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第1节 激素与内分泌系统
本节聚焦
1、激素的发现过程带给你什么启示？
2、研究激素的基本方法有哪些？
3、人体主要的内分泌腺有哪些？它们主要分泌什么激素？
第3章 体液调节
问题探讨
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？
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。
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。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。
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
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。
分泌腺
凡是分泌物经由导管而流出体外或流到消化腔的称为外分泌腺。如汗腺、唾液腺、胃腺等。
凡是没有导管的腺体，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的，称为内分泌腺。如垂体、甲状腺、肾上腺等。
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，排到体外或消化腔等处
垂体、甲状腺、肾上腺、性腺等
唾液腺、胃腺、汗腺、皮脂腺、泪腺等
胰腺是外分泌腺还是内分泌腺
胰腺是外分泌腺还是内分泌腺
胰腺是一种特殊的腺体，分为外分泌部和内分泌部。
①其外分泌部可以分泌胰液（含消化酶），经导管流向十二指肠，促进食物的消化。
②其内分泌部（胰岛）可以分泌胰岛素和胰高血糖素，直接流入血液中。
一、激素的发现
在相当长的时间内，人们对这些内分泌腺的机能并不了解。到19世纪，大量的动物实验和临床研究表明，许多疾病与内分泌腺有关，于是有人提出，内分泌腺可以不断地向血液中释放某些物质，这些物质具有调节生长发育和力能异常维持机体正常机能的作用。
在20世纪之前，激素这一概念还没有被提出，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。在这种情况下，探寻其他的调节方式就意味着向权威观点提出挑战，这需要有勇于探索和创新的精神。
思考讨论：促胰液素的发现
1.囿于定论的沃泰默
背景：胰腺能分泌胰液。胰液通过导管注入小肠，其中的酶用来消化食物。胰液的分泌是如何调节的呢？19世纪的学术界普遍认为，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。所以，胰液的分泌是一种神经调节。
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
（切除通向小肠的神经只留血管）
③稀盐酸
结果
胰腺分泌胰液
沃泰默实验：
讨论：1、自变量和因变量分别是什么？
自变量：稀盐酸的作用部位；因变量：胰腺是否分泌胰液
3、沃泰默如何解释剔除神经后还会有胰液分泌？
①②组对照说明只有用稀盐酸刺激小肠时，胰腺才能分泌胰液；
①③组对照说明小肠神经的有无不影响胰液的分泌。
沃泰默的解释：这是一个十分顽固反射，小肠上微小的神经难以剔除干净。
2、①②组对照说明什么？①③组对照说明什么？
不是反射而是化学调节：在盐酸的作用下，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，随着血流到达胰腺，引起胰液的分泌。
2.另辟蹊径的斯他林和贝利斯
实验结论：
实验验证：
胰腺分泌胰液受化学物质的调节，他们把这种化学物质称作促胰液素。
实验假设：
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，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。
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呢？
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？
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？
讨论
剪下小肠、刮下黏膜+稀盐酸
磨碎
注射
制成提取液
同一条狗静脉
促进胰腺分泌胰液
结果
注入
狗的血液中
稀盐酸
结果
胰腺不分泌胰液
对照：
注入
狗的血液中
小肠黏膜研磨成提取液
结果
胰腺不分泌胰液
3.巴甫洛夫的感慨
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！
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（1849-1936）
巴甫洛夫是俄国生理学家，在对高级神经活动的研究中，创立了条件反射学说，是近代消化生理学的奠基人、诺贝尔奖获得者。
促胰液素的发现不仅使人类认识到一种新的化学物质，更重要的是认识到机体除了神经调节还存在激素调节。
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。
内分泌器官
内分泌细胞
分泌
激素
血液运输
靶器官或靶细胞
结果
生理活动改变
促胰液素是人们发现的第一种激素，它由小肠黏膜分泌，进入血液后，随血流到达胰腺，引起胰腺分泌胰液。
讨论
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
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。
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？
彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。
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呢
敢于质疑，大胆提出新假设，巧妙设计实验验证假设
二、激素研究的实例
实例1：胰岛素的发现
1869年，发现并命名“胰岛”
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”，不知其作用。
胰岛
导管
胰泡
1889年，现象：切除胰腺的狗患上与人糖尿病类似的疾病。
提出假说：胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质。
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，未精确证实存在。
1889年到1920年，验证假说收效甚微：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。
1920年，班廷的发现：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萎缩，但胰岛却保持完好，这样机体不会患糖尿病。
思路启示：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。
1921年，班廷和助手贝斯特实验：
随后与生化学家合作，抑制蛋白酶的活性，直接提取正常胰腺中胰岛素，对糖尿病患者治疗效果很好。
实例1：胰岛素的发现
胰腺萎缩, 只剩胰岛
制备胰腺提取液并注射
实验性糖尿病
另一只健康狗
血糖下降，恢复正常
胰管结扎
正常狗
摘除胰腺
胰腺
腺泡
胰岛
导管
(胰管)
血管
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？
２.班延是如何证实胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的？
胰岛素的化学本质为蛋白质，而胰腺的腺泡中含有多种蛋白酶，直接制备胰腺提取物，胰岛素被胰腺分泌的胰蛋白酶分解，故难以获得预期结果.
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。
思考讨论
实例2：睾丸分泌雄激素的研究
对雄性家禽家畜进行阉割在我国已有1000多年的历史；18世纪，英国有学者进行了一系列令人感兴趣的性腺移植实验。但对性腺生理功能进行真正科学研究是19世纪的事。
1849年，德国研究者发现，公鸡被摘除睾丸后，其雄性特征明显消失。将睾丸重新移植回去，公鸡的特征又回逐步恢复。经过不断的实验，科学家从动物睾丸中提取出睾酮，经证实，睾酮就是睾丸分泌的雄激素。
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？
公鸡
雄性性征明显消失
摘除睾丸
睾丸重新移植
公鸡特征逐步恢复
鲜红突出的鸡冠逐渐萎缩、不再啼鸣、求偶行为慢慢消失
正常的公鸡
公鸡阉割后
重新移植的公鸡
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
新方法：抑制胰蛋白酶活性(考虑pH)
制备
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
摘除法和移植法，还包括注射法和饲喂法。
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。
3. 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？
4、联系必修学到的内容，具体分析以上两个实例哪些实验用到了 “减法原理”或 “加法原理”。
雄激素研究
胰岛素发现
加法原理
加法原理
减法原理
减法原理
人为增加某种影响因素
人为减少某种影响因素
三、内分泌腺系统的组成和功能
下丘脑
垂体
甲状腺
肾上腺
睾丸
胰腺
卵巢
1、内分泌系统的组成
由相对独立的内分泌腺及兼有内分泌功能的细胞共同组成。
（1）内分泌腺:由内分泌细胞聚集而成
下丘脑、垂体、甲状腺、肾上腺、胰腺、卵巢、睾丸。
（2）分散在器官组织内的内分泌细胞：
小肠黏膜上有分泌促胰液素等的众多内分泌细胞；
下丘脑中某些神经细胞具有内分泌功能。
内分泌器官或细胞
分泌
激素
血液运输
靶器官或靶细胞
结果
生理活动改变
各种内分泌腺分泌的激素有哪些？作用分别是什么？
下丘脑
垂体
甲状腺
肾上腺
胰腺
卵巢
睾丸
内分泌系统的组成
三、内分泌腺系统的组成和功能
2、人体主要内分泌腺及其分泌的激素
（1）下丘脑
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等
抗利尿激素
分泌
激素种类 靶器官 作用 化学本质
抗利尿激素
促…激素释放激素
促进肾小管，集合管对水的重吸收
肾小管，集合管
作用于垂体，调控垂体分泌释放相应的激素
垂体
多肽
激素种类 靶器官 作用 化学本质
垂体
促甲状腺激素、
促性腺激素、
促肾上腺皮质激素……
生长激素
生长激素
几乎体内所有细胞
蛋白质
促…激素
甲状腺、性腺、肾上腺
三、内分泌腺系统的组成和功能
2、人体主要内分泌腺及其分泌的激素
（2）垂体
调节生长发育，主要促进蛋白质的合成和骨的生长
分泌
调节相应内分泌腺的分泌活动
甲状腺
肾上腺
三、内分泌腺系统的组成和功能
（3）甲状腺
甲状腺激素
分泌
激素种类 靶器官 作用 化学本质
甲状腺激素
几乎体内所有细胞
氨基酸衍生物
①调节体内的有机物代谢②促进生长和发育③提高神经的兴奋性等
（4）肾上腺
皮质
髓质
调节水盐代谢和有机物代谢
醛固酮、皮质醇
分泌
肾上腺素
分泌
醛固酮、皮质醇
提高机体的应激能力
几乎体内所有细胞
氨基酸衍生物
前者主要肾脏的集合管；后者几乎全身细胞
固醇类
肾上腺素
皮质
髓质
胰腺
三、内分泌腺系统的组成和功能
（5）胰腺
胰岛
(内分泌部)
胰岛A细胞
胰岛B细胞
胰高血糖素
分泌
胰岛素
分泌
激素种类 靶器官 作用 化学本质
胰高血糖素
升高血糖
多肽
主要是肝脏
胰岛素
降低血糖
蛋白质
几乎全身所有细胞
胰岛
导管
腺泡
睾丸
卵巢
三、内分泌腺系统的组成和功能
分泌
分泌
雌激素、孕激素等
雄激素（主要是睾酮）
（5）卵巢和睾丸
激素种类 靶器官 作用 化学本质
雌激素、孕激素
雄激素
促进男性生殖器官的发育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现等
促进女性生殖器官的发育、卵细胞的生成和女性第二性征的出现等
固醇
固醇
全身
全身
3、激素的化学本质
（1）蛋白质和多肽类：
（2）氨基酸衍生物：
（3）类固醇：
三、内分泌腺系统的组成和功能
下丘脑、垂体、胰腺分泌的激素，如生长激素、促××激素释放激素、促××激素、胰岛素等，不能口服，只能注射。
甲状腺激素、肾上腺素，可以口服和注射。
醛固酮、皮质醇、雄激素（睾酮）、雌激素、孕激素，可以口服和注射。
4、激素分泌异常
三、内分泌腺系统的组成和功能
（1）生长激素分泌异常
幼年分泌不足
幼年分泌过多
身材矮小智力正常
侏儒症
巨人症
成年分泌过多
肢端肥大症
三、内分泌腺系统的组成和功能
（2）甲状腺激素分泌异常
呆小症
身材矮小，智力低下，新陈代谢慢，生长发育慢，智力发育受影响。
成年分泌过多
甲亢
精神亢奋，眼球凸出，新陈代谢快，血压高、心跳快、情绪激动、有颤抖等症状。
食物缺碘合成不足
地方性甲状腺肿
(又称大脖子病)
防治有效措施:食盐加碘、食用含碘较高的食物(海带等)
幼年分泌不足
分泌部位 激素名称 化学性质 作用部位 主要作用
下丘脑 抗利尿激素 多肽 肾小管、集合管 促进肾小管、集合管对水分的重吸收
促xx激素释放激素 垂体 调节垂体分泌释放相应激素
垂体 生长激素 蛋白质 全身 调节生长发育,促进骨生长蛋白质合成
促xx激素 相关腺体 促进相应内分泌腺的分泌活动
甲状腺 甲状腺激素（含I） 氨基酸衍生物 全身 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
肾上腺 （皮质） 醛固酮 类固醇 肾脏 调节水盐代谢
皮质醇 全身 调节有机物代谢
（髓质）肾上腺素 氨基酸衍生物 全身 提高机体的应激能力
胰岛 B细胞 胰岛素 蛋白质 全身 使血糖浓度降低
A细胞 胰高血糖素 多肽 主要是肝脏 使血糖浓度升高
性腺 卵巢 雌激素、孕激素 类固醇 全身 促进女性生殖器官的发育、卵细胞的生成和女性第二性征的出现等
睾丸 雄激素（主要是睾酮） 促进男性生殖器官的发育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现等
各种内分泌腺及分泌的激素
下丘脑
胰岛
肾上腺髓质
垂体
胰岛B细胞→胰岛素
胰岛A细胞→胰高血糖素
分泌肾上腺素，提高机体的应激能力
促肾上腺皮质激素
肾上腺皮质
分泌醛固酮、皮质醇等，调节水盐代谢和有机物代谢
促进女性生殖器官的发育、卵细胞的生成和女性第二性征的出现等作用
促进男性生殖器官的发育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现等作用
分泌生长激素
调节生长发育
促甲状腺激素
促性腺激素
甲状腺
甲状腺激素
调节体内的有机物代谢、促进生长和发育、提高神经的兴奋性等作用
睾丸
卵巢
雄激素
雌激素
孕激素
神经支配
作用于
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
分泌
抗利尿激素
促进肾小管、集合管对水分的重吸收
5、内分泌系统的功能
三、内分泌腺系统的组成和功能
（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。
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:
思维训练
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：
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
讨论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。
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？
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。
两者都将发育出雄性器官。
动物激素生理功能的实验
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
（1）研究方法
（2）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
实验动物血糖含量测定、尿糖测定
实验动物第二性征的改变等
（3）方法示例
①验证甲状腺激素的功能
a.饲喂法(加法原理)
b.摘除法和注射法(先减法再加法)
（3）方法示例
②验证胰岛素的功能
注射法：
（4）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随机平均分组,且每组不能只有一只，遵循单一变量原则和平行重复原则；
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,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，例如，蛋白质、多肽类激素不能饲喂，只能注射；
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。
内分泌系统
结构基础
分泌
血液运输
作出
内分泌腺
内分泌细胞
激素
靶器官
反应
激素调节
调控生长发育和生殖；
调节物质和能量代谢；
维持内环境稳定。
运用减法原理/加法原理的实验结果
内分泌失调症的临床表现
作用
研究方法
组成
课堂小结

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