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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
5、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 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
6、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,说明该病人还患有自身免疫病疾病。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 3OJOO5(5431时 间(h)(1)图中曲线a、b 分别表示、。(2)有人利用细胞体外培养技术,将正常胰岛B 细胞分别置于
7、含有5.6 mmol/L葡 萄 糖(低糖组)和 16.7mmol/L葡 萄 糖(高糖组)的培养液中,培养一段时间后进行检测,高糖组释放胰岛素较多。由此可得出的结论是(3)有一种糖尿病因患者体内某种T 细胞过度激活为效应T 细胞后,选择性地与胰岛B 细胞密切接触,导致胰岛B 细胞死亡而发病,这 种 糖 尿 病 属 于 病。患者(填“能”或“不能”)用定期注射胰岛素的方法控制血糖。(4)某糖尿病患者体检时,发现体内的胰岛素含量正常,但其体内的血糖浓度却较高,可能的原因是【答案】胰高血糖素浓度的变化胰岛素浓度的变化胰岛B细胞能直接感受血糖含量的变化而调节胰岛素的分泌(或 葡萄糖可直接刺激胰岛B细胞分
8、泌胰岛素”)自身免疫 能 胰岛素不能与靶细胞上的特异性受体结合【解析】(1)人体摄入食物后,食物中的糖类被消化吸收进入血液,使血糖浓度升高,进而引起胰岛B细胞分泌胰岛素,使组织细胞加速利用葡萄糖,并抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,同时抑制胰高血糖素的分泌,由此可判断曲线a 为胰高血糖素浓度的变化,曲线b 为胰岛素浓度的变化。(2)将正常胰岛B细胞分别置于含有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,检测的结果是高糖组释放胰岛素多。这一结果表明,胰岛B细胞能直接感受血糖含量的变化而调节胰岛素的分泌(或“葡萄糖可直接刺激胰
9、岛B细胞分泌胰岛素”)。(3)根据题中信息分析可知,该糖尿病属于自身免疫病。患者的胰岛B细胞受损死亡会导致胰岛素合成分泌减少,胰岛素水平下降,所以患者能用定期注射胰岛素的方法控制血糖。(4)胰岛素只有与靶细胞上相应受体结合才能发挥降血糖的作用。某糖尿病患者体内胰岛素含量正常,其体内血糖浓度却较高的原因可能是:胰岛素不能与靶细胞上的特异性受体结合。糖尿病有1型糖尿病和2型糖尿病之分.1型糖尿病患者的胰岛B细胞受损,需注射胰岛素.2型糖尿病患者由于胰岛素受体缺失或改变,或由于存在胰岛素抗体,胰岛素效力减弱,通过反馈调节使胰岛素分泌增加,胰岛长期超负荷工作,最终也会失去产生胰岛素的能力.下表为A、B
10、、C三人分别在空腹、餐后1小时、2小时、3小时抽血化验胰岛素浓度与血糖浓度的测定结果,请结合下表回答问题:血清覆品素与血懵测定结果朕岛家(川/!)血糖(nol/L)工股lh2h3hW腹lh2h3h一第图5-2025-12020-100 12.5-603.9-6.17.0-9.05.9-7.03.9-6.1A46.61872281398.514.815.613.3B2.81012610.718.318.014.8C10.07246115.78.96.75.3(1)上表中A、B、C三个人,可能患1型糖尿病的是,可能患2型糖尿病的是(2)餐 后l h,血糖升高的原因是 ,此时胰高血糖素含量_ _ _
11、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.(3)血糖的调节中枢为,其调节方式为.(4)人胰岛素与猪胰岛素有1个氨基酸不同,与牛胰岛素中有3个氨基酸不同,长期注射猪或牛胰岛素易使患者产生抗体,使胰岛素渐渐失去效用.请你想出一个解决上述问题的办法:【答案】B A(2)消化吸收葡萄糖降低(3)下丘脑 神 经-体 液-免 疫 调 节(反馈调节)(4)将人胰岛素基因转入酵母菌(细菌),利用酵母菌(细菌)生产人胰岛素【解析】试题分析:分析表格数据可知:A的胰岛素含量高于正常值,但是血糖居高不下,应该是2型糖尿病患者;B的胰岛素含量低于正常值,血糖居高不下,应该是1型糖尿病患者;C的胰岛素含量在
12、正常范围内,血糖在正常范围内,应该是健康人.解:(1)根据试题的分析,可能患1型糖尿病的是B,可能患2型糖尿病的是A.(2)餐 后l h,血糖升高的原因是:食物中葡萄糖的消化吸收,此时胰高血糖素含量降低,胰岛素含量上升.(3)血糖的调节中枢为下丘脑,其调节方式为神经-体液-免疫调节.免疫系统失常也会导致血糖不正常.(4)人胰岛素与猪胰岛素有1个氨基酸不同,与牛胰岛素中有3个氨基酸不同,长期注射猪或牛胰岛素易使患者产生抗体,使胰岛素渐渐失去效用,解决上述问题的办法可以是:利用基因工程,将人胰岛素基因转入酵母菌(细菌),利用酵母菌(细菌)生产人胰岛素.故答案为:(1)B A(2)消化吸收葡萄糖降低
13、(3)下丘脑 神 经-体 液-免 疫 调 节(反馈调节)(4)将人胰岛素基因转入酵母菌(细菌),利用酵母菌(细菌)生产人胰岛素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意义。如图为血糖调节的示意图,请据图回答下列相关问题:(1)胰岛细胞分泌激素,除了直接受 的变化而发挥作用外,还可受_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的控制,间接地发挥作用。由题图可知,促进胰岛素分泌的因素有。(2)图中细胞的种类是否相同?。(3)饥饿时,血液中胰岛素与胰高血糖素的含量比值将会 o【答案】(1)血糖浓度 下丘脑 血糖浓度升高、胰高血糖素的分泌(2)不完全相同(3)变小【解析
14、】(1)胰岛细胞分泌激素,除了直接受血糖浓度的变化而发挥作用外,还可受下丘脑的控制,间接地发挥作用;由题图可知,促进胰岛素分泌的因素有血糖浓度升高、胰高血糖素的分泌等。(2)图中细胞分别是胰岛素和肾上腺素作用的靶细胞,两者不完全相同。(3)饥饿时,体内血糖含量下降,导致胰岛素分泌量减少、胰高血糖素分泌量增多,两者在血液中的含量比值将会变小。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、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
15、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(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
16、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.为验证胰岛素的降血糖
17、作用,某同学设计了如下两个实验方案。方案试剂和材料实验思路甲葡萄糖溶液胰岛素溶液葡萄糖试纸糖尿病模型猪给予一头糖尿病模型猪注射一定量的葡萄糖溶液,一段时间后取尿液,用葡萄糖试纸测试。给予另一头糖尿病模型猪注射_ _ _ _,相同时间后取尿液,用葡萄糖试纸测试。乙葡萄糖溶液胰岛素溶液正常模型猪给予空腹正常模型猪注射一定量_ _ _ _ 溶液,观察是否出现活动减少、甚至昏迷等低血糖症状。待出现_ _ _ _ 后,注射适量的_ _ _ _ _ _ 溶液,观察低血糖症状是否缓解。(1)请填写表中的空格(2)请设计实验结果记录表,用于记录甲方案的实验结果与结果分析(3)葡萄糖是主要能源物质,健康个体的尿
18、液中不含糖主要是因为胰岛素可促进肾小管【答案】等量葡萄糖溶液和适量的胰岛素溶液 胰岛素 低血糖症状 葡萄糖思路实验结果结果分析葡萄糖试纸有显色反应高血糖导致尿糖,尿中的葡萄糖与试纸发生显色反应葡萄糖试纸无显色反应胰岛素降低血糖浓度,使尿液中无葡萄糖重吸收葡萄糖(或吸收葡萄糖)【解析】【分析】考点是动物激素的生理作用的相关实验,涉及实验的对照设计、等量对照原则的理解和应用、实验结果的预测和分析等,属于基本实验方法和技能的考查,理解和应用层次的考查。【详解】(1)根据题意可知,甲方案中的为对照组,为实验组,组猪注射一定量的葡萄糖溶液,一段时间后取尿液,用葡萄糖试纸测试,血糖浓度不会降低,注射等量葡
19、萄糖溶液和适量胰岛素溶液,一段时间后取尿液,用葡萄糖试纸测试,血糖浓度会降低.根据实验结果可知,乙方案中,应注射胰岛素才会出现低血糖症状,再注射葡萄糖溶液后低血糖症状会恢复,症状会缓解.(2)根据题的要求,表格记录的是甲方案两组的实验结果和结果分析的内容,所以表格应该是三行三列,具体表格见答案.(3)健康个体的原尿中有葡萄糖,但尿液中不含糖,这是因为胰岛素可促进肾小管和集合管对葡萄糖的重吸收.胰腺可以分为外分泌部与内分泌部,其外分泌部分泌消化液,内分泌部的胰岛B 细胞分泌胰岛素。胰岛素易溶于酸性、碱性或乙醇水溶液,在酸性溶液中较稳定,在碱性溶液中易失去活性。传统生产工艺用酸醇法提取牛胰岛素,这
20、里用的酸主要是草酸。(1)草酸和乙醇的共同作用是.(2)实验一:在室温下,把正常牛胰腺粉碎,用酸醇法几乎没有提取出具有生物活性的牛胰岛素。请分析实 验 一 提 取 具 有 生 物 活 性 牛 胰 岛 素 失 败 的 原 因 是。(3)实验二:手术结扎牛胰管一段时间,胰腺的外分泌部萎缩消亡,再取该胰腺粉碎,用酸醇法提取出了具有生物活性的牛胰岛素。实验二成功的原因是。(4)如果有正常牛胰腺,要提取具有生物活性的牛胰岛素,应如何对实验一进行改进?o【答案】破坏或抑制胰蛋白酶活性在室温下,胰腺的外分泌部产生胰蛋白酶,分解了胰岛素,使胰岛素失活胰腺不能产生胰蛋白酶,因此,能够提取到有生物活性的胰岛素 将
21、正常牛胰腺冷冻,在低温下用酸醇法提取【解析】分析:1.胰腺外分泌部分泌的胰液通过导管排到十二指肠处参与消化过程,内分泌部分没有导管,合成的激素分泌到细胞外,通过体液运送到起作用的部位。2.胰蛋白酶的活性在低温时受到抑制,但蛋白质的空间结构没有改变,酶没有失活。3.胰岛素的化学成分是蛋白质,能被蛋白酶分解。(1)胰岛素的化学成分是蛋白质,能被蛋白酶降解,用酸醇法提取牛胰岛素时,草酸和乙醇的共同作用是破坏或抑制胰蛋白酶活性,维持胰岛素的生物活性。(2)正常牛胰腺粉碎后,胰腺外分泌部分泌的消化液中含有胰蛋白酶,在室温下能将胰岛素分解,使其失活。所以用酸醇法几乎没有提取出具有生物活性的牛胰岛素。(3)
22、胰外分泌部分泌的消化液通过导管排出,手术结扎牛胰管一段时间,胰腺的外分泌部萎缩消亡,胰腺不能产生胰蛋白酶,因此,能够提取到有生物活性的胰岛素。(4)胰蛋白酶的化学本质是蛋白质,在低温下酶的活性受到抑制,因此如果将正常牛胰腺冷冻,使胰蛋白酶活性下降后,再在低温下用酸醇法提取,即可获得具有生物活性的牛胰岛素。胰岛素是一种蛋白质分子,它含有A、B 两条肽链,A 链含有21个氨基酸,B 链含有30个氨基酸,2 条多肽链间通过2 个二硫键(二硫键是由2 个半胱氨酸中的一SH 经脱氢后连接而成的)连接,在 A 链上也形 成 1 个二硫键,如图为结晶牛胰岛素的平面结构示意图,据图回答下列问题:(1)该分子中
23、的51个氨基酸在胰腺细胞的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 上经 方式形成两条肽链,这两条肽链通过图中的二硫键相互连接在一起,最后形成具有一定空间结构的胰岛素分子。(2)胰岛素分子中含有肽键 个,肽键可表示为。从理论上分析,该胰岛素分子至少含有 个一N H 2,至少含有 个半胱氨酸。(3)这 51个氨基酸形成胰岛素后,相对分子质量比原来减少了。(4)人体中胰岛素的含量过低,会导致相应的病症,其治疗办法不能口服胰岛素,只能注射,原因是【答案】(D核 糖 体 脱 水 缩 合(2)49 CO N H 2=6(3)888(4)胰岛素口服会导致胰岛素被消化酶分解失去
24、作用【解析】(1)合成蛋白质的场所是核糖体,由氨基酸合成蛋白质的方式是脱水缩合。(2)肽键的数目=氨基酸的数目-多肽链的数目,所以肽键数目为4 9,肽键的结构式是一CO-NH-。由题干可知,该蛋白质至少含有的氨基数目为2 个,半胱氨酸的数目为6 个。(3)这 51个氨基酸形成胰岛素后,相对分子质量比原来减少了 49X18+6=888。(4)胰岛素不能口服的原因是会被消化酶分解失去作用。胰岛素在细胞内合成后借助囊泡进行分泌。激素的囊泡分泌存在两条分泌途径,其一是激素合成后随即被释放到细胞外,称为组成型分泌途径;其二是激素合成后暂时储存在细胞内,受到细胞外信号刺激时再释放到细胞外,称为调节型分泌途
25、径。研究者据此做了如下实验:(1)实验目的:。(2)实验分组:(培养液中葡萄糖浓度均为1.5g/L)甲组:培养液+胰岛B 细胞+X物质(蛋白质合成抑制剂,用生理盐水配制);乙组:培养液+胰岛B 细胞+;适宜条件下培养一段时间后,检测.(3)预期实验结果及结论若甲组检测无胰岛素,乙组检测有胰岛素,则说明胰岛素只存在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 分泌途径;若甲、乙两组检测结果一致,则说明胰岛素只存在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _分泌途径;若甲组检测到较少胰岛素,乙组检测到较多胰岛素,则说明胰岛素存在两条分泌途径。【答案】探究胰岛素的分泌途径 等量生理盐水 各组培养液中
26、胰岛素含量 组成型 调节型【解析】【分析】根据题干信息分析可知,该实验的实验目的是探究胰岛素的分泌途径,实验的自变量是有无信息分子刺激,因变量是胰岛素含量,另外实验设计要遵循等量性原则,单一变量原则,据此答题。【详解】(1)根据以上分析已知,该实验的目的是探究胰岛素的分泌途径。(2)根据实验的基本原则分析,甲组:培养液+胰岛B细胞+X物质(蛋白质合成抑制剂,用生理盐水配制),说明甲组是实验组,则乙组的处理应该不加X物质,即培养液+胰岛B细胞+等量生理盐水。然后在适宜条件下培养一段时间后,检测各组培养液中胰岛素含量。(3)若甲组检测无胰岛素,乙组检测有胰岛素,则说明胰岛素只存在组成型分泌途径;若
27、甲、乙两组检测结果一致,则说明胰岛素只存在调节型分泌途径;若甲组检测到较少胰岛素,乙组检测到较多胰岛素,则说明胰岛素存在两条分泌途径。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
28、出其中的一项)。(3)曲线b上升的原因是.【答案】(1)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 0uU/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
29、考查考生能从课外材料中获取相关的生物学信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题。血糖平衡是人体进行正常生命活动的前提,下图表示血糖平衡的部分调节过程,请回答下列问题:信号剌激(1)当血糖浓度上升时,下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋,使胰岛B细胞分泌活动增强,血糖浓度下降,此过程属于 调节。胰岛B细胞分泌的胰岛素增加,引起靶细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加,其意义是,从而降低血糖浓度。胰岛素需要与靶细胞的受体结合才能发挥作用,胰 岛 素 的 受 体 分 布 在 靶 细 胞 的 (填“细胞膜上”或“细胞质中”或“细胞核中”)。(2)胰岛素可通过作用于下丘脑神经元抑制胰高血糖素
30、的分泌,验证此现象的实验思路是:将大鼠随机分成两组,一组在其下丘脑神经元周围施加适量的胰岛素溶液,另一组施加等量的生理盐水。该实验的观察指标是.为使实验结果更明显,实验前应使实验大鼠处于 状态。【答案】(1)神经一体液 促进靶细胞加速摄取,(利用和储存)葡萄糖 细胞膜上(2)血液中胰高血糖素的浓度 空腹(饥饿)【解析】(1)血糖平衡是神经一体液共同调节的结果。其中神经调节就是指下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋,使胰岛B细胞分泌活动增强;而胰岛B细胞分泌的胰岛素通过体液的运输,作用于相关靶细胞,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属于体液调节。胰岛B细胞分泌的胰岛素增
31、加,引起靶细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加,其意义是促进靶细胞加速摄取(、利用和储存)葡萄糖,从而降低血糖浓度。胰岛素是蛋白质,属于生物大分子,胰岛素的受体分布在靶细胞的细胞膜上。(2)依题干可知,该实验探究的自变量为是否施加适量的胰岛素,因变量是胰高血糖素的浓度,所以实验的观察指标是血液中胰高血糖素的浓度;在血糖浓度较低时胰高血糖素分泌增加,故为使实验结果更明显(胰高血糖素的变化量更大),应在机体血糖含量比正常水平较低时进行实验,如实验前应使实验大鼠处于空腹(饥饿)状态。解答本题需要注意以下几点:1、激素调节过程中,通过体液运输作用于靶细胞膜上的受体,进而调节生命活动。2、对照实验的设计必须
32、确保单一变量,根据题干信息“胰岛素可通过作用于下丘脑神经元抑制胰岛血糖素的分泌”,则单一变量是否注射胰岛素,因变量是血液中胰岛血糖素的浓度。3、胰岛素是惟一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质;抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。下图是人体血糖调节的部分过程。据图回答:感 受 器 血 糖 升 高下丘脑传出神经细胞A胰岛素(1)图中的细胞A 是 细胞,其膜上葡萄糖受体的化学本质是(2)传出神经末梢与细胞A 之间传递信息的物质是,胰岛素分泌的调节方式是调节。(3)如果图中的靶细胞是肝细胞,则胰岛素与其膜上的受体结合后,细胞中肝糖原的合成速度将会(填“加快
33、”或“减慢。(4)糖尿病的形成有多种原因,某患者的糖尿病是由于特定抗体与胰岛素受体结合引起的一种自身免疫病,若给该患者注射胰岛素,(填“能”或“不能”)有效调节其血糖平衡。【答案】(1)胰岛B 糖蛋白(2)神经递质 神经调节和体液(3)加快(4)不能【解析】据图分析:图中细胞A 表示胰岛B 细胞.从图中可以看出血糖升高后既可以通过神经调节促进胰岛B 细胞分泌胰岛素,也可以直接刺激胰岛B 细胞分泌胰岛素降低血糖.据此分析作答.解:(1)据图分析,图中细胞A 表示胰岛B 细 胞.胰 岛 B 细胞表面有能够识别葡萄糖的糖蛋白分子.(2)从图中可以看出血糖升高后可以通过神经调节促进胰岛B 细胞分泌胰岛
34、素,此时传出神经末梢与细胞 A 之间传递信息的物质是神经递质.同时葡萄糖可以直接刺激胰岛B 细胞分泌胰岛素降低血糖,所以胰岛素分泌的调节方式是神经调节和体液调节.(3)胰岛素具有促进肝脏细胞合成肝糖原的作用,所以胰岛素与其膜上的受体结合后,细胞中肝糖原的合成速度将会加快.(4)该种糖尿病体内并不缺乏胰岛素,而是特定抗体与胰岛素受体结合引起的一种自身免疫病,故给该患者注射胰岛素不能有效调节其血糖平衡.尼古丁是香烟的主要成分之一,研究表明尼古丁会增加人体细胞对胰岛素的敏感性,增强胰岛素对血糖的调节效力。现根据血糖浓度与胰岛素浓度的相互调节关系,提供以下两种验证实验的思路,请予以补充完成。实验材料与
35、仪器:实验鼠若干,生理盐水,尼古丁溶液,胰岛素溶液,葡萄糖溶液,血糖浓度测定仪,胰岛素浓度测定仪,注射器,计时器等。(提示:给药的方法和剂量、实验指标检测的具体操作均不作要求)请以甲组为实验组,乙组为对照组的设置完成下列实验:(1)糖耐量实验:。0实验结果如下图所示。相对胰岛索每度;乙组甲组15 30-15 60 时间(分)推测:吸烟人群胰岛素浓度普遍(高于/低于)非吸烟人群。(2)胰岛素耐量实验:实验思路与糖耐量实验基本相同。给两组鼠注射等量胰岛素溶液,2 小时内每隔30分钟测定各鼠的,最后统计分析。请预测实验结果(用坐标曲线图 表 示)。【答案】(1)将实验鼠随机均分为甲、乙两组,甲组每天
36、注射一定量的尼古丁溶液,乙组每天注射等量生理盐水作为对照,在相同且适宜条件下饲养一段时间后,再进行敏感度检测。测定两组鼠(或各鼠)胰岛素浓度。然后,给各鼠注射葡萄糖溶液,并立即开始计时。1小时内每隔15分钟测定两组鼠胰岛素浓度一次。低于(2)相对血糖浓度【解析】依题意可知:本实验的目的是:验证尼古丁会增加人体细胞对胰岛素的敏感性,增强胰岛素对血糖的调节效力。据此可确定:糖耐量实验和胰岛素耐量实验中的自变量均为是否用尼古丁处理。在糖耐量实验中,因变量是检测胰岛素浓度,由于胰岛素有降血糖的作用,实验在给各实验鼠注射葡萄糖溶液后,还需每隔一定时间再测两组鼠的胰岛素浓度;在胰岛素耐量实验中,因变量为相
37、对血糖浓度。依据实验设计应遵循的单一变量原则、对照原则、等量原则以及提供的实验材料等,本实验的设计思路如下:(1)将实验鼠随机均分为甲、乙两组,甲组为实验组,每天注射一定量的尼古丁溶液;乙组为对照组,每天注射等量生理盐水作为对照;在相同且适宜条件下饲养一段时间后,再进行敏感度检测。测定两组鼠(或各鼠)胰岛素浓度。然后,给各鼠注射葡萄糖溶液,并立即开始计时。1小时内每隔15分钟测定两组鼠胰岛素浓度一次。反映实验结果的曲线图显示:甲组小鼠的相对胰岛素浓度低于乙组,据此可推测:吸烟人群胰岛素浓度普遍低于非吸烟人群。(2)胰岛素耐量实验:实验思路与糖耐量实验基本相同。给两组鼠注射等量胰岛素溶液,2 小
38、时内每隔3 0 分钟测定各鼠的相对血糖浓度,最后统计分析。由于验证性实验的结论是已知的,即尼古丁会增加人体细胞对胰岛素的敏感性,增强胰岛素对血糖的调节效力,所以甲组小鼠的相对血糖浓度应低于乙组。依据题意绘图时,需要以时间为横坐标,相对血糖浓度为纵坐标,结果见答案。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
39、;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,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
40、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
41、病都属于自身免疫病病。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,指导其合成的的碱基数远大于1 53,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)GAC CCACTGACC(3)mRNA上存在终止密码子等
42、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上的对应的密码子为-GGUGACUGG-,因此胰岛素基因中决定的模板链的碱基序列为一CCACTGACC-。(3)(4)已知胰岛素由两条多肽链共51 个氨基酸组成,指导其合成的的碱基数远大于1 53,主要原因是mRNA
43、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。DNA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DNA的两条单链DNA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、DNA聚合酶解旋酶、RNA聚合酶合成酶产物2 个双链DNA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
44、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正常人空腹血浆胰岛素浓度为520flU/m L,人体血浆胰岛素浓度的相对稳定受多种因素的影响。给空腹的人口服100g葡萄糖,正常人、非糖尿病肥胖者及II型糖尿病肥胖者与I 型糖尿病人血浆胰岛素浓度变化对比结果见下图,分析回答:血浆胰岛素浓度0 15 30 45 60口版103g葡萄糖90 120 150 180 min时间(1)正常人空腹口服葡萄糖后,若同时检测胰高血糖素和血糖含量,变化曲线的峰值分别出现在胰岛素峰值(填“之 前”、“之 后”或“同 时”),这 是 因 为(2
45、)图 示 数 据 说 明,n型 糖 尿 病 肥 胖 者 分 泌 胰 岛 素 量 较 非 糖 尿 病 肥 胖 者,且高峰(填提前”或“延迟”)出 现。(3)肥胖者血浆胰岛素浓度高于正常人,原因是肥胖者体内脂肪细胞变得肥大,体内细胞膜上胰岛素受体的密度(填“增加”、“降低”或“基本不变”),脂肪细胞对胰岛素的敏感性会,形成胰岛素抵抗,易导致血糖浓度升高,肥胖者尽早减轻体重,会减少患糖尿病的风险。【答案】(1)之后和之前 口服的葡萄糖被小肠吸收进入血液即导致血糖浓度升高,血糖浓度升高刺激胰岛B细胞分泌胰岛素并释放进入血液;胰岛素浓度的升高导致血糖浓度降低,血糖浓度的降低会促进胰高血糖素的分泌(2)低
46、 延迟(3)降 低 降 低【解析】试题分析:(1)口服葡萄糖,血糖含量升高,最先出现峰值;血糖含量升高引起胰岛素分泌增多,胰岛素出现峰值;胰岛素降低血糖后,血糖继续消耗低于正常水平,胰高血糖素分泌增多,之后出现峰值。(2)图示可知,II型糖尿病肥胖者分泌胰岛素量较非糖尿病肥胖者低,且高峰延迟出现。(3)脂肪细胞变大,细胞膜上的受体分散,密度降低,接受胰岛素更少,所以脂肪细胞对胰岛素的敏感性会降低。某同学为验证胰岛素能降低血糖浓度、胰高血糖素能升高血糖浓度,设计了以下实验步骤:实验材料:健康、生长状况相似的小白鼠若干、适宜浓度的胰岛素溶液、适宜浓度的胰高血糖素溶液、生理盐水、注射福 O实验步骤:
47、将健康、生长状况相似的小白鼠均分为A、B、C 三组,检查小白鼠的血糖浓度,并计算平均值。给 A、B 组中的每只小白鼠注射适量适宜浓度的胰岛素溶液,给 C 组的每只小白鼠注射 o半小时后检测小白鼠的血糖浓度,并计算平均值。给 A、C 组中的每只小白鼠注射一定量的生理盐水,给 B 组的每只小白鼠 o请回答相关问题.(1)请将实验步骤中的补充完整。;给 B 组的每只小白鼠,(2)请在下面的坐标图上绘出在实验过程中实验组小白鼠的血糖浓度变化过程。(小白鼠生命活动对血糖的影响忽略不计)GSE)C C:两 姬 沏 性 蛔第一次第二次tw 蚓(3)胰岛素能降低血糖浓度的原因是、。【答案】等量的生理盆水注射等
48、量适宜浓度的胰高血糖素溶液,半小时后检测小白鼠的血糖浓度,并计算平均值A:侬 图 时 限 屣 理 冰B:先的唧祝融E球C:酥 的 性 蜂 水胰岛素能促进跚 O细胞摄取、贮存、利用葡萄糖转化成葡萄糖 抑制非糖类物质(如某些氨基酸等)转化成葡萄糖【解析】分析:胰岛素是人体内唯一降低血糖的激素,胰高血糖素具有升高血糖的作用,二者在血糖平衡调节过程中具有拮抗作用。生物实验遵循的一般原则主要有对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则。详解:(1)根据题意分析,A、B组注射适量适宜浓度的胰岛素溶液,为实验组;则 C组为对照组,需要注射等量的生理盐水。根据题意,A、B两组为低血糖模型,给A、C组中
49、的每只小白鼠注射一定量的生理盐水,则需要观察B组的低血糖恢复情况,即需要给B组的每只小白鼠注射等量适宜浓度的胰高血糖素溶液,半小时后检测小白鼠的血糖浓度,并计算平均值。(2)根据以上实验步骤,曲线图应该如下图所示:注射 注射(3)由于胰岛素能促进细胞摄取、贮存、利用葡萄糖,抑制氨基酸等非糖类物质转化成葡萄糖,所以具有降低血糖的作用。点睛:解答本题的关键是对于血糖平衡的调节的理解,明白几种激素的生理作用,并根据实验的目的、一般原则进行实验设计和结果预测。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
50、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