Question

3．欲研究长期使用生长激素对胰岛β细胞功能的影响，请根据以下材料和用具，提出实验思路，并预测实验结果．
材料和用具：生理状况相似的健康雄性大鼠10只，普通饲料、生长激素制剂（用量0.63IU/kg）、血糖仪、注射器等．（要求与说明：实验不分组；血糖、血清胰岛素浓度测定方法不要求；用β细胞分泌功能指数Q来评价胰岛β细胞的功能，Q=$\frac{20×空腹胰岛素}{空腹血糖-3.5}$；实验持续时间14天；实验条件适宜），请回答：
（1）实验思路：①测定每只健康雄性大鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度，记录数据并计算平均值和Q值．
②每只大鼠均正常进食、进水，每天同时，注射适量的生长激素制剂
③连续给药14天后，测定每只健康雄性大鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度，记录数据并计算平均值和Q值．
④对实验所得数据进行分析和处理
（2）预测实验结果（设计一个表格，将预测的实验结果与相应的结论填入表中）．
（3）分析与讨论
①指数Q为什么要引入空腹血糖和空腹胰岛素两项指标？胰岛素是唯一降血糖的激素，如果生长素抑制胰岛素的生理功能，则血糖会升高；如果促进胰岛素的功能，则血糖会降低．如果没有效果，血糖正常．．
②实验不另设分组对照，主要原因是因为胰岛β细胞能够分泌胰岛素，而胰岛素是唯一降血糖的激素实验已有前后自身对照（或排除实验大鼠个体之间的差异对结果的干扰）．

Answer 1

分析 1、本题是通过实验验证长期使用生长激素对胰岛β细胞功能的影响，由实验可推知实验的自变量是否注射定量的生长激素，因变量是血糖浓度的变化或血清中胰岛素浓度，其他变量属于无关变量，根据实验设计的对照原则和单一变量原则完善实验步骤分析实验结果并获取结论．
2、实验的原理是长期使用生长激素可降低胰岛B细胞的敏感度，因此胰岛素的产生量减少，血糖浓度降低的效果减弱．

解答 解：（1）由实验可推知实验的自变量是否注射定量的生长激素，因变量是血糖浓度的变化或血清中胰岛素浓度，其他变量属于无关变量，根据实验设计的对照原则和单一变量原则完善实验步骤：
①测定每只健康雄性大鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度，记录数据并计算平均值和Q值．
②每只大鼠均正常进食、进水，每天同时，注射适量的生长激素制剂
③连续给药14天后，测定每只健康雄性大鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度，记录数据并计算平均值和Q值．
④对实验所得数据进行分析和处理
（2）预测实验结果如下表：长期使用生长激素对胰岛β细胞功能影响的结果和结论表

实验结果	实验结论
试验后Q比实验前显著降低	生长激素对胰岛细胞的功能有抑制作用
试验后Q与实验前比没有显著差异	生长激素堆积到细胞的功能没有影响
试验后Q比实验前显著升高	生长激素对胰岛细胞的功能有促进作用

（3）①胰岛素是唯一降血糖的激素，如果生长素抑制胰岛素的生理功能，则血糖会升高；如果促进胰岛素的功能，则血糖会降低．如果没有效果，血糖正常．因此指数Q要引入空腹血糖和空腹胰岛素两项指标．
②因为胰岛β细胞能够分泌胰岛素，而胰岛素是唯一降血糖的激素实验已有前后自身对照（或排除实验大鼠个体之间的差异对结果的干扰），因此不另设分组对照．
故答案为：
（1）①测定每只健康雄性大鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度，记录数据并计算平均值和Q值．
②每只大鼠均正常进食、进水，每天同时，注射适量的生长激素制剂
③连续给药14天后，测定每只健康雄性大鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度，记录数据并计算平均值和Q值．
④对实验所得数据进行分析和处理
（2）长期使用生长激素对胰岛β细胞功能影响的结果和结论表

实验结果	实验结论
试验后Q比实验前显著降低	生长激素对胰岛细胞的功能有抑制作用
试验后Q与实验前比没有显著差异	生长激素堆积到细胞的功能没有影响
试验后Q比实验前显著升高	生长激素对胰岛细胞的功能有促进作用

（3）因为胰岛β细胞能够分泌胰岛素，而胰岛素是唯一降血糖的激素实验已有前后自身对照（或排除实验大鼠个体之间的差异对结果的干扰）

点评 本题考查了人体血糖浓度的调节及相关的探究实验，要求考生识记人体血糖调节的具体过程，掌握胰岛素和胰高血糖素的具体作用；明确实验的目的，正确区分实验的自变量和因变量，能根据探究实验的原则，完善实验步骤，并预测实验结果得出正确的实验结论．