“建立血糖调节的模型”的探究活动解读

“建立血糖调节的模型”的探究活动解读
浙江省绍兴市第一中学沈初见俞小燕
摘要本文通过教学参考的形式，结合探究过程，将人教版高中生物新教材中“建立血糖调节的模型”这一实验预做情况展示出来，以便于有关师生在实际教学、学习中有所帮助。

文中重点叙述了教师如何指导学生从建模的角度设计“建立血糖调节的模型”实验，由学生主动地去探究，来完成知识的建构等几方面内容。

关键词反馈调节拮抗作用糖尿病模型方法
1 课题分析
“建立血糖调节的模型”实验是动物生理学中的一个重要实验，该实验的原理是：血糖平衡的调节主要建立在反馈调节和激素之间的拮抗作用上。

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，形成较多的葡萄糖，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影响胰岛素和胰高血糖素的分泌，这就是反馈调节。

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。

这一实验说明了血糖平衡的调节主要建立在反馈调节和激素之间的拮抗之上。

通过实验，掌握血糖平衡的调节原理，复习胰岛素和胰高血糖素的作用并且进一步理解反馈调节及拮抗作用的本质，并通过构建模型，让学生体验科学研究的一种方法；尝试探索如何将建模理论在生活实践中进行应用，并体会活动设计表演的乐趣；为以后学习研究动物生理学其它稳态知识以及运用建模思想有较好的启迪，因此在动物生理学具有重要的意义。

在高中生物教材中，血糖平衡的调节一直是重要的教学内容，但是，个体水平的调节与稳态，内容比较抽象。

以往的教学在设计思路是由于主要仅凭教师讲述，仅仅告诉了学生内容，学生很难真正理解。

其实我们应该看到，学生在过去的学习中已积累了很多基础，学习中应该突出了学生的主体地位，充分利用学生已有的知识储备和生活经验，在教师的不断引导下，由学生主动地去探究有关血糖平衡调节的新内容。

根据高中生物课程标准的要求，我们从建模的角度设计了“建立血糖调节的模型”实验，通过活动来建构知识?，设计资料分析、模型建构、思考与讨论等活动，让学生通过探究性学习活动，来完成知识的建构。

1.1 实验目的意在引导学生通过这个建模活动，更好地理解人体内是如何对血糖含量进行调节的，并在此基础上理解体内激素如何对生命活动进行调节；同时，也力图引导学生初步了解建构模型，尤其是概念模型的基本方法和意义。

学生所做的模拟活动，是构建动态的物理模型，模拟活动之后，学生再根据在活动中的体验，构建图解式概念模型或进行计算机模拟。

1.2 实验材料和用具
1.2.1 准备3张不同颜色的纸和一把剪刀。

1.2.2 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步骤3、4来进行。

1.2.3 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。

1.2.4 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。

2 教学设计
2.1 教学目标
2.1.1 理解和把握动物生理学的核心概念──血糖平衡调节的原理、意义、机制。

2.1.2运用建构模型的方法，建立血糖调节的模型。

2.1.3 培养学生通过构建模型理解模型方法的重要作用。

制定以上教学目标是基于这样的认识，通过这个实验, 可以了解血糖的平衡、意义、调节机制，培养学生理论联系实际、学以致用的学习意识；增强学生自我保健意识，使学生更加珍爱生命，养成良好的生活习惯；创设探究情境，培养学生观察、分析、判断的思维能力，设计和完成实验的能力，运用所学知识，解释和说明生活中实际问题的能力。

2.2 设计思路
该实验联系日常生活中的实例，如饭后大量的葡萄糖吸收到体内，但血液中的葡萄糖浓度只有短暂的升高，很快就恢复正常，让学生讨论吸收到体内的大量的葡萄糖到哪里去了，为引出胰岛素的知识做铺垫；然后做模型建构活动：用不同颜色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素，以小组为单位模拟吃饭后和运动后体内葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素的变化，建构血糖调节模型。

2.3 教学建议
通过前面的学习，学生已学习了血糖平衡调节的原理，因而这次实验，教师要鼓励学生,特别是组织自学能力较强学生分别扮演各种角色，通过模拟和讨论，不断修正以构建正确的模型。

教师起到组织者和引导者的作用。

构建正确的模型，这也是本实验的重点。

在指导学生进行建模时，不要束缚学生的思路，也不一定局限于教材中提供的方案，要鼓励学生大胆设想、求异创新，设计出既简便易行，又科学准确而且生动活泼的实验活动方案。

本实验研究最好以小组为单位进行，学生可自愿结合组成若干小组，要求选出小组长负责本组的研究工作。

2.3.1 事先应组织学生预习好血糖平衡调节的有关知识。

2.3.2 用不同颜色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素，卡片规格要统一，最好用打印字。

2.3.3 为了使活动开展得较为生动，可有每小组自导自演游戏内容，动手操作与讲话相结合。

2.3.4 有条件学校及学生在模拟活动之后，根据在活动中的体验，构建图解式概念模型或进行计算机模拟。

2.3.5 活动结束之后，教师要教给学生认真分析活动结果，还要引导学生利用实验事实进行科学推理，得出相应的结论，最后完成实验报告。

课题报告完成之后，教师应组织学生进行交流。

教师在组织学生交流报告时，不但要让学生交流自己所做的实验报告，还要让学生汇报完成本课题的体会，如经验、教训、克服困难的方法等。

3 探究活动
4 深化拓展
4.1 糖尿病可以遗传吗？是不是只缺乏胰岛素才引起糖尿病
糖尿病可以遗传，因为几乎所有的糖尿病患者，尤其是青少年型糖尿病患者，都有一两位前辈人是糖尿病患者。

青少年型糖尿病属于多基因遗传病，不仅表现出家族聚集现象，还比较容易受环境因素的影响，在群体中的发病率较高，大约4％的人一生中的某个时期可能发生某种程度的糖尿病。

老年人，尤其是肥胖者，常发生轻度的糖尿病。

只要他们继续过量进食，血糖浓度就不会下降，但节制饮食，血糖常能恢复正常。

肥胖导致糖尿病主要是由于血液内有过多的脂肪酸，抑制葡萄糖代谢造成的。

近年采用放射免疫法测定证明，只有小部分糖尿病患者是绝对的缺乏胰岛素，大部分患者血液中具有正常或超常量的胰岛素，这可能与靶细胞中胰岛素受体的减少或亲和力降低有关。

另有资料表明，糖尿病不是一种激素不正常的疾病，而可能是胰岛素和胰高血糖素都不正常的结果，即糖尿病可能伴有相对和绝对的血液中胰高血糖素过高症。

4.2 糖尿病的成因、症状与治疗方法
糖尿病是由遗传和环境因素相互作用而引起的一种常见病，与人们的饮食状况和生活方式有直接的关系。

饮食过多而不节制，营养过剩，体力活动过少，从而造成肥胖（脂肪堆积）等是糖尿病的诱因之一。

现代社会人们的压力越来越大，伴随着精神的紧张、情绪的激动等多种应激状态，体内升高血糖的激素（如生长激素、去甲肾上腺素、胰高血糖素及肾上腺皮质激素等）会大量分泌，从而使血糖升高。

“三多一少”是糖尿病的主要症状，是由于糖尿病病人的胰岛素分泌不足，使得葡萄糖进入组织细胞和在细胞内的氧化利用发生障碍，导致细胞内能量供应不足，所以病人多食仍感觉饥饿。

病人多食又使血糖来源增多、血糖含量升高，当血糖含量高于160～180 mg/dL时，糖就从肾脏大量排出，同时也带走了大量水分，所以病人多饮仍感觉口渴。

糖尿病的治疗必须以饮食控制、运动治疗为前提。

糖尿病病人应控制进食糖类食物，减少高脂肪及高胆固醇食物的摄入量，适量增加高纤维及淀粉类食物。

经常参加体育运动，尽可能做全身运动，包括散步和慢跑等。

在此基础上，适当使用胰岛素增敏剂等药物。

参考文献
1．施忆.高中生物课程标准中的活动与探究. 北京：高等教育出版社，2003.
2．陈阅增．普通生物学．北京：高等教育出版社，1997.
3．吴庆余.基础生命科学. 北京：高等教育出版社，2002.
4．北京大学生命科学学院编写组.生命科学导论. 北京：高等教育出版社，2000. 5．王玢．人体及动物生理学．北京：高等教育出版社，1996．
6．吴襄珏．生理学大纲．北京：高等教育出版社，1987．。