生物：2.2《通过激素的调节》学案（新人教版必修3）

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第2节 通过激素的调节
问题探讨
马拉松长跑是赛程超过40 km、历时2 h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。正常人的血糖含量是0.8～1．2 g／L(80～l 20 mg／dL)，全身的血量大约为5 L。
计算：如果仅靠血液中的葡萄糖，运动员能跑多长时间
计算：如果仅靠血液中的葡萄糖，马拉松运动员只能跑1 mln左右(0．8～1．2 min)。
讨论：长跑过程中大量消耗葡萄糖，会导致血糖含量下降吗 为什么
讨论：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，同时，血糖会随时从储能物质的分解、转化等得到补充。
资料分析 促胰液素的发现
这是一个可以给我们很多启迪的故事。1．囿于定论的沃泰默胰腺能分泌胰液。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 在19世纪，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。法国学者沃泰默(Wertherimer)通过实验发现：把稀盐酸注入狗的上段小肠肠腔内，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。他进而切除了通向该段小肠的神经，只留下血管，再向小肠内注入稀盐酸时，发现这样仍能促进胰液分泌。他对这一结果的解释是：这是一个十分顽固的神经反射。之所以说它顽固，是由于小肠上微小的神经难以剔除干净。你同意他的解释吗
2．另辟蹊径的斯他林和贝利斯
英国科学家斯他林(E．H．Starling，1866一1927)和贝利斯(W．M．Bayliss，1860—1924)读了沃泰默的论文，却大胆地作出另一种假设：这不是神经反射而是化学调节——在盐酸的作
用下，小肠黏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。
1902年，为了验证这一假设，他们把狗的一段小肠剪下，刮下黏膜，将黏膜与稀盐酸混合加砂子磨碎，制成提取液。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。
3．巴甫洛夫的感慨
俄国生理学家巴甫洛夫(I．P．Pavlov， l849-1936)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!”讨论
1．“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
1．提示：不迷信权威、创造性思维、严谨的实验设计等。
2．斯他林和贝利斯获得的科学发现包括哪些内容
2．提示：他们的科学发现主要包括两个方面的内容：其一是发现促胰液素；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。
思考与讨论
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。血糖可以通过哪些途径得到补充
1．提示：在运动员的比赛过程中，血糖可以通过三条途径得到补充：食物中的糖类经过消化和吸收、糖原分解为葡萄糖及一些非糖物质转化为葡萄糖。
2．饭后，大量的葡萄糖吸收到体内，但是正常人的血糖含量只有短暂的升高，很快就恢复正常。这是为什么
2．提示：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。
与社会的联系 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
提示：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。
练 习
一、基础题
1．下列关于激素的阐述，不正确的选项是(多选)：
A．激素是有机分子； B．激素是信息分子；
C．激素直接参与细胞内多种生命活动；
D．激素只运输给相应的靶器官、靶细胞。
2．下丘脑分泌的抗利尿激素，能提高肾脏集合管对水的通透性，促进水的重吸收。请填写下表。
填完后想一想，激素的分泌和机体内外环境的关系是怎样的 这对动物适应环境的变化有什么意义
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 少
缺水 多
2．
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 少 降低 减少 增加
缺水 多 提高 增加 减少
提示：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．举例说明反馈调节对生命活动的意义。
3．提示：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
1．胰岛B细胞在合成和分泌胰岛素时，可指需要细胞中哪些结构的参与 大致的过程是怎样的
提示：胰岛素是由51个氨基酸组成的蛋白质类激素，蛋白质的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，所以，胰岛素的合成和分泌需要这些细胞器参与。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。
科学·技术社会 评价应用激素类药物的利与弊
科学的发现，总会导致实践上的应用，影响到人们生活的方方面面，有关激素的发现也是这样。下面是一些具体事例，既可助你拓宽视野，也为你评价激素应用的利与弊提供素材。
1．因病切除甲状腺的患者，需要长期服用甲状腺激素。许多糖尿病患者可以通过按时注射胰岛素来治疗。
2．在养殖青、草、鲢、鳙四大家鱼时，人们给雌、雄亲鱼注射促性激素类药物，就能促使亲鱼的卵和精子成熟，从而进行人工授精和育苗。
3．某些人给猪饲喂激素类药物，以提高瘦肉率。
4．昆虫的生命活动也受到许多种激素的调节，其中有一种激素是保幼激素。如果在家蚕作茧之前数日，在桑叶上适量喷洒人工合成的保幼激素类似物，蚕吃后能推迟几天作茧，就能多吃几天桑叶而使绢丝腺更饱满，从而可以吐更多的丝。
5．有些运动员服用人工合成的睾酮衍生物(兴奋剂的一种)，来促进肌肉的生长，增强肌肉的力量，提高比赛成绩。
6．美国生物学家平卡斯(G．G．Pincus)和中国生物学家张明觉，发明了可抑制妇女排卵的口服避孕药——人工合成的孕激素类药物，用于计划生育、控制人口。
7．1992年，丹麦科学家首次报道：大量的统计数字显示，从1940年到1990年的50年间，男性的精子数明显减少。还有报道说，一些动物的生育也受到了影响。工业废弃物、杀虫剂、除草剂等，在分解过程中能产生与性激素分子结构类似的物质，称为环境激素或内分泌干扰物，可能对人和动物的内分泌功能产生不良影响。这一问题正引起人们的高度关注。对环境激素的研究和检测还在进行中。
通过分析上述事例，你对人们在生产和生活中应用或接触激素类似物的利和弊有什么看法 请你就此话题与同学讨论和交流。
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