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第三章 体液调节
第1节 激素与内分泌系统（第一课时）
目标
01
02
03
通过分析促胰液素的发现史，评价科学家当时的实验结论，训练批判性思维能力。
（科学思维）
通过分析内分泌系统的组成和功能，形成生命的稳态与平衡观。
（生命观念）
通过分析胰岛素发现的具体案例，培养实验设计及对实验结果的分析与讨论等科学探究素养。（科学探究）
教学目标
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？
侏儒症患者的症状就是生长迟缓，身材矮小，病因是患者幼年时生长激素分泌不足。
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。
一、问题探讨
侏儒症患者
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？请说明理由。
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。
1.概念:
(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，例如_______、________、________等。
导管
体外
消化腔
汗腺
唾液腺
胃腺
二、外分泌腺和内分泌腺
汗腺
唾液腺
胃腺
1.概念:
(2)内分泌腺:
凡是没有_____的腺体，其分泌物——_____直接进入腺体内的________，并随_________输送到_________的，称为内分泌腺，例如_____、_______、________等。
导管
激素
毛细血管
血液循环
全身各处
垂体
甲状腺
肾上腺
二、外分泌腺和内分泌腺
胰腺
甲状腺
肾上腺
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
垂体、甲状腺、肾上腺、性腺、胸腺等
唾液腺、胃腺、肠腺、汗腺、皮脂腺、乳腺、泪腺等
二、外分泌腺和内分泌腺
①现象: 19世纪，大量的动物实验和临床研究表明，许多疾病与内泌腺有关。
1. 推测内分泌腺可分泌具有调节作用的物质
②结论: 内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。
三、激素的发现
二
激素的发现
HCl
HCl
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四、促胰液素的发现
19世纪普遍认为: 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。如下图所示。
胃
胰腺
小肠
狗的胃、小肠和胰腺的位置示意图
事实与问题：胰腺分泌胰液，胰液（含消化酶）经导管流向十二指肠，促进食物的消化。胰液的分泌是如何调节的呢？
稀盐酸→感受器（ ）→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器（ ）→分泌胰液
小肠粘膜
胰腺
四、促胰液素的发现
请运用神经调节的知识尝试解释。
胃酸
刺激
小肠神经
兴奋
传导
胰腺
分泌
胰液
如果胰液分泌是神经调节，那么该反射的感受器与效应器分布在哪里？
（1）实验假设：
（2）实验步骤和结果
胰液的分泌受__________调节。
神经系统
稀盐酸
狗的上段小肠肠腔内(A组)
狗的血液(B组)
狗的上段小肠肠腔(切除通向该段小肠的神经)(C组)
注入
现象
现象
现象
胰液分泌
胰液分泌
胰液不分泌
思考：A、B、C三组实验的结论分别是什么？
A组：_________________________________________________________
B组：_________________________________________________________
C组：_____________________________________________________________
_________________
胰液的分泌是盐酸刺激小肠肠腔（小肠黏膜）引起的
盐酸本身不会直接刺激胰腺分泌胰液(必须用盐酸刺激小肠)
盐酸刺激小肠黏膜引起胰腺分泌胰液可以不通过神经调节的方式来完成
小肠的神经
稀盐酸
胰腺
胰液
刺激
传递 兴奋
沃泰默的实验
（1）实验假设：
（2）实验步骤和结果
胰液的分泌受__________调节。
神经系统
稀盐酸
狗的上段小肠肠腔内(A组)
狗的血液(B组)
狗的上段小肠肠腔(切除通向该段小肠的神经)(C组)
注入
现象
现象
现象
胰液分泌
胰液分泌
胰液不分泌
小肠的神经
稀盐酸
胰腺
胰液
刺激
传递 兴奋
沃泰默的实验
思考：对比A、B组，说明胰腺是怎么分泌胰液的？自变量、因变量、对照组分别是什么？
说明只有用盐酸刺激小肠时，胰腺才能分泌胰液。
AB自变量是稀盐酸的作用部位，因变量是胰腺是否分泌胰液，对照组是 A组。
（1）实验假设：
（2）实验步骤和结果
胰液的分泌受__________调节。
神经系统
稀盐酸
狗的上段小肠肠腔内(A组)
狗的血液(B组)
狗的上段小肠肠腔(切除通向该段小肠的神经)(C组)
注入
现象
现象
现象
胰液分泌
胰液分泌
胰液不分泌
小肠的神经
稀盐酸
胰腺
胰液
刺激
传递 兴奋
沃泰默的实验
思考：对比A、C组，还能说明胰腺分泌胰液就是神经调节吗？自变量、因变量、对照组分别是什么？
说明小肠上神经的有无不影响胰液分泌。AC 自变量为是否切除神经，因变量为胰腺是否分泌胰液，对照组是A。
沃泰默解释：这是由于小肠上微小的神经难以剔除干净的缘故，所以是一个十分顽固的神经反射。
这不是神经反射而是化学调节——在盐酸作用下，小肠粘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。
斯他林和贝利斯的实验
斯他林
贝利斯
毛细血管
斯他林和贝利斯的实验
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受体
胰腺
开始释放胰液
斯他林和贝利斯的实验
受体
胰腺
开始释放胰液
促胰液素
胰液
这不是神经反射而是化学调节——在盐酸作用下，小肠粘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。
如果要证明斯他林和贝利斯的观点，应该如何设计实验？
通过以下问题设计实验
①若是化学调节，如何排除神经的干扰？
②如果小肠粘膜受盐酸刺激产生了化学物质，如何设法提取该物质？
③根据假设，提取的物质通过什么途径作用于胰腺？
斯他林和贝利斯的实验
斯他林
贝利斯
实验假设：
实验过程：
实验结果：
实验结论：
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，随血流到达胰腺，引起胰液的分泌。
注射
小肠黏膜+稀盐酸
磨碎
制成提取液
同一条狗的静脉
胰腺分泌胰液
在盐酸的刺激下，小肠黏膜产生了一种化学物质（促胰液素），刺激胰腺分泌胰液。
斯他林和贝利斯的实验
以上实验设计是否科学严谨？
进一步完善的实验过程：
注射
A组：小肠黏膜+稀盐酸
磨碎
制成提取液
狗的静脉
斯他林和贝利斯的实验
实验结论：
在盐酸的刺激下，小肠黏膜产生了一种化学物质（促胰液素），刺激胰腺分泌胰液。
结果
胰腺分泌胰液
注射
B组： 稀盐酸
同一条狗的静脉
结果
胰腺不分泌胰液
C组：
注射
小肠黏膜
磨碎
制成提取液
狗的静脉
结果
胰腺不分泌胰液
深度思考
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？
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。
思考与讨论
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？
彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。
讨论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。
斯他林和贝利斯的实验
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。
稀盐酸
小肠黏膜
混合研磨
制成______
提取液
注射
同一条狗的静脉
促进胰腺分泌胰液
HCl
HCl
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促胰液素调节
神经调节
促胰液素的调节
请写出促胰液素分泌、运输和作用的过程图解。
比较：促胰液素调节胰液分泌的方式与神经调节的方式有何不同
稀盐酸
→
感受器(小肠神经)
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器 (胰腺)
胰液
→
小肠粘膜
促胰液素
血液循环
促胰液素调节胰液分泌的方式：通过血液循环将促胰液素运到胰腺，引起胰液分泌。
促胰液素的调节
研究表明，胰液的分泌受神经和体液的双重调节，但以体液调节为主。
神经调节：则要通过反射弧来完成。
俄国生理学家巴甫洛夫是近代消化生理学的奠基人、诺贝尔奖获得者（1904年诺贝尔生理学和医学奖）。
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神经反射。
斯他林和贝利斯的发现与他们的结论大相径庭，于是他们做了重复实验，结果却与斯他林和贝利斯的一模一样。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!”
巴甫洛夫的感慨
①促胰液素发现的意义:
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。
②激素调节
激素调节
是人们发现的 激素，它由 分泌。进入 后，随血流到达 引起胰腺分泌 。
第一种
小肠粘膜
血液
胰腺
胰液
由_____________或________（如小肠黏膜上皮细胞）分泌的化学物质—— _______进行调节的方式，就是激素调节。
内分泌器官
细胞
激素
运输
内分泌细胞或器官
血液
循环
作用于
靶细胞或靶器官
结果
生理活动发生改变
激素调节
想一想: 斯他林和贝利斯分离提纯了促胰液素吗？
说明：第一个被分离提纯的激素是胰岛素。
产生促胰液素和促胰液素作用的部位分别是__________和_______。
小肠黏膜
胰腺
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，他们直接进入血液周游全身，难以收集和分离。
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？
胰腺
腺泡
胰岛
导管
血管
胰岛
导管
腺泡
胰腺中的胰岛
五、激素研究的实例
实例1: 胰岛素的发现
1869年，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________，但对它的作用一无所知。
胰岛
胰岛素的发现
注意：
胰腺是一种特殊的腺体，分为外分泌部和内分泌部。
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，胰腺外分泌部分泌的一种碱性溶液。主要成分是水、碳酸氢盐及多种消化酶。其中，胰淀粉酶能将淀粉分解为麦芽糖，胰麦芽糖酶可将麦芽糖分解成葡萄糖。胰脂肪酶能将中脂肪分解成甘油和脂肪酸。
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。
1889年: 科学家无意发现，切除胰腺的狗患上糖尿病, 提出胰腺能________________________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_______。
1889年到1920年:科学家进行了几百次实验，试图证明胰腺中内分泌物的存在。大多数实验都集中于制备__________, 然后注射给由_________诱发糖尿病的狗或糖尿病患者, 但都收效甚微；
分泌某种抗糖尿病的物质
胰岛素
胰腺提取物
胰腺受损
胰岛素的发现
科学事实：1889年，科学家无意中发现，切除胰腺的狗会患上与人的糖尿病类似的病。
作出判断：糖尿病与胰腺有关。
提出假说：胰腺能分泌某种抗糖尿病的激素。
验证假说：制备胰腺提取物，注射给因摘除胰腺而患实验性糖尿病的狗。
讨论1：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？
胰岛
胰腺
腺泡细胞
胰蛋白酶
胰岛细胞
胰岛素
分泌
分泌
分解
胰岛素的发现
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
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
胰岛素的发现
问：要想获得胰岛素，必须排除胰腺分泌的胰蛋白酶的干扰，应该怎么操作？
（提示：分泌消化酶的外分泌腺，有导管）
胰腺
萎缩
1921年，班廷和助手贝斯特做了如下实验:
结扎狗的胰管
制备胰腺提取液
胰腺萎缩, 只剩胰岛
摘除另一只健康狗的胰腺
实验性糖尿病的狗
注入
血糖下降，恢复正常
随后，他们与生化学家合作，找到了直接提取正常胰腺胰岛素的方法:____________________。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。
抑制蛋白酶的活性
胰岛素的发现
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
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
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。
班廷
1849年，德国研究者做了如下实验:
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
正常的公鸡
阉割后的公鸡
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
睾丸分泌雄性激素的研究
重新移植的公鸡
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）
注射摘除腺体的提取物（已摘除的腺体重新移植回去）
讨论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？
五、激素研究的实例
“要证明一种自然成分的功能，在生理学传统方法中就是去除该种成分并证明其功能也随之丧失；然后再引入该成分，并证明其功能又可以恢复”。
——2000年诺贝尔生理学或医学奖获得者卡尔森
上述两个实验都分别用到了“加法原理”和“减法原理”。
（1）班廷摘除健康狗的胰腺造成实验性糖尿病——减法原理。
给实验性糖尿病的狗注射萎缩胰腺提取物——加法原理。
（2）摘除睾丸——减法原理 重新移植睾丸——加法原理
讨论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”。
五、激素研究的实例
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”
减法原理：与常态比较，人为减少某种影响因素的称为“减法原理”
1、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＋沙子研磨制成提取液注入静脉血液→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. 要证明胰液分泌受不受神经的调节应该再设计实验继续探究
B
刺激通向胰腺的神经，胰液分泌量增加；
习题巩固
促胰液素（多肽）
睾酮（脂质）
番外篇之一——促胰液素和睾酮的结构式

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