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微專題14　研究動物激素生理功能的常用方法
一、實驗思路
二、研究動物激素生理功能的常用方法
處理方法 異常反應 結論(功能) 適用性
飼喂法 用甲狀腺激素制劑飼喂蝌蚪 ①短時間內發育成小型青蛙 ①②⑤說明甲狀腺激素能促進幼小動物的發育； ③④說明甲狀腺激素可促進有機物代謝，加速體內物質氧化分解； ⑥說明甲狀腺激素能提高神經系統的興奮性 只適用于甲狀腺激素、性激素等非蛋白質或多肽類激素
摘除法 摘除蝌蚪的甲狀腺 ②發育停止(小蝌蚪→大蝌蚪，不變態)；③身體臃腫 理論上各種內分泌腺均能通過摘除法證明其產生的激素的功能
摘除幼齡狗的甲狀腺 ④身體臃腫，基礎代謝低；⑤發育停止；⑥呆笨、萎靡
閹割法 ↓ 移植法 割除公雞睪丸→移植卵巢 雄性第二性征逐漸消退→逐漸出現雌性第二性征 雌(雄)激素能激發并維持雌(雄)性第二性征 適用于性腺
注射法 給小白鼠注射一定劑量的胰島素 小白鼠反應遲鈍，活動減少，甚至昏迷 胰島素能夠降低血糖濃度，較大劑量注射時，會出現低血糖昏迷 各種激素均可
切除法 ↓ 注射法 切除幼齡狗垂體→注射一定量的生長激素 生長停滯 ↓ 逐漸恢復生長 垂體分泌的生長激素可促進動物的生長 理論上各種內分泌腺均可通過切除法與注射法配合，證明其功能及產生激素的功能
三、實驗成功的關鍵點
(1)實驗中必須要遵循對照原則和單一變量原則。
(2)一次實驗一般只能研究某種激素的某些生理作用，而不能研究該激素的全部生理作用。
(3)在實際操作過程中，可能要綜合運用多種方法。如摘除某種內分泌腺(如公雞的睪丸)，一段時間后再注射該內分泌腺分泌的激素(如睪酮)，或重新植入該內分泌腺。
(4)對于幼小的動物，一般不采用摘除法或注射法，如研究甲狀腺激素對蝌蚪發育的影響應該采用飼喂法。
[經典演練]
1.(2020·全國卷Ⅰ，3)某研究人員以小鼠為材料進行了與甲狀腺相關的實驗，下列敘述錯誤的是(　　)
A.切除小鼠垂體，會導致甲狀腺激素分泌不足，機體產熱減少
B.給切除垂體的幼年小鼠注射垂體提取液后，其耗氧量會增加
C.給成年小鼠注射甲狀腺激素后，其神經系統的興奮性會增強
D.給切除垂體的小鼠注射促甲狀腺激素釋放激素，其代謝可恢復正常
答案　D
解析　甲狀腺激素可以促進有機物代謝，若切除小鼠垂體，會導致促甲狀腺激素分泌減少，甲狀腺激素分泌也隨之減少，細胞代謝減慢，機體產熱減少，A正確；切除垂體的幼年小鼠體內促甲狀腺激素較少，注射垂體提取液后，促甲狀腺激素增多，甲狀腺激素也隨之增多，機體代謝加快，耗氧量增加，B正確；甲狀腺激素可以提高神經系統的興奮性，給成年小鼠注射甲狀腺激素后，其神經系統的興奮性會增強，C正確；促甲狀腺激素釋放激素不能直接作用于甲狀腺調節甲狀腺激素的合成和分泌，故給切除垂體的小鼠注射促甲狀腺激素釋放激素，其代謝不會恢復正常，D錯誤。
2.(2020·全國卷Ⅰ，31)某研究人員用藥物W進行了如下實驗：給甲組大鼠注射藥物W，乙組大鼠注射等量生理鹽水，飼養一段時間后，測定兩組大鼠的相關生理指標。實驗結果表明：乙組大鼠無顯著變化；與乙組大鼠相比，甲組大鼠的血糖濃度升高，尿中葡萄糖含量增加，進食量增加，體重下降。回答下列問題：
(1)由上述實驗結果可推測，藥物W破壞了胰腺中的________細胞，使細胞失去功能，從而導致血糖濃度升高。
(2)由上述實驗結果還可推測，甲組大鼠腎小管液中的葡萄糖含量增加，導致腎小管液的滲透壓比正常時的________，從而使該組大鼠的排尿量________。
(3)實驗中測量到甲組大鼠體重下降，推測體重下降的原因是________________________________________________________________________。
(4)若上述推測都成立，那么該實驗的研究意義是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出1點即可)。
答案　(1)胰島B　(2)高　增加　(3)甲組大鼠胰島素缺乏，使機體不能充分利用葡萄糖來獲得能量，導致機體脂肪和蛋白質的分解增加　(4)獲得了因胰島素缺乏而患糖尿病的動物，這種動物可以作為實驗材料用于研發治療這類糖尿病的藥物
解析　(1)胰島B細胞受損會使胰島素分泌不足，血液中的葡萄糖進入組織細胞被利用、轉化和儲存的過程受阻，最終導致血糖濃度升高。(2)若腎小管液中的葡萄糖含量增加，腎小管液的滲透壓比正常時的高，會使腎小管上皮細胞對水分的重吸收減少，從而導致大鼠的排尿量增加。(3)甲組大鼠胰島素缺乏，機體不能充分利用葡萄糖，從而使脂肪和蛋白質的分解增加，會造成大鼠體重下降。(4)題中實驗獲得了因胰島素缺乏而患糖尿病的動物，這種動物可以作為實驗材料用于研發治療這類糖尿病的藥物。
[對點訓練]
1.(2020·河南洛陽期中)生物實驗小組的同學將某動物的提取液注射到健康小鼠體內，下列關于該小鼠的分析錯誤的是(　　)
A.若小鼠出現糖尿，則注射的提取液中不可能含胰高血糖素
B.若小鼠排卵增多，則注射的提取液可能來自垂體
C.若小鼠出現呼吸加快、心率加速、反應靈敏等癥狀，則注射的提取液中可能含腎上腺素
D.若小鼠出現活動減少、嗜睡，甚至昏迷，則注射的提取液中可能含胰島素
答案　A
解析　胰高血糖素可以升高血糖，若小鼠出現糖尿，則注射的提取液中可能含胰高血糖素，A錯誤；促性腺激素能促進排卵，促性腺激素是垂體分泌的，若小鼠排卵增多，則注射的提取液可能來自垂體，B正確；腎上腺素能促進肝糖原分解而升高血糖，使心跳加快、呼吸加快等，若小鼠出現呼吸加快、心率加速、反應靈敏等癥狀，則注射的提取液中可能含有腎上腺素，C正確；胰島素能降低血糖濃度，低血糖的情況下，小鼠會出現活動減少、嗜睡，甚至昏迷，若小鼠出現活動減少、嗜睡，甚至昏迷，則注射的提取液中可能含胰島素，D正確。
2.(2021·江蘇蘇州五校聯考)切除健康狗的胰腺，2天后狗出現糖尿病癥狀。隨后連續給其注射一定量溶于生理鹽水的胰島素，發現其血糖含量恢復正常。由此推測：胰島素能降低血糖的含量。為了證明這一推論，你認為下列最適宜作為對照組的是(　　)
A.既不切除健康狗的胰腺，又不注射胰島素
B.用溶解于蒸餾水的胰島素溶液進行注射
C.切除健康狗體內的胰腺2天后，只注射等量的生理鹽水
D.將健康狗體內摘除的胰腺制成提取液，注射給切除胰腺的狗
答案　C
解析　不切除健康狗的胰腺，則其本身產生的胰島素會影響實驗結果，A錯誤；題中注射的是一定量溶于生理鹽水的胰島素，則對照組需排除生理鹽水本身的影響，注射等量的生理鹽水，B錯誤、C正確；由健康狗體內摘除的胰腺制成的提取液中不一定含有胰島素(可能被胰蛋白酶分解)，且與“注射一定量溶于生理鹽水的胰島素”不能形成對照，D錯誤。
3.(2020·北京等級模考，10)先天性甲狀腺功能減低癥(甲減)可對哺乳動物生長發育造成嚴重影響。以大鼠為實驗材料，檢測甲減仔鼠及補充甲狀腺激素的甲減仔鼠的各項指標，結果見下表。
指標 正常仔鼠 甲減仔鼠 補充甲狀腺激素的甲減仔鼠
甲狀腺激素濃度/ (pmol·L－1) 20.42 5.90 15.92
促甲狀腺激素濃度/ (TSH，mIU·L－1) 3.12 9.29 4.97
心肌重量/mg 68.27 41.29 65.66
結合上表分析甲狀腺激素分泌的調節及其與心肌生長的關系，錯誤的是(　　)
A.TSH的增加抑制了甲狀腺激素的分泌
B.補充甲狀腺激素后TSH的分泌減少
C.甲狀腺激素可促進心肌的生長
D.補充甲狀腺激素可用于治療甲減
答案　A
解析　TSH具有促進甲狀腺合成和分泌甲狀腺激素的作用，TSH的增加可促進甲狀腺激素的分泌，A錯誤；分析表格信息，補充甲狀腺激素的甲減仔鼠的TSH含量低于甲減仔鼠，說明補充甲狀腺激素后，TSH的分泌減少，B正確；分析表格信息，正常仔鼠及補充甲狀腺激素的甲減仔鼠的心肌重量都高于甲減仔鼠，說明甲狀腺激素能促進心肌生長，C正確；補充甲狀腺激素的甲減仔鼠的甲狀腺激素總量明顯大于甲減仔鼠的，稍小于正常仔鼠的，更明顯的是心肌重量基本正常，推測補充甲狀腺激素能治療甲減，D正確。

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