“驗(yàn)證胰島素的生理作用”實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)原理

動(dòng)物可以通過分泌激素進(jìn)行生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)，外加激素可以改變動(dòng)物的生理狀態(tài)。胰島素是唯一能降低血糖濃度的動(dòng)物激素，向動(dòng)物體內(nèi)添加胰島素，體內(nèi)胰島素含量過高時(shí)，會(huì)引起血糖濃度急劇下降，組織細(xì)胞特別是腦部細(xì)胞能源減少，導(dǎo)致能量供應(yīng)不足而發(fā)生功能障礙，機(jī)體會(huì)出現(xiàn)掙扎而后昏迷等低血糖病狀。此病狀可以通過補(bǔ)充血糖得到緩解。魚類的血糖濃度也受到胰島素的調(diào)節(jié)，而且其鰓部布滿毛細(xì)血管，通過鰓部噴注胰島素溶液和葡萄糖溶液，都容易被吸收進(jìn)入血液中。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

1、說明胰島素調(diào)節(jié)血糖濃度的生理作用研究胰島素對血糖濃度的影響，需要設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過動(dòng)手操作或觀察演示實(shí)驗(yàn)， 進(jìn)而對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析并得出結(jié)論。這是在經(jīng)歷體驗(yàn)基礎(chǔ)上獲得認(rèn)知， 可以用親眼所見和親身感受來說明胰島素的生理作用。

2、運(yùn)用驗(yàn)證動(dòng)物激素生理作用的方法驗(yàn)證動(dòng)物激素的生理作用，傳統(tǒng)方法有注射激素法、飼喂激素法、摘除腺體法等，對于不同的激素和動(dòng)物應(yīng)該選擇不同的方法。本實(shí)驗(yàn)所采用的創(chuàng)新性方法，可以拓展學(xué)生的思路，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

2、關(guān)注動(dòng)物激素在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用胰島素是治療糖尿病的特效藥劑， 與人們的現(xiàn)實(shí)生活緊密相關(guān)。實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親身體驗(yàn)到胰島素的作用，加深了學(xué)生對科學(xué)與社會(huì)關(guān)系的認(rèn)識(shí)， 從而促使他們更加關(guān)注動(dòng)物激素在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

三、材料器具

1、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：質(zhì)量為200 g 左右的鮮活的鯽魚（或非洲鯽魚等）。

2、儀器：魚缸3 個(gè)，燒杯2 個(gè)，胰島素注射器（1 mL）3 個(gè)，5 mL 無菌注射器2 個(gè)。

3、試劑：胰島素注射液(速效胰島素制劑,10 mL∶400 單位），飽和葡萄糖溶液，清水。

四、方法步驟

1、準(zhǔn)備工作

準(zhǔn)備3 個(gè)相同的魚缸， 分別標(biāo)號為A、B、C，并裝入等量的適宜鯽魚生活的清水。選取3 條鮮活的大小相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量為200 g 左右的鯽魚，分別放入3 個(gè)魚缸中。觀察鯽魚的活動(dòng)狀態(tài)。

2、 噴注胰島素

3 人合作，同時(shí)將A、B、C 3 個(gè)缸中的鯽魚撈出，用濕潤的紗布包裹并抓緊。3 人同時(shí)分別向A 和B 缸中的鯽魚從鰓部緩慢噴注40個(gè)單位（1 mL）的胰島素注射液，向C 缸中的鯽魚從鰓部緩慢噴注等量的清水（或不噴注任何溶液）。在空氣中保持約2 min 左右，當(dāng)噴注胰島素的A、B 組鯽魚出現(xiàn)抽搐癥狀時(shí)，將3 組鯽魚同時(shí)放回對應(yīng)的魚缸中。觀察鯽魚的活動(dòng)狀態(tài)。

3、補(bǔ)充葡萄糖

2 人合作，同時(shí)將A、B 2 個(gè)缸中的鯽魚撈出，用濕潤的紗布包裹并抓緊。2 人同時(shí)，分別向A 缸中的鯽魚從鰓部緩慢噴注10 mL 飽和葡萄糖溶液， 向B 缸中的鯽魚從鰓部緩慢噴注10 mL 清水(或不噴注任何溶液)。在空氣中保持約2 min 左右，待葡萄糖被充分吸收后，將2 組鯽魚同時(shí)放回對應(yīng)的魚缸中。觀察鯽魚的活動(dòng)狀態(tài)。

4、結(jié)束實(shí)驗(yàn)

將B 缸的鯽魚撈出，用濕潤的紗布包裹并抓緊， 從鰓部噴注適量的飽和葡萄糖溶液，使之恢復(fù)活力。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論

1、預(yù)測結(jié)果

噴注胰島素之前，A、B、C 3 個(gè)缸中的鯽魚都十分鮮活，游動(dòng)自如，活動(dòng)生猛。噴注胰島素之后，A、B 缸中的鯽魚會(huì)出現(xiàn)抽搐， 在水中開始掙扎， 而后表現(xiàn)得軟弱無力， 出現(xiàn)反肚現(xiàn)象， 不能自如游動(dòng)； 噴注清水的C 缸鯽魚狀態(tài)如初。補(bǔ)充葡萄糖之后，A 缸中的鯽魚開始復(fù)蘇，恢復(fù)游動(dòng)；未補(bǔ)充葡萄糖的B 缸鯽魚繼續(xù)反肚甚至昏迷，不能自如游動(dòng)。最后，向B 缸的鯽魚補(bǔ)充葡萄糖后，也能恢復(fù)游動(dòng)。

2、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

提高鯽魚體內(nèi)胰島素的含量會(huì)導(dǎo)致一定的病癥，這種病癥在補(bǔ)充葡萄糖后康復(fù)，而對照組不能發(fā)生相同的反應(yīng)， 確證胰島素可以降低血糖濃度。

六、討論

這一實(shí)驗(yàn)選用魚類作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物， 并采用鰓部噴注試劑的方法， 相對于用兔子等哺乳動(dòng)物進(jìn)行靜脈注射的傳統(tǒng)做法有何優(yōu)點(diǎn)？

編者：姜云祥