2024年高中生物新教材同步选择性必修第一册 第3章 第1节 第1课时　激素的发现及研究实例

第1节激素与内分泌系统第1课时激素的发现及研究实例[学习目标]1.分析激素的发现过程。2.归纳概括研究内分泌腺和激素功能的基本方法。一、激素的发现1．外分泌腺和内分泌腺(1)外分泌腺①概念：凡是分泌物经由导管而流出体外或流到消化腔的，称为外分泌腺。②实例：汗腺、唾液腺、胃腺等。(2)内分泌腺①概念：凡是没有导管的腺体，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的，称为内分泌腺。②实例：甲状腺、肾上腺等。2．激素的发现(1)促胰液素的发现使人们认识到，机体除了神经调节，还存在激素调节。(2)激素调节：是指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。判断正误(1)内分泌腺分泌的激素经导管运输到相应部位()(2)内分泌腺和外分泌腺分泌的化学物质都是内环境的成分()(3)促胰液素是由胰腺分泌的激素()答案(1)×(2)×(3)×特别提醒促胰液素是在稀盐酸的刺激下，由小肠黏膜分泌的，其作用是促进胰腺分泌胰液。任务一：评价促胰液素的发现1．科学背景(1)事实与问题：胰腺分泌胰液，胰液(含消化酶)经导管流向十二指肠，促进食物的消化。胰液的分泌是如何调节的呢？(2)理论依据：内脏器官大多同时接受交感神经和副交感神经的双重支配。(3)实验证据：刺激迷走神经(副交感神经)能引起胰腺的分泌。2．相关实验(1)沃泰默的实验(小肠如何把盐酸到来的消息传给胰腺)a．稀盐酸→狗的小肠肠腔→胰腺分泌胰液b．稀盐酸→狗的血液→胰腺不分泌胰液c．稀盐酸→狗的小肠肠腔(切除神经只留血管)→胰腺分泌胰液①请运用神经调节的知识尝试解释a组的实验现象，并完善下图。②a、b组形成对照实验，自变量、因变量、对照组分别是什么？提示自变量是稀盐酸的作用部位，因变量是胰腺是否分泌胰液，对照组是a组。③根据a、b组对照实验的结果你能得出什么结论？提示稀盐酸不通过血液直接作用于胰腺，直接接受盐酸刺激的部位是小肠。④a、c组形成对照实验，自变量、因变量、对照组分别是什么？提示自变量为是否切除神经，因变量为胰腺是否分泌胰液，对照组是a组。⑤根据a、c组对照实验的结果，得出胰腺分泌胰液可以不受神经调节的结论。(2)斯他林和贝利斯的实验：稀盐酸＋小肠黏膜eq\o(→,\s\up7(磨碎))提取液eq\o(→,\s\up7(注射))狗的血液→胰腺分泌胰液①在斯他林和贝利斯的实验中，若排除稀盐酸和小肠黏膜本身成分对实验结果的干扰，可增设两组对照组，请写出设计思路并预期实验结果。提示稀盐酸eq\o(→,\s\up7(注入))同一条狗的静脉→胰腺不分泌胰液；小肠黏膜eq\o(→,\s\up7(研磨))提取液eq\o(→,\s\up7(注入))同一条狗的静脉→胰腺不分泌胰液。②斯他林和贝利斯的实验比沃泰默实验的巧妙之处在哪里？提示彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。(3)请在图2的基础上继续完善促胰液素分泌、运输和作用的过程图解。提示如图所示胰液分泌的多种调节途径图解胰腺分泌胰液的过程既受神经系统的调节，也受激素的调节。食物进入胃会刺激胃壁上的感受器，最终引起胰腺分泌胰液(含多种消化酶)；由胃进入小肠的食物和盐酸会刺激小肠黏膜分泌促胰液素，促胰液素通过血液运输到达胰腺，进而引起胰腺分泌胰液。1．下面是与促胰液素发现过程有关的四个实验，下列选项分析错误的是()①稀盐酸→小肠肠腔→胰腺分泌胰液②稀盐酸→静脉血液→胰液不分泌③稀盐酸→小肠肠腔(去除神经)→胰腺分泌胰液④小肠黏膜＋稀盐酸＋沙子eq\o(→,\s\up7(研磨))制成提取液eq\o(→,\s\up7(注入))静脉血液→胰腺分泌胰液A．①与②、②与④对比说明胰液分泌不是稀盐酸直接作用的结果B．①与③对比说明胰液分泌不受神经的调节C．①②③④对比说明胰液分泌受小肠黏膜产生的物质(由血液运输)调节D．要探究胰液的分泌是否受神经的调节，应该再设计实验继续探究答案B解析通过①与②、②与④的实验结果对比，说明胰液分泌不是稀盐酸直接作用的结果，因为在稀盐酸直接刺激静脉血液的条件下胰液没有分泌，而在稀盐酸刺激小肠黏膜的条件下可促进胰液分泌，A正确；①与③组成的实验自变量是通向小肠的神经是否切除，因变量为胰腺是否分泌胰液，其结果说明胰腺分泌胰液可以不通过神经调节产生，但也可能通过神经调节产生，要证明胰液的分泌是否受神经的调节，应该再设计实验继续探究，B错误，D正确；①②③④对比能说明胰液分泌受小肠黏膜产生的物质(由血液运输)调节，且该物质的产生需要盐酸刺激，C正确。2．学习了“促胰液素的发现”的相关科学史，你认为以下叙述正确的是()①促胰液素由胰腺分泌②促胰液素的作用是促进胰腺分泌胰液③促胰液素是小肠黏膜受盐酸刺激后分泌的，经血液循环作用于胰腺④法国学者沃泰默认为小肠黏膜受盐酸刺激引起胰液分泌是神经调节⑤直接注射稀盐酸到小狗血液中可引起胰液增加A．②③④B．②③C．①④D．①②③答案A解析促胰液素由小肠黏膜分泌，①错误；直接注射稀盐酸到小狗血液中不会引起促胰液素的分泌，不会引起胰液增加，⑤错误，A正确。二、激素研究的实例1．胰岛素的发现2．睾丸分泌雄激素的研究(1)公鸡eq\o(→,\s\up7(摘除睾丸))雄性性征明显消失eq\o(→,\s\up7(移植睾丸))特征逐步恢复。(2)结论：睾酮就是睾丸分泌的雄激素。判断正误(1)胰液和胰岛素都是由胰岛细胞分泌的()(2)胰岛素具有降低血糖的作用()(3)动物的睾丸分泌的雄激素是一种蛋白质，具有激发和维持雄性第二性征的作用()答案(1)×(2)√(3)×特别提醒胰腺是一种特殊的腺体，分为外分泌部和内分泌部。其外分泌部可以分泌消化液(胰液)，内分泌部(胰岛)可以分泌胰岛素和胰高血糖素等。任务二：阅读教材P46～47“研究激素的方法”思考并回答下列问题1．在班廷之前，科学家试图通过实验证明胰腺中分泌物的存在，但都收效甚微，请你将原因标注在流程图中。提示如图所示2．方法改进科学事实：1920年，在加拿大任助教的班廷在查阅资料时了解到，因胆结石阻塞胰管或以实验方法结扎胰管都会引起胰腺萎缩，而胰岛却保持完好，这样的机体不会患糖尿病。请在此基础上，设计实验思路证实胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的。提示结扎狗的胰管，使胰腺萎缩，再用萎缩的胰腺提取液注射到实验性糖尿病狗的体内，定性观察糖尿病症状与定量测定血糖、尿糖的含量。3．实验设计若要证实雄激素(睾酮)是公鸡的睾丸分泌的，如何设计实验方案？提示如图所示4．根据激素研究的两个实例，归纳出研究内分泌腺及其分泌激素功能的方法。提示摘除法和移植法。摘除所研究的内分泌腺→观察动物的症状→将已摘除的腺体重新移植回去或注射摘取腺体的提取物→观察相关症状是否恢复。5．两个实例中哪些实验用到了“加法原理”，哪些实验用到了“减法原理”？研究实例变量处理实验结果原理应用胰岛素的发现摘除狗的胰腺造成实验性糖尿病减法原理给予注射从萎缩胰腺中提取的提取物病狗的血糖恢复正常加法原理睾丸分泌雄激素的研究摘除睾丸雄性性征明显消失减法原理移植睾丸雄性性征逐渐恢复加法原理3．切除健康狗的胰脏，2天后狗出现糖尿病的一切症状。随后连续给其注射一定量溶于某种溶剂的胰岛素，发现其血糖含量恢复正常。由此推测：胰岛素能降低血糖的含量。为了证明这一推论，你认为下列最适宜作为对照实验组的是()A．既不切除健康狗的胰脏，又不注射胰岛素B．用溶解于另一种溶剂的胰岛素溶液进行注射C．切除健康狗体内的胰脏2天后，只注射等量用于该实验的溶剂D．将健康狗体内摘除的胰脏制成提取液，注射给切除胰脏的狗答案C4．下列关于动物激素调节实例的叙述，错误的是()A．科学家发现切除胰腺的狗会患上与人的糖尿病类似的疾病，据此提出胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质的假说B．研磨胰腺后的提取物注射给糖尿病患者不能明显降血糖C．公鸡被摘除睾丸后，其雄性性征明显消失，再服用睾酮会逐步恢复公鸡的性征D．给狗结扎输卵管，会使其失去雌性性征答案D解析第二性征是由生殖器官分泌的性激素维持的，结扎输卵管，只是防止精子、卵子结合受精，对第二性征没有影响，D错误。题组一激素的发现1．下列有关促胰液素的说法，错误的是()A．促胰液素的发现使人类对动物生命活动的调节有了新的认识B．促胰液素能够强烈促进食物的消化C．促胰液素是小肠黏膜受稀盐酸刺激后分泌的D．促胰液素的分泌不需要导管答案B解析促胰液素能够促进胰腺分泌胰液，胰液可以促进食物的消化，但促胰液素本身不能促进食物消化，B错误。2．观察下图，下列是关于促胰液素的发现的相关叙述，其中正确的是()A．①是稀盐酸，作用是促进小肠黏膜产生胰液B．②是促胰液素，靶器官为胰腺C．该发现过程最关键的处理方法是将小肠黏膜刮下并研磨D．沃泰默通过该实验得出了胰液分泌是激素调节的结论答案C解析①是稀盐酸，作用是促进小肠黏膜产生促胰液素，A错误；②是胰液，内有消化酶，B错误；该发现过程最关键的处理方法是将小肠黏膜刮下并研磨，从而排除神经调节的作用，C正确；该实验是斯他林和贝利斯完成的，D错误。3．沃泰默没有发现促胰液素，斯他林和贝利斯发现了促胰液素，下列关于这些科学家的实验和对实验现象的解释的叙述中，错误的是()A．他们设计实验时都遵循了单一变量原则和对照原则B．沃泰默设置的实验变量是有无神经C．斯他林和贝利斯的实验变量是有无小肠黏膜物质D．沃泰默失败的根本原因是没有把小肠上的神经完全剔除干净答案D4．1902年，英国科学家斯他林和贝利斯大胆地作出假设，最终发现了在盐酸的作用下，小肠黏膜产生了一种化学物质，这种化学物质进入血液后，可随着血流到达胰腺，引起胰液的分泌(如下图)。下列相关叙述正确的是()胃酸eq\o(→,\s\up7(①))小肠→促胰液素eq\o(→,\s\up7(②))胰腺→胰液A．①过程肯定为神经调节B．②过程肯定为激素调节C．小肠是控制胰液分泌的神经中枢D．①②过程都属于激素调节答案B解析②过程是促胰液素调节胰液的分泌，该过程属于激素调节的范畴，B正确；小肠不属于神经系统，不是控制胰液分泌的神经中枢，C错误。题组二激素研究的实例5．(2022·河北沧州高二期中)学习了“研究激素的方法”的相关科学史，以下叙述正确的是()①研究者在显微镜下观察胰腺组织时，发现了胰岛②制备胰腺提取物注射给患有糖尿病的狗降血糖效果显著③结扎胰管会引起胰腺萎缩，但胰岛保持完好④从结扎胰管的狗身上取出萎缩的只剩胰岛的胰腺做成的提取液，注入摘除胰腺的狗身上，其血糖数天后恢复正常⑤抑制胰蛋白酶的活性可直接提取正常胰腺中的胰岛素A．①②③④ B．①②④⑤C．①③④⑤ D．②③④⑤答案C解析研究者在显微镜下观察胰腺组织时，发现了一些聚集成岛状的细胞堆，将其命名为胰岛，①正确；制备胰腺提取物注射给患有糖尿病的狗，但降血糖效果不明显，是由于胰腺产生的蛋白酶将胰岛素分解了，②错误；胰腺分为外分泌腺和内分泌腺，结扎胰管会引起胰腺萎缩，但胰岛保持完好，③正确；从结扎胰管的狗身上取出萎缩的只剩胰岛的胰腺做成的提取液注入摘除胰腺的狗身上，其血糖数天后恢复正常，说明胰岛产生了某种降血糖的物质，④正确；胰岛素的本质为蛋白质，抑制胰蛋白酶的活性可抑制其对胰岛素的分解，从而可直接提取正常胰腺中的胰岛素，⑤正确。6．胰腺分为外分泌部和内分泌部两部分。外分泌部由腺泡和腺管组成，内分泌部由大小不同的细胞团——胰岛组成。下列与胰腺和促胰液素发现实验有关的叙述，正确的是()A．胰岛素和促胰液素是由胰腺的内分泌部分泌的B．促胰液素发现实验证明胰液的分泌受神经和激素的调节C．在胰腺的内分泌部细胞上有与促胰液素结合的特异性受体D．胰腺与人体的血糖调节和消化功能均有关答案D解析胰岛素是由胰腺的内分泌部细胞分泌的，促胰液素是由小肠黏膜合成并分泌的，A错误；斯他林和贝利斯的促胰液素的发现证明了胰液的分泌有激素调节的方式，并没有证明有神经调节，B错误；促胰液素的作用是促进胰腺合成并分泌胰液，胰腺分泌胰液的部是外分泌部细胞，C错误；胰腺中内分泌部位分泌的胰岛素和胰高血糖素与人体血糖调节有关，外分泌部分泌的胰液与人体的消化功能有关，D正确。7．下面是科学家为揭开糖尿病的发病原因，以狗为实验动物进行研究的结果，对该实验结果的分析，不正确的是()实验组实验操作实验结果a切除胰腺出现糖尿b结扎胰管，胰腺大部分萎缩，胰岛保持完好不出现糖尿c切除胰腺，注射胰岛提取液不出现糖尿A．由a、c实验可知：胰岛提取液可防止糖尿的出现B．由a、b实验可知：胰腺由内分泌部和外分泌部组成C．由b、c实验可知：胰岛提取液是由胰岛细胞分泌的D．该研究证明：糖尿病的发病可能与胰岛细胞的分泌物有关答案B解析a和b实验形成对照，变量是有无胰岛素，a组切除了胰腺，胰岛随着被切除，不能分泌胰岛素，出现了糖尿，b组结扎了胰管，胰腺萎缩，不能产生胰液，但胰岛保持完好，能够分泌胰岛素，没有出现糖尿，说明胰岛素可以防止糖尿的产生，故B错误。8．(2022·湖北咸宁高二质检)在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态相比，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”；与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。下列相关说法错误的是()A．验证Mg是植物必需元素的实验，利用了“加法原理”B．摘除狗的胰腺，造成实验性糖尿病，利用了“减法原理”C．给予糖尿病狗注射从萎缩胰腺中提取的提取物，病狗的血糖恢复正常，利用了“加法原理”D．给阉割公鸡移植睾丸，雄性性征恢复，利用了“加法原理”答案A解析验证Mg是植物必需元素的实验，实验组配制缺Mg的完全培养液，对照组配制完全培养液进行对照培养，利用了“减法原理”，A错误。9．胰液分泌的调节过程如图所示，据此判断，下列叙述错误的是()A．物质A是神经递质，物质B是促胰液素B．将盐酸直接注入血浆中也会促进胰腺分泌胰液C．胰腺属于神经调节过程中反射弧的一部分D．由图可知胰液的分泌既受神经调节，也受激素调节答案B解析促胰液素是由小肠黏膜产生的，进入血液后由血液运输到胰腺，从而促进胰腺分泌胰液，若将盐酸直接注入血浆，小肠黏膜无法接受刺激，不能产生促胰液素，进而无法促进胰腺分泌胰液，B错误。10．下列科学事实的描述不正确的是()A．沃泰默认为切除神经后小肠黏膜受盐酸刺激引起胰液分泌属于神经调节B．班廷和贝斯特从狗体内提取到了促胰液素C．斯他林和贝利斯的实验巧妙在于排除了神经调节对实验结果的干扰D．睾丸分泌雄激素的研究中，摘除和移植睾丸实验分别运用了“减法原理”和“加法原理”答案B解析班廷和贝斯特从狗体内提取到了胰岛素，B错误；斯他林和贝利斯的实验巧妙在于将小肠剪下，刮下黏膜和盐酸混合后获得的提取液注射到血液中，排除了神经调节对实验结果的干扰，C正确。11．加拿大诺贝尔奖获得者班廷在发现胰岛素初期进行了如下实验：将狗分成两组，甲组摘除胰腺，改造成糖尿病狗；乙组先结扎胰管，待伤口恢复，胰腺腺泡萎缩后，取狗的胰腺，从中制备粗提液。随后，将粗提液注射到糖尿病狗的体内，结果降低了这些狗的血糖水平。下列有关说法正确的是()A．胰岛素是人类发现的第一种激素B．胰岛素是由胰腺腺泡细胞产生的C．乙组待胰腺腺泡萎缩后取狗的胰腺，是因为胰腺腺泡细胞可以产生消化酶水解胰岛素D．给糖尿病狗饲喂乙组的粗提液能达到降低血糖的目的答案C解析胰岛素是由胰岛B细胞产生的，B错误；胰岛素的化学本质是蛋白质，胰腺腺泡细胞产生的消化酶中包含胰蛋白酶，胰蛋白酶可催化胰岛素水解，C正确；乙组的粗提液中含有的胰岛素具有降低血糖的作用，但胰岛素的化学本质为蛋白质，若饲喂，则会被消化道中的蛋白酶分解，从而失去降低血糖的作用，故饲喂达不到降血糖的目的，D错误。12．(2023·盐城高二质检)胰腺是人体内重要的消化腺，其分泌的胰液中含有胰蛋白酶等消化酶，胰液通过十二指肠进入小肠，参与食物的消化。如图是胰液分泌的部分调节示意图，下列叙述错误的是()A．图中的迷走神经属于内脏运动神经，可控制胰腺的分泌活动B．胰腺分泌的胰液进入内环境参与食物的消化C．图中促胰液素的作用体现了细胞间可以进行信息交流D．由图可以看出胰腺分泌胰液受神经调节和激素调节的双重作用答案B解析胰腺的外分泌部分泌胰液，胰液通过导管直接进入消化道，参与食物的消化，不进入内环境，B错误。13．现有一组对胰岛素不敏感的高血糖小鼠X。为验证某药物能恢复高血糖小鼠对胰岛素的敏感性，使高血糖小鼠X的血糖浓度恢复正常，现将生理状态相同的高血糖小鼠X随机均分成4组，各组处理方法及实验结果如表所示。下列叙述正确的是()组别1234处理方法胰岛素＋－＋－该药物－＋＋－生理盐水－－－＋实验结果(血糖浓度)高于正常高于正常注：对胰岛素不敏感是指注射胰岛素后血糖浓度无明显变化；“＋”表示有添加，“－”表示无添加，胰岛素和该药物均用生理盐水配制而成。A．第1、3组的实验结果分别为高于正常、正常B．第4组为对照组，该组实验小鼠应选择血糖浓度正常的个体C．为了控制无关变量，三种试剂都应通过饲喂的方式添加D．该实验可以同时证明胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素答案A解析高血糖小鼠X对胰岛素不敏感，则第1组小鼠血糖浓度应高于正常；该药物能恢复高血糖小鼠对胰岛素的敏感性，使高血糖小鼠X的血糖浓度恢复正常，则第3组小鼠血糖浓度应正常，A正确；第4组为对照组，该组实验小鼠应选择对胰岛素不敏感的高血糖小鼠，B错误；胰岛素的化学本质是蛋白质，不能通过饲喂的方法添加，C错误；该实验可以证明胰岛素和该药物共同作用能降低血糖浓度，但不能证明胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素，D错误。14．请分析下面三则资料，回答有关激素调节的问题：资料一胰腺(外分泌部分)是重要的消化腺，其分泌物——胰液中含有淀粉酶、麦芽糖酶、蛋白酶、脂肪酶等多种消化酶。胰液通过胰总管排入小肠肠腔发挥消化作用。在胰腺中还散布着上百万个胰岛，这些胰岛约占据整个胰腺体积的2%，被称为胰腺的内分泌部分。资料二摘除胰腺的狗会罹患糖尿病。结扎胰腺通向小肠的胰总管，会导致胰腺萎缩，胰岛无变化，狗不患糖尿病。资料三有人试图通过摘除狗的整个胰腺，从研碎后的胰腺组织中按照科学、规范的蛋白质提取方法提取胰岛素，但都以失败告终。(1)在正常狗体内，胰岛素由胰腺的_________________________________________________部分合成。(2)结扎胰腺通向小肠的胰总管，狗却不患糖尿病，原因是__________________________________________________________________________________________________________。(3)按照资料三中的方法，研究人员不能提取到胰岛素的原因是_______________________。根据题目所提供的资料，你给出的实验改进方法是________________________________