3.1.1 激素的发现及研究实例 课件

(共25张PPT)
3.1.1 激素的发现与实例
1.通过分析激素的发现过程，强化发现问题、作出假设、
验证假设等科学思维习惯和科学探究意识
2.归纳概括研究激素功能的基本方法，并能用该方法分析新情境下的相关问题
学习目标：
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,
如汗腺、唾液腺、胃腺等。
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
胰液（各种消化酶）
胰岛素、胰高血糖素
一、激素的发现
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。
推测内分泌腺可分泌具有调节作用的物质
②结论: 有人提出，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。
毛细血管
在20世纪之前，激素这一概念还没被提出，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。
背景知识：
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。
发现问题
胰液的分泌是如何调节的呢？
作出假设
19世纪普遍认为，是一种神经调节。
胰腺
导管
胆
小肠
小肠上皮细胞
促胰液素的发现
胃酸
刺激
小肠神经
胰腺
胰液
分泌
兴奋
胃酸
刺激
小肠神经
胰腺
胰液
分泌
兴奋
胃酸
感受器
（小肠）
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器（胰腺）
胰液
HCl
HCl
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小肠
胰腺
写出胃酸刺激小肠引起胰腺分泌胰液的反射弧。
囿于定论的沃泰默
狗的上段小肠肠腔
胰腺分泌胰液
注入
结果
狗的血液
胰腺不分泌胰液
注入
结果
胰腺分泌胰液
注入
结果
狗的上段小肠肠腔
(切除神经，只留下血管)
实验步骤及结果
①稀盐酸
②稀盐酸
③稀盐酸
实验①与②对比
说明
用盐酸刺激小肠时，胰腺才能分泌胰液
实验①与③对比
说明
小肠内有无神经不影响胰液分泌
实验分析：
得出结论
胰液的分泌是靠神经调节的。
做出解释
这是一个十分顽固的神经反射，因为小肠上微小的神经难以剔除干净。
狗的上段小肠肠腔
胰腺分泌胰液
注入
结果
狗的血液
胰腺不分泌胰液
注入
结果
胰腺分泌胰液
注入
结果
狗的上段小肠肠腔
(切除神经，只留下血管)
实验步骤及结果
①稀盐酸
②稀盐酸
③稀盐酸
斯他林
贝利斯
作出假设
（受盐酸刺激，小肠黏膜细胞可能产生了一种
化学物质，随血流到达胰腺，引起胰液分泌）
不是神经反射，而是化学调节。
另辟蹊径的斯他林和贝利斯
实验方法步骤
制成提取液
注射
同一条狗的静脉
胰腺分泌胰液
稀盐酸
小肠黏膜
混合研磨
实验方法步骤
制成提取液
注射
同一条狗的静脉
胰腺分泌胰液
实验结果及分析：说明小肠黏膜细胞产生一种化学物质，随血液到达胰腺促进其分泌胰液。
实验结论
①胰腺分泌胰液受化学物质的调节控制；
②他们把小肠黏膜分泌的这种化学物质称作促胰液素。
稀盐酸
小肠黏膜
混合研磨
HCl
HCl
小肠
胰腺
血液
小肠黏膜
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促胰液素
受体
开始分泌胰液
小肠黏膜分泌促胰液素；
促胰液素促进胰腺分泌胰液
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。
2.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
小肠神经
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器
(传出神经及其支配的胰腺)
胰液
神经调节
激素调节
胰腺
胰液
促胰液素
血液循环
小肠黏膜
通过血液循环将促胰液素运到胰腺，引起胰液分泌；
通过反射弧来完成。
3.斯他林和贝利斯的实验设计是否严谨？
研磨
提取液
狗的小肠黏膜
研磨液+稀盐酸
结果
胰腺分泌胰液
注射
狗静脉
不严谨,应增设对照实验排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分的干扰.
对照：
结果
胰腺不分泌胰液
结果
胰腺不分泌胰液
稀盐酸
注射
同一条狗的静脉
小肠黏膜研磨液
注射
制成
同一条狗的静脉
提取液
3.巴甫洛夫的感慨
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。
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!”
4.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。
5.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
作出
反应
胰腺
腺泡
胰岛
导管
血管
1. 实例1：胰岛素的发现
1869年：研究者在显微镜下观察胰腺组织时，发现其中一些聚集成岛状的细胞堆，将其命名为“胰岛”。
胰岛
导管
腺泡
胰腺中的胰岛
二、激素研究的实例
1889年
1916年
1889年到1920年
将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素。
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。
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。
1920年：班廷查阅资料了解到，结扎胰管或阻塞胰管会引起胰腺萎缩，而胰岛却保持完好，这样机体不会患糖尿病，这给了他获取胰岛素方法的启示。
1921年：班廷和助手贝斯特进行实验。
正常
胰腺
胰岛
腺泡
正常狗
结扎胰管
胰腺萎缩
摘除胰腺的糖尿病狗
治愈的狗
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
实验过程
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。
1. 制备胰腺提取物收效甚微的原因是？
胰腺腺泡细胞分泌的胰液当中含有胰蛋白酶，直接制备胰腺提取物会导致胰岛素被胰蛋白酶分解。
2. 实例2：睾丸分泌雄激素的研究
（2）实验：
（1）时间：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
重新移植的公鸡
（3）结论：
科学家从动物睾丸中提取睾酮，证实睾酮就是睾丸分泌的雄激素。
正常狗
糖尿病狗
治愈的狗
各种化学成分
摘除胰腺(胰岛)
注入胰岛提取物
分离
胰岛素
测试
正常公鸡
第二性征消失的阉鸡
表现公鸡性征的阉鸡
各种化学成分
摘除睾丸
植入睾丸
分离
睾酮
测试
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
从被摘除腺体的提取物中分离纯化，逐一测试是哪一种成分导致症状消失
激素
激素的发现
激素研究的
实例
沃泰默
斯他林 贝利斯
促胰液素
激素调节
班廷发现胰岛素
睾丸分泌雄激素 的研究
研究激素的方法 摘除法
注射法 移植法
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？
一般思路：
某种方法处理实验动物
出现相应病症
添加某激素后恢复正常
推知相应激素生理功能
例如:①验证甲状腺激素的功能
饲喂法
得出结论：甲状腺激素能促进发育
蛋白质或肽类激素不能饲喂，只能注射，因为动物消化道内有蛋白酶，会将蛋白类激素消化掉而使其失去作用。
思考·讨论
摘除法和注射法
注射甲状腺激素
得出结论：甲状腺激素能促进发育
②验证胰岛素的功能
①验证甲状腺激素的功能
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
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，人为去除某种影响因素的称为“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——
重新移植睾丸——
减法原理
加法原理
归纳：研究动物激素的常用方法
方法 含义 适用范围
切除法 切除相应的腺体 个体较大的动物
饲喂法 在饲料中添加相应的激素 甲状腺激素、性激素等小分子激素
注射法 向动物体内注射相应的激素 各种激素