Question

【题目】胰岛素是人体血糖调节中的重要激素，其释放受到机体的精确调控。

（1）人体内胰岛素释放通路是：餐后血糖升高，葡萄糖由细胞膜上的__________蛋白转运到胰岛B细胞内，经过__________过程产生大量ATP，阻断ATP敏感型钾离子通道，进而抑制了钾离子的外流，使细胞膜内的电位升高，打开电压依赖性的Ca2+通道，升高了胞内的Ca2+浓度，促进胰岛素分子以__________的方式释放到细胞外，此过程依赖于细胞膜的__________（结构特点）。

（2）研究发现，高浓度葡萄糖可引起胰岛A细胞合成并分泌谷氨酸，为研究谷氨酸的作用机理，科研人员将三组数目相等的小鼠离体胰岛进行培养，培养条件及结果如图所示（CQNX为谷氨酸受体阻断剂）。实验结果表明，在高浓度葡萄糖条件下：①____________________；②____________________。由此推测，谷氨酸与胰岛B细胞表面的__________结合发挥作用。

（3）科研人员进一步用谷氨酸溶液处理正常小鼠和K+通道基因敲除（K+通道基因控制合成K+通道蛋白）小鼠的胰岛B细胞，检测细胞内Ca2+荧光强度，结果如图所示。

①由实验结果可知，谷氨酸能够__________正常小鼠胰岛B细胞内的Ca2+浓度。

②K+通道基因敲除小鼠和正常小鼠相比，细胞内的基础Ca2+浓度显著高于正常小鼠，从胰岛素释放通路分析，是由于K+通道基因敲除小鼠的K+通道不能正常发挥作用，导致Ca2+通道__________。

③该实验结果说明谷氨酸对胰岛B细胞的作用是通过__________实现的。

Answer 1

【答案】 糖载体（膜） 呼吸作用 胞吐 流动性 谷氨酸有利于胰岛素释放 CNQX抑制胰岛素释放 蛋白质 增加 不通畅 始终打开Ca2+浓度较高 增加Ca2+通道流通 阻断K+通道

【解析】（1）葡萄糖进入胰岛B细胞，属于主动运输，需要载体蛋白的协助。葡萄糖经过有氧呼吸过程被氧化分解，释放大量的能量，一部分储存在ATP中，因此ATP含量增多；ATP增多，可以阻断ATP敏感型钾离子通道，进而抑制了钾离子的外流，使细胞膜内的电位升高；胰岛素分子是大分子蛋白质，通过胞吐的方式分泌出去。

（2）分析题意和题图，由于高浓度葡萄糖可引起胰岛A细胞合成并分泌谷氨酸，从曲线中可以看出，在高浓度葡萄糖条件下，谷氨酸能促进胰岛素的分泌，而添加CNQX可抑制这一过程；谷氨酸作用于胰岛B细胞时，需要与胰岛B细胞表面的受体结合后才能发挥作用。

（3）①分析图2结果可知，加入谷氨酸后，正常小鼠细胞内Ca2+荧光强度升高，说明谷氨酸能够升高正常小鼠胰岛B细胞内的Ca2+浓度。

②K+通道基因敲除小鼠和正常小鼠相比，细胞内的基础Ca2+浓度显著高于正常小鼠，从胰岛素释放通路分析，是由于K+通道基因敲除小鼠的K+通道不能正常发挥作用，导致Ca2+通道 （持续）开放，因此胞内钙离子浓度较高。

③K+通道基因敲除小鼠Ca2+浓度未升高，说明谷氨酸对胰岛B细胞的作用是通过 K+通道实现的。