動物生命活動的調節
目標
1.理解甲狀腺激素、性激素、生長激素對生命活動的主要調節作用及應用;了解昆蟲內激素和外激素的特點以及性外激素在實踐中的應用;了解動物激素調節和神經調節的特點和關系;
2.在中通過介紹有關研究激素調節的實驗,使學生了解研究動物激素的科學方法,培養學生分析問題的能力。
3.通過學生理解激素的調節作用,了解激素間的相互作用、激素調節和神經調節的關系,使學生進一步樹立生物體是統一整體的觀點;通過聯系激素在實踐中的應用,使學生認識到生命科學與生產、生活的關系,進行生命科學價值觀的教育。
重點、難點分析
1.高等動物的甲狀腺素、生長激素、性激素的生理作用,以及研究激素的方法是教學的重點。因為:
以上這些激素的分泌器官及其對動物體生命活動的調節作用,是學生認識人體自身生長發育現象和某些疾病的基礎,理解動物生命活動的調節特點的基礎。另外在學習中,可使學生了解研究激素的方法,培養學生分析問題的能力和進行科學方法的訓練。
2.激素調節和神經調節的區別和聯系,是本課題教學的重點和難點。因為:
體液調節與神經調節是動物和人體內兩大重要的調節方式,二者緊密聯系,相互配合,共同調節機體內的各種生理活動。這些是學生全面理解動物生命活動調節的基礎,在教學中應給予充分的重視。由于教材中對兩種調節方式的相互關系講述得較少且抽象,因此是教學的難點。
教學過程設計
一、本課題的參考課時為二課時。
二、第一課時:
1.教學過程的設計思路:
2.關于教學過程的說明:
(1)本課題的引入可簡單些,如“上節課我們學習了植物生命活動的調節。無論從機體結構層次還是活動方式上看,動物比植物要復雜得多,所以動物生命活動的調節比植物要更復雜。動物生命活動是如何調節的?”由此引出課題。
(2)讓學生回顧初中學過的有關知識,指出動物生命活動的調節方式有激素調節和神經調節兩大類型,本節課學習高等動物的激素調節。
(3)接著提出,高等動物的激素是由哪些器官分泌的?主要的激素有哪些?教師可出示人體的內分泌系統的有關掛圖或投影片,讓學生指出垂體、甲狀腺、胰腺(指出其中有胰島,是內分泌腺)、腎上腺和性腺等器官名稱(可簡單說明它們與外分泌腺的區別)以及分泌的主要激素。
(4)關于激素的調節作用,可按下表所示的思路進行教學。
有關事實和實驗主要生理作用
甲
狀
腺
激
素①用含有甲狀腺制劑的飼料喂蝌蚪,在較短時間內發育為小型的蛙。
②摘除小狗的甲狀腺,小狗發育停止。摘除成年狗的甲狀腺后,狗出現行動呆笨、精神萎靡,代謝中氧耗量顯著降低、產熱量減少等現象。
③如果甲狀腺功能減退發生于新生兒,引起呆小癥!凹卓骸辈∪伺R床表現為多食、消瘦和激動等。①促進生長發育。
②促進新陳代謝,加速體內物質的氧化分解。
③提高神經系統的興奮性。
生
長
激
素①切除垂體后,幼年動物生長立即停滯。如對其每天注射生長激素,可逐漸恢復生長。
②人幼年缺乏生長激素將患侏儒癥,生長素過多則發生“巨人癥”。成年人生長素過多,出現“肢端肥大癥”。
③“肢端肥大癥”病人血漿血糖趨于升高,嚴重時尿糖增多。①促進動物和人體的生長。
②影響動物和人體內的糖、脂肪和蛋白質的代謝。
性
激
素①睪丸女性化綜合癥患者,有關組織對雄性激素不敏感,外生殖器官向女性方面發育。
②割除性腺(閹割)后的雞(公雞、母雞)會逐漸喪失第二性征。
③如果把公雞的睪丸移植到閹割過的母雞體內,這個母雞會逐漸出現公雞的第二性征。①促進生殖器官的發育和生殖細胞的生成。
②激發并維持第二性征和正常的性周期。
(5)激素調節是復雜的,一種生理活動可以受多種激素的調節,激素間又可以相互影響?赏ㄟ^圖4-4說明這種復雜關系。
三、第二課時:
1.教學過程的設計思路:
2.關于教學過程的說明:
(1)激素調節除存在于高等動物和人體外,在無脊椎動物中也廣泛存在。其中研究最多的是昆蟲的激素調節。由此引入昆蟲的激素調節。
(2)昆蟲的生長發育都受哪些激素調節呢?在此,教師可引導學生回憶昆蟲完全變態的生活史,然后講解腦激素、保幼激素和蛻皮激素三者的關系和它們對生長發育的調節作用(見圖 4-5)。
(3)關于昆蟲的外激素,以性外激素為例講述其特點。如白菜粉紋夜蛾,常在夜間由體表腺體向體外分泌性外激素。這些激素具有揮發性,借助空氣的流動向周圍散發。雄蛾的觸角可感受這種化學物質,前來與雌蛾交尾。因此外激素又稱為信息激素。人們利用性外激素作成的性引誘劑,或噴灑人工合成的類似物,干擾害蟲的正常交尾,或聚而殲之,達到控制害蟲的目的。最后教師簡單介紹一兩種其它外激素,如聚集外激素、告警外激素等。
(4)關于昆蟲的內激素和外激素的區別,可讓學生從兩類激素的分泌腺體、作用對象、調節內容等幾方面進行簡單對比,目的是使學生理解兩類激素的特點。
(5)關于神經調節,可舉縮手反射或唾液分泌反射的實例,分析反射弧的結構的組成,反射的適應性、協調性和調節迅速等特點。
(6)關于激素調節和神經調節的關系,可從分析兩種調節方式的特點開始,最后說明兩種調節方式各自在調節生命活動中的地位。在此可總結以下幾點:
①激素是由內分泌腺或內分泌細胞產生的微量化學物質,這些物質分泌進入體液,由血液循環運送至特定的組織或器官發揮調節作用。所以和神經調節相比,具有反應速度較慢,但作用時間長,作用范圍廣等特點。
②神經調節是通過反射完成的。反射弧的一端是接受刺激的感受器,另一端是作出適應性反應的效應器,所以神經調節使機體對內外刺激作出的反應更準確;神經調節是以神經沖動(電)的方式傳播的,所以調節速度快。此外神經中樞還具有“分析綜合”的能力,使神經調節更加高級。因此,神經調節以其準確、迅速、協調等特點而優于激素調節,在生物進化中得到迅速發展,成為調節動物生命活動的主要方式。
③激素調節和神經調節可相互調節。如甲狀腺激素可以影響神經的興奮性;內分泌腺的分泌功能又受神經調節。
四、本課題教學中應注意的問題:
1.如果學生條件較好,可引入體液調節的概念。
2.因本課題的內容,有許多是對初中有關內容的總結,因此,在教學中要注意調動學生的主動性,學生能夠說出的盡可能讓學生說,要盡可能地聯系學生生活中的保健和常見疾病等實例。
小資料
一、研究內分泌活動的方法:
研究內分泌活動較為常用的有下列一些方法:
1.臨床觀察。在臨床上觀察內分泌功能異常的患者的表現,可以發現或推測內分泌功能的亢進或不足。很多關于內分泌的研究正是在臨床觀察和實踐中發展起來的。
2.內分泌腺的摘除和移植。對實驗動物,可以摘除某一內分泌腺,并觀察摘除后的動物的表現,從而推測該腺體的正常功能。也可以向摘除某種內分泌腺的動物體內,注射該腺體的提取物或移入該腺體的組織,觀察效果,看喪失的功能是否能夠恢復。
3.激素的提純和人工合成。從腺體或血液中提取激素,進而用化學方法分析和確定其化學結構,再用人工方法加以合成。人工合成的具有生物活性的激素,對于深入了解激素的作用,研究其作用機理及尋找治療作用的激素制劑具有重要意義。
4.同位素示蹤法。用放射性同位素標記所要研究的激素,然后用有關探測儀器等可以追蹤激素在體內的動態變化,從而了解有關腺體的活動規律、激素在體內的代謝情況。應用放射性同位素131I研究甲狀腺的功能就是一例。此法的優點是靈敏度和精確度都較高。
5.反射免疫法。首先將純凈抗原注射給動物,獲得對此抗原的特異性抗體。進行測定時,先將激素用同位素標記。標記的激素和未標記的待測激素對抗體有競爭作用,如果標記的激素和抗體的量保持恒定,加入未標記的待測激素后,標記的激素和抗體的結合會減少。加入未標記的待測激素量愈多,則標記的激素與抗體結合的量愈少。這樣結合的標記激素(B)與未結合的標記激素(F)的比值與待測的未標記激素的量呈反比關系。根據這種關系,可以用一系列已知濃度的激素畫出標準曲線,利用此標準曲線,只要測得標本B/F的值,便能查出該激素在血漿中的濃度。
二、激素作用的一般特征:
1.激素作用的特異性。激素隨血液分布到全身各處,與組織細胞有著廣泛的接觸,但激素只對那些識別該激素信息,并能對它發生反應的組織細胞才能產生作用。這些能被激素作用的細胞和器官稱為“靶細胞”和“靶器官”。
2.激素間的相互作用。激素間的相互作用主要表現為:相互增強作用,如生長素、甲狀腺激素、腎上腺素、胰島血糖素等都可以作用于糖代謝,共同使血糖升高;相互拮抗作用,例如上述一些激素的升血糖作用與胰島素的降血糖作用相拮抗;允許作用,有些激素是其它激素引起生理作用的必要條件。如氫化可的松本身對血管的平滑肌并沒有收縮作用,但缺乏它時,去甲腎上腺素卻難以發揮其收縮血管的作用。
3.激素作用的時間因素。分泌出來的激素必須不斷地被滅活或排出體外,才能作為一種調節信息起作用。在酶的作用下,激素不斷被滅活降解,降解產物大部分經尿排出體外,小部分隨膽汁排出。血漿中原有激素活性消失一半所需的時間稱為半衰期,大多數激素的半衰期在10分鐘至30分鐘之間。了解激素的時間特征,對于掌握正確的臨床給藥是有意義的。
五、教學過程
動物生命活動的調節
現在讓我們開始上課,前幾節課我們大家學習了植物生命活動的調節,包括生長素的發現,生長素的生理作用等幾個方面,從這節課開始,我們一起學習動物生命活動的調節。
板書:第二節 動物生命活動的調節
我們都知道,動物所賴以生存的自然界是多變的,溫度有高低變化,濕度有高低變化;空氣的流動有強有弱;有春、夏、秋、冬四季交替變化;還有風、雨、雪、霜等自然現象,那么,動物處在這樣一個多變的環境中,怎樣才能適應這多變的外界環境呢?那么動物要適應這多變的外界環境,就要不斷調節自身,改變自身,使自己不斷與自然環境相協調。動物適應自然環境的過程,按照時間的長短,可分為兩種,一種是長期的進化、演化,來適應環境的不可逆變化。環境變化的不可逆,促使動物長期地去適應。這里的不可逆是指在短期內不可逆,環境的變化過程相對于動物的生命周期來說是非常非常的長。動物要適應這樣的變化,就要不斷進化或者說是演化。像在遠古,地球在海洋的包圍下,在海洋中生存了當時地球上的唯一的一類生物??魚類,后來由于造山運動,慢慢形成了陸地,海洋中的魚類向著兩棲類,向爬行類進化。這是一個長期的過程,這樣的適應環境是緩慢的要經歷幾萬、幾千萬甚至幾億年的時間。那么,還有一種是環境在短期內反復或者是周期性變化,動物要適應這樣的變化,就要依賴于動物自身內部的調節功能來實現。
動物的調節功能有兩種形式:一種是神經調節,
板書:神經調節
另一種呢?就是體液調節,
板書:體液調節
講到這里有的同學心里就想了,課本上告訴我們兩種調節方式是神經調節和激素調節,你怎么說是體液調節呢?其實確切的說,兩種調節方式應該是神經調節和體液調節,但是說神經調節和激素調節也對,為什么呢?因為啊,這個體液調節包括神經調節和一些代謝產物的調節,像代謝產物二氧化碳能夠調節人的呼吸和血液循環,濃度高了,呼吸就會加快,血液循環就會加快,使人體能獲得充足的氧和排出二氧化碳;而這個神經調節是體液調節的最主要的方式。在這兩種調節方式中,神經調節時間短,反應快,作用顯著,而幾素調節作用時間長,反應慢,效果不明顯。比如說我用針刺你的手,你的手會馬上縮回來,這是神經調節的結果,如果要靠體液調節,那么我把你刺個千瘡百孔,你連一點反應都不會有,為什么?激素調節慢呀,等你去分泌什么激素來調節自己的行動,保護自己,人早就被刺死了,這兩種調節方式相互聯系,相互影響,相互補充,神經系統控制激素的分泌,激素也可以影響神經調節的作用。比如說,人一緊張,心跳就會加快,身上冒汗,感到尿急,這是為什么?這是由于神經系統緊張促使腎上腺分泌激素的增加,促使心跳加快,尿液增多。這兩種調節不能缺少哪一種,不管少了哪一種,動物體都不能適應外界環境的變化。(比如說,少了激素調節,完全以神經來調節人體,那么一個人只要腦子了想一想我要長大,我要長大,那他就長大了,這能行嗎?這或許只有在科幻作品中才能出現。那么另一種情形,只有激素調節而沒有神經調節,那么,情況又會怎么樣呢?當你無意中摔了一跤或者被車撞了一下,流了很多血,卻一點感覺也沒有,那么血流多了會怎么樣呀?大家會說我看到血流出來了,我會去止血,不就沒事了。那么如果身體內部出血呢?你不知道,有事沒事。所以說這兩種調節方式是互相補充的,少一樣都不行。)下面就這兩種調節分別來講一講。
板書:一、高等動物的激素調節
激素這一概念在初中時已經講過了,它是由內分泌腺的腺細胞所分泌的,對身體有特殊作用的化學物質。
板書:激素:由內分泌腺的腺細胞所分泌的,對身體有特殊作用的化學物質。
這里的特殊作用是指對新陳代謝、生長發育等生命活動的調節作用。內分泌腺在初中時已經講過,是指分泌物直接進入腺體內毛細血管,而沒有導管的一類腺體。
動物激素的種類有很多,有哪位同學就你們所知道的來講一講有那些。
板書:二、激素的種類
有那些。河屑谞钕偌に、生長激素、性激素、胰島素、胸腺激素,腎上腺皮質激素等等
板書:甲狀腺激素、生長激素、性激素、胰島素、胸腺激素,腎上腺皮質激素
這節課我們主要講一講幾種重要的激素
板書:1、甲狀腺激素
甲狀腺激素是由位于頸前部,喉和氣管兩側的甲狀腺分泌的。同學們用手摸一摸可以感覺到,甲狀腺是人體中最大的腺體。甲狀腺激素對動物體有幾個重要作用
板書:(1) 甲狀腺激素的作用
第一點,促進動物的新陳代謝,加速體內物質的氧化分解
板書:① 促進動物的新陳代謝,加速體內物質的氧化分解
第二點,促進個體的生長發育
板書:② 促進個體的生長發育
曾經有人做過這樣一個實驗:用含有甲狀腺激素的飼料飼喂蝌蚪,他發現這些蝌蚪轉變成青蛙所要的時間比正常的蝌蚪轉變的時間要短,自然生長的蝌蚪成長的過程應該是先慢慢長大,然后再轉變為青蛙,而經過甲狀腺激素飼喂的蝌蚪卻提前了轉化過程,著說明什么呢?說明了甲狀腺激素有促進個體生長發育的作用。同時還有人做了這樣一個實驗,將幼年的狗的甲狀腺摘除,它們的生長就停止了,這進一步說明甲狀腺激素的這一功能。
甲狀腺激素的第三個作用是能夠提高神經系統的興奮性
板書:③ 提高神經系統的興奮性
也有人做過實驗驗證了這一點。他將正常的成年狗的甲狀腺摘除,那么甲狀腺對狗的作用就停止了,再看一看狗有什么變化,最后發現狗變得身體臃腫,行動呆笨、遲緩,精神萎靡,食欲不振,這些表現都說明了什么?說明了摘除甲狀腺的狗的神經系統的興奮性降低了,新陳代謝作用變慢了,身體臃腫說明物質的積累大于物質的分解,說明體內物質氧化分解速度變慢了。
在動物體內,甲狀腺激素的含量很少,但是是恒定在一定范圍內的,含量高了,或者低了都會引起動物的病變。
板書:(2)甲狀腺疾病
如果一個人甲狀腺功能亢進,也就是分泌功能過強了,分泌的激素過多了,會引起甲狀腺功能亢進癥,也就是通常所說的甲亢。
板書:①甲亢
甲亢患者會表現出怎樣的癥狀呢?首先是新陳代謝過于旺盛,體內物質氧化分解速度過快,雖然吃得多,但是不見胖而只見慢慢變瘦,同時,情緒容易激動,喜歡發火。如果甲狀腺功能不足呢?
板書:②甲狀腺功能不足
成年人激素分泌過少,會出現怕冷、心跳變慢、智力減退等癥狀;幼年時期甲狀腺功能不足會引起呆小癥,長大后出現身材矮小,智力低下,生長發育受阻等癥狀。
板書:③呆小癥
還有一種疾病,或許你們有人見過
板書:④地方性甲狀腺腫(大脖子。
這種病一般發生在山區、內陸等食物、飲用水中缺少碘的地方。因為碘是甲狀腺合成甲狀腺激素的主要原料,碘的缺乏,促使甲狀腺代償性增生,以彌補甲狀腺激素的分泌的不足。引起了大脖子病。多吃一些含碘食物,像海帶等海生藻類植物,就可以有效地防治這種疾病。
關于甲狀腺激素,我們就講到這里,下面我們來看一看第二種動物激素,性激素。
板書:2、性激素
性激素是有性腺分泌的,能夠促進生殖器官的發育、生殖細胞的成熟,激發并維持第二性征。性激素又可分為雄性激素和雌性激素兩類。
板書:(1)功能:促進生殖器官的發育、生殖細胞的成熟,激發并維持第二性 征
(2)種類:① 雄性激素
雄性激素是由雄性個體的睪丸分泌的,能夠促使雄性生殖器官的發育和精子的形成,激發并維持雄性的第二性征。而雌性激素呢?
板書:② 雌性激素
雌性激素是由雌性個體卵巢分泌的,主要作用是促使雌性生殖器官的發育和卵細胞的形成,激發并維持雌性第二性征和正常性周期,為什么雄孔雀有美麗的尾羽而雌孔雀沒有呢?就是因為由于它們各自性器官分泌的激素不同作用的結果。課本第127頁講了一個實驗,有人分別將公雞、母雞的生殖腺割除,公雞將會喪失其雄性特征,而母雞也會喪失其雌性特征,大家看看下一頁圖?45中,3、4兩幅圖,如果不告訴你它們原先的雌雄,你們能指出它們的差別嗎?因為沒有性激素維持其第二性征,第二性征就會逐漸消失了;將公雞的睪丸移植到母雞體內,母雞就會慢慢地變成和公雞一樣,長出高大的冠、長長的尾羽,并且有了公雞好斗的習性。而將母雞的卵巢移植到閹割過的公雞體內,公雞慢慢地具備了母雞的第二性征,長得和母雞一樣了,這就說明了性激素對生物個體有很重要的作用。
板書:3、生長激素
生長激素是由動物的腦垂體分泌的,也可以稱為垂體激素,生長激素的作用主要是調節人體的生長發育,它在人體各種激素中,最為重要。曾經有人將狗的垂體切除,發現狗的生長馬上停滯,不再生長,如果給它注射生長激素,又能恢復生長。如果幼年時期生長激素分泌不足,則個體生長遲緩,身材矮小,但智力正常,形成一個侏儒,這就是通常我們說的侏儒癥。有的患者,16歲了,體重才13公斤,身羔77厘米,這要同前面所說的呆小癥區別開,呆小癥是由什么引起的?對了,是幼年時期甲狀腺激素分泌不足引起的,呆小癥患者不僅身材矮小,而且智力低下,而侏儒癥患者智力是正常的,僅僅是身材矮小。
如果幼年時期生長激素分泌過多,則動物的生長迅速,到了成年有的身高達2米6,這就是所謂的巨人癥。如果成年后生長激素分泌過多,那么大家想,成年人的骨組織已經停止生長,只有關節、肢端、軟骨等處能夠繼續生長,那么會怎么樣呢?關節腫大,肢端腫大,鼻子長高,下頜前突等癥狀,稱為肢端肥大癥。垂體分泌生長激素過多或過少,都會對動物體產生巨大影響。垂體分泌的生長激素對其它腺體的分泌有調節作用,比如說生長激素分泌增多,促進甲狀腺分泌甲狀腺激素,促進個體的生長發育,促進新陳代謝,間接影響了糖類、脂肪和蛋白質代謝。所以說生長激素在個激素中最為重要。
這節課,我們從生命活動的調節方式的分類,以及它們之間的聯系談起,主要講了這些內容:首先是動物生命活動的調節,分為兩種形式,激素調節和神經調節,兩者相互聯系,相互影響,相互補充,然后講述了高等動物的激素調節,講述了對動物有重要調節功能的幾種激素,第一是甲狀腺激素,由甲狀腺分泌的,其功能是促進新陳代謝,加速體內物質的氧化分解,促進個體的生長發育,提高神經系統的興奮性,講了與甲狀腺激素有關的疾病,像呆小癥、地方性甲狀腺腫、甲亢。第二、我們講了性激素,講了分泌部位是性腺,作用是促進生殖器官的發育和生殖細胞的形成,激發并維持第二性征。第三、生長激素,分泌部位是腦垂體,功能是調節動物體的生長發育,還講了與其有關的幾種病癥,侏儒癥、巨人癥、肢端肥大癥,并且還講了生長激素對其他激素的分泌的影響。那么今天這節課我們就上到這里。
第二節 動物生命活動的調節
神經調節 體液調節
一、高等動物的激素調節
激素:由內分泌腺的腺細胞所分泌的,對身體有特殊作用的化學物質。
二、激素的種類
甲狀腺激素、生長激素、性激素、胰島素、胸腺激素,腎上腺皮質激素 等
1 、甲狀腺激素 分泌部位:甲狀腺
(1)功能
① 促進動物的新陳代謝,加速體內物質的氧化分解
② 促進個體的生長發育
③ 提高神經系統的興奮性
(2)甲狀腺疾病
①甲亢
②甲狀腺功能不足
③呆小癥
④地方性甲狀腺腫(大脖子。
2、性激素 分泌部位:性腺
(1)功能:促進生殖器官的發育、生殖細胞的成熟,激發并維持第二性征
(2)種類:① 雄性激素 ② 雌性激素
3、生長激素 分泌部位:腦垂體
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