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验证胰岛素功能实验设计_“验证胰岛素的生理作用”实验

更新时间:2021-02-27 02:07

验证胰岛素的生理作用实验

一、实验原理

动物可以通过分泌激素进行生命活动的调节,外加激素可以改变动物的生理状态。胰岛素是唯一能降低血糖浓度的动物激素,向动物体内添加胰岛素,体内胰岛素含量过高时,会引起血糖浓度急剧下降,组织细胞特别是脑部细胞能源减少,导致能量供应不足而发生功能障碍,机体会出现挣扎而后昏迷等低血糖病状。此病状可以通过补充血糖得到缓解。鱼类的血糖浓度也受到胰岛素的调节,而且其鳃部布满毛细血管,通过鳃部喷注胰岛素溶液和葡萄糖溶液,都容易被吸收进入血液中。

二、实验目的

1、说明胰岛素调节血糖浓度的生理作用研究胰岛素对血糖浓度的影响,需要设计对照实验。学生通过动手操作或观察演示实验, 进而对实验结果进行对比分析并得出结论。这是在经历体验基础上获得认知, 可以用亲眼所见和亲身感受来说明胰岛素的生理作用。

2、运用验证动物激素生理作用的方法验证动物激素的生理作用,传统方法有注射激素法、饲喂激素法、摘除腺体法等,对于不同的激素和动物应该选择不同的方法。本实验所采用的创新性方法,可以拓展学生的思路,提高学生的实验探究能力。

2、关注动物激素在生产生活中的应用胰岛素是治疗糖尿病的特效药剂, 与人们的现实生活紧密相关。实验让学生亲身体验到胰岛素的作用,加深了学生对科学与社会关系的认识, 从而促使他们更加关注动物激素在生产生活中的应用。

三、材料器具

1、实验动物:质量为200 g 左右的鲜活的鲫鱼(或非洲鲫鱼等)。

2、仪器:鱼缸3 个,烧杯2 个,胰岛素注射器(1 mL)3 个,5 mL 无菌注射器2 个。

3、试剂:胰岛素注射液(速效胰岛素制剂,10 mL∶400 单位),饱和葡萄糖溶液,清水。

四、方法步骤

1、准备工作

准备3 个相同的鱼缸, 分别标号为A、B、C,并装入等量的适宜鲫鱼生活的清水。选取3 条鲜活的大小相当的质量为200 g 左右的鲫鱼,分别放入3 个鱼缸中。观察鲫鱼的活动状态。

2、 喷注胰岛素

3 人合作,同时将A、B、C 3 个缸中的鲫鱼捞出,用湿润的纱布包裹并抓紧。3 人同时分别向A 和B 缸中的鲫鱼从鳃部缓慢喷注40个单位(1 mL)的胰岛素注射液,向C 缸中的鲫鱼从鳃部缓慢喷注等量的清水(或不喷注任何溶液)。在空气中保持约2 min 左右,当喷注胰岛素的A、B 组鲫鱼出现抽搐症状时,将3 组鲫鱼同时放回对应的鱼缸中。观察鲫鱼的活动状态。

3、补充葡萄糖

2 人合作,同时将A、B 2 个缸中的鲫鱼捞出,用湿润的纱布包裹并抓紧。2 人同时,分别向A 缸中的鲫鱼从鳃部缓慢喷注10 mL 饱和葡萄糖溶液, 向B 缸中的鲫鱼从鳃部缓慢喷注10 mL 清水(或不喷注任何溶液)。在空气中保持约2 min 左右,待葡萄糖被充分吸收后,将2 组鲫鱼同时放回对应的鱼缸中。观察鲫鱼的活动状态。

4、结束实验

将B 缸的鲫鱼捞出,用湿润的纱布包裹并抓紧, 从鳃部喷注适量的饱和葡萄糖溶液,使之恢复活力。

五、实验结果与结论

1、预测结果

喷注胰岛素之前,A、B、C 3 个缸中的鲫鱼都十分鲜活,游动自如,活动生猛。喷注胰岛素之后,A、B 缸中的鲫鱼会出现抽搐, 在水中开始挣扎, 而后表现得软弱无力, 出现反肚现象, 不能自如游动; 喷注清水的C 缸鲫鱼状态如初。补充葡萄糖之后,A 缸中的鲫鱼开始复苏,恢复游动;未补充葡萄糖的B 缸鲫鱼继续反肚甚至昏迷,不能自如游动。最后,向B 缸的鲫鱼补充葡萄糖后,也能恢复游动。

2、 实验结论

提高鲫鱼体内胰岛素的含量会导致一定的病症,这种病症在补充葡萄糖后康复,而对照组不能发生相同的反应, 确证胰岛素可以降低血糖浓度。

六、讨论

这一实验选用鱼类作为实验动物, 并采用鳃部喷注试剂的方法, 相对于用兔子等哺乳动物进行静脉注射的传统做法有何优点?

编者:姜云祥

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