内容正文:
第2节 激素调节的过程
第1课时 血糖平衡的调节
学习目标 以人体血糖平衡的调节为例,说明激素通过反馈调节维持机体稳态的机制(演绎推理及模型与建模)。
1.血糖的来源和去向
2.血糖平衡的调节
(1)激素调节:主要依靠胰岛素和胰高血糖素。
(2)神经调节:血糖平衡调节中枢位于下丘脑。
①当血糖含量降低时,下丘脑的某个区域兴奋,通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使得血糖含量上升。另外,神经系统还通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量。
②当血糖含量升高时,下丘脑的另一区域兴奋,通过副交感神经使胰岛B细胞分泌胰岛素,使得血糖含量降低。
3.反馈调节
(1)概念:在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作。
(2)意义:是生命系统中非常普遍的调节机制,对于机体维持稳态具有重要意义。
胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素,提高血糖浓度的激素有哪些?
提示:胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等,均可直接或间接提高血糖浓度。
(1)饥饿时,肝糖原、肌糖原分解,补充血糖。(×)
提示:肌糖原不能分解补充血糖。
(2)胰岛素的靶细胞是几乎全身细胞。(√)
(3)胰高血糖素的靶细胞主要是肝细胞。(√)
(4)副交感神经兴奋时,胰岛A细胞分泌活动增强。(×)
提示:交感神经兴奋时,胰岛A细胞分泌活动增强。
1.如图所示为胰岛素参与血糖平衡调节的过程示意图。(GLUT-4是葡萄糖转运蛋白)
(1)如图所示,胰岛素通过血液运输到靶细胞,与细胞膜表面 结合后,通过促进囊泡的转运,使细胞膜上 增加,促进了细胞对葡萄糖的摄取。
提示:胰岛素受体 葡萄糖转运蛋白(GLUT-4)数量
(2)胰岛素在促进细胞摄取葡萄糖的同时,通过调节一系列酶促反应,促进
,
从而促进葡萄糖的利用,降低血糖浓度。
提示:葡萄糖的氧化分解、合成糖原以及转化为非糖物质
2.构建血糖平衡调节的概念模型。
(1)提示:①B ②胰岛素 ③降低 ④A ⑤肾上腺
(2)根据模型,归纳影响胰岛素分泌的因素有
。
影响胰高血糖素分泌的因素有
,其中 为主。
提示:血糖浓度、胰高血糖素含量、神经调节 血糖浓度、胰岛素含量、神经调节 血糖浓度
3.阅读教材P52“与社会的联系”,结合下列资料,回答有关糖尿病的问题。
资料 1型糖尿病由胰岛功能减退,分泌胰岛素减少所致;2型糖尿病病因复杂,但认为与患者组织细胞膜上的胰岛素受体受损,机体对胰岛素的敏感性降低有关。
(1)糖尿病患者体内的胰岛素水平一定低于正常人吗?
提示:1型糖尿病患者体内的胰岛素水平低于正常人;因胰岛素受体受损引发的2型糖尿病患者体内的胰岛素水平甚至会高于正常人。
(2)两种糖尿病,通过注射胰岛素均可有效治疗吗?
提示:1型糖尿病缺乏胰岛素,通过注射胰岛素可取得较好效果。因胰岛素受体受损引发的2型糖尿病对胰岛素不敏感,注射胰岛素效果不会很明显。
(3)糖尿病患者往往表现“三多一少”症状,结合下图分析“多尿”的原因,结合血糖平衡及调节模型分析“一少(体重减轻)”的原因。
提示:血糖含量升高,会导致原尿中葡萄糖浓度升高,原尿渗透压增大,肾小管和集合管对水的重吸收减少,尿量增多。缺乏胰岛素或对胰岛素不敏感,均会导致葡萄糖氧化分解供能发生障碍,机体增强对脂肪、蛋白质的氧化分解,导致体重减轻。
1.血糖平衡的调节既有体液调节,又有神经调节,但以体液调节(激素调节)为主。神经调节的神经中枢位于下丘脑。
2.调节血糖的激素主要是胰岛素和胰高血糖素。胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。而提高血糖浓度的激素有多种。
3.糖尿病患者表现“三多一少”原因
【典例深研】
1.(2026·江西上饶月考)如图是人体血糖平衡调节示意图,下列有关分析错误的是( )
A.胰高血糖素浓度和神经递质都能影响胰岛素的分泌
B.血糖的稳定受神经和激素的共同调节,下丘脑是调节中枢
C.饥饿时人体内胰高血糖素分泌减少,胰岛素分泌增加
D.肾上腺素浓度升高能促进肝糖原的分解,从而升高血糖
答案 C
解析 由题图可知,胰高血糖素浓度和神经递质都能影响胰岛素的分泌,A正确;血糖的稳定受神经和激素的共同调节,血糖调节的中枢是下丘脑,B正确;饥饿时血糖浓度较低,人体内胰高血糖素分泌增多,胰岛素分泌减少,C错误;胰岛素是唯一能够降血糖的激素,升血糖的激素有胰高血糖素、甲状腺激素和肾上腺素等,其中肾上腺素浓度升高能促进肝糖原的分解,从而升高血糖,D正确。
2.(2023·广东卷,8)空腹血糖是糖尿病筛查常用检测指标之一,但易受运动和心理状态等因素干扰,影响筛查结果。下列叙述正确的是( )
A.空腹时健康人血糖水平保持恒定
B.空腹时糖尿病患者胰岛细胞不分泌激素
C.运动时血液中的葡萄糖只消耗没有补充
D.紧张时交感神经兴奋使血糖水平升高
答案 D
解析 空腹时血糖的重要来源是肝糖原分解为葡萄糖进入血液,非糖物质也可以转化为血糖,使血糖水平保持动态平衡,但不是绝对的恒定,A错误;空腹时糖尿病患者的细胞供能不足,糖尿病患者的胰岛A细胞会分泌胰高血糖素促进肝糖原的分解和非糖物质转化为血糖供能,B错误;运动时血液中的葡萄糖消耗的同时,胰高血糖素促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,对血糖进行补充,C错误;紧张时交感神经兴奋,作用于胰岛A细胞和肾上腺,分别释放胰高血糖素和肾上腺素,促进血糖水平升高,D正确。
3.(2025·江西卷,2)为分析两种不同类型糖尿病患者的血糖调节差异,研究人员检测了健康个体、患者甲和乙的空腹血糖及胰岛素浓度(见表)。下列推测合理的是( )
检测对象
血糖/(mmol·L-1)
胰岛素/(mIU·L-1)
健康个体
5.0
12.5
患者甲
13.3
2.3
患者乙
9.9
25.1
A.患者甲的血糖浓度高于健康个体是由于胰岛素未能发挥功能
B.患者乙的血糖浓度高于健康个体是由于胰高血糖素分泌过多
C.若药物X能促进胰岛素的分泌,则可用于缓解患者甲的高血糖
D.若药物Y能抑制胰岛素的分泌,则可用于缓解患者乙的高血糖
答案 C
解析 根据表格信息,患者甲胰岛素含量远低于健康个体,其血糖高于健康个体的原因是由于胰岛素分泌不足,而非胰岛素未能发挥功能;若药物X能促进胰岛素分泌,则可用于缓解患者甲的高血糖症状,A不合理,C合理;患者乙胰岛素含量高于健康个体,其血糖高于健康个体的主要原因是胰岛素抵抗,而非胰高血糖素分泌过多,B不合理;患者乙存在胰岛素抵抗,若药物Y抑制胰岛素分泌会降低胰岛素水平,但不能改善胰岛素抵抗,不能缓解患者乙的高血糖症状,D不合理。
随堂检测
1.(2026·河南焦作期中)人体内血糖的来源与去向主要有如图所示的几个方面。下列有关血糖平衡调节的叙述,错误的是( )
A.餐后血糖含量升高,可导致图中过程⑤增强
B.胰岛A细胞分泌的激素可以促进过程④⑤⑥
C.肝脏、肾上腺、胰腺等器官可以参与血糖平衡的调节
D.胰岛素的作用结果会反过来影响胰岛素的分泌,属于反馈调节
答案 B
解析 图中过程⑤表示血液中的葡萄糖进入细胞转化为糖原,餐后血糖含量升高,可导致图中过程⑤增强,A正确;胰岛A细胞分泌的激素为胰高血糖素,胰高血糖素能升高血糖,可以促进图中的②③过程,B错误;肝脏通过合成或分解糖原参与血糖调节,肾上腺可通过分泌肾上腺素参与血糖调节,胰腺的内分泌细胞能分泌与血糖调节有关的胰岛素和胰高血糖素,C正确;胰岛素使血糖降低,而血糖降低又会反过来抑制胰岛素的分泌,这属于反馈调节,D正确。
2.下列有关人体血液中葡萄糖含量过多会直接引起的生理变化的叙述,正确的是( )
A.胰岛B细胞分泌的胰岛素增加
B.通过反馈调节抑制肝糖原分解
C.胰高血糖素分泌增加
D.脂肪、蛋白质等非糖物质转化为葡萄糖
答案 A
解析 抑制肝糖原分解是胰岛素的作用,而不是血糖含量过高直接反馈调节的结果,B错误;血糖含量过高不会引起胰高血糖素分泌增加,C错误;血糖含量过高会促进胰岛B细胞分泌胰岛素,进而抑制脂肪、蛋白质等非糖物质转化为葡萄糖,D错误。
3.(2026·广东东莞中学质检)小红因故没吃早饭就上学,到第四节课时仍然精神饱满地认真听讲和学习,这时她体内血糖调节的过程错误的是( )
A.胰高血糖素浓度升高,促进肝糖原水解生成葡萄糖
B.肾上腺素浓度升高,促进肝糖原分解
C.胰高血糖素和肾上腺素之间的相互关系表现为抗衡作用
D.胰高血糖素浓度升高,促进非糖物质转化成葡萄糖
答案 C
解析 血糖浓度较低时,胰岛A细胞分泌胰高血糖素增加,促进肝糖原的分解和非糖物质转变成糖,使得血糖浓度升高,A、D正确;肾上腺素分泌增加,促进肝糖原分解成葡萄糖,B正确;胰高血糖素和肾上腺素都能升高血糖,表现为协同作用,C错误。
4.(2026·河北衡水金卷)糖尿病是一种代谢性疾病,危害健康,下列有关该疾病的叙述错误的是( )
A.饮食过多而不节制造成的肥胖是糖尿病的诱因之一
B.糖尿病患者应控制糖类食物和高脂肪食物的摄入量
C.在某人尿液中检测到葡萄糖,可确诊其为糖尿病患者
D.糖尿病患者组织细胞摄取葡萄糖的能力弱于正常人
答案 C
解析 正常人摄取糖类过多也可能在尿液中检测到葡萄糖,C错误。
5.(2025·重庆卷,9)研究发现,长期高脂饮食可导致糖代谢异常,表现为血糖和胰岛素均高于正常水平。魔芋中的KGM被肠道菌利用产生Y物质,Y结合R受体能改变此类血糖异常。图为三组小鼠(正常饮食组、高脂饮食组、高脂饮食+KGM组)空腹注射等量胰岛素后的血糖变化情况,分析正确的是( )
A.①是高脂饮食+KGM组
B.高脂饮食组小鼠食用魔芋会促进糖原分解,使血糖变化曲线向③靠近
C.增加胰岛B细胞的分泌不能治疗高脂饮食引起的血糖异常
D.敲除高脂饮食组小鼠的R受体基因,口服KGM会促进血糖进组织细胞
答案 C
解析 正常小鼠对胰岛素敏感,注射胰岛素后血糖下降明显;高脂饮食组小鼠糖代谢异常,对胰岛素不敏感,注射胰岛素后血糖下降不明显;高脂饮食+KGM组由于KGM的作用,对胰岛素的敏感性有所恢复。曲线③血糖下降明显,是正常饮食组;曲线①血糖下降不明显,是高脂饮食组;曲线②血糖下降程度介于①和③之间,是高脂饮食+KGM组,A错误;魔芋中的KGM被肠道菌利用产生Y物质,Y结合R受体能改变血糖异常,推测其通过促进血糖进入组织细胞等途径降低血糖,而不是促进糖原分解,B错误;长期高脂饮食导致糖代谢异常,表现为血糖和胰岛素均高于正常水平,说明此现象不是胰岛素分泌不足导致的,增加胰岛B细胞的分泌不能治疗高脂饮食引起的血糖异常,C正确;敲除高脂饮食组小鼠的R受体基因,Y物质无法结合R受体发挥作用,口服KGM不能促进血糖进组织细胞,D错误。
课时精练11
(时间:30分钟 满分:35分)
【基础对点】
一、血糖平衡及调节
1.正常人一次过量吃糖后,检测到尿液中含有葡萄糖,最可能的原因是( )
A.胰岛素分泌过少
B.胰岛素分泌过多
C.肾脏发生了病变
D.肾对葡萄糖的重吸收能力有一定限度
答案 D
解析 正常人一次吃糖过量后,检测到尿液中含有葡萄糖,这是由于原尿中的葡萄糖的浓度过高,而肾脏中的肾小管对葡萄糖的重吸收能力有限,部分葡萄糖以尿糖的形式排出。
2.(2026·江西南昌一中期末)下列关于人体血糖平衡调节的叙述中,错误的是( )
A.血糖平衡的调节是在神经、激素的共同调节作用下完成的
B.甲状腺激素促进糖的氧化分解,因而起到降低血糖的作用
C.胰岛素和胰高血糖素在血糖平衡调节过程中作用相反
D.肾小管对葡萄糖的重吸收是通过载体并消耗ATP完成的
答案 B
解析 甲状腺激素能促进物质的氧化分解,但没有降低血糖的作用,能够降低血糖的唯一激素是胰岛素,B错误;胰岛素能降低血糖,胰高血糖素能升高血糖,在血糖平衡调节过程中二者作用相反,C正确;肾小管对葡萄糖的重吸收过程属于主动运输,需要载体并消耗ATP,D正确。
3.(2026·河北邢台一中质检)当人体血糖浓度升高时,人体内有很多物质可作为信息分子作用于胰岛B细胞,促使胰岛B细胞合成和分泌胰岛素。下列有关叙述错误的是( )
A.较高的血糖浓度可直接刺激胰岛B细胞,促进其分泌胰岛素
B.下丘脑通过传出神经释放的神经递质可作用于胰岛B细胞
C.胰岛A细胞分泌的胰高血糖素可作用于胰岛B细胞
D.胰岛素的分泌不能体现细胞膜控制物质进出细胞的功能
答案 D
解析 较高的血糖浓度可以作为一种信号,可直接刺激胰岛B细胞,促进其分泌胰岛素,A正确;血糖的调节为神经-体液调节,血糖调节中枢在下丘脑,因此下丘脑通过传出神经释放的神经递质可作用于胰岛B细胞使其分泌胰岛素,B正确;胰岛A细胞分泌的胰高血糖素也可作为一种信息分子,作用于胰岛B细胞,C正确;胰岛素(分泌蛋白)的分泌可以体现细胞膜控制物质进出细胞的功能,D错误。
4.(2024·河北卷,8)甲状腺激素在肝脏中激活其β受体,使机体产生激素G,进而促进胰岛素分泌。下列叙述错误的是( )
A.肾上腺素等升高血糖的激素与胰岛素在血糖调节中的作用相抗衡
B.甲状腺激素能升高血糖,也可通过激素G间接降低血糖
C.血糖浓度变化可以调节胰岛素分泌,但不能负反馈调节升高血糖的激素分泌
D.激素G作用于胰岛B细胞促进胰岛素分泌属于体液调节
答案 C
解析 甲状腺激素在肝脏中激活其β受体,使机体产生激素G,进而促进胰岛素分泌,从而降低血糖浓度,即甲状腺激素能升高血糖,也可通过激素G间接降低血糖,B正确;血糖浓度变化可以调节胰岛素分泌,也能负反馈调节升高血糖的激素分泌,C错误;激素等化学物质,通过体液传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节。因此,激素G作用于胰岛B细胞促进胰岛素分泌属于体液调节,D正确。
二、糖尿病
5.(2026·广东惠州调研)“胰岛素抵抗”是指机体对胰岛素的敏感性降低,利用胰岛素促进葡萄糖代谢的能力下降。以下能引起“胰岛素抵抗”的是:①胰岛B细胞受损;②靶细胞表面胰岛素受体减少;③胰岛素与其特定受体识别发生障碍;④胰高血糖素分泌增加( )
A.①② B.②③
C.②④ D.③④
答案 B
解析 靶细胞表面胰岛素受体减少,胰岛素没有足够多的特异性受体结合,或胰岛素与其特定受体识别发生障碍,靶细胞不能识别到胰岛素,均会导致机体对胰岛素的敏感性降低,引起“胰岛素抵抗”,故选B。
6.(2026·广东湛江调研)给某人静脉注射过多的葡萄糖后,检测其血液中胰岛素的含量增加,但血糖浓度较长时间维持在较高的水平。下列相关叙述中,错误的是( )
A.受测者最可能是一个糖尿病患者,可以用注射胰岛素制剂的方法治疗
B.受测者的胰岛B细胞没有受损,但胰岛素的靶细胞最可能缺乏相关受体
C.受测者的尿液中可能会出现葡萄糖
D.受测者的胰高血糖素分泌水平会明显低于正常人
答案 A
解析 据题意可知,受测者在血糖浓度较高时胰岛素分泌增加,据此可以推测该人可能患有因缺乏胰岛素受体而导致的糖尿病,不能用注射胰岛素制剂的方法进行治疗,A错误,B正确;由于受测者的血糖水平较高,所以尿液中可能会出现葡萄糖,C正确;胰高血糖素会在血糖水平较低时分泌,受测者的血糖水平较高,所以胰高血糖素的分泌水平会明显低于正常人,D正确。
7.(2026·河南许昌高中期末)2型糖尿病患者体内的胰岛素浓度比正常人高,但摄入糖后,体内血糖浓度很难降至正常水平,导致患者尿中出现葡萄糖。下列叙述错误的是( )
A.2型糖尿病患者难以通过注射胰岛素的治疗方法使血糖恢复正常值
B.2型糖尿病患者细胞膜上的胰岛素受体可能受损而导致胰岛素含量升高
C.2型糖尿病患者的原尿中葡萄糖未能被完全重吸收会导致尿量增加
D.2型糖尿病患者摄糖后血糖水平高的主要原因是胰高血糖素分泌量增多
答案 D
解析 2型糖尿病患者是因为胰岛素无法发挥作用而导致血糖含量升高,所以通过注射胰岛素的治疗方法难以使血糖恢复正常值,A正确;2型糖尿病患者细胞膜上的胰岛素受体可能受损,胰岛素不能与受体进行特异性结合,从而导致胰岛素含量升高,B正确;2型糖尿病患者的原尿中葡萄糖未能被完全重吸收,从而导致原尿中含有的葡萄糖增加,原尿中的渗透压增大,肾小管和集合管对水的重吸收能力降低,从而会导致尿量增加,C正确;2型糖尿病患者摄糖后血糖水平高的主要原因是胰岛素不能发挥降血糖的作用,D错误。
【综合提升】
8.(2026·东北育才中学质检)研究发现,当血糖浓度高于某一水平时,肝细胞膜上的某种载体蛋白可将葡萄糖转运至肝细胞内,而当血糖浓度低于某一水平时,该载体蛋白又能将葡萄糖从肝细胞内转运至肝细胞外。下列相关叙述中,正确的是( )
A.葡萄糖的运输方向与肝细胞内外葡萄糖的相对浓度无关
B.胰岛B细胞合成的激素可以促进肝细胞中的葡萄糖进入血液
C.载体蛋白转运葡萄糖进入肝细胞时,其空间结构会发生变化
D.骨骼肌细胞膜上存在相同的载体蛋白,能将葡萄糖转运进出骨骼肌细胞
答案 C
解析 由题意可知,葡萄糖的运输方向与肝细胞内外葡萄糖的相对浓度有关,A错误;胰岛A细胞合成的胰高血糖素可以促进肝细胞中的葡萄糖进入血液,B错误;载体蛋白转运葡萄糖进入肝细胞,会发生空间结构的改变,以利于运输葡萄糖,C正确;骨骼肌细胞膜上不存在这种载体蛋白,不能将葡萄糖转运进出骨骼肌细胞,D错误。
9.(2026·黑龙江伊春月考)为研究糖尿病的病因,用放射免疫法测定不同人群空腹口服100 g葡萄糖后的血浆胰岛素浓度变化,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.对1型糖尿病患者注射胰岛素能够起到较好的治疗效果
B.若检测正常人胰高血糖素浓度,曲线的峰值应出现在胰岛素的峰值之后
C.2型糖尿病患者胰岛素受体的敏感性可能下降
D.若45 min时测血糖浓度,非糖尿病肥胖者血糖浓度高于2型糖尿病患者
答案 D
解析 1型糖尿病患者的胰岛B细胞分泌胰岛素不足,所以对1型糖尿病患者注射胰岛素能够起到较好的治疗效果,A正确;正常人体内胰岛素可以降低血糖,当血糖含量下降以后,胰高血糖素分泌量又增加,所以检测正常人胰高血糖素浓度,曲线的峰值应出现在胰岛素的峰值之后,B正确;口服葡萄糖后,2型糖尿病患者体内的胰岛素浓度比正常人高,说明2型糖尿病患者的胰岛B细胞能够分泌胰岛素,患糖尿病的原因可能是胰岛素受体的敏感性下降,C正确;由图可知,口服葡萄糖后90 min内,非糖尿病肥胖者胰岛素含量高于2型糖尿病患者,而胰岛素可以降低血糖,所以若45 min时测血糖浓度,非糖尿病肥胖者血糖浓度可能低于2型糖尿病患者,D错误。
10.(2026·天津静海区期中)如图为胰岛素作用的一种机制示意图,GLUT-4为葡萄糖转运蛋白,下列相关叙述错误的是( )
A.受体M的化学本质是蛋白质
B.胰岛素能促进含GLUT-4的囊泡与细胞膜融合,从而促进组织细胞对葡萄糖的吸收
C.若某人血糖浓度偏高,可能是体内产生了某种能与受体M结合的物质所致
D.GLUT-4合成障碍的糖尿病患者可通过注射胰岛素进行治疗
答案 D
解析 若体内产生的某种物质与受体M结合,导致胰岛素与受体M结合受阻,进而影响组织细胞吸收葡萄糖,可能会使机体血糖浓度偏高,C正确;胰岛素可促进含GLUT-4的囊泡与细胞膜融合,将GLUT-4运输到细胞膜上,但胰岛素不能调控细胞内GLUT-4的合成,因此GLUT-4合成障碍的糖尿病患者不能通过注射胰岛素进行治疗,D错误。
11.(2026·江苏无锡期中)人在饥饿和进食等不同状态下会发生不同的生理反应,进食可刺激小肠的K细胞分泌一种多肽(GIP),GIP可作用于胰岛细胞和脂肪细胞,引起血糖浓度降低,其作用机理如图所示(①~④代表细胞膜上的结构)。下列推断正确的是( )
A.通过口服胰岛素可以治疗因结构②受损导致的糖尿病
B.与注射相比,口服葡萄糖会使体内胰岛素水平较低
C.GIP与①结合可能促进葡萄糖进入脂肪细胞转化为脂肪
D.图中①④均为细胞膜上的受体,①④的结构和功能相同
答案 C
解析 胰岛素的化学本质为蛋白质,口服时会被消化道内的蛋白酶水解失效;且结构②是胰岛素的受体,其受损导致的糖尿病不能通过补充胰岛素来治疗,A错误;分析题图可知,口服葡萄糖可通过升高血糖和促进GIP分泌两条途径促进胰岛素分泌,故与注射相比,口服葡萄糖会使体内胰岛素水平较高,B错误;进食后,GIP和胰岛素分别通过结构①②作用于脂肪细胞,促进葡萄糖进入细胞并转化为脂肪,从而降低血糖水平,C正确;图中结构①④是不同细胞膜上和GIP结合的受体,结构可能不同,且①④分别与GIP结合后执行的功能不同,D错误。
12.(2025·甘肃卷,18)糖尿病严重危害人类的健康。受环境和生活方式变化的影响,糖尿病的发病率近年来呈上升趋势。科学家研究发现,其发病机理与血糖调节直接相关,而胰岛素是调节血糖最重要的激素之一。回答下列问题。
(1)胰岛素能 肌细胞和肝细胞的糖原合成, 非糖物质转化成葡萄糖。
(2)血糖水平是调节胰岛B细胞分泌胰岛素的最主要因素,机制如下图所示,其中膜去极化的原因是ATP/ADP比例的升高使钾离子通道的开放概率 。图中呈现的物质跨膜运输方式共有 种。
(3)科学家在早期的研究中将胰脏研磨并制备提取物,注射到由胰腺受损诱发糖尿病的实验狗体内,血糖没有明显下降,最可能的原因是
。
(4)胰岛素受体功能异常也可以影响血糖的调节。利用基因工程方法制备的MKR小鼠的胰岛素受体功能受损,导致胰岛素靶细胞对胰岛素敏感性下降。某研究小组拟通过实验探究胰岛素受体功能在血糖调节中的作用,部分实验步骤和结果如下。完善实验步骤并预测结果。
①实验分两组,A组:MKR小鼠5只,B组:正常小鼠5只;
②两组小鼠均禁食10小时,取少量血液,测定 和 ,结果表明,两组间没有显著差异;
③分别给两组小鼠静脉注射葡萄糖溶液,30分钟后取少量血液,测定以上两项指标,预期实验结果为 。
答案 (1)促进 抑制 (2)降低 2 (3)胰岛素被胰蛋白酶分解 (4)血糖浓度 胰岛素浓度
A组血糖浓度高于B组,胰岛素浓度也高于B组
解析 (1)胰岛素是唯一能够降血糖的激素,作用是促进肌细胞、肝细胞合成糖原,抑制非糖物质(如氨基酸、脂肪)转化为葡萄糖从而降低血糖浓度。(2)血糖升高→葡萄糖进入细胞→氧化分解使ATP/ADP比例上升→钾离子通道关闭(开放概率降低)→K+外流减少→细胞膜去极化。葡萄糖(协助扩散)、K+(协助扩散)、Ca2+(协助扩散)、胰岛素(胞吐),跨膜方式为协助扩散和胞吐,共2种。(3)胰腺受损(如切除)的实验狗,注射胰脏研磨提取物(含胰岛素)但血糖未下降,最可能的原因是研磨液中胰岛素被胰蛋白酶分解(胰腺含胰蛋白酶,会分解胰岛素)。(4)实验目的:探究胰岛素受体功能对血糖调节的影响(MKR小鼠受体功能受损)。步骤②:禁食后测血糖浓度和胰岛素浓度→验证基础状态下两组小鼠无差异。步骤③:注射葡萄糖后,预期实验结果:A组(MKR小鼠,胰岛素受体功能受损)→胰岛素不能有效发挥作用→血糖浓度较高,胰岛素浓度也较高(因血糖浓度高刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,但受体不敏感,血糖浓度难以降低)。B组(正常小鼠)→胰岛素正常作用→血糖浓度较低,胰岛素浓度正常。故预期实验结果为:A组血糖浓度高于B组,胰岛素浓度也高于B组。
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