高中生物(人教版必修三)配套课件、教案、,补习复习资料:2.2《通过激素的调节》

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名称 高中生物(人教版必修三)配套课件、教案、,补习复习资料:2.2《通过激素的调节》
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2019-08-06 08:29:27

文档简介

课件47张PPT。第2节通过激素的调节激素调节的发现1.促胰液素的发现:激素化学物质提取液(1)沃泰默的实验观点:胰液的分泌受神经调节的控制。
(2)斯他林和贝利斯的实验:
(3)促胰液素是人们发现的第一种________。2.激素调节:指由________________(或细胞)分泌的化学物质进行调节。内分泌器官3.人体主要内分泌腺及其分泌的激素:下丘脑生长激素甲状腺激素肾上腺胰岛素胰高血糖素雌性激素 [探究与学习] 在斯他林和贝利斯的实验中,应如何排除稀
盐酸和小肠黏膜本身的成分对实验结果的干扰?
提示:可增设两组对照组:(1)稀盐酸同一条狗的静脉。(2)小肠黏膜提取液同一条狗的静脉。 激素调节的实例
实例一:血糖平衡的调节
1.血糖平衡:血糖含量在______________范围内保持相对
稳定,原因是血糖的来源和去路能够保持动态平衡。2.血糖的来源和去向:0.8~1.2 g/L消化、吸收非糖物质肝糖原、肌糖原3.参与的激素及作用:胰高血糖素血糖升高(1)胰岛 A 细胞分泌的______________,能使____________。
(2)胰岛 B 细胞分泌的________,能使_________。4.调节机制——反馈调节。胰岛素血糖降低(1)概念:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为__________调节该系统的工作。信息(2)意义:是生命系统中非常普遍的调节机制,对于机体维持__________具有重要意义。稳态 实例二:甲状腺激素分泌的分级调节
1.甲状腺激素:
(1)作用:提高细胞__________的速率,使机体产生更多的热量。代谢体内所有的细胞(2)作用对象:几乎作用于________________。
(3)甲状腺激素分泌的多少,受到__________和__________的调节。下丘脑垂体2.甲状腺激素分泌的分级调节过程:促甲状腺
激素释放
激素(TRH)促甲状腺
激素(TSH)甲状腺激素 [探究与学习] 科研人员分别给三只大白鼠注射了 A、B、
C 三种激素后,观察到的相应反应是:A 可引起低血糖,甚至
昏迷;B 可促进蛋白质的合成,并使软骨生长明显;C 使呼吸、
心率加快,并使体内产热量增加。据此判断激素A、B、C 的化学名称依次是()A.甲状腺激素、胰岛素、生长激素
B.胰高血糖素、生长激素、甲状腺激素
C.胰岛素、生长激素、甲状腺激素
D.生长激素、胰岛素、甲状腺激素
[答案]C激素调节的特点1.微量和__________。
2.通过__________运输。
体液 3.作用于______________________。
[ 探究与学习] 除激素外还有什么物质有微量高效的特
点?
提示:酶和维生素都具有微量高效的特点。高效靶器官、靶细胞人体主要的内分泌腺及其分泌的激素1.人体内的几种重要激素:(续表)2.研究激素生理功能的方法:(1)常用方法:饲喂法、摘除法、割除移植法、割除注射法等。(2)口服类激素与注射类激素:①口服类激素:甲状腺激素、肾上腺素、性激素(其化学本质分别为氨基酸衍生物、氨基酸衍生物和固醇)。②注射类激素:胰岛素、胰高血糖素、所有促激素、生长激素等(其化学本质为蛋白质)。“生长激素”与“生长素”的区别“生长激素”不能误写为“生长素”,因为:
①生长激素是动物激素而生长素是植物激素。
②它们的分泌部位和性质均不同。 【例 1】 (2018 年广东珠海期末)有三只生存状况一致的小
狗,分别切除它们的下丘脑、甲状腺、垂体,然后检测促甲状
腺素释放激素、促甲状腺激素和甲状腺激素的含量变化,结果
如下表所示则甲、乙、丙三只小狗被切除的器官分别是() A.垂体、下丘脑、甲状腺
B.垂体、甲状腺、下丘脑
C.甲状腺、垂体、下丘脑
D.下丘脑、垂体、甲状腺
名师点拨:根据三种内分泌腺分泌的激素之间的关系,可以
判断三种激素都减少的小狗应该是被切除了下丘脑;促甲状腺激
素和甲状腺激素都减少而促甲状腺激素释放激素增加,则被切除
的是垂体;只有甲状腺激素减少的小狗是被切除了甲状腺。
答案:D 【变式训练 1】当动物缺乏某激素时,可以通过“饲喂法”
或“注射法”对该激素进行人为补充。下列可以通过“饲喂”法补充的是()A.生长激素
C.胰岛素B.促甲状腺激素
D.性激素 [解析]生长激素、胰岛素、促甲状腺激素均为蛋白质类激
素,只能注射不能口服。
[答案]D血糖平衡的调节1.血糖平衡的调节图:图 2-2-12.与血糖有关的三种激素的联系与区别:3.反馈调节:
(1)类型:①正反馈:某种信息使系统的作用效果加强,如血液凝固、排尿反射等。②负反馈:某种信息使系统的作用效果减弱。
(2)反馈调节在血糖调节中的体现:①当血糖浓度升高时,胰岛素分泌增多,加速血糖分解和血糖转化为糖原及非糖物质,使血糖含量降低。 ②当血糖浓度降低时,胰高血糖素分泌增多,加快肝糖原
分解为血糖的速度和非糖物质转化为血糖的速度,提高血糖的
含量。肝糖原与肌糖原的区别①肝糖原和血糖可以互相转换。②肌糖原不能作为血糖的直接来源。【例 2】图 2-2-2 为血糖的生理调节过程,下列叙述中,错误的是()图 2-2-2A.血糖浓度升高可刺激胰岛分泌 C,从而使血糖浓度降低
B.血糖浓度下降刺激下丘脑,通过神经支配胰岛分泌 D,从而使血糖浓度上升C.C 与 D 表现为拮抗作用D.胰岛分泌 D 出现障碍会导致糖尿病 名师点拨:C 是由胰岛 B 细胞分泌的胰岛素,D 是由胰岛
A 细胞分泌的胰高血糖素;胰岛分泌 C 出现障碍会导致糖尿病。答案:D【变式训练 2】图 2-2-3 为某种营养物质在人体血液中的含)量的变化曲线。下列对该图的相关叙述中,不正确的是(
图 2-2-3A.该曲线反映的是正常人的血糖含量变化
B.AB 段胰岛素分泌量逐渐增加C.血糖的氧化分解等作用使 BC 段下降 D.CD 段逐渐上升是由于肝糖原和肌糖原的分解补充
[解析]根据题意可知,该曲线反映的是正常人血糖含量的
变化(80~120 mg/dL),AB 段血糖升高促使胰岛素分泌量逐渐
增加,CD 段逐渐上升是由于肝糖原的分解补充,肌糖原不能
直接水解为葡萄糖。[答案]D甲状腺激素的分级调节图 2-2-4甲状腺激素的分级调节图(1)合成和分泌甲状腺激素的器官是甲状腺,但甲状腺的活动要受到垂体和下丘脑的调节和管理。 (2)下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素和垂体分泌促甲状
腺激素的活动受体内甲状腺激素浓度的影响。甲状腺激素浓度
高时,下丘脑和垂体分泌相对应的激素少;反之,则多。
(3)甲状腺激素分泌既有分级调节,也存在反馈调节机制。【例 3】 图 2-2-5 为人体甲状腺激素分泌调节的示意图,下列叙述中,不正确的是()A.甲状腺机能亢进患者激素③分泌过多
B.缺碘时激素①和②浓度都高于正常水平
C.图中共有 3 处箭头表示负反馈调节
D.垂体还能分泌与激素③有相似生理效应的激素图 2-2-5 名师点拨:图中有 2 处箭头表示负反馈调节,从③甲状腺
激素指向下丘脑和垂体的箭头表示负反馈调节。
答案:C【变式训练 3】图 2-2-6 表示甲状腺激素分泌的分级调节示意图。下列相关叙述中,不正确的是() 图 2-2-6
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.乙结构的活动只受促甲状腺激素释放激素的调节
D.血液中的甲状腺激素含量起着反馈调节的作用 [解析]垂体在受下丘脑调节的同时,甲状腺激素会对其进
行反馈调节,当甲状腺激素浓度升高就会抑制下丘脑和垂体的
活动,此为反馈调节。[答案]C 激素间的相互作用
1.相关激素间的协同作用和拮抗作用:
(1)协同作用:
①概念:不同激素对同一生理效应都发挥相似作用,从而
起到增强效应的结果。
②实例:(2)拮抗作用:
①概念:不同激素对同一生理效应发挥相反作用。
②实例:血糖浓度胰岛素→降血糖作用维持血糖含(0.8~1.2 g/L) 胰高血糖素→升血糖作用 量相对稳定2.激素调节失调症:注:激素和酶的注意要点:(1)激素和酶既不组成细胞结构,又不提供能量。
(2)激素不起催化作用,只作为信息分子。(3)激素能改变酶的活性从而影响细胞代谢,使原有细胞的生理活动发生变化。【例 4】下列激素的生理作用属于相互拮抗的一组是() A.胰岛素与胰高血糖素
B.甲状腺激素与肾上腺素
C.肾上腺素与胰高血糖素
D.生长激素与甲状腺激素
名师点拨:胰岛素的作用是降低血糖,而胰高血糖素的
作用是提高血糖,两者共同调节使血糖含量维持在相对稳定
的水平。
答案:A【变式训练 4】因婴幼儿时期分泌过少而引起呆小症的是()A.胰岛素
C.生长激素B.甲状腺激素
D.性激素 [解析]甲状腺激素能提高神经系统的兴奋性,促进幼小动
物个体的发育,幼儿时期分泌过少可引起呆小症。
[答案]B【拓展过程】本节内容:通过激素进行的调节。↓课题延伸:①验证胰岛素具有降低血糖的作用;②探究动物体内甲状腺激素的生理作用。↓实例应用:通过切除相应的器官来验证相关激素的作用。 【典例】 糖尿病被称为健康的“第二杀手”,它是由于胰
岛素分泌不足引起的,胰岛素是一种激素,哺乳动物体内都有
胰岛素且生理作用相同。请通过实验证明胰岛素的生理作用。
(1)实验材料:两只发育良好的小白鼠 A、B,甲乙两支试管,斐林试剂。(2)实验步骤: ①用手术摘除小白鼠 A 的胰腺(不考虑对消化功能的影响),
对小白鼠 B 不做任何处理,用其尿液进行实验验证。
②取 A 的________加入甲试管,再取等量 B 的________加入乙试管。③分别向甲、乙两试管中加入_______________________。
(3)实验现象:甲试管_______________________________。
乙试管___________________________________________。
(4)实验结论:_____________________________________。
(5)分析思考:如果给摘除胰腺的白鼠饲料中加入胰岛素制剂,上述实验结果有无变化?为什么?___________________________________________________________________________________________________。 解答提示:实验的自变量为有无胰岛素,因变量为尿液中
有无葡萄糖;葡萄糖与斐林试剂水浴加热会出现砖红色沉淀;
胰岛素是一种蛋白质。答案:(2)②尿液尿液③等量的斐林试剂,50~60 ℃水浴加热(3)出现砖红色沉淀不出现砖红色沉淀 (4)胰岛素具有降低血糖浓度的作用
(5)无变化,胰岛素是一种蛋白质,饲料中的胰岛素在消化
道内被水解为氨基酸,使其失去了生理作用1.下列有关促胰液素发现史的叙述中,不正确的是() A.促胰液素是人们发现的第一种激素,是由胰腺分泌的
B.沃泰默之所以没有成功,是因为他囿于定论,没有大
胆地去质疑、探索和创新
C.斯他林和贝利斯在沃泰默研究的基础上,勇于向权威
观点挑战。大胆质疑、探索与创新是成功的关键
D.促胰液素是由小肠黏膜分泌的,作用于胰腺,促进胰
腺分泌胰液
[解析]促胰液素是小肠黏膜分泌的,不是胰腺分泌。
[答案]A2.(2018 年广东清远期末)青蛙垂体提取液中有促进雌蛙排 )
B.甲状腺
D.肾上腺卵的激素,该激素作用的器官是(
A.胰腺
C.卵巢
[答案]C 3.将某种激素注射到金鱼的鳃部,金鱼很快失去平衡,浮
在水中。此时将葡萄糖加入水中,不久金鱼便恢复正常。注射的激素及其作用分别是()A.肾上腺素,降低血糖
B.胰高血糖素,升高血糖
C.胰岛素,降低血糖
D.生长激素,降低血糖
[答案]C4.下列关于下丘脑、垂体和甲状腺三种内分泌腺所分泌的激素之间相互关系的叙述中,不正确的是() A.下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素能促进垂体分泌
促甲状腺激素
B.垂体分泌的促甲状腺激素会促进甲状腺分泌甲状腺激素
C.促甲状腺激素可以抑制下丘脑和甲状腺的活动
D.甲状腺激素可以抑制下丘脑和垂体的活动
[答案]C)5.(双选)以下属于激素调节的特点的是(
A.起催化反应的作用
B.微量和高效
C.作用于靶器官、靶细胞
D.为机体提供能量
[答案]BC6.血糖平衡对机体生命活动具有重要作用。图 2-2-7 是血糖调控模式图,据图回答下列问题。图 2-2-7 (1)当机体 处 于 低 血 糖 状 态 时,如 果 机 体 通 过 途 径
①→②→③使血糖水平恢复正常,其主要机理是____________
分泌增多,促进了________分解成葡萄糖,使血糖水平升高。
(2) 如果机体长期处于高血糖状态,可能的原因是胰岛
________细胞受损,导致体内____________分泌减少。
(3) 肾上腺素与胰岛产生的________________ 协同起到使
血糖升高的作用。除此之外,生长激素和____________也具有
协同促进机体生长发育的作用。(4)血糖平衡对机体生命活动具有重要作用,维持血糖含量稳定的调节是一种__________调节。[答案](1)胰高血糖素 肝糖原 (2)B 胰岛素
(3)胰高血糖素 甲状腺激素 (4)负反馈第2节 通过激素的调节
本节介绍
“第2节通过激素的调节”包括激素调节的发现、激素调节的实例、激素调节的特点、评价应用激素类药物的利与弊等四部分内容。本节教学过程分两课时。
新课的导入利用节首的问题探讨使学生发现在内环境稳态的调节中不是只有神经调节在起作用,还有激素调节的参与。
关于“激素调节的发现”,虽然这一部分的知识点只涉及到比较简单的激素调节的概念,但是在这部分内容中却渗透了非常重要的科学精神。教学设计中要以发现促胰液素的科学史实,让学生了解有关科学知识的形成过程,并在此基础上接受科学精神的熏陶:在科学研究过程中,不要迷信权威,应该在对实验事实进行严密分析的基础上,大胆探索,勇于创新。教学过程是先让学生回忆初中所学的激素的概念,再通过激素的发现,引到激素调节,最后扩展到人体主要内分泌腺及其分泌的激素。
关于“激素调节的实例”,人体内激素调节的例子很多,本节选择血糖平衡的调节和甲状腺激素分泌的调节这两个实例。血糖平衡的调节实例主要立足于阐述反馈调节和激素之间的拮抗(即体内不同激素之间存在复杂的相互关系)。血糖调节实例中,先分析血糖的来源和去向,再通过讨论马拉松运动和饭后血糖的变化及其原因来认识到胰岛素和胰高血糖素的作用,最后安排一个模型建构活动:“建立血糖调节的模型”,意在引导学生通过这个探究活动,更好地理解人体内是如何对血糖含量进行调节的,并在此基础上理解体内激素如何对生命活动进行调节;同时,也力图引导学生初步了解建构模型,尤其是概念模型的基本方法和意义。学生所做的模拟活动,是构建动态的物理模型。模拟活动之后,学生再根据在活动中的体验,构建图解式概念模型或进行计算机模拟。应用模型进行分析时,让学生讨论分析糖尿病的防治措施,体现了运用所学的知识去分析解决社会生活中的问题。最后引出拮抗和反馈调节的概念,让学生通过生活中的一些例子对概念加以巩固,再把反馈调节的概念发散到生态系统中去。甲状腺激素分泌的调节这两个实例则立足于阐述激素的分级调节。先让学生阅读教材,再请学生分析甲状腺激素的分级调节。
“激素调节的特点”包括:微量和高效,通过体液运输,作用于靶器官、靶细胞的三个特点,主要是让学生自己分析得出。通过甲状腺激素水平化验报告单来得出“微量和高效”;通过激素的发现中的实验过程来得出“通过体液运输”;通过问题引导来得出“作用于靶器官、靶细胞”的结论。最后用多媒体课件动态演示激素的产生、释放、作用的过程。
“科学·技术·社会”栏目中“评价应用激素类药物的利与弊”,也是本节重要的教学内容之一。教材提供几个有关激素类药物应用的具体事例,引导学生关注身边的科学技术,评价激素类药物应用的利与弊,理解科学技术的发展既能造福人类,但应用不当也可能带来负面影响,由此可以更好地理解生物科学、技术与社会深层次的关系。
教学重点 1.促胰液素的发现过程。
2.血糖平衡的调节。
教学难点 激素调节的实例分析。
教具准备 1.幻灯片:人体主要内分泌腺及其分泌的激素,激素的分类,胰岛的结构,甲状腺激素分泌的分级调节示意图,甲状腺激素水平的血液化验报告单。
2.视频:马拉松比赛精彩片段。
3.多媒体CAI—1:动态演示血糖调节的过程。
4.多媒体CAI—2:动态演示激素的产生、释放、作用的过程。
课时安排 2课时。
第1课时,学习激素调节的发现、人体主要的内分泌腺和激素、血糖的来源和去路以及为模型建构活动作好安排和准备。
第2课时,进行模型建构活动,学习激素分泌的分级调节、激素调节的特点,对“科学·技术·社
会”栏目中“评价应用激素类药物的利与弊”进行讨论。
三维目标
1.描述动物和人体的激素调节。
2.探讨动物激素在生产中的应用。
3.运用建构模型的方法,建立血糖调节的模型。
4.尝试运用反馈调节的原理,解释一些生命现象。
5.讨论在促胰液素的发现过程中,科学态度和科学精神所起的重要作用。
教学过程
第1课时
导入新课
师 同学们好!
播放视频:马拉松比赛精彩片段。
师 马拉松长跑是赛程超过40千米,历时2小时以上的极限运动。运动员在奔跑过程中最活跃的是哪些细胞群?
生 最活跃的是肌细胞。
师 肌细胞的收缩运动离不开神经系统的指挥,也离不开能量的消耗。肌细胞在收缩过程中消耗的直接的能源物质是什么作用所产生的什么物质?
生 消耗的是呼吸作用产生的ATP。
师 而细胞的呼吸作用所需的反应物是葡萄糖,肌细胞中的葡萄糖又必须从内环境中来补充。运动员每小时至少要消耗300克糖类。血液中的葡萄糖,又称血糖,可以补充肌肉运动而消耗的糖类。正常人的血糖含量是0.8~1.2 g/L(80~120 mg/dL),全身的血量大约为5 L。
课件展示:
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?
2.长跑时消耗了大量的葡萄糖,你认为血糖的浓度会下降吗?为什么?
生1 如果仅靠血液中的葡萄糖,马拉松运动员只能跑1 min左右。
生2 我认为血糖浓度不会下降。因为肌细胞在消耗血糖的同时,血液中会补充进新的葡萄糖。正常机体内环境中的葡萄糖应该是保持稳态的。
生3 我认为血糖浓度会在正常范围内有所下降。因为血糖的消耗非常剧烈,血糖的补充有可能比消耗慢一步。
师 两位同学的观点都是正确的。在运动初期可能会导致血糖含量短暂的轻度下降,但仍能基本保持稳定,不会影响运动。因为在运动过程中,血糖会因补充肌肉消耗的糖类物质而含量下降,与此同时,血糖会随时从储能物质的分解、转化等得到补充。机体通过调节和控制血糖的来源和去向,从而维持了血糖的平衡。机体是通过什么途径来调节血糖的来源和去路的呢?
人和动物体内血糖的含量、温度以及水和无机盐的含量等都处于不断的变化中,在变化中又可以维持相对稳定。这种相对稳定是通过复杂的调节实现的。这些调节都与激素密切相关。
推进新课
板 书:
第2节 通过激素的调节
师 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命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,而这需要有勇于探索和创新的精神。
板 书:
一、激素调节的发现
课件展示:
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?
1.19世纪的法国学者沃泰默做了这样一个实验:把稀盐酸注入狗的上段小肠肠腔内,发现会引起胰腺分泌胰液。若直接将稀盐酸注入狗的血液中则不会引起胰液的分泌。
问题1:实验做到这里,沃泰默最有可能得出什么结论?
生1 沃泰默会认为稀盐酸刺激小肠的神经,神经将兴奋传给胰腺,从而使胰腺分泌胰液。
课件展示:
2.沃泰默继续实验。他切除了通向该段小肠的神经,只留下血管,在向小肠内注入稀盐酸时,仍能促进胰液的分泌。沃泰默认为,这是由于小肠上微小的神经难以剔除干净的缘故。
问题2:你同意他的解释吗?
生2 不同意。他的解释有些牵强。
课件展示:
3.英国的科学家斯他林和贝利斯读了沃泰默的论文后则不认同他的观点,他们大胆地作出另一种假设。他们认为,沃泰默所做实验的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,引起胰腺的分泌。你赞同他们的观点吗?
生 同意。
问题3:如果要证明斯他林和贝利斯的观点,应该如何设计实验?
生3 未注入稀盐酸的时候刮下狗的小肠黏膜,将黏膜与稀盐酸混合磨碎,制成提取液。再将提取液注射到同一条狗的静脉中。如果引起了胰腺的分泌,就证明了他们的观点。
师 非常好。斯他林和贝利斯也正是这样做的。
课件展示:
4.1902年,为了验证这一假设,斯他林和贝利斯把狗的一段小肠剪下,刮下黏膜,将粘膜与稀盐酸混合磨碎,制成提取液。再将提取液注射到同一条狗的静脉中,发现能促进胰腺分泌胰液。这证明他们的假设是正确的。他们把小肠黏膜分泌的这种化学物质称做促胰液素。
问题4:斯他林和贝利斯的实验能否排除盐酸能促进胰腺分泌胰液的可能性?如果不能,那应该设计怎样的实验来排除?
生4 斯他林和贝利斯的实验不能排除盐酸能促进胰腺分泌胰液的可能性。改进实验:给狗注入稀盐酸,过一会用水把稀盐酸冲洗,后取小肠的黏膜制成提取液注射到未注入稀盐酸的狗的血液中。
师 想法非常好。但是,在实际操作的过程中用水冲洗的时间不容易把握。很可能在冲洗的过程中把能促进胰腺分泌胰液的物质冲走了,或是盐酸没有冲干净,那这个实验就前功尽弃了。有没有更好的方法呢?
生 给狗的小肠注入盐酸后过一会儿从经过这段小肠的肠静脉中抽取这只狗的血液,再把血液注射到另一只没有注入盐酸的狗的静脉中。
师 非常好。
课件展示:
5.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作了大量研究,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。”
问题5:“机遇只偏爱那种有准备的头脑”。是哪些因素使斯他林和贝利斯抓住了成功的机遇呢?
生5 不迷信权威、创造性思维、严谨的实验设计等。
问题6:斯他林和贝利斯获得的科学发现包括哪些内容?
生6 他们的科学发现主要包括两个方面的内容:其一是发现了促胰液素;其二是发现了不同于神经调节的另一种调节方式——激素调节。
问题7:促胰液素的发现,能给你以什么样的启迪?
生7 要有敢于质疑的勇气,要有深入探索的恒心,要有渊博的知识基础。
生8 要有勇于面对挫折的毅力,要有创新的思维方式,要有实事求是的态度。
……
师 促胰液素是人们发现的第一种激素。这一重要发现使人们认识到,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——激素调节。
板 书:
激素调节:由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行调节。
师 这种“化学物质”就是激素。激素调节就是机体通过产生不同量、不同种类的激素,来控制调节生理活动。
大家还记得我们初中学习过的几种激素吗?这些激素分别是由什么器官分泌的?有什么功能?
生1 甲状腺分泌的甲状腺激素能促进发育。
生2 垂体分泌的生长激素能促进生长。
生3 胰腺分泌的胰岛素能降血糖。
……
师 我们来看看人体的一些主要内分泌腺及其分泌的激素。
(放映幻灯片:人体主要内分泌腺及其分泌的激素)
师 仔细观察幻灯片中的激素名称,大家有没有发现有三个名称比较相近的激素?
生 促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素和甲状腺激素。
师 顾名思义,猜猜前两者的作用是什么?
生 促甲状腺激素能促进甲状腺激素的分泌,促甲状腺激素释放激素能促进促甲状腺激素的分泌和释放。
师 非常好。关于它们三者的关系,我们在下一个学时中再来学习。哪位同学按照自上而下的腺体位置来归纳介绍人体主要的内分泌腺及其分泌的激素?
生 下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素等,垂体分泌生长激素和促甲状腺激素等,甲状腺分泌甲状腺激素等,胸腺分泌胸腺激素等,肾上腺分泌肾上腺激素等,胰腺中的胰岛分泌胰岛素和胰高血糖素等,女性卵巢分泌雌性激素等,男性睾丸分泌雄性激素等。
师 大家有没有注意到,每种激素后都有个“等”字,这说明,每种内分泌腺能分泌好几种不同的激素。
到此为止,大家对激素有怎样的认识?它由哪里产生?
生1 它由内分泌腺分泌产生。
师 产生后被分泌到哪里?
生2 产生后被分泌到内环境中。
师 它的作用是什么?
生3 它的作用就是对生命活动进行调节。
师 激素亦称“荷尔蒙”,希腊文原意为“奋起活动”,它对肌体的代谢、生长、发育和繁殖等起重要的调节作用。
师 它的本质又是什么呢?
生 它的本质是有机物。
师 不同的激素的化学结构不同。在生物学中我们常说:结构决定功能。所以,不同的激素又有不同的功能。
(幻灯片显示表格:激素的分类)
师 对于激素本身我们有了些了解。那么,激素是怎样调节生命活动的呢?让我们一起来分析两个实例。
板 书:
二、激素调节的实例
实例一:血糖平衡的调节
课件展示:
问题1:马拉松运动员在比赛过程中,血糖不断被消耗,但它的含量仍然稳定在0.9 g/L左右,这说明有新葡萄糖不断补充进血液中。血糖可以通过哪些途径得到补充?
生1 食物中糖类的消化吸收。
生2 糖元的分解。
生3 脂肪等非糖物质的转化。
课件展示:
图2-2-1
师 俗话说“人是铁饭是钢,一餐不吃饿得慌”。血糖的最主要来源是食物中的糖类,糖类在消化道内被分解成单糖,主要就是葡萄糖,葡萄糖通过主动运输过程被吸收进入小肠绒毛的毛细血管,成为血糖。当没有食物的补充,血糖又大量被消耗时,储存在肝脏的肝糖元迅速分解成葡萄糖,释放进入血液。肥胖的人要减肥,最科学的方法是控制饮食,增加运动,这说明脂肪等非糖物质也能转化为血糖。
课件展示:
问题2:饭后,人的血糖含量会有短暂的升高,这是为什么?但是正常人的血糖又很快会恢复正常,这又是为什么?
生 饭后血糖升高,是因为大量的葡萄糖吸收到体内。正常人的血糖又很快会恢复正常,是因为多余的血糖很快转化为其他的物质。
师 那血糖的去路有哪些呢?
生1 氧化分解提供能量。
生2 合成肝糖元、肌糖元。
生3 转化成脂肪、某些氨基酸等。
课件展示:
图2-2-2
师 糖类是生物体主要的能源物质。所以血糖首要的去向就是进入组织细胞,经过有氧呼吸分解成CO2和H2O,产生ATP,为生命活动提供能量。供能剩余的血糖进入肝脏和肌肉组织,分别合成肝糖元和肌糖元。其中,肝糖元能分解补充血糖,而肌糖元则不能。有些人每餐吃很多米饭而不吃油,你说他们能达到减肥的效果吗?为什么?
生 不能。因为血糖也能转化为脂肪和某些氨基酸。
师 通过上面的分析,我们可以知道,肝脏和肌肉细胞中糖元分解或合成的快慢,细胞吸收和利用葡萄糖的速率等等,都可能影响血糖的含量。当血糖的来源多于去向,血糖浓度就会下降,反之则升高;当血糖的来源和去向保持相等时,血糖浓度就保持原状。那么,机体是通过谁来调节这些代谢速率的呢?对了,就是——激素。其中最主要的是胰岛分泌的胰高血糖素和胰岛素。
(放映幻灯片:胰岛的结构)
师 请一位学生试着来描述胰腺的位置、组成结构和功能。
生 胰腺位于胃和十二指肠一侧,由很多胰岛组成。胰岛中有分泌胰高血糖素的胰岛A细胞和分泌胰岛素的胰岛B细胞,以及其他一些细胞。胰腺既属于消化腺,因为它能分泌各种消化酶,又属于内分泌腺,因为它能分泌胰岛素和胰高血糖素。
师 描述得很好。胰岛素的作用我们都知道是降血糖,那么胰岛素是怎样调节代谢活动,从而达到降血糖的效果的呢?
生 胰岛素能促进血糖的去路,抑制血糖的后两条来源,从而达到降血糖的效果。
师 大家猜测胰高血糖素的功能是什么?它是怎样完成这个功能的呢?
生 胰高血糖素的功能是使血压升高。它通过抑制血糖的去路,促进血糖的后两条来源,从而达到降血糖的效果。
师 胰岛素和胰高血糖素究竟是怎样对血糖平衡进行调节的呢?我们通过模型建构的活动来进行探索。先请同学们阅读课本“建立血糖调节的模型”的活动介绍。
(学生阅读)
课堂小结
师 活动以三个同学为一个活动小组,课后大家商量一下,小组成员自愿组合。在下一学时前同学们准备好活动所需的卡片,找到自己的搭档,和其他同学协调好,把座位调到相近的地方。这也是个能锻炼大家人际交往和组织能力的机会。下一课时已开始,各小组开始活动,并根据活动讨论完成教材中的分析思考题。整个过程给大家十分钟时间。最后请一组同学示范活动方法,并给出分析结论。
第2课时
导入新课
师 同学们好!
模型建构活动的小组都建立起来了吗?活动所需的卡片都准备好了吗?各小组先进行活动,然后根据活动讨论教材中的分析思考题。整个过程给大家十分钟时间。
(学生活动、讨论)
师 刚才的活动中每位同学都很踊跃。下面请一组同学上台示范活动方法。
(学生示范)
课件展示:
1.乙代表什么器官?
2.当血糖水平升高时,胰岛是怎样反应的?反应的结果怎样?当血糖降低时呢?
3.当身体不能产生足够的胰岛素时,将会发生什么情况?
4.现代,糖尿病的发病率越来越高,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?怎样防止糖尿病?
生1 乙代表胰岛。
生2 当血糖水平升高时,胰岛B细胞分泌的胰岛素增加,同时胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少;反应的结果将使体内血糖水平下降到正常水平。当血糖水平降低时,胰岛B细胞分泌的胰岛素减少,同时胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加,从而使体内血糖水平上升到正常水平。
师 请展示各小组绘制的血糖调节机制示意图,评选出最佳作品。老师也动手做了一个,我们一起来看看。然后请一位同学用语言来表述这一过程。
(演示多媒体CAI—1)
生 当血糖浓度过低时,胰腺分泌胰高血糖素,促进血糖升高。当血糖浓度过高时,胰腺分泌胰岛素,促进血糖降低。
生3 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。
生4 现代人们生活水平提高了,吃得好了,动得少了,糖尿病的发病率越来越高。得了糖尿病要控制饮食,尤其是糖类和脂肪的摄入,必要时给机体补充胰岛素。
师 给机体补充胰岛素能不能用口服的方法?说说原因。
生 不能。因为胰岛素是蛋白质,口服的话会被消化液中的蛋白酶分解而失效。
师 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饮食控制、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,适量增加高纤维及淀粉类食物。经常参加体育运动,尽可能做全身运动,包括散步和慢跑等。在此基础上,适当使用胰岛素增敏剂等药物。
推进新课
师 通过以上的活动可以看出,胰岛素和胰高血糖素在功能上是相互拮抗的,它们共同维持血糖的稳定。同时,在血糖调节的过程中,胰岛素的作用结果反过来会影响胰岛素的分泌,胰高血糖素也是如此。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。
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。
师 你能举出日常生活中一两个反馈调节的实例吗?
(学生举例)
师 生态系统的稳定性也是进行反馈调节的。举个例子:一个简单封闭的生态系统中,食草动物过多就会使植物减少,植物少了,食草动物的食物来源没有了保障,老弱病残的个体就会大量死亡,食草动物的数量就会降下来。
所以说,反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,它对于机体维持稳态具有重要意义。
师 血糖由胰岛素和胰高血糖素来调节,但其他很多生命活动却没有这样的相互拮抗的激素来平衡。那这些生命活动是怎样调节的呢?神经调节在这些大多数的生命调节中就没有任何作用吗?大家还记得上一节课我们曾经接触过三种名称的激素吗?下面我们来看第二个实例。
板 书:
实例二:甲状腺激素分泌的分级调节
师 当你在寒风中瑟瑟发抖时,你身体内几乎所有的细胞都被动员起来,共同抵御寒冷。起动员作用的是神经冲动和激素,甲状腺分泌的甲状腺激素在其中起着重要作用。甲状腺激素随血液运到全身,几乎作用于体内所有的细胞,提高细胞代谢的速率,使机体产生更多的热量。
(演示幻灯片:甲状腺激素分泌的分级调节示意图)
师 同学们利用幻灯片表示的甲状腺分泌的分级调节示意图,结合教材描述,分析人在寒冷刺激下机体是如何调节的。
生 寒冷刺激下丘脑,下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素促使甲状腺分泌甲状腺激素。甲状腺激素促进细胞代谢产生热量。当甲状腺激素过多时会抑制下丘脑和垂体的分泌。
师 当身体的温度感受器受到寒冷刺激时,相应的神经冲动传到下丘脑。下丘脑就会分泌促甲状腺激素释放激素,促甲状腺激素释放激素运输到垂体,促使垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素随血液运输到甲状腺,促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。
当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时,又反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使甲状腺激素的分泌减少,这样体内的甲状腺激素含量就不至于过高。可见甲状腺激素的分级调节,也存在着反馈调节机制。
板 书:
三、激素调节的特点
(演示幻灯片:甲状腺激素水平的血液化验报告单)
师 不同激素的化学组成不同,功能也各有不同,但它们的作用方式却有一些共同的特点。大家比较血糖的调节和甲状腺激素分泌的分级调节,说说它们有什么共同点。提示,大家注意报告单中的数量单位,想想这张化验单检查的对象是什么。
(学生发言讨论)
师 美国学者肯德尔从3吨新鲜的动物甲状腺中才能提取出0.23 g的甲状腺激素。在人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5~14×10-5 mg/L,而1 mg甲状腺激素可以使人体产热增加4 200 kJ。从中我们可以看出什么特点?
生 微量和高效。
板 书:
1.微量和高效
师 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。因此,临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统的疾病。这说明激素是通过什么运输的?
生 通过体液运输的。
板 书:
2.通过体液运输
师 那么,众多的激素分子弥散在全身的体液中,是不是对所有细胞都起作用呢?请举例说明。
生1 是的。如甲状腺激素几乎对所有细胞都起作用。
生2 不是。如促甲状腺激素只对甲状腺起作用。
师 能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞。甲状腺激素的靶细胞是全身细胞,而促甲状腺激素的靶器官是甲状腺。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
板 书:
3.激素调节的特点
(演示多媒体CAI—2)
师 最后我们把教材翻到课后练习之后的“科学·技术·社会”栏目。大家先阅读这部分内容,再就此话题谈谈自己的想法。
(学生阅读)
师 科学知识有其实用的价值,知识在实践上的应用,会影响到人们生活的方方面面。激素调节发现之后约100年来,人们开发了许许多多的激素类药物。
课件展示:
1.你知道哪些激素类药物?这些药物有什么功用?请你评价这些药物应用的利弊。
2.补充一些材料中未列举到的激素应用的例子,你如何评价它们的利弊?
3.你认为人们在开发和使用激素类药物时应该注意哪些问题?
4.科学技术的进步给人类带来的影响,能给你什么启迪?
(学生讨论、回答)
课堂小结
师 激素种类多、量极微,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。因此可以说,激素是调节生命活动的信息分子。经过之前的学习,我们知道生命活动的调节中,既有神经调节又有激素调节。那么神经调节和激素调节有什么关系呢?这又是我们要在下一节学习的内容。
板书设计
第2节 通过激素的调节(第1课时)
一、激素调节的发现
激素调节:由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行调节。
二、激素调节的实例
实例一:血糖平衡的调节
图2-2-3
实例二:甲状腺激素分泌的分级调节(第2课时)
三、激素调节的特点
1.微量和高效
2.通过体液运输
3.激素调节的特点
活动与探究
模型建构活动:“建立血糖调节的模型”,意在引导学生通过这个探究活动,更好地理解人体内是如何对血糖含量进行调节的,并在此基础上理解体内激素如何对生命活动进行调节;同时,也力图引导学生初步了解建构模型,尤其是概念模型的基本方法和意义。学生所做的模拟活动,是构建动态的物理模型。
习题详解
一、基础题(课本P29)
1.解析:激素都是内分泌腺细胞合成的有机物,有些是肽类蛋白质激素,有些是类固醇(甾体)激素。激素随体液到达靶细胞,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。激素只能调节细胞内的代谢活动,而并非直接参与细胞内的生命活动。激素弥散在体液中,它的运输是没有明确的方向性的,它们只对各自的靶器官、靶细胞起作用。
答案:CD
2.解析:抗利尿激素的作用是提高肾脏集合管对水的通透性,促进水的重吸收。抗利尿激素少了,它的这项功能就会减弱,集合管的通透性降低,水分的重吸收就减少。原尿中水分的重吸收少了,留下来形成终尿的水就多,排尿量就多了。缺水条件下抗利尿激素分泌得多,情况就相反了。从分析结果可以看出,调节的结果是使生物能适应环境。
答案:
抗利尿激素分泌量
集合管对水的通透性
重吸收水量
排尿量
饮水多

降低
减少
增加
缺水

提高
增加
减少
激素的分泌主要是由机体内外环境的变化引起的。机体通过分泌相应激素来调节生理活动,从而适应环境的变化。
3.答案:正负反馈调节对于生命活动都具有重要的意义。一旦正反馈过程启动,就逐步增强,不可逆地进行,直至反应完成,如排尿反射、血液的凝固过程、分娩过程等。相比起来,负反馈的重要性似乎远大于正反馈,一是因为它在生理活动中的数量大、涉及面广;二是它不断“纠正”控制信息,从而在维持稳态上发挥着巨大作用。以体温为例,人的正常体温在37 ℃左右,过高或过低都会通过负反馈来改变产热和散热过程,使体温趋向正常。一旦这种反馈失常,体温的急剧波动就会首先殃及大脑及各类器官的代谢,使全身的各项机能出现故障。
二、拓展题(课本P30)
1.解析:胰岛素是由51个氨基酸组成的蛋白质类激素。细胞核中的遗传信息决定蛋白质的结构。多肽链是在内质网上的核糖体中合成的。内质网对多肽链进行加工,并运输到高尔基体。高尔基体与蛋白质的加工和转运有关,细胞膜与分泌过程有关。线粒体为所有过程提供能量。所以,胰岛素的合成和分泌需要这些细胞器参与。大致过程与蛋白质的合成和分泌过程一致。
答案: 需要细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜参与。大致过程是:在细胞核内,基因完成转录,形成mRNA,mRNA被转送到细胞质,在内质网上的核糖体中指导合成多肽链(先形成的长链大分子称为前胰岛素原);前胰岛素原能穿越内质网膜进入内质网,在内质网内加工,成为胰岛素原;然后胰岛素原被运到高尔基体,继续加工成为成熟的胰岛素,由高尔基体分泌的囊泡运输到细胞膜,分泌到细胞外。
2.(略)