内容正文:
第6讲 新情境问题的思维建模与实验技能的系统归纳 (单元发展课)
一、科学思维——抽象、理性的学科情境要读懂
热点素材(一) 2型糖尿病
糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病。患者长期存在的高血糖,可导致多种组织和器官,特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍。糖尿病有1型和2型之分,大多数糖尿病患者属于2型糖尿病,患者并未丧失产生胰岛素的能力,2型糖尿病的成因和治疗是近年的研究热点。2型糖尿病的发病原因可能是胰岛B细胞功能缺陷或者胰岛素抵抗。
研究发现胰升糖素样肽1(GLP-1)不仅可以作用于胰岛,还可以直接作用于下丘脑—垂体—性腺轴,如下图所示。
[信息解读]
深化学习:①GLP-1受体分布的场所是哪些?
提示:GLP-1受体可存在于下丘脑、性腺、胰岛B细胞和胰岛A细胞。
②结合图示,联系所学知识,分析性激素的分泌存在哪些调节机制。
提示:下丘脑、垂体和性腺之间有分层调控,存在分级调节;当血液中性激素含量增加到一定程度时,又会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,存在反馈调节。
演绎推理:GLP-1受体激动剂对2型糖尿病及性腺系统疾病是否均可能有一定的疗效?为什么?
提示:是。GLP-1受体激动剂可加强GLP-1的作用,进而促使胰岛B细胞分泌胰岛素,同时促进下丘脑—垂体—性腺轴的调节活动,故对2型糖尿病及性腺系统疾病均可能有一定的疗效。
[预测导向训练]
1.1型糖尿病患者体内的胰岛素水平较低,2型糖尿病患者的突出表现为胰岛素抵抗,即其机体组织对胰岛素的反应不敏感。甲、乙两人空腹服用等量相同高浓度的糖溶液后,每隔30 min检测其血糖浓度,结果如下表所示。健康人的血糖浓度为3.9~6.1 mmol·L-1。下列叙述错误的是 ( )
时间/min 0 30 60 90 120 150
甲的血糖浓度/ (mmol·L-1) 4.2 6.9 6.1 5.0 4.2 4.2
乙的血糖浓度/ (mmol·L-1) 7.2 8.6 8.1 7.8 7.5 7.5
A.机体血糖稳定是神经调节和体液调节共同作用的结果
B.2型糖尿病患者的血浆胰岛素浓度可能高于健康人的
C.乙的血糖浓度远远高于正常值,说明乙患有2型糖尿病
D.服用糖溶液90 min时,甲的血糖浓度下降较明显
答案:C
解析:乙的血糖浓度远远高于正常值,也有可能患有1型糖尿病,C错误。
2.长期高脂饮食可以导致肥胖、胰岛素抵抗,长期高脂饮食的人群会成为2型糖尿病的易发人群。科研人员为探讨高蛋白饮食在肥胖患者2型糖尿病发病过程中的作用,在制备营养性肥胖大鼠模型后,再给予等热量的3组不同类型饲料喂养24周,24周后对模型大鼠静脉注射葡萄糖开展研究,结果如图所示。下列分析错误的是 ( )
A.大鼠胰岛素的分泌受血糖、神经递质和胰高血糖素等物质的调节
B.5 min后模型大鼠血糖降低,主要是胰岛B细胞分泌的胰岛素增多所致
C.高蛋白饲料组大鼠胰岛素分泌量减少,胰岛素受体敏感性下降
D.人们在日常生活中可减少高脂性食物的摄入,适当增加蛋白类食物的摄入
答案:C
解析:胰高血糖素浓度升高和血糖浓度过高可以直接刺激胰岛B细胞产生胰岛素,下丘脑可以通过神经控制胰岛B细胞分泌胰岛素,所以胰岛B细胞分泌胰岛素受血糖、神经递质和胰高血糖素等物质的调节,A正确;胰岛素是机体内唯一能降血糖的激素,所以5 min后模型大鼠血糖降低,主要是胰岛B细胞分泌的胰岛素增多所致,B正确;由题图所示曲线可知,高蛋白饲料组大鼠的胰岛素浓度降低,但是其对血糖的调节能力与对照组大鼠对血糖的调节能力一致,所以不能说明胰岛素受体的敏感性降低,C错误;分析题意及题图可知,人们在日常生活中可减少高脂性食物的摄入,适当增加蛋白类食物的摄入,D正确。
解析:(1)由题图1分析可知,a为胰岛素,b为胰高血糖素。(2)正常人的血糖浓度为3.9~6.1 mmol/L。胰岛素可降低血糖浓度,一是通过⑥⑦⑧过程促进血糖的去路,二是通过作用于肝脏细胞抑制肝糖原分解和非糖物质转化,进而抑制血糖的来源,使得血糖浓度降低。(3)激素b(胰高血糖素)可升高血糖,其作用于肝脏细胞,促进肝糖原分解和非糖物质的转化使得血糖浓度升高。(4)胰岛素由胰岛B细胞分泌,糖尿病的主要病因是胰岛B细胞受损导致激素 a(胰岛素)分泌不足。若糖尿病患者体内胰岛素的含量和正常人相差很小,甚至比正常人还高,说明该患者能正常分泌胰岛素,但胰岛素无法发挥降血糖的作用,故最可能的病因是细胞膜上的受体蛋白异常(数量或结构异常),导致胰岛素无法正常发挥作用。
答案:(1)胰岛素 胰高血糖素 (2)3.9~6.1 ⑥⑦⑧ 抑制肝糖原的分解和非糖物质的转化
(3)促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖
(4)胰岛B 细胞膜上的受体蛋白不正常
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