1.激素的發(fā)現(xiàn)分析具體實(shí)例,了解激素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,明確該過(guò)程帶來(lái)的啟示。2.激素研究的實(shí)例分析實(shí)例,學(xué)會(huì)激素研究的相關(guān)方法。3.內(nèi)分泌系統(tǒng)的組成和功能結(jié)合人體模型,知道并記住內(nèi)分泌腺的名稱、位置和所分泌激素的作用。
1.明確激素作為信使分子起作用,從信息的角度闡釋生命的本質(zhì)。2.能夠分析“加法原理”和“減法原理”在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的具體應(yīng)用,并用歸納法進(jìn)行總結(jié)。3.通過(guò)對(duì)激素發(fā)現(xiàn)過(guò)程的學(xué)習(xí),做到不迷信權(quán)威,敢于質(zhì)疑,培養(yǎng)勇于探索和創(chuàng)新的精神。
一、激素的發(fā)現(xiàn)1.內(nèi)、外分泌腺的差異(1)分類依據(jù):有無(wú)導(dǎo)管。(2)分泌物去向①外分泌腺:分泌物流出體外或流到消化腔。②內(nèi)分泌腺:分泌物直接進(jìn)入腺體內(nèi)的毛細(xì)血管,隨血液循環(huán)輸送到全身各處。
2.促胰液素的發(fā)現(xiàn)(1)沃泰默的實(shí)驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)過(guò)程a.稀鹽酸+小腸→胰液分泌;b.稀鹽酸+血液→胰液不分泌;c.稀鹽酸+剔除神經(jīng)的小腸→胰液分泌。②沃泰默對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋:這是一個(gè)十分頑固的反射。之所以說(shuō)它頑固,是由于小腸上微小的神經(jīng)難以剔除干凈。
(2)斯他林和貝利斯的實(shí)驗(yàn)①假設(shè):在鹽酸的作用下,小腸黏膜細(xì)胞可能產(chǎn)生了一種化學(xué)物質(zhì),這種物質(zhì)進(jìn)入血液后,隨血流到達(dá)胰腺,引起胰液的分泌。②實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程?③結(jié)論:把小腸黏膜分泌的這種化學(xué)物質(zhì)稱作促胰液素。3.激素調(diào)節(jié):由內(nèi)分泌器官或細(xì)胞分泌的化學(xué)物質(zhì)——激素進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式。
三、內(nèi)分泌系統(tǒng)的組成和功能1.組成(連線)
2.功能:共同調(diào)節(jié)機(jī)體活動(dòng),包括維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、調(diào)節(jié)物質(zhì)和能量代謝、調(diào)控生長(zhǎng)發(fā)育和生殖等。
【預(yù)習(xí)檢測(cè)】 判斷正誤。(1)促胰液素能夠促進(jìn)胰腺分泌胰島素。(  )(2)垂體不但能分泌促甲狀腺激素釋放激素,而且能分泌生長(zhǎng)激素。(  )(3)胰島素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中,班廷利用狗所做的實(shí)驗(yàn)只體現(xiàn)了“減法原理”。(  )(4)垂體分泌的激素能調(diào)控甲狀腺的分泌活動(dòng),從而使甲狀腺激素在體內(nèi)的含量保持相對(duì)穩(wěn)定。(  )(5)手術(shù)摘除法是研究腺體及其分泌激素的唯一方法。(  )(6)內(nèi)分泌系統(tǒng)是調(diào)節(jié)機(jī)體的重要系統(tǒng),各腺體間相互協(xié)調(diào),共同調(diào)節(jié)機(jī)體活動(dòng)。(  )
1.沃泰默把哪種物質(zhì)分別注入了狗的小腸腸腔內(nèi)和血液中?各產(chǎn)生了什么結(jié)果?然后他對(duì)實(shí)驗(yàn)組做了怎樣的改進(jìn)?提示:稀鹽酸。分泌胰液、無(wú)胰液分泌。剔除了小腸上的神經(jīng),分泌胰液。2.為什么斯他林和貝利斯要將小腸黏膜與稀鹽酸混合研磨?提示:徹底破壞神經(jīng)結(jié)構(gòu),排除神經(jīng)調(diào)節(jié)的作用,并使稀鹽酸對(duì)小腸黏膜造成刺激。
3.在斯他林和貝利斯的實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)如何排除稀鹽酸和小腸黏膜本身的成分對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾?
4.促胰液素調(diào)節(jié)胰液分泌的方式與神經(jīng)調(diào)節(jié)的方式的主要差異是什么?提示:前者是通過(guò)血液進(jìn)行調(diào)節(jié),后者是借助反射弧以反射的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。5.胰島素的發(fā)現(xiàn)和睪丸分泌雄激素的研究中,能體現(xiàn)“減法原理”和“加法原理”的實(shí)驗(yàn)有哪些?請(qǐng)舉例說(shuō)明。提示:狗摘除胰腺、公雞摘除睪丸體現(xiàn)了“減法原理”;給摘除胰腺的狗注射胰島提取液、給摘除睪丸的公雞重新移植睪丸體現(xiàn)了“加法原理”。
動(dòng)物激素功能的常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)研究方法(1)驗(yàn)證甲狀腺激素的功能①飼喂法
(2)驗(yàn)證胰島素的功能
斯他林和貝利斯在研究胰液分泌過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一種動(dòng)物激素——促胰液素,他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的是(  )A.將稀鹽酸注射到狗的小腸腸腔中B.將稀鹽酸注射到狗的血液中C.將狗的小腸神經(jīng)剔除,然后將稀鹽酸注射到狗的小腸腸腔中D.將狗的小腸黏膜和稀鹽酸在體外研磨,然后將提取液注射到同一條狗的靜脈中答案:D
解析:在稀鹽酸的作用下,小腸黏膜可能產(chǎn)生一種化學(xué)物質(zhì),這種物質(zhì)隨血液到達(dá)胰腺,引起胰液的分泌。為證明此假設(shè),斯他林和貝利斯取狗的小腸黏膜和稀鹽酸進(jìn)行磨碎,將提取液注射到同一條狗的靜脈中,發(fā)現(xiàn)提取液能促進(jìn)胰腺分泌胰液。
【變式訓(xùn)練】 1.消渴癥有如下特征:多飲而渴不止,多食而饑不止,多溲(多指尿)而膏濁不止。該病的發(fā)生與哪種腺體異常有關(guān)?(  )A.甲狀腺B.胰島C.胸腺D.腎上腺答案:B解析:從所列舉的癥狀來(lái)看,應(yīng)為糖尿病癥狀,而糖尿病多與胰島B細(xì)胞受損有關(guān)。
2.為了驗(yàn)證胰島素具有降低血糖的作用,在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí),如果以正常小鼠每次注射藥物前后癥狀的變化為觀察指標(biāo),則下列對(duì)實(shí)驗(yàn)組小鼠注射藥物的順序,正確的是(  )A.先注射胰島素溶液,后注射葡萄糖溶液B.先注射葡萄糖溶液,再注射胰島素溶液C.先注射胰島素溶液,后注射生理鹽水D.先注射生理鹽水,后注射胰島素溶液答案:A解析:驗(yàn)證胰島素具有降低血糖的作用,應(yīng)先注射胰島素溶液,觀察胰島素作用的結(jié)果,再注射葡萄糖溶液,觀察低血糖癥狀是否消除。
1.為什么有的激素可以口服,有的只能注射?(舉例說(shuō)明)提示:蛋白質(zhì)類激素(如胰島細(xì)胞分泌的胰島素)容易被胃、腸道內(nèi)的消化酶分解而破壞,一般采用注射法補(bǔ)充,不宜口服。類固醇類激素(如性激素)屬于小分子物質(zhì),口服后可以被吸收。2.垂體分泌的激素能調(diào)控其他內(nèi)分泌腺的分泌活動(dòng),原因是什么?提示:其他內(nèi)分泌腺的腺細(xì)胞表面有能與垂體分泌的相應(yīng)激素結(jié)合的特異性受體。
3.科學(xué)家利用家兔研究性激素在胚胎生殖系統(tǒng)發(fā)育中所起的作用,在家兔胚胎生殖系統(tǒng)分化前,通過(guò)手術(shù)摘除了即將發(fā)育為卵巢或睪丸的組織,得到如下表所示結(jié)果。
回答下列問(wèn)題。(1)該實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的什么原則?提示:對(duì)照原則和單一變量原則。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了什么?提示:睪丸分泌的雄激素是雄性外生殖器官形成的必備條件,卵巢分泌的雌激素不是雌性外生殖器官形成的必備條件。(3)為進(jìn)一步確認(rèn)外生殖器官的發(fā)育與某激素有關(guān),應(yīng)如何設(shè)計(jì)完善該實(shí)驗(yàn)?提示:增設(shè)摘除即將發(fā)育為睪丸或卵巢的組織的同時(shí),給予一定量的睪酮刺激,觀察外生殖器官的發(fā)育情況。
1.人體主要內(nèi)分泌腺及其分泌的激素
2.明確幾種激素的化學(xué)本質(zhì)(1)類固醇類:如腎上腺皮質(zhì)激素、性激素(雌激素、雄激素)。(2)氨基酸衍生物類:如甲狀腺激素、腎上腺素等。(3)多肽和蛋白質(zhì)類:如促激素釋放激素、促激素、生長(zhǎng)激素、抗利尿激素、胰島素和胰高血糖素等。
現(xiàn)有體重近似、發(fā)育正常的甲、乙、丙、丁4只雄性小狗,對(duì)丁狗不做處理,對(duì)甲、乙、丙3只狗分別做不同的手術(shù)處理。幾個(gè)月后查得各自血液中3種激素的含量(單位:μg/mL)如下表,則下列敘述錯(cuò)誤的是(  )
A.甲狗可能出現(xiàn)的癥狀是行動(dòng)呆笨、精神萎靡、食欲不振B.乙狗可能出現(xiàn)的癥狀是生長(zhǎng)緩慢或停滯C.丙狗可能出現(xiàn)的癥狀是性情變得溫順D.在相同條件下飼養(yǎng)一段時(shí)間后,其個(gè)體大小變化為丁狗個(gè)體基本處于術(shù)前狀態(tài),乙、丙狗不斷長(zhǎng)大答案:D解析:甲狗術(shù)后體內(nèi)甲狀腺激素含量遠(yuǎn)低于正常值,從而可能出現(xiàn)精神萎靡,食欲不振的癥狀。乙狗體內(nèi)生長(zhǎng)激素含量很低,而生長(zhǎng)激素可調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育,故乙狗可能出現(xiàn)的癥狀是生長(zhǎng)緩慢或停滯。雄激素可維持雄性動(dòng)物的第二性征,丙狗體內(nèi)雄激素含量很低,因而性情可能變得溫順。丁狗應(yīng)正常生長(zhǎng);乙狗個(gè)體較小,基本處于術(shù)前狀態(tài);丙狗體內(nèi)含有生長(zhǎng)激素,能長(zhǎng)大。
【變式訓(xùn)練】 青少年在13~15歲,身體的形態(tài)、機(jī)能等方面都會(huì)發(fā)生顯著的變化。這些變化主要與下列哪些激素有關(guān)?(  )①胰島素?、谝雀哐撬亍、坌约に亍、芗谞钕偌に丌菽I上腺素?、奚L(zhǎng)激素A.①②③B.②③④C.③④⑥D(zhuǎn).④⑤⑥答案:C解析:青春期是人生長(zhǎng)發(fā)育較快的時(shí)期,還會(huì)出現(xiàn)第二性征。生長(zhǎng)發(fā)育這一生理效應(yīng)是由生長(zhǎng)激素和甲狀腺激素共同作用的結(jié)果;性激素能促進(jìn)生殖器官的發(fā)育、生殖細(xì)胞的生成和第二性征的出現(xiàn)。所以青春期在身體的形態(tài)、機(jī)能等方面的顯著變化主要與生長(zhǎng)激素、甲狀腺激素和性激素有關(guān)。
1.激素功能的研究思路用某種方法處理實(shí)驗(yàn)動(dòng)物→使之出現(xiàn)相應(yīng)的病理癥狀→添加某種激素后恢復(fù)正?!浦鄳?yīng)激素的生理功能。2.實(shí)驗(yàn)成功關(guān)鍵點(diǎn)(1)在研究動(dòng)物激素生理功能的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,要注意設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn),排除干擾因素的影響,使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更加準(zhǔn)確和科學(xué)。(2)動(dòng)物分組的基本要求:選擇性別相同,年齡、體重、生理狀況相似的個(gè)體進(jìn)行平均分組,并做到隨機(jī)分組,且每組不能只有一只,因?yàn)閯?dòng)物數(shù)量太少時(shí),偶然性大,而每組多只可以避免個(gè)體差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的影響。
(3)進(jìn)行注射實(shí)驗(yàn)時(shí),空白對(duì)照組應(yīng)注射生理鹽水(不可用蒸餾水);進(jìn)行飼喂實(shí)驗(yàn)時(shí),空白對(duì)照組可飼喂等量蒸餾水。(4)注意觀測(cè)指標(biāo)的確定,如胰島素的生理功能可以用動(dòng)物昏迷和蘇醒快慢檢驗(yàn),甲狀腺激素的生理功能可用動(dòng)物耗氧量、代謝速率、溫度變化或活動(dòng)狀況(興奮性高低)等進(jìn)行檢驗(yàn),但具體實(shí)驗(yàn)應(yīng)具體分析。(5)根據(jù)激素的化學(xué)本質(zhì),選擇不同的實(shí)驗(yàn)方法。多肽和蛋白質(zhì)類激素易被消化酶水解,因此一般采用注射法,不宜采用飼喂法;類固醇類、氨基酸衍生物類激素可以飼喂,也可以注射。
為研究垂體對(duì)機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育的作用,某同學(xué)用垂體切除法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,用幼齡大鼠為材料,以體重變化作為生長(zhǎng)發(fā)育的檢測(cè)指標(biāo)?;卮鹣铝袉?wèn)題。(1)請(qǐng)完善下面的實(shí)驗(yàn)步驟①將若干只大鼠隨機(jī)分為A、B兩組后進(jìn)行處理,對(duì)A組(對(duì)照組)的處理是         ;對(duì)B組的處理是      。?②將上述兩組大鼠置于相同的適宜條件下飼養(yǎng)。③?    。?④對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理與分析。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析B組大鼠生長(zhǎng)發(fā)育的狀況不如A組,出現(xiàn)這種差異的原因是B組的處理使大鼠缺失了來(lái)源于垂體的    激素和      激素。?
答案:(1)①手術(shù)但不切除垂體 切除垂體?、勖扛粢欢〞r(shí)間,測(cè)定并記錄兩組大鼠的體重(2)生長(zhǎng) 促甲狀腺
解析:(1)①本實(shí)驗(yàn)的目的是研究垂體對(duì)機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育的作用,所以B組(實(shí)驗(yàn)組)需要切除垂體,A組(對(duì)照組)不需要切除垂體,但要排除手術(shù)所帶來(lái)的影響,遵循單一變量原則。③本實(shí)驗(yàn)的因變量是幼齡大鼠的生長(zhǎng)發(fā)育狀況,由題意可知,應(yīng)以幼齡大鼠的體重變化為檢測(cè)指標(biāo)。(2)垂體可分泌促甲狀腺激素作用于甲狀腺,使其產(chǎn)生甲狀腺激素,甲狀腺激素和垂體分泌的生長(zhǎng)激素可促進(jìn)幼齡大鼠的生長(zhǎng)發(fā)育。

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第1節(jié) 激素與內(nèi)分泌系統(tǒng)

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