验证胰岛素的生理作用实验设计

50生物学通报2011年第46卷第1期

“验证胰岛素的生理作用”实验设计

黄广慧

摘要

（广东省佛山市第一中学

广东佛山

528000）

介绍了验证胰岛素生理作用的创新性实验：以鲫鱼为实验动物，通过鳃部喷注的方

法向鱼体内添加胰岛素，鲫鱼表现出低血糖病症，再补充葡萄糖溶液后鲫鱼的病症消退，证明胰岛素具有降低血糖浓度的作用。该实验取材容易、成本低廉、操作简便、见效快速，容易得到推广。

关键词

胰岛素

激素调节

实验设计文献标识码：B

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。

中国图书分类号：G633.91

生物学是一门以实验为基础的学科，实验在生物学教学中占有重要的地位。在“动物的激素调节”一节的教学中，为了让学生获得关于血糖调节的感性认识，笔者设计了一个验证胰岛素生理作用的实验。这一实验的开展，不但有利于促进学生的知识学习，而且有助于培养学生的探究能力，收到良好的教学效果。

33.13.2

材料器具实验动物仪器试剂

质量为200g左右的鲜活的鲫

鱼（或非洲鲫鱼等）。

鱼缸3个，烧杯2个，胰岛素注射器胰岛素注射液(速效胰岛素制剂,10mL∶

研

（1mL）3个，5mL无菌注射器2个。

11.1

实验目的

说明胰岛素调节血糖浓度的生理作用

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。

3.344.1

400单位），饱和葡萄糖溶液，清水。

方法步骤准备工作

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

验证动

取3条鲜活的大小相当的质量为200g左右的鲫鱼，分别放入3个鱼缸中。观察鲫鱼的活动状态。

1.2运用验证动物激素生理作用的方法

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。

4.2喷注胰岛素3人合作，同时将A、B、C3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

1.3关注动物激素在生产生活中的应用胰岛40个单位（1mL）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2min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。

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。

2实验原理

动物可以通过分泌激素进行生命活动的调节，

4.3补充葡萄糖2人合作，同时将A、B2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10mL饱和葡萄糖溶液，向B缸中的鲫鱼从鳃部缓慢喷注

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

10mL清水(或不喷注任何溶液)。在空气中保持约2min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。

2011年第46卷第1期生物学通报51

重金属铜对3种跳虫的影响*

岳丽蕊

贾少波**

赵

岩

张玉平

252059）

（聊城大学生命科学学院

山东聊城

摘要为选择适于国内土壤环境健康测试的跳虫物种，采用重金属食物投入法，比较分析

了重金属铜对3种跳虫的影响，结果表明：3种跳虫中似少刺齿虫兆（Homidiasimilis）敏感性最强；小原等节虫兆（Proisotomaminuta）耐受性最强；紫虫兆（Ceratophyselladuplicispinosa）的敏感性和耐受性均位于二者之间。低浓度的铜能促进3种跳虫的生长和繁殖。与以往相关研究结果比较显示，小原等节虫兆较以前认为的最具耐受性物种———环带长角长虫兆（Orchesellacincta）有更好的耐受性，为研究跳虫耐受机制的一种好材料。而刺齿虫兆类则可能是土壤环境健康状况的敏感指示生物。

关键词

跳虫

铜

敏感性

耐受性文献标识码：B

应进行初步研究,为环境的生物监测提供借鉴。

中国图书分类号：Q959.22

跳虫（springtails）是近年来在土壤恢复和环境指示研究中引人注目的动物类群。已有研究表明，跳虫不仅在分解土壤和落叶层有机物中起重要作用，而且在高度污染的土壤中分别表现出对毒物的敏感性和耐受性［1］。因此，跳虫对土壤重金属的生物学响应研究成为目前土壤健康研究的重要内容。以往的土壤生态毒理研究中,白符虫兆（Folsomiacandi-

1材料与方法

1.1跳虫的选取和培养分别选择紫虫兆（Cerato-physelladuplicispinosa）、小原等节虫兆（Proisotoma

minuta）和似少刺齿虫兆（Homidiasimilis）作为研究

对象，它们分属于球角虫兆科（Hypogastruridae）、等节虫兆科（Isotomidae）和长角虫兆科（Entomobryidae）。作者近年的研究表明，紫虫兆、小原等节虫兆和似少刺齿虫兆在我国大部分地区为优势种。本文实验所用的3种跳虫均采自京杭运河聊城沿岸农田。

采用“石膏一活性炭混合物培养基”饲养跳虫。根据3种跳虫的特征设定培养环境（表1），保

da）被选为欧洲土壤污染情况检测的“标准虫”［2］；在

土壤跳虫耐毒机制研究中，唯一使用过的跳虫材料是环带长角长虫兆（Orchesellacincta）。以上2种跳虫在中国并非优势物种,本文把中国分布的3种跳虫优势种作为比较材料，就其对重金属铜的生物学反

4.4

结束实验

将B缸的鲫鱼捞出，用湿润的纱

萄糖后，也能恢复游动。

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。

5.2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。

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，具有取材容易、成本低廉、操作简便、见效快速的优点，既可以用于教师演示，也适用于学生动手实验，有利于在各地区推广应用。

（E－mail：[email protected]）

55.1

实验结果与结论预测结果

喷注胰岛素之前，A、B、C3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

**通讯作者

*基金项目：科技基础性工作专项（2006FY120100）；山东省自然科学基金（ZR2010CM018）