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通过激素的调节 第二节 案例案例: :促胰液素的发现促胰液素的发现 学术背景：学术背景： 在20世纪之前，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。 比如，对“胰液的分泌是如何调节的”这一 问题，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。 一、激素调节的发现 沃泰默的实验沃泰默的实验 ： 切除通向该段小肠的神 经，只留下血管 稀盐酸狗的上段小肠肠腔胰腺分泌胰液 稀盐酸狗的血液中 胰腺不分泌胰液 狗的上段小肠肠腔稀盐酸胰腺分泌胰液 注入 注入 注入结果 结果 结果 沃泰默的解释：沃泰默的解释： 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。 斯他林和贝利斯的假设：斯他林和贝利斯的假设： 这种实验现象不是神经调节的结果，而是化学 调节的结果：在盐酸的作用下，小肠黏膜产生了一 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。 如果要证明斯他林 和贝利斯的观点， 应该如何设计实验 ？ 斯他林和贝利斯的实验斯他林和贝利斯的实验 ： 实验过程： 小肠黏膜+稀盐酸+砂子 磨碎注射 实验结果：促进胰腺分泌胰液。 实验结论：胰液的分泌是促胰液素化学调节的结果。 制成提取液狗静脉 怎么设置对照组？ 稀盐酸 注入 狗的血液中 结果 胰腺不分泌胰液 思考与讨论 2.斯他林和贝利斯获得的科学发现包括哪些内容？ 发现了促胰液素； 发现了激素调节 。 1.“机遇只偏爱那种有准备的头脑”哪些因素使斯 他林和贝利斯抓住了成功的机会？ 不迷信权威、创造性思维、严谨的实验设计等 二、激素调节的概念 人和动物体的生命活动，除了受神经 系统的调节外，还存在着另一种调节方 式由内分泌器官（或细胞）分泌的 化学物质进行调节，这就是激素调节。 概 念 （一）内、外分泌腺的概念 1.外分泌腺 2.内分泌腺 名称 比较项目 内分泌腺 外分泌腺 导管 无有 分泌物去向 激素进入血液进入体内、外 的管腔 举例 甲状腺、肾上 腺、垂体、胰 岛。 唾液腺、汗腺 、皮脂腺、肝 脏、胰腺。 内分泌腺和外分泌腺的不同之处 ： （二）、下面我们来学习人体主要内分泌 腺及其分泌的激素 下丘脑下丘脑 垂体垂体 甲状腺甲状腺 胸腺胸腺 肾上腺肾上腺 胰腺胰腺 卵巢卵巢 睾丸睾丸 分泌促 甲状腺 激素释 放激素 等分泌生 长激素 、促甲 状腺激 素等 分泌 肾上 腺素 等 分 泌 雌 性 激 素 等 分泌 雄性 激素 等 分泌 甲状 腺激 素等 分泌 胸腺 激素 等 其中的 胰岛分 泌胰岛 素和胰 高血糖 素等 激素的生理作用 1.生长激素促进生长,主要是促进蛋白质的合成和骨的生长。 2.甲状腺激素 促进新陈代谢，促进动物个体生长发育，提 高神经系统的兴奋性 3.胰岛素 调节糖类代谢、降低血糖浓度的作用 4.性激素 促进雌雄生殖器官的发育、生殖细胞的 形成，激发并维持各自的第二性征 雄激素 雌激素 孕激素 主要睾丸 主要卵巢 卵巢 5.促激素促甲状腺激素,促性腺激素,促肾上腺皮质激素 6.促激素释放激素 促性腺激素释放激素 促甲状腺激素释放激素 垂体 下丘脑 7.肾上腺素 促进肝糖原分解成葡萄糖，使血糖含量升高；促 进代谢活动加强，产热增加 2、激素分泌不足或过多导致的症状 巨人症 呆小症 肢端肥大症甲亢侏儒症 生长激素 缺乏 幼年生长 激素过多 成年生长 激素过多 幼年甲状腺 激素缺乏 甲状腺激 素过多 3、相关激素间的作用 如：生长激素和甲状腺激素 胰高血糖素和肾上腺素 不同激素对于同一生理效应同一生理效应都发挥 作用，从而达到增强效应的结果 、协同作用： 、拮抗作用： 是指不同激素对某一生理 效应发挥相反的作用。 如：胰高血糖素和胰岛素 4、激素的化学本质 多肽和蛋白质类： 促激素释放激素 促激素 胰岛素、胰高血糖素 生长激素、胸腺激素 氨基酸衍生物：甲状腺激素、肾上腺素 脂质类激素：性激素 5、激素和酶的区别 区别激素酶 作用 成分 产生 部位 作用 条件 区别激素酶 作用调节催化 成分不全是蛋白质蛋白质为主，还有 RNA酶 产生 部位 内分泌腺细胞机体所有活细胞 作用 部位 随血液循环到达效应 器官调节生理过程 细胞内或分泌到细 胞外催化生理反应 6、甲状腺激素的生理作用证明实验 方法一：饲喂法 小型青蛙 短时间内 含甲状腺激素 制剂的饲料 蝌蚪 实验： 大蝌蚪，不变态 摘除甲状腺 蝌蚪 实验2： 方法二、摘除法 幼年狗 切除垂体 生长停滞 实验二：摘除法 方法二： 注射法：再注射一定浓度的生长激素 方法一：摘除法 逐渐恢复生长 实验说明： 甲状腺激素可促进幼小 动物的个体发育，促进新陈 代谢，加速体内物质氧化分 解，同时还能提高神经系统 的兴奋性。 三、激素调节的实例 实例一：血糖平衡的调节 问题探讨：问题探讨： 马拉松长跑是赛程 超过40km、历时2h以 上的极限运动，运动 员每小时至少要消耗 300g糖类。血糖（血 液中的葡萄糖）可以 补充肌肉因运动而消 耗的糖类。正常人全 身的血量大约为5L。 （1）根据材料计算， 如果仅靠血液中的葡 萄糖，运动员能跑多 长时间？ 思考与讨论 （2）长跑时消耗了大量 的葡萄糖，你认为血糖 的浓度会大幅下降吗？ 血糖 0.81.2g/ L CO2+H2O+能量氧化分解 肝糖原、肌糖原合成 脂肪、某些氨基酸等转变 人体中血糖的来源和去向 （正常情况下） 总 结 食物中的糖类 消化、吸收 肝糖原分解 脂肪等非糖物质转化 血糖平衡的调节 血糖平衡的调节 B细胞 分泌 胰岛素 作 用 促进组织细胞加速摄取 、利用和储存葡萄糖，从 而使血糖水平降低。 A细胞 胰高血糖素 作用 促进糖原分解，并促 进一些非糖物质转化为 葡萄糖，从而使血糖水 平升高。 分泌 胰岛素和胰高血糖素究竟是怎样 对血糖水平进行调节的呢?我们通 过展示糖卡来进行探索。 展示糖卡，并构建血糖调节的图解式 模型 模型构建：建立血糖调节的模型 血糖降低 血糖升高 + 胰岛素分泌 胰岛B 细胞 + + 组织加速摄取、利 用和储存葡萄糖 胰岛A 细胞 胰高血糖素分泌 + + 促进糖原分解，促进非 糖物质转化为葡萄糖 下丘脑 一区域 + + 下丘脑另 一区域 + + 肾上腺 肾上腺激素 + 反馈调节 在血糖调节的过程中，胰岛素的作用结果反过 来影响胰岛素的分泌，胰高血糖素也如此。 像这样，在一个系统中,系统本身工作的效果, 反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方 式叫做反馈调节。 种类种类 包括正反馈和负反馈包括正反馈和负反馈( (案例案例) ) 负反馈：反馈信息与控制信息的作用相反， 因而可以纠正控制信息的效应。 意义：在负反馈调节下，反馈信息处于稳定 状态 正反馈：反馈信息不是制约控制部分的活动 ，而是促进与加强部分信息的活动 意义：正反馈在于使生理活动过程不断加强 ，直至最终完成生理功能，在正反馈情况时 ，反馈控制系统处于再生状态 我们日常生活中用到的电冰箱、空调等的调温系统都 是根据负反馈原理来设计的，机体内的许多生理活动，如 绝大多数激素的分泌、体温调节等都是负反馈调节的最好 例子。 正反馈在人的正常生理活动中也是存在的，如排尿反射、 血液的凝固过程、分娩过程、月经周期中黄体生成素的释 放等。日常生活中也不乏正反馈的实例，如某位学习刻苦 的同学得到表扬后，学习更加刻苦。 返回 分析应用 1、当身体不能产生足够的胰岛素时，将会发生 什么情况？ 2、糖尿病在现代社会中的发病率越来越高。想一 想，这与人们的饮食状况和生活方式的变化有没 有关系？为什么？怎样防治糖尿病？ 当身体不能产生足够的胰岛素时， 体内血糖水平将会上升，多余的血 糖将会从尿中排出，出现糖尿病。 课外探究 现在市场上有一种为糖尿病病人设计的人工 胰岛，可以随身携带，用以调节患者体内的血糖 浓度。 假设你是一位工程师，你觉得这种人工胰岛 在设计的时候要解决哪些主要问题？请写出你的 设计思路。 三、激素调节的实例 实例二：甲状腺激素分泌的分级调节 问题情境：问题情境： 当你站在寒风 中瑟瑟发抖时，你 的机体为了抵御寒 冷作了哪些反应？ 这些反应是通过怎 样的调节机制实现 的？ 思考与讨论 （1）寒冷刺激会首先作用于什么系统？ （2）接着在三个层次上会引起什么腺体分 泌何种激素？ （3）甲状腺激素的分泌是否会一直持续下去 ？体内激素增多时身体如何进行调节？ （1）促进新陈代谢，使绝 大多数组织耗氧量加大，并 增加产热。因此，寒冷可刺 激甲状腺激素的分泌，而甲 状腺机能亢进者往往基础代 谢率增高，喜凉怕热。 （2）促进生长发育，对长 骨、脑和生殖器官的发育生 长至关重要，尤其是婴儿期 。此时缺乏甲状腺激素则会 患呆小症。 （3）提高中枢神经系统的 兴奋性。 甲状腺素分泌的分级调节 下 丘 脑 垂 体 甲 状 腺 促甲状腺激素释放激素 促甲状腺激素 甲状腺激素 细胞代谢 甲状腺激素分泌的 分级调节示意图 反 馈 四、激素调节的特点 3 3、作用于靶器官、靶细胞：、作用于靶器官、靶细胞： 特定激素会作用于特定的器官和细胞。 2 2、通过体液运输、通过体液运输 内分泌腺没有导管，分泌的激素弥散到体液 中，随血液流到全身，传递着各种信息。 1 1、微量和高效、微量和高效 激素既不组成细胞结构，又不提供能量，也不起催化作 用，而是随体液到达靶细胞，使靶细胞原有的生理活动 发生变化。激素是调节生命活动的信息分子。 本节小结: 一、激素调节的发现 二、激素调节的实例 血糖平衡的调节 甲状腺激素分泌的分级调节 三、激素调节的特点 B D 可参与血糖平衡的调节 有调节躯体运动的高级中枢 可合成和分泌促甲状腺激素释放激素 垂体通过下丘脑控制性腺的生长发育 唾液腺，垂体，肠腺 肾上腺，甲状腺，胰岛 睾丸，汗腺，皮脂腺 卵巢，胃腺，肝脏 1、下列各组腺体分泌的物质，均能够直接排放到 血浆中的是（ ） 2、关于下丘脑功能的叙述，正确的是（ ） A. B. C. D. 巩固练习 3、糖尿病、坏血病、侏儒症、呆小症、脚气病的原因， 按顺序是（ ） 缺乏胰岛素、甲状腺激素、生长激素、维生素C、维生素B1 缺乏胰岛素、维生素C、甲状腺激素、维生素B1、生长激素 缺乏维生素C、生长激素、胰岛素、维生素B1、甲状腺激素 缺乏胰岛素、维生素C、生长激素、甲状腺激素、维生素B1 D 4、用一定量的甲状腺激素连续饲喂正常成年小白鼠4 周，与对照组比较，实验组小白鼠表现为( ) B A耗氧量增加、神经系统的兴奋性降低 B耗氧量增加、神经系统的兴奋性增强 C耗氧量减少、神经系统的兴奋性降低 D耗氧量减少、神经系统的兴奋性增强 5、下图表示甲状腺活动调节的示意图。对这一调节 的叙述，错误的是( ) A甲与乙结构分别表示下丘脑和垂体 B.a与b物质分别表示促甲状腺激素释放激素和促 甲状腺激素 C.乙结构的活动只受甲结构释放激素的调节 D.血液中的甲状腺激素含量起着反馈调节的作用 C 6、人体内激素分泌量过多或不足都会对机体 有害，体内有一系列机制维持激素在血液中含 量的相对稳定。下图表示下丘脑神经分泌细胞 、垂体细胞、甲状腺细胞及它们分泌的激素之 间的关系。据图回答有关问题： （1）激素A是_。 （2）当体内缺乏_元素时，将导致激素 C的合成受阻，该元素进人甲状腺细胞的运输方式是 _。 （3）人遭遇危险而情绪紧张时血液中激素C的含量 将会_，这是由于激素A、B的含量 _所致。这种生理过程是由 _共同调节的。 （4）如果激素C的合成量过多时，激素A、B含量 的变化趋势是_。这是一种_ 调节机制。 促甲状腺激素释放激素 碘 主动运输 增加 增加 神经和体液(激素) 下降 (负)反馈 6、现有相同容积的玻璃缸几只，利用自然的清水 、同龄且发育状态相同的小蝌蚪60只、饲喂蝌蚪 的饲料、未经处理的具有生物活性的甲状腺激素 ，并把具有生物活性的甲状腺激素放在50的温 水中处理10min。根据这些现有的条件，请你设 计一个实验，验证甲状腺激素经过处理以后，是 否还有生物活性。 (1)实验方案的设计 第一步，取玻璃缸3只，分别标记为甲、乙、丙； 第二步， 分别加入等量的清水和20只蝌蚪； 第三步，如果甲缸每天饲喂饲料，丙缸每天饲喂用具有 生物活性的甲状腺激素相拌的饲料，则乙缸怎样饲喂? ；最后经过一定时间的饲喂，观察现象，得出结果和结 论。 (2)结果分析 若乙、丙缸的蝌蚪发育同步，迅速变态为小青蛙， 而甲缸还是蝌蚪状态，说明 ； 若甲、乙缸的蝌蚪发育同步，而丙缸发育变态迅速 ，说明了 ； 若乙缸的蝌蚪发育比甲缸快，比丙缸慢，则说明了 。 (3)该实验设置甲、丙两组实验的目的是 。 每天饲喂用经过处理过的甲状腺激素相拌的饲料 甲状腺激素经过50的温水处理后，对其生物活性没有影响 甲状腺激素经过50的温水处理后，完全丧失了生物活性 甲状腺激素经过50的温水处理后，使生物活性有所降低 起对照作用 2这是因为这些被吸收到 体内的葡萄糖部分合成糖 原储存起来了，部分转化 为脂肪、氨基酸等非糖物 质，还有一些被氧化分解 了，所以血糖含量很快恢 复正常。 （五）旁栏思考题 反馈调节有正负反馈之分，其中负反馈在日 常生活及人体的生理活动中都很常见。 我们日常生活中用到的电冰箱、空调等的调 温系统都是根据负反馈原理来设计的，机体 内的许多生理活动，如绝大多数激素的分泌 、体温调节等都是负反馈调节的最好例子。 正反馈在人的正常生理活动中也是存在的， 如排尿反射、血液的凝固过程、分娩过程、 月经周期中黄体生成素的释放等。日常生活 中也不乏正反馈的实例，如某位学习刻苦的 同学得到表扬后，学习更加刻苦。 （六）与社会的联系 糖尿病是由遗传和环境因素相互作用而引起的一种常 见病，与人们的饮食状况和生活方式有直接的关系。 饮食过多而不节制，营养过剩，体力活动过少，从而 造成肥胖（脂肪堆积）等是糖尿病的诱因之一。 现代社会人们的压力越来越大，伴随着精神的紧张、 情绪的激动等多种应激状态，体内升高血糖的激素（ 如生长激素、去甲肾上腺素、胰高血糖素及肾上腺皮 质激素等）会大量分泌，从而使血糖升高。 糖尿病的治疗必须以控制饮食、运动治疗为前提。糖 尿病病人应控制进食糖类食物，减少高脂肪及高胆固 醇食物的摄入量，适量增加高纤维食物。经常参加体 育运动，尽可能做全身运动，包括散步和慢跑等。对 于较重的糖尿病人，除了控制饮食外，还需要按照医 生的要求注射胰岛素进