对“建立血糖调节模型”实验改进与实施

王雪

摘 要：教师抛砖引玉，学生拆分重组，师生共建血糖调节（纸质）模型，理清血糖调节的基本原理和主要过程，进行创新思维和延伸探究。初探糖尿病血糖调节模型，进而延伸糖尿病相关症状、病因及预防糖尿病。

关键词：血糖调节模型；实验改进；创新思维；延伸探究

“建立血糖调节模型”是人教版高中生物必修（3）中的学生分组探究性实验。由于血糖调节是一个复杂的生理过程，在构建模型时，材料的选定、调节过程的表达等都难以确定，而且耗时费力。怎样在课堂上快速构建一个既简便又科学的血糖调节模型，是我们探究多年的课题。

本文探究建立一种纸质血糖调节模型，采用教师抛砖引玉，学生拆分重组，师生共同建模的方法，现将探究过程简介如下：

一、模型构建的目的和原理

1.实验目的：通过建立血糖调节模型，了解血糖调节的基本原理和主要环节，使学生能够正确理解胰岛素和胰高血糖素相互拮抗作用，擺正两者之间的关系。

2.基本原理：下丘脑中枢调控下的胰岛素和胰高血糖素相互拮抗作用的反馈调节机制。

二、方法步骤

给学生分发教师自制血糖调节纸质模型和白纸，利用所给材料，将高度概括的纸质模型进行拆分，再按照自己的设计逐步分解，细化重组，构建出新的血糖调节模型。

三、操作注意事项

1.分析血糖调节模型的模块组成

2.资源共享：①下丘脑作为胰岛素和胰高血糖素分泌的调控中枢；②胰岛素的降糖作用；③胰高血糖素的升糖作用；④胰岛素的信号传导；⑤糖代谢失衡引发糖尿病。

3.个人空间：①胰岛素是怎样降糖的；②胰高血糖素是怎样升糖的；③胰岛素和胰高血糖素两者之间的关系。

四、创新思维

1.在血糖调节中，除胰岛素和胰高血糖素外，还有哪些激素参与，怎样表示？

如肾上腺激素是否也参与血糖调节，与此同时是否也伴随着肾上腺激素、胰岛素和胰高血糖素之间存在这直接或间接的关系，进而可以比较全面的以概念图的形式表示出血糖调节网络。概念图可以清晰地展现出协同、拮抗关系。利用该环节也可以体现新课程改革中的课堂教学的一个分支探究性教学应用于实验，提高学生自主学习的能力、探究性学习的能力、小组合作能力。

2.人在饥饿感后并没有进食，但是饿一段时间之后就不饿了是何道理？

引导学生分析饥饿感产生的原因，并以胰岛素、胰高血糖素通路的概念图的形式进行小组合作探究进而构建概念模型。饿一段时间后就不饿了是何道理是否也伴随着血糖的调节？此过程是如何调节的？该过程可以进一步拓展到神经调节参与血糖调节的一个环节，由于血糖调节的中枢在下丘脑，感觉中枢在大脑皮层，所以产生感觉的大脑皮层可以直接调控相对较低级的神经中枢下丘脑。所以该环节的延伸拓展可以进一步整合到神经调节和体液调节的综合体。充分体现学生为主体，教师为主导的新课程探究性教学理念。

3.葡萄糖主动运输进入靶细胞的动力源来自何方，是ATP吗？

细胞的各项生命活动都需要能量，能量的根本来源、直接来源又都是什么？该环节的葡萄糖需要以主动运输进入靶细胞，动力哪里来，是否也是ATP直接供给能量呢？ATP在此过程如何功能？

4.糖尿病的病因有哪些？

由于现在生活中环境因素和人类自身因素两方面的限制，糖尿病患者日趋增多，那么哪些因素可以直接或间接导致糖尿病的发生呢？与人类的生活习惯、饮食习惯、食物的丰富性等因素是否有关呢？同时可以探究延伸至如何调节自身的作息时间、饮食习惯。

五、延伸探究

1.糖尿病的血糖调节与正常人的血糖调节相比有何区别。（血糖水平；胰岛素水平；胰高血糖素水平；胰岛素抵抗）

该过程的胰岛素、胰高血糖素所起的作用是否相同，各自是否仍能继续执行原本的降低血糖和升高血糖的原有机能，同时两者之间的关系是否在该过程发生了变化？同时在血液中两种激素的含量会有什么变化？

2.葡萄糖载体传运葡萄糖的主动运输是由胰岛素信号传导来激活的。（胰岛素信号传导通路；多米诺骨牌效应）

胰岛素信号传导通路的形成途径是否也是通过主动运输来完成，该过程的激活还需要哪些因素的激发？

3.葡萄糖刺激胰岛素分泌的机制。（中枢调控下的ATP敏感k+通道关闭，电压门控Ca+通道打开，使胞内Ca+上升）

4.Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病的病理基础。（基因突变和环境诱导）

该过程可以引导学生与基因突变融合在一起，环境和人为因素是否可以诱导出两种糖尿病？

六、实验反思

通过以上实验设计和实验检验，达到了实验目的，收到了建模的效果。学生的纸质模型，虽然参差不齐，但却培养了他们创新思维。延伸探究虽然难度很大，但却锤炼了他们的坚定信念，砥砺了学生的探究能力。

参考文献：

[1]愈小燕，沈初见.建立血糖调节的模型[J].生物学通报，2006，41（8）：33-35.

[2]刘志才，张玉江，杨立延.Ⅰ型糖尿病病人胰高血糖素和胰岛素水平的变化及临床意义[J].青岛大学医学院学报，2003，39（3）：335-336.

[3]孙庆磊，高宏凯，张新国.肝细胞胰岛素信号传导通路与胰岛素抵抗[J].中国实用医药，2007，2（33）：182-184.

[4]王玉中，孙素珍，林玲，等.葡萄糖诱导胰岛素合成分泌机制与特点[J].2009，15（11）：1690-1693.

编辑 马晓荣