞
卵巢(雌性)
睾丸
①促进男性生殖器官的发育
②促进精子细胞的生成
③促进男性第二性征的出现
固醇类
四、内分泌系统的组成和功能
【知识归纳】激素化学本质分类
1.多肽或蛋白质类
2.氨基酸衍生物类
3.脂质类(固醇类)
相关腺体:
激素举例:
下丘脑、垂体、胰岛
促XX激素释放激素、抗利尿激素、促XX激素、生长激素、胰岛素、胰高血糖素
相关腺体:
激素举例:
甲状腺、肾上腺(髓质)
甲状腺激素、肾上腺素
相关腺体:
激素举例:
性腺、肾上腺(皮质)
性激素、肾上腺皮质激素(醛固酮、皮质醇)
【强调】蛋白质类、多肽类激素不能口服使用，只能注射使用；
氨基酸衍生物类、固醇类激素，既可以口服使用，也可注射使用；
【思考】为什么？
蛋白质类、多肽类激素是大分子物质，其进入消化道后会被消化酶分解，而失去调节作用；
氨基酸衍生物类、固醇类激素属于小分子物质，口服后可以直接被吸收；
四、内分泌系统的组成和功能
（2）归纳激素本质及其运输
(1)多肽和蛋白质类激素:
胰岛：胰岛素、胰高血糖素
垂体：促××激素、生长激素
下丘脑：促××激素释放激素、抗利尿激素
甲状腺激素、肾上腺素
性激素
小分子有机物
既可口服，又可注射
大分子有机物，易被消化道内的消化酶（蛋白酶）分解。只能注射，不能口服
(2)氨基酸衍生物：
(3)固醇类激素：
自由扩散
主动运输
胞吐
醛固酮
皮质醇
各种内分泌腺间有复杂的功能联系，共同调节机体活动，包括：
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。
2.内分泌系统的功能
验证假说，预测结果
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。
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。当幼兔生下来之后，观察它们的性染色体组成及外生殖器的表现。实验结果如下：
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
1、实验结果验证了上述哪一个假说？如果另外一个假说成立，请预测相应的结果。
验证了假说1。如果假说2成立，性染色体为XX的家兔胚胎，手术后应发育出雄兔。
讨论：
验证假说，预测结果
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。
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。当幼兔生下来之后，观察它们的性染色体组成及外生殖器的表现。实验结果如下：
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 雄性
讨论：
2、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？
两者都将发育出雄性器官。

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