“驗證胰島素的生理作用”實驗

一、實驗原理

動物可以通過分泌激素進(jìn)行生命活動的調(diào)節(jié)，外加激素可以改變動物的生理狀態(tài)。胰島素是唯一能降低血糖濃度的動物激素，向動物體內(nèi)添加胰島素，體內(nèi)胰島素含量過高時，會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、實驗?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)計對照實驗。學(xué)生通過動手操作或觀察演示實驗， 進(jìn)而對實驗結(jié)果進(jìn)行對比分析并得出結(jié)論。這是在經(jīng)歷體驗基礎(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、運用驗證動物激素生理作用的方法驗證動物激素的生理作用，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物應(yīng)該選擇不同的方法。本實驗所采用的創(chuàng)新性方法，可以拓展學(xué)生的思路，提高學(xué)生的實驗探究能力。

2、關(guān)注動物激素在生產(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)實生活緊密相關(guān)。實驗讓學(xué)生親身體驗到胰島素的作用，加深了學(xué)生對科學(xué)與社會關(guān)系的認(rèn)識， 從而促使他們更加關(guān)注動物激素在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

三、材料器具

1、實驗動物：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，燒杯2 個，胰島素注射器（1 mL）3 個，5 mL 無菌注射器2 個。

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 個魚缸中。觀察鯽魚的活動狀態(tài)。

2、 噴注胰島素

3 人合作，同時將A、B、C 3 個缸中的鯽魚撈出，用濕潤的紗布包裹并抓緊。3 人同時分別向A 和B 缸中的鯽魚從鰓部緩慢噴注40個單位（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，將3 組鯽魚同時放回對應(yīng)的魚缸中。觀察鯽魚的活動狀態(tài)。

3、補(bǔ)充葡萄糖

2 人合作，同時將A、B 2 個缸中的鯽魚撈出，用濕潤的紗布包裹并抓緊。2 人同時，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 組鯽魚同時放回對應(yīng)的魚缸中。觀察鯽魚的活動狀態(tài)。

4、結(jié)束實驗

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、實驗結(jié)果與結(jié)論

1、預(yù)測結(jié)果

噴注胰島素之前，A、B、C 3 個缸中的鯽魚都十分鮮活，游動自如，活動生猛。噴注胰島素之后，A、B 缸中的鯽魚會出現(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； 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；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。最后，向B 缸的鯽魚補(bǔ)充葡萄糖后，也能恢復(fù)游動。

2、 實驗結(jié)論

提高鯽魚體內(nèi)胰島素的含量會導(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

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

編者：姜云祥