实验编号 |
302#(高中生物,必修3) |
实验名称 |
建立血糖调节模型 |
实验原理 |
血糖平衡的维持,其调节过程和机制非常复杂,大体可描述如下:人体内血糖含量升高时,刺激胰岛B细胞,促进它分泌胰岛素;同时作用于胰岛A细胞,使之减少胰高血糖素的分泌。当胰岛素随血液运输到肝和肌肉等器官或组织时,能促进细胞对葡萄糖的摄取和利用,还可促进肝细胞和肌肉细胞将葡萄糖合成为糖原储存起来,从而使血糖含量下降。当血糖含量降低到一定程度时,就会抑制胰岛素的分泌,增加胰高血糖素的分泌,从而促进肝糖原的分解,使血糖含量升高。可见,胰岛素和胰高血糖素可调节血糖含量,血糖含量变化反过来也会影响胰岛素和胰高血糖素的分泌,这种调节方式就是反馈调节。胰岛素可以降血糖,胰高血糖素可以升血糖,不同激素对某一生理效应发挥相反的作用,这就是拮抗作用。 建立模型非常重要的一个思路,就是对研究对象进行简化和模式化,从而从事物复杂的联系中抓住主要矛盾。因此,这个模型建构活动,就主要考虑胰岛素和胰高血糖素的作用,并将身体内组织器官的活动也进行简化、模式化的处理。 |
目的要求 |
1.描述人体内血糖调节的过程。 2.运用建构模型的方法,模拟人体内血糖调节的动态过程,建立血糖调节的模型。 3.探讨反馈调节的原理、机制和意义。
让学生通过模拟活动充分掌握和理解在不同情况下,两种激素应如何起作用共同控制血糖的平衡。增强学生交流和判断思考能力。 |
实验材料 |
1.准备3张不同颜色的纸和一把剪刀。 2.用某种颜色的纸剪出15张卡片。卡片正面写上“每1 L血液中的0.1 g葡萄糖”,背面写上“糖原”。这些是“糖卡”,翻转过来则代表葡萄糖转化为糖原,再翻回去就代表糖原分解为葡萄糖。“糖卡”是否翻转及怎样翻转需要严格依照下述3、4来进行。 3.用另一种颜色的纸剪出2张卡片,并在上面写上“胰岛素”。每张“胰岛素卡”能使1张糖卡由正面翻到背面。 4.用第3种颜色的纸剪出2张卡片,并写上“胰高血糖素”。每张“胰高血糖素卡”能使1张糖卡由背面翻到正面。
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实验仪器 |
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实验试剂 |
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方法步骤 |
(一)模拟活动 1.分组 3人(分别简称甲、乙、丙)一组。 2.设置预备场景 场景①:甲将9张“糖卡”正面朝上贴在黑板上,代表正常血糖水平(0.9 g/L),手中拿2张“糖卡”(正面朝上)。说道:“血糖是指血液中的葡萄糖。血糖随血液周流全身,为机体各种组织细胞的代谢活动提供能量。人体内有多种途径可以使血糖含量增加或减少,但是,在正常情况下,血糖的来源和去路能够保持动态平衡,从而使人体的血糖含量维持在0.9 g/L左右的相对稳定状态。如果血糖的来源和去路不能保持动态平衡,血糖含量就不能维持相对稳定。血糖含量过低时,会引起头昏、心慌、四肢无力等,严重时甚至会导致死亡。血糖含量长期过高时,可能会引起一系列并发症,还会使葡萄糖从肾脏排出形成糖尿,造成体内营养物质流失,同样有损健康。由此可见,血糖的平衡对于保证人体各种组织和器官的能量供应,进而保持人体的健康,有着十分重要的意义。机体是怎样调节血糖含量的呢?肝脏和胰岛起到非常重要的作用。谁来扮演肝脏?”
场景②:乙出场,乙拿着剩下的4张“糖卡”(正面朝下),代表储存着的糖原。指向胸前的牌子(写有“肝脏”二字)。说道:“我,我是肝脏。” 场景③:甲出场。说道:“那谁来扮演胰岛?” 场景④:丙保管“胰岛素卡”和“胰高血糖素卡”。丙出场,指向胸前的牌子(写有“胰岛”二字)。说道:“我,我是胰岛。”
3.模拟吃饭后的活动 场景⑤:甲出场。说道:“首先让我们模拟吃饭后的反应。我们的主食是米饭。在消化道内,米饭中含有的淀粉消化成葡萄糖后被人体吸收。” 甲将2张“糖卡”(正面朝上)贴在黑板上。说道:“现在,我的血糖含量过高了,机体怎样来恢复呢?” 场景⑥:丙出场,出示一张“胰岛素卡”。说道:“我来帮忙,我分泌出更多的胰岛素。”丙将2张“糖卡”翻转成正面朝下,并拿走。 乙说道:“在胰岛素的作用下,葡萄糖转变为糖原。暂时由我保管吧。” 甲说道:“我现在血糖水平恢复正常了。”
4.模拟运动时候的反应 场景⑦:甲出场,说道:“现在,我们模拟运动后的反应。由于运动需要消耗很多能量,血液中的一部分葡萄糖要用来补充肌肉消耗的糖类。这样,血液中的葡萄糖含量会下降。”
甲从桌子上拿走1张正面朝上的“糖卡”。说道:“机体怎样恢复正常血糖水平?” 场景⑧:丙出场,出示一张“胰高血糖素卡”。说道:“我来帮忙,我分泌更多的胰高血糖素。” 场景⑨:乙出场,拿出一张正面朝下的“糖卡”并翻转成正面朝上。说道:“我取出糖原,糖原在胰高血糖素的作用下转变成为葡萄糖。” 甲说道:“现在,我的血糖水平又恢复正常了。” (二)建立图解式模型 根据模拟活动,绘制图解式血糖调节的模型(见下图)。
(三)表达与交流 向全班同学汇报本组对血糖调节的模拟过程和所建立的图解式模型,分析各自所建模型的优点、缺点,以及本次活动有哪些收获和体会。最好还能提出自己在活动中想到的其他问题,与大家交流。
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实验现象 |
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实验结论 |
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[误区警示] 1、应选用不同颜色的纸做“糖卡”,胰岛素卡和胰高血糖素卡。 2、卡上字应醒目,方便活动操作。 3、各组应对此活动进行交流。 [问题探究] 一、问题思考 当血糖水平升高时,胰岛是怎样反应的?反应的结果怎样?当血糖水平降低时呢? 二、探究创新 当身体不能产生足够的胰岛素时,将会发生什么情况?
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