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1、高中生物胰岛素知识考点一、血糖的来源去路糖 类 代 谢主 要 来 源:食 物 中 的 糖 类主 要 去 路:氧 化 分 解二、血糖平衡的调节血精高直接 某区域丘-副交感神经兴奋血朝弱化分解)叫细 胞 血 箫 素合成就收促进转化成脂肪等抑制L肝糖原分解II确 物 质 转 化J使血撕浓度降低,趋向于正常值(O.81.2g/L)脑 另一区域*画面回r 线促进肝糖原分解1 1增 低T上1肢岛A细胞直 接-_ _ _ _ _ _族高血皓分泌 o素增加机稳升矗,由于正常质转化三、与胰岛素有关的其他激素胰岛素是唯一能够使血糖浓度工隆的激素。胰岛素与胰高血糖素的插抗作用使血糖维持相对稳定。胰岛素抑制胰高血糖素
2、的分泌,胰高血糖素促进胰岛素的分泌。肾上腺素与胰高血糖素蜩作用使肝糖元分解。四、糖尿病糖 尿 病 症 状 分 析症 状i三多一 少胰 岛R细 胞 受 损胰 岛 素 力 泌 不 足I血 糖 浓 度 脂肪分 解、160-180mg/dL 蛋 白 质”名 仓,能源物版流失 I 夫芬为上多 尿,水 重 吸 收 减 少 尿 瘠-多 轨消 瘦五、血糖平衡的意义1、当血糖浓度低于5 0 60 m g/d L 时出现低血糖早期症状:头昏、心慌、出冷汗、面色苍白、四肢无力,如及时能吃一些含糖较多的食物,或是喝一杯浓糖水,就可以恢复正常。2、当血糖浓度低于4 5 m g/d L 时出现低血糖晚期症状:惊厥和昏迷等
3、。只要及时从静脉输入葡萄糖溶液,症状就会缓解。3、当空腹血糖浓度高于1 3 0 m g/d L 时叫高血糖症,血糖浓度在1 3 0-1 60 m g/d L 时不会出现糖尿。4、当血糖含量 高 于 1 60 1 8 0 m g/d L 的范围时会引发糖尿病,此时,一部分葡萄糖随尿排出,出现尿中含糖现象。六、血糖调节的图解式模型七、常问问题1、高血糖一定会出现糖尿吗?不一定,正常人只有血糖浓度超过肾糖阈(1 60 m g/d L),才会出现糖尿。2、如果某人持续出现糖尿,是否就能肯定他患了糖尿病?不能肯定,因为肾脏功能发生障碍的人,其肾小管不能有效地将葡萄糖吸收到血液,也会出现持续糖尿3、糖尿病
4、形成原因一是胰岛8细胞受损体内胰腺分泌的胰岛素数量不足二是相应的受体出现问题正常成年人每天在肾脏可以产生180升左右的原尿,除了蛋白质,原尿的成分、浓度与血浆基本相同,但是人每天最终排除体外的尿液(终尿)1.8升左右,原尿中的大部分葡萄糖被肾脏重新吸收回了血浆。正常人尿液中是没有葡萄糖的,尿液出现葡萄糖的原因主要有两种:一种是因为胰岛素分泌不足导致血糖增高,超过了肾脏最大重吸收能力导致尿糖;一种是因为肾脏病变,重吸收功能下降,原尿中的糖无法重吸收会导致尿糖,即使注射胰岛素也无效。经过检查,张某的尿液中含有葡萄糖,医生怀疑张某尿糖的病因是肾脏病变而不是胰岛素分泌不足。现有胰岛素、本尼迪特试剂、尿
5、液收集装置、注射器、试管及高中生物实验室具备的用具,设计一个简单的实验,初步判断张某的病情。(注意:胰岛素的给药量,给药时间及药物作用时间等不作要求。)(1)实验原理:(2)实验步骤:早餐后2 h,收集张某尿液2mL装入试管A;结果预测:若,张某为肾病患者,若,张某为糖尿病患者。【答案】(1)注射胰岛素后,如果是肾脏病变者,尿液中仍有葡萄糖;如是糖尿病患者,尿液中无葡萄糖;葡萄糖遇本尼迪特试剂会产生红黄色沉淀通过对张某注射一定量胰岛素,次日早餐后2 h,收集张某尿液2mL装入试管B;向A、B两试管中均加入等量本尼迪特试剂,沸水浴,观察显色情况。A、B试管均出现红黄色沉淀A试管出现红黄色沉淀,B
6、试管不出现红黄色沉淀血糖的平衡对于保证机体各组织器官的能量供应具有重要意义。机体内有多种激素能够调节血糖的含量,但以胰岛素和胰高血糖素的作用为主。请回答:当机体处于不同的功能状态时,血液中胰岛素与胰高血糖素的摩尔比值(I/G)不同。在剧烈运动后,I/G将变(填“大”或“小”)。(2)将胰岛B 细胞分别接种于含5.6 mmol/L葡萄糖(低糖组)和 16.7 mmol/L葡萄糖(高糖组)的培养液中,培养一段时间后检测,高糖组和低糖组释放的胰岛素的量有明显差异。此结果说明胰岛B 细胞能直接感受的变化,并调节 o(3)给成年的肥胖者和非肥胖者一次性口服足量的浓葡萄糖溶液后,测定血液中的葡萄糖和胰岛素
7、浓度,结果如图:ooO963血黠值3p、x3-肥胖者-非肥辟意肽岛素Of 30 SO 90 120 Of 30 60 90 120口眼葡匐精 时 间(in)口服第萄带 时 间(in)30min后,血糖浓度恢复正常的原因主要是胰岛素增多,加速_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _据图分析,口服葡萄糖后,肥 胖 者 与 非 肥 胖 者 的 血 糖 浓 度,胰岛素分泌量_0 上 述 事 实 说 明 肥 胖 者 胰 岛 素 调 节 血 糖 平 衡 的 效 率(填“较高”或“较低”),请从激素调 节 的 原 理 推 测 造 成 该 结 果 最 可 能 的 原 因
8、是.【答案】小 血糖含量 胰岛素的分泌 组织细胞对血糖的摄取、利用和储存 基本一致 肥胖者胰岛素的分泌量明显高于非肥胖者胰岛素的分泌量 较低 肥胖者的胰岛素与受体的结合能力弱(肥胖者的胰岛素靶细胞表面受体对胰岛素的敏感度较低、肥胖者的胰岛素靶细胞表面受体较少等)【解析】【分析】本题以图文结合的形式,考查学生对血糖平衡调节等相关知识的识记和理解能力,以及获取信息、分析问题的能力。【详解】(1)剧烈运动,葡萄糖因被氧化分解供能的增加而使血糖含量降低,此时对胰岛A细胞的刺激增强,使其分泌的胰高血糖素增多,而对胰岛B 细胞的刺激减弱,导致胰岛B 细胞分泌的胰岛素减少。可见,在剧烈运动后,I/G将变小。
9、(2)高糖组和低糖组释放的胰岛素的量有明显差异,说明胰岛B细胞能直接感受血糖含量的变化,并能调节胰岛素的分泌。(3)一次性口服足量的浓葡萄糖溶液后,因葡萄糖被吸收而导致血糖浓度升高,此时对胰岛B细胞的刺激 增 强,导致胰岛素的分泌量增多,促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖浓度。由图可知:肥胖者与非肥胖者的血糖浓度基本一致,但肥胖者胰岛素的分泌量明显高于非肥胖者胰岛素的分泌量。胰岛素只有与胰岛素受体结合才能发挥降血糖的作用。结合对的分析可知:肥胖者胰岛素调节血糖平衡的效率较低,其原因可能是:肥胖者的胰岛素与受体的结合能力弱,或者是肥胖者的胰岛素靶细胞表面的受体对胰岛素的敏感度较
10、低,也可能是肥胖者的胰岛素靶细胞表面受体较少等,所以需要分泌较多的胰岛素来调节血糖的平衡。【点 睛】解题的关键是识记并理解血糖平衡调节的过程,系统、全 面 地 构 建 知 识 网 络(图 中 的“+”表 示 促 进)。血糖浓度高+!胰岛B细胞八+r腴岛素分薮增力口 一T某区域他加L 血糖氧化分解里 一 合 成 糖 原匚转化成脂肪等抑 制 肝糖原分解一非糖物质转化使血精浓度降低.趋向于正常值(0.87.2 g/L)另一区域)肾上腺(髓质)*肾上腺V血 糖 浓 三 十|胰 岛A细胞度 低 直 接1-素 增 加I促 港 肝 糖 原 分 解 血糖浓度号 厂 A股高血糖,分 泌 素 增 加“I高,趋非糖
11、物质转化J于正常胰岛素抵抗是指细胞膜上的激素受体对胰岛素的敏感性下降,这是造成II型糖尿病的最主要原因。脂联素是人体脂肪细胞分泌的一种激素,增加组织细胞对葡萄糖的摄取,从而显著改善胰岛素抵抗。有研究表明姜黄素能促进脂联素的合成和分泌,从而有效减轻n 型糖尿病患者的症状,请设计实验验证上述结论。根据提供的实验材料补全实验思路,预期实验结果并分析。实验材料及器具:2 1 日龄的n 型糖尿病小鼠若干,姜黄素,安慰剂,普通饲料,血糖测定仪,脂联素测定仪。(要求与说明:姜黄素采用每日定时灌胃的方式补充,具体的剂量和时间不作要求;血糖和脂联素量的测定每天空腹时进行,其他测定方法不作要求)(1)实验思路 取
12、 2 1 日龄的II型糖尿病小鼠随机分为2 组,编号为A、B;:;对所得数据进行统计与处理。(2)用一个坐标曲线图将预期实验结果表示出来。(3)分析与讨论:H型 糖 尿 病 患 者 的 血 液 胰 岛 素 水 平 较 正 常 人,主要原因是;脂联素与胰岛素对血糖的调节有 作用。【答案】空腹时取两组小鼠的血液,分别用血糖测定仪、脂联素测定仪测定每组鼠的血糖和脂联素的量,记录并计算每组的平均值给A组小鼠每天定时灌胃适量的姜黄素和普通饲料,给 B组小鼠每天定时灌胃适量的安慰剂和普通饲料在适宜的条件下伺养一段时间后,每天重复操作血糖含址:B 组血糖含员:A 组血糖含址:A 组脂联素含量:B 组脂联素含
13、垃姜黄素对n 型糖尿病小鼠的影0时间姜黄素对II型糖尿病小鼠的影响响高n 型糖尿病患者由于靶细胞上的胰岛素受体对胰岛素不敏感,则靶细胞对血糖的降血糖效应较弱,导致血糖升高,高血糖会刺激胰岛B细胞合成并分泌更多的胰岛素 协 同(或共同降血糖)【解析】试题分析:胰岛素的作用机理:促进血糖进入组织细胞,并在组织细胞内氧化分解、合成糖元、转变成脂肪酸等非糖物质;抑制肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖(抑制2 个来源,促进3 个去路)。胰高血糖素的作用机理:促进肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖(促 进 2 个来源)。(1)根据题干信息分析,该实验的目的是验证姜黄素能促进脂联素的合成和分泌,从而有效减轻I
14、I 型糖尿病患者的症状,实验的思路为:取 2 1 日龄的I I 型糖尿病小鼠随机分为2 组,编号为A、B;空腹时取两组小鼠的血液,分别用血糖测定仪、脂联素测定仪测定每组鼠的血糖和脂联素的量,记录并计算每组的平均值;给A 组小鼠每天定时灌胃适量的姜黄素和普通饲料,给B 组小鼠每天定时灌胃适量的安慰剂和普通饲料;在适宜的条件下伺养一段时间后,每天重复操作;对所得数据进行统计与处理。(2)根据实验的目的和实验步骤预测实验结果,如图:B 组血糖含比:A组血糖含址:A组脂联素含量:B 组脂联素含垃0时间姜黄素对II型糖尿病小鼠的影响(3)由于D型糖尿病患者由于靶细胞上的胰岛素受体对胰岛素不敏感,则靶细胞
15、对血糖的降血糖效应较弱,导致血糖升高,高血糖会刺激胰岛B细胞合成并分泌更多的胰岛素,因此I I 型糖尿病患者的血液胰岛素水平较正常人高;脂联素与胰岛素对血糖的调节有协同(或共同降血糖)作用。如图为人体胰岛素基因控制合成胰岛素的过程示意图。据图回答AUGUAA为终止俯码子表示甘城酸表示天冬氨酸表示色氨酸 表 示 内 氨 酸染色体DNA 胰岛素基因 染色体DNA(1)图 中 表 示 的 过 程 称 为,催 化 该 过 程 的 酶 是。表示的物质是(2)图 中 天 冬 氨 酸 的 密 码 子 是,胰岛素基因中决定的模板链的碱基序列为(3)己知胰岛素由两条多肽链共5 1 个氨基酸组成,指导其合成的的碱
16、基数远大于1 5 3,主要原因是.一个上结合多个核糖体的意义是.【答案】(1)转录 RNA 聚合酶 mRNA (2)GA C C C A C TGA C C (3)mRNA 上存在终止密码子等不翻译的序列在短时间内生成大量的同种蛋白质【解析】(1)分析图解可知,图中过程以基因的一条链为模板合成mRNA 的过程,表示遗传信息表达过程中的转录,该过程需要RNA 聚合酶催化。图中表示mRNA。(2)密码子是指mRNA 上三个相邻的碱基,图 中 天 冬 氨 酸 的 反 密 码 子 为 C U G,密码子与其碱基互补配对,因 此 密 码 子 是 G A C.图中看出,“_ 的 mRNA 上的对应的密码子
17、为-GGUGA C UGG-,因此胰岛素基因中决定的模板链的碱基序列为一C C A C TGA C C-。(3)(4)已知胰岛素由两条多肽链共5 1 个氨基酸组成,指导其合成的的碱基数远大于1 5 3,主要原因是mRNA 上存在终止密码子等不翻译的序列。一个上结合多个核糖体的意义是在短时间内合成大量的同种蛋白质。D NA 复制、转录、翻译的比较复制转录翻译时间细胞分裂的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板D NA 的两条单链D NA 的一条链mRNA原料4 种脱氧核昔酸4 种核糖核甘酸2 0 种氨基酸能量都需要酶解旋酶、D NA 聚合酶解旋酶、RNA 聚合酶
18、合成酶产物2 个双链D NA一个单链RNA多肽链(或蛋白质)产物去向 传递到2个子细胞或子代通过核孔进入细胞质组成细胞结构蛋白或功能蛋白特点边解旋边复制,半保留复制边解旋边转录,转录后DNA恢复原状翻译结束后,mRNA被降解成单体碱基配对 A一T,TA,C-G,G-C AU,TA,CG,GCAU,UA,CG,GC意义传递遗传信息表达遗传信息,使生物表现出各种性状下图是人体胰岛素分泌调节及发挥生理作用的示意图。请据图回答:(1)人进餐后,食物刺激消化管牵张感受器产生的兴奋传到A处时,细胞膜内外的离子流动主要趋势是。如果将记录仪的C.D两电极均置于膜外,观察记录C.D两电极之间的电流表偏转情况(次
19、数及方向)应该为(2)兴奋在神经元之间的(传导、传递)需要经过B结构完成。(3)胰 岛 素 是 由 分 泌 的,它 与 受 体 结 合 后 产 生 的 生 理 效 应 是 促 进 组 织 细 胞葡萄糖,从而降低血糖浓度。(4)关于胰岛素分泌及其调节,下列叙述正确的是()A.既有神经调节又有体液调节B.存在反馈调节C.血糖也参与胰岛素分泌的调节D.胰岛素的合成、分泌过程依次经过的具膜细胞器为核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜(5)某糖尿病患者血液中的胰岛素水平正常,其患病原因是体内抗体破坏了胰岛素受体,说明该病人还患 有 疾病。【答案】(1)Na,内流 2次,先向左再向右(2)传递(3)胰岛B细胞
20、 加速摄取、利用和转化(4)A B C(5)自身免疫病【解析】试题分析:(1)产生的兴奋传到A处时,细胞膜内外的离子流动主要趋势是Na.。如果将记录仪的C.D两电极均置于膜外,观察记录C.D两电极之间的电流表偏转情况(次数及方向)应该为发生方向相反的两次偏转。(2)兴奋在神经元之间的传递需要经过B结构突触完成。(3)胰岛素是由胰岛B细胞分泌的,它与受体结合后产生的生理效应是促进组织细胞加速摄取、利用和转化葡萄糖,从而降低血糖浓度。(4)据图可知胰岛素的分泌调节既有神经调节又有体液调节,血糖可直接刺激胰岛B细胞,参与胰岛素分泌的调节。核糖体不属于具膜的细胞器。(5)抗体破坏了胰岛素受体,说明该病
21、人还患有自身免疫病疾病。血糖的平衡对于保证机体各种组织和器官的能量供应具有重要的意义,胰岛素是维持血糖平衡的重要激素。下图表示胰岛素分泌的调节过程及胰岛素作用机理。据图分析回答:胰岛血就求(1)当血糖浓度上升时,葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋,经兴奋的传导和传递,最终传递给胰岛B细胞的信号分子A是,该分子与胰岛B细胞膜上相应的受体结合,引起胰岛素分泌增多;由图分析,胰岛B细胞分泌胰岛素还受到 的影响。以上说明胰岛素分泌的调节方式包括 调节。(2)糖尿病病因之一是患者血液中存在异常抗体(图中抗体1、抗体2)。图中因抗体引起的糖尿病可以通过注射胰岛素来治疗,这种抗体的致病原因是由于此种抗体与 结合,
22、导致胰岛B细胞对葡萄糖浓度上升的敏感度降低,引起胰岛素分泌量减少,血糖浓度升高。从免疫学的角度分析,这两种异常抗体引起的糖尿病都属于_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 病。【答案】神经递质 血糖浓度(或胰高血糖素含量)神经和体液(答全给分)1 胰岛B细胞膜上的葡萄糖受体自身免疫病【解析】试题分析:本题考查血糖调节、免疫调节,考查对血糖调节途径、免疫功能异常的理解。解答此类题目,应明确过敏反应、自身免疫病、免疫缺陷病三者的不同。(1)神经调节途径中,最终传递给胰岛B细胞的信号分子A是神经递质;据图可知,胰 岛 B细胞分泌胰岛
23、素还受到血糖浓度(或胰高血糖素含量)的影响。以上说明胰岛素分泌的调节方式包括神经和体液调节。(2)糖尿病病因之一是患者血液中存在异常抗体(图中抗体1、抗体2)。图中抗体1 与胰岛B细胞膜上的葡萄糖受体结合,使胰岛B细胞不能感知血糖浓度的变化,导致缺少胰岛素,可以通过注射胰岛素来治疗。从免疫学的角度分析,这两种异常抗体攻击自身细胞引起的糖尿病都属于自身免疫病病。图 1、图 2 分别表示1000m持续全速游泳对女运动员不同生理期雌二醇(一种雌激素)、胰岛素水平影响研究的实验结果。请据图回答下列问题。电 劲前M。运动触束E寸乌素(muR)(1)该实验的自变量是 o(2)胰 岛 素 的 生 理 功 能
24、 是,从而使血糖水平降低。1000m持续全速游泳导致女运动员胰岛素水平,合理的解释有(填字母)。a.胰岛B 细胞分泌活动受到抑制b.收缩肌群对胰岛素的利用量减少c.胰岛素为运动提供能量d.血糖浓度降低导致胰岛素分泌量减少(3)葡萄糖转运载体(GLUT)有多个成员,其中对胰岛素敏感的是GLUT4。结合图3 分析,蛋白M 的作用是O(4)体内产生GLUT抗体,引起糖尿病,免疫学上称之为。【答案】不同生理期、运动情况促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖 降 低 a、d识别(结合)胰岛素并完成信号转导(或进行信息交流)自身免疫病【解析】本题结合实验考查胰岛素的功能及血糖平衡调节,要求考生能利用所学知
25、识解读实验结果和图形,经分析、推理得出正确结论的能力。(1)根据题意分析图形可知,该实验的自变量是不同生理期(即 图 1 和图2 的横坐标)和运动情况(即图 1 和图2 的图例说明),因变量是雌二醇和胰岛素水平。(2)胰岛素的生理功能是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低。图 2 表明1000m持续全速游泳会导致女运动员胰岛素水平降低,而剧烈运动会降低血糖浓度,因此女运动员胰岛素水平降低的原因可能是胰岛B细胞分泌活动受到抑制,以及血糖浓度降低导致胰岛素分泌量减少。胰岛素作为信息分子仅在细胞间传递信息,调节靶细胞的代谢活动,不能为运动提供能量,收缩肌群也不利用胰岛素。(3)
26、葡萄糖转运载体(G L U T)有多个成员,其中对胰岛素敏感的是G L U T 4,分析图3 可知,胰岛素与蛋白M结合后完成信号转导(或进行信息交流),刺激葡萄糖转运载体G L U T 4,促进葡萄糖跨膜运输进入细胞。(4)根据上述分析可知,若体内产生G L U T 抗体,则葡萄糖跨膜运输进入细胞会发生障碍,引起糖尿病,其原因是体内产生的G L U T 抗体与葡萄糖转运载体(G L U T)结合,使得胰岛素不能正常在细胞间传递信息,这在免疫学上称之为自身免疫病。糖尿病是由血糖调节障碍造成的内环境稳态失调引起的疾病,可分为I 型糖尿病和n型糖尿病。其 中 I 型糖尿病多发生于青少年,因胰岛素分泌
27、缺乏,需依赖外源性胰岛素补充以维持正常生命活动。n型糖尿病多见于中、老年人,表现为胰岛素抵抗。下图为血糖调节示意图,图中的代表生理过程,a、b代表相应的激素。请据图回答下列问题。(1)图中的a、b分 别 由 胰 腺 中 的、合成和分泌。(2)a 和 b在血糖平衡的调节中为 关系。(3)1 型糖尿病可通过注射胰岛素进行治疗,是因为胰岛素可以促进过程以及其他组织细胞加速,从而使血糖水平降低。(4)I I 型糖尿病患者的胰岛素抵抗,表现为胰岛素的分泌量并不低,甚至还偏高,但组织细胞对胰岛素不够敏感,其可能的原因是 o【答案】(1)胰岛A细胞 胰岛B细胞(2)拮抗(3)摄取、利用和储存葡萄糖(4)胰岛
28、素不能与组织细胞上的特异性受体结合【解析】(1)激素a作用于肝脏,能升高血糖,可知是胰高血糖素,由胰岛A细胞分泌,激素b是胰岛素,由胰岛B细胞分泌。(2)胰高血糖素升高血糖,胰岛素降低血糖,是拮抗关系。(3)胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用和转化血糖。(4)I I 型糖尿病患者胰岛素的分泌量并不低,甚至还偏高,但组织细胞对胰岛素不够敏感,其可能的原因是胰岛素不能与组织细胞上的受体结合,使血糖浓度较高,而较高的血糖浓度又刺激胰岛素的分泌。请分析回答有关血糖调节的问题。腴岛素浓度/(pool L ,)胰岛素._.膜4 _高血糖素枭 而j激 刺激特埃时间/sin图2图1(1)图1表示正常人饭后血糖
29、、胰 岛 素、胰高血糖素三者变化关系,若a代表血糖浓度,则b代 表,c代表。由图可知血糖平衡调节机制为.调节。(2)选取健康大鼠,持续电刺激支配其胰岛的有关神经并测定其血液中胰岛素和胰高血糖素的浓度,结果如图2。开 始 刺 激 后,短期内血糖浓度 图2中胰高血糖素浓度下降的原因之一是胰岛素抑制胰岛A细胞的分泌。若要证明该推断正确,可设计实验验证,大致思路是:选取同品种、同日龄的健康大鼠先做实验前测试,然后注射适量的,通过比较.的浓度变化来确认。【答 案】(1)胰 岛 素(浓 度)胰 高 血 糖 素(浓 度)(负)反馈(2)降低 胰 岛 素(2分)注 射 前 后(血 液 中)胰 高 血 糖 素(
30、2分)【解 析】(1)午餐以后人体血糖含量增加,血糖浓度增加导致胰岛素增加,胰高血糖素减少,所 以a表示血糖,b表示胰岛素,c表示胰高血糖素,故C正 确。血糖调节机制是负反馈调节。(2)由图可知开始刺激后胰岛素含量上升,所以开始刺激后,短期内血糖浓度下降。血糖的升高会刺激下丘脑的感受器进而通过神经刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,但同时血糖的升高也会直接刺 激 胰 岛B细胞分泌胰岛素.胰岛素分泌的增多:会抑制胰高血糖素的分泌促进糖类的氧化的分解 促进血糖转化为肝糖原、肌 糖 原 促 进 糖 类 转 化 为 脂 肪、非 必 需 氨 基 酸.血 糖 降 低,刺激下丘脑和胰岛B细 胞,而下丘脑也会通过神经刺
31、激胰岛B细胞分泌胰高血糖素.胰高血糖素会促进储能物质向血糖的转化,进而提高血糖.给实验兔静脉注射不同剂量的胰岛素,测得血糖的补充速率和消耗速率如下图所示。请分析回答。随 着 曲 线 a的下降,非 糖 物 质 向 葡 萄 糖 转 化 的 速 率(填“加快”或“减慢”或“不变”),当胰岛素浓度为4 0 u U/m L 时,在较长时间内血糖浓度(填 会”或“不会”)维持相对稳定。正常情况下,胰岛素 后就被灭活了,因此,体内需要源源不断产生胰岛素,以维持体内的胰岛素含量动态平衡。(2)蛋白酶能水解胰岛素,试写出蛋白酶与胰岛素发挥作用的共同特点:(写出其中的一项)。(3)曲线b上升的原因是.【答案】(1
32、)减慢 不会 一经靶细胞接受并起作用(2)高效性(3)随血浆胰岛素含量上升,促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,血糖的消耗速率上升【解析】试题分析:(1)胰岛素含量升高,血糖含量下降,所以非糖物质向葡萄糖转化速率减慢。当胰岛素浓度为4 0 u U/m L时,血糖的补充速率为1.0,血糖的消耗速率为4,所以血糖含量不会维持相对稳定,激 素(胰岛素)一经靶细胞接受并起作用后变会被灭活。(2)酶的催化具有高效性,激素的调节具有高效性。(3)胰岛素含量升高,能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖的消耗速率上升。考点:本题考查血糖调节,意在考查考生能从课外材料中获取相关的生物学信息,并能运
33、用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题。科学工作者为研究饥饿对哺乳动物胰岛素分泌的影响,选择健康大鼠若干,分别于禁食0、24、48、72、96小时后,测定血糖和血浆中胰岛素的浓度变化,统计结果下图所示。(1)饥饿48小时后,血糖主要来源于,导致血糖浓度升高。(2)胰岛素是由_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 细胞合成并分泌到血浆中。实验数据表明,和正常进食的大鼠相比,饥 饿 96小时的大鼠胰腺细胞研磨液中胰岛素浓度约升高50%55%,由此可以判断,长期饥饿状态下的大鼠,血浆中胰岛素浓度下降的主要原因是.(3)研 究 表 明,哺 乳 动 物 下 丘 脑 摄 食 中 枢 的 细 胞 中
34、存 在 着 经 转 录 形 成 的,据此判断,胰岛素可作为信号分子调节下丘脑摄食中枢,此过程属于 o(4)为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用。在设计实验时,以正常小鼠每次注射药物前后小鼠生活状态的变化为观察指标。应先注射 (填“胰岛素溶液”、“生理盐水”、或“葡萄糖溶液”),再注射(填“胰岛素溶液”、“生理盐水”、或“葡萄糖溶液”)【答案】脂肪等非糖物质转化 胰岛B细胞(或胰岛B 细胞)饥饿抑制胰岛B细胞分泌胰岛素 胰岛素受体m R N A 激素调节(或体液调节)胰岛素溶液 葡萄糖溶液【解析】【分析】血糖平衡的调节(1)胰岛素的作用:促进各组织、细胞对血糖的吸收;促进葡萄糖的氧化分解;促进肝
35、脏、肌肉组织合成糖原;促进葡萄糖转化为非糖物质;抑制肝糖原的分解;抑制非糖物质转化为葡萄糖。(2)胰高血糖素的作用:促进肝糖原分解;促进非糖物质转化为葡萄糖。(3)肾上腺素主要通过促进肝糖原分解使血糖升高,与胰高血糖素为协同作用。【详解】(1)血糖的来源主要有食物中糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化,饥饿48h后,血糖浓度由较低水平开始显著升高,此时血糖的主要来源为脂肪等非糖物质的转化。(2)胰岛素是由胰岛B细胞合成并分泌到血浆的。胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平下降,在饥饿的状态下,胰岛素分泌减少,但胰腺细胞中胰岛素浓度升高,由此判断饥饿会抑制胰
36、岛B细胞分泌胰岛素。(3)胰岛素可以作为信号分子调节下丘脑摄食中枢,这属于激素调节。由此判断摄食中枢表面有胰岛素受体,则会存在着经转录形成的胰岛素受体mRNA。(4)验证胰岛素有降低血糖的作用,其一般做法是:先给实验鼠注射胰岛素溶液,一段时间后观察小鼠的症状表现,若实验小鼠出现血糖降低的症状,则说明血糖降低与胰岛素有关,然后再给实验小鼠注射一定浓度的葡萄糖溶液,若实验鼠的症状得以恢复,则进一步证明了胰岛素具有降低血糖的功能,故实验组的小鼠应先注射胰岛素溶液,再注射葡萄糖溶液。糖尿病严重威胁人类健康,目前呈现多发态势。胰岛素是治疗糖尿病的首选药物,但长期使用会导致病人对胰岛素的敏感性降低。研究人
37、员试图寻找新的药物以替代胰岛素或降低胰岛素的用量,相关研究如下:步骤一取快速生长的细胞,向培养液中加入较高浓度胰岛素,培 养 2 4 h 后,洗涤细胞,获得“胰岛素不敏感细胞”;步骤二使用不同浓度的胰岛素和成纤维细胞生长因子(F G F-2 D 处理“胰岛素不敏感细胞”,并检测其葡萄糖相对吸收率,结果如下表所示。前0格相财、r c F-2 i吸收率Jnnol L T)演岛索彼度(rund国0110100100000.58.010.217.829.610.918.229.645.850.2103.025.431.852.457.81007.032.237.056.862.2100011.437.
38、052.368.867.8请回答:(1)人体内血糖的来源有食物的消化吸收、O(2)胰岛素能够从而降低血糖。糖尿病人在使用胰岛素进行治疗时,只能注射而不能口服,原 因 是 一 o(3)在实施步骤二之前,需要确认步骤一获得的细胞对胰岛素不敏感,应选择一细胞作为对照,使 用 一处理对照组和实验组细胞,通过比较得出结论。(4)分析上表数据,可知:F G F-21单独作用时,可 以 一;F C F-21与胰岛素共同作用时,与单独作用时相比,细胞的糖吸收率一,二者共同作用的最佳浓度搭配为 o因此,F G F-21在糖尿病临床应用方面具有很大潜力。【答案】肝糖原分解非糖物质转化促进组织细胞加速摄取、利用、储
39、存葡萄糖胰岛素是蛋白质,若口服,会被消化酶催化水解,失去疗效未经步骤一处理的一系列浓度的胰岛素相同浓度胰岛素条件下细胞的葡萄糖相对吸收率促进细胞吸收葡萄糖,并且随F G F-21浓度增大,促 进 作 用 增 强 高 10 0n m o l L *F G F-21 和 10 0 0 n m o l L 胰岛素【解析】试题分析:血糖的来源:食物中的糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化;去向:血糖的氧化分解为C O 2、H z O 和能量、合成肝糖原、肌糖原(肌糖原只能合成不能水解)、血糖转化为脂肪、某些氨基酸。血糖平衡调节:由胰岛A 细胞分泌胰高血糖素(分布在胰岛外围)提高血糖浓度,
40、促进血糖来源;由胰岛B 细胞分泌胰岛素(分布在胰岛内)降低血糖浓度,促进血糖去路,减少血糖来源,两者激素间是拮抗关系。(1)根据以上分析可知,人体血糖的来源有三个:食物中的糖类消化和吸收、肝糖元分解和脂肪等非糖类物质的转化。(2)胰岛素能够促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖浓度;由于胰岛素的化学本质是蛋白质,若口服,会被消化酶催化水解,失去疗效,因此糖尿病人在使用胰岛素进行治疗时,只能注射而不能口服。(3)在实施步骤二之前,需要确认步骤一获得的细胞对胰岛素不敏感,应选择未经步骤一处理的细胞作为对照,使用一系列浓度的胰岛素处理对照组和实验组细胞,通过比较相同浓度胰岛素条件下细胞
41、的葡萄糖相对吸收率得出结论。(4)分析上表数据,可知:FGF-21单独作用时,葡萄糖吸收速率逐渐增强,因此可知FGF-21可以促进细胞吸收葡萄糖,并且随FGF-21浓度增大,促进作用增强;FCF-21与胰岛素共同作用时,与单独作用时相比,细胞的糖吸收率高,二者共同作用的最佳浓度搭配为100 nmolL FGF-21和 100()nmolL“胰岛素,葡萄糖吸收速率最大,为 68.8%。低血糖能刺激脑内神经元,激活神经递质的释放,最终促进生长激素(GH)的分泌。胰岛素低血糖兴奋实验可用于检测人生长激素缺乏症(GH D)患者垂体的功能是否正常,下图为胰岛素低血糖兴奋实验中G H D患者和健康人体内的
42、生长激素及血糖浓度变化的曲线图。请回答下列问题:(1)突触前膜释放的兴奋性神经递质能引起突触后膜 离子通道开放,进而出现动作电位。(2)分析图示结果可知,该 G HD忠 者 的 垂 体 功 能(填“正常”或“受损”)。胰岛素低血糖兴奋实验的前30 min血糖浓度急剧降低,原因是胰岛素能通过 使血糖浓度降低,30 min后血糖浓度上升过程主要与的分泌增强有关。(3)胰岛素低血糖兴奋实验具有一定的危险性,若试验者出现严重的低血糖反应,应立刻注射.研究发现,在甲状腺功能亢进患者的胰岛素低血糖兴奋实验中测得的生长激素浓度变化不明显,其原因可能是 o【答案】钠 受 损 加 速 组 织 细 胞 摄 取、利
43、用和储存葡萄糖胰高血糖素(胰高血糖素和肾上腺素)葡萄糖溶液较高浓度的甲状腺激素抑制了垂体的生命活动,使其产生的生长激素减少【解析】试题分析:据图曲线可知健康人血糖低,其生长激素含量较高,G H D 患者血糖低不能促进生长激素(G H)的分泌,其生长激素含量较低。(1)突触前膜释放的兴奋性神经递质被突触后膜上的受体接受后,引起后膜外的钠离子内流,出现动作电位。(2)据图曲线可知G H D 患者血糖低不能促进生长激素(G H)的分泌,可能是由于垂体受损产生生长激素减少;胰岛素的功能是通过促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖来降低血糖浓度;据图曲线30 m i n 血糖浓度达到最低,此时通过神经-体液
44、调节胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增多,从而提高血糖浓度。(3)造成血糖血液中葡萄糖含量过低而出现焦虑、震颤、心悸和饥饿等,严重时会出现休克甚至死亡.当出现较严重的低血糖症状时,应及时补充葡萄糖水以快速补充葡萄糖;甲状腺功能亢进是由于甲状腺大量合成甲状腺激素,其含量明显高于健康人的水平,因负反馈作用甲状腺激素含量过高抑制了垂体的活动,导致垂体分泌生长激素减少。下图示意胰岛B细胞和肝细胞在血糖平衡调节过程中的作用,甲、乙、丙分别代表三类血糖调节异常患者的细胞。据图回答:(1)胰岛B细胞合成并分泌胰岛素,该过程所涉及的细胞器有正常情况下,胰岛素通过 运输,作用于肝细胞,促进过程(填序号)等,而使血糖浓
45、度 o丙细胞因膜表面缺少,而不能接受胰岛素的调节作用。(2)在体液免疫中,受到 的刺激,细胞能产生抗体。抗 体1攻击甲细胞而使其功能受损,这 类 患 者 血 液 中 的 胰 岛 素 浓 度 比 正 常 人。抗 体2作用于乙细胞,也会导致患者血糖调节异常,原因是:o因 抗 体1或 抗 体2对自身的攻击而 导 致 的 这 些 疾 病 在 免 疫 学 上 被 称 为.【答案】(1)核糖体、内质网、高尔基体和线粒体(全对给2分,漏1个 扣1分)体液 降低 胰岛素受体(或相应受体)(2)抗原 浆 低 抗 体2与胰岛素竞争胰岛素受体(2分)自身免疫病【解析】试题分析:(1)胰岛素是分泌蛋白,分泌蛋白是在核
46、糖体上合成,在内质网上加工,在高尔基体上分类包装,通过囊泡运输出细胞,在这一系类过程需要线粒体供能,分泌出细胞胰岛素,通过体液运输与靶细胞结合,促进葡糖糖的氧化分解、糖原的合成和转化为非糖物质,而使血糖浓度降低;丙细胞缺少受体,不能接受胰岛素的调节作用。(2)体液免疫中受到抗原的刺激,B细胞分化为浆细胞,浆细胞具有分泌抗体的功能,抗 体1攻击甲细胞(胰岛B细胞)而使其功能受损,胰岛素的分泌能力减小,这类患者血液中的胰岛素浓度比正常人低;抗 体2作用于乙细胞(肝细胞),也会导致患者血糖调节异常,是因为抗体2与胰岛素竞争胰岛素受体,两者都是对自身攻击,是自身免疫病。如图甲为胰岛素在血糖调节中的作用
47、机理模式图.图乙为给成年的肥胖者和非肥胖者一次性口服足量的浓葡萄糖溶液后,测定血液中葡萄糖和胰岛素浓度的结果.分析回答:2 09 06 0301血决-肥胖者非肥胖者o I_ _!_ _ _!_ _ _ _ _!_ _ _I0 30 60 90 120t 时间(m i n)图乙(1)从图甲胰岛素在血糖调节中的作用机理分析,胰岛素降低血糖浓度的作用是通过促进组织细胞葡萄糖,进而加速细胞内葡萄糖的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 来实现的。(2)图乙表明口服葡萄糖后,肥胖者与非肥胖者在血糖浓度及胰岛素分
48、泌量方面的变化,相同点是:血糖变化,不同点是:胰岛素变化。这一事实说明肥胖者胰岛素调节血糖的效率,可见肥胖是导致糖尿病的危险因素。(3)I I 型糖尿病人的胰岛素的含量和正常人相差很小,甚至比正常人还高,请据图甲中激素作用的机制分析n型 糖 尿 病 人 最 可 能 的 病 因 是。【答案】(1)摄取 利用和储存(2)基本相同 肥胖者明显高于非肥胖者 低(3)胰岛素的受体蛋白异常(2 分)【解析】(1)分析图甲:胰岛素与细胞膜上的受体结合后,会促进细胞中葡萄糖转移蛋白的合成,进而促进组织细胞摄取葡萄糖,进而加速细胞内的葡萄糖被利用和储存。(2)分析乙图:图乙为给成年的肥胖者和非肥胖者一次性口服足
49、量的浓葡萄糖溶液后,测定血液中葡萄糖和胰岛素浓度的结果,肥胖者与非肥胖者的血糖浓度变化基本相同,而肥胖者的胰岛素分泌量明显高于非肥胖者。这一事实说明肥胖者胰岛素调节血糖的效率低。(3)胰岛素只有与靶细胞膜上的受体结合后才能发挥调节作用。I I 型糖尿病人的胰岛素的含量和正常人相差很小,甚至比正常人还高,则说明n型糖尿病人的原因不是胰岛素分泌不足,而是细胞膜上的受体蛋白不正常(或胰岛素不能和受体结合而发挥作用,或控制细胞膜上受体蛋白的基因突变所致)。血糖平衡的调节过程(神经调节和体液调节)血糖浓度高+直接胰 岛B细胞鼻胰岛素1分 泌 增 加促进血糖氧化分解合成糖原转化成脂肪等抑 制 L肝糖原分解
50、非糖物质转化使血糖浓度降低,趋向于正常值(O.81.2g/L)素增加4 肾上腺一素 增 加 促 率胰 高 血 糖 三肝 糖 原 分 解1非糖物质转化),血糖浓度升高,趋于正常注意:(1)胰岛素是唯一的降糖激素,它可通过增加血糖去路及减少血糖来源降低血糖浓度。(2)升高血糖的激素有胰高血糖素、肾上腺素等。(3)下丘脑作用于胰岛细胞是通过有关神经实现的,并不是通过促激素释放激素实现的。人体血糖的相对稳定是神经系统和多种激素共同作用的结果。如图为人摄食后,血液中胰岛素和胰高血糖素浓度的变化情况。请回答下列问题:O0502 3OJ OO5(5431时 间(h)(1)图中曲线a、b 分别表示、。(2)有