题目内容

6．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载体蛋白转运到胰岛B细胞内，经过有氧呼吸（或“呼吸作用”）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，促进胰岛素分子以胞吐（或“外排”）的方式释放到细胞外．
（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1（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，谷氨酸能促进胰岛素的分泌，CNQX可抑制这一过程．由此推测，谷氨酸与胰岛B细胞表面的（谷氨酸）受体结合发挥作用．
（3）科研人员进一步用谷氨酸溶液处理正常小鼠和K+通道基因敲除小鼠的胰岛B细胞，检测细胞内Ca2+荧光强度，结果如图2所示．

①由实验结果可知，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．
③该实验结果说明谷氨酸对胰岛B细胞的作用是通过K+通道实现的．
（4）基因敲除是一种特殊的基因重组技术，即将外源目的基因导入细胞从而干扰该细胞内某一基因的功能．将外源目的基因导入小鼠的胰岛B细胞常用方法是显微注射法．

分析 图1曲线表明，加入谷氨酸的乙组胰岛素分泌增加，加入CNQX一组胰岛素分泌减少，故说明在高浓度葡萄糖条件下，谷氨酸能促进胰岛素的分泌，CNQX可抑制这一过程．
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，而K+通道基因敲除小鼠Ca2+浓度未升高，故说明谷氨酸对胰岛B细胞的作用是通过 K+通道实现的．

解答 解：（1）餐后血糖升高，葡萄糖由细胞膜上的载体蛋白转运到胰岛B细胞内，经过有氧呼吸过程产生大量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，促进胰岛素分子以胞吐的方式释放到细胞外．
（2）据实验结果可知，加入谷氨酸的乙组胰岛素分泌增加，加入CNQX一组胰岛素分泌减少，故说明在高浓度葡萄糖条件下，谷氨酸能促进胰岛素的分泌，CNQX可抑制这一过程．由此推测，谷氨酸与胰岛B细胞表面的 受体结合发挥作用．
（3）据图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，而K+通道基因敲除小鼠Ca2+浓度未升高，故说明谷氨酸对胰岛B细胞的作用是通过 K+通道实现的．
①由实验结果可知，谷氨酸能够升高正常小鼠胰岛B细胞内的Ca2+浓度，细胞内Ca2+荧光强度升高，
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．
③该实验结果说明谷氨酸对胰岛B细胞的作用是通过K+通道实现的．
（4）将外源目的基因导入小鼠的胰岛B细胞（动物细胞）常用方法是显微注射法．
故答案为：
（1）有氧呼吸（或“呼吸作用”）   升高    胞吐（或“外排”）
（2）在高浓度葡萄糖条件下，谷氨酸能促进胰岛素的分泌，CNQX可抑制这一过程    （谷氨酸）受体
（3）①升高    ②（持续）开放    ③K+通道
（4）显微注射法

点评 本题综合考查了人体血糖调节及相关的实验设计，意在考查学生的理解和应用能力，试题难度中等．

练习册系列答案
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5．运用所学知识回答下列与生物技术实践相关的问题．

（1）自古酒就与人类生活息息相关．在图甲所示两发酵瓶中装入等量的葡萄汁进行果酒制作实验，若在A装置的通气口补充无菌空气，那么一段时间后，能获得葡萄酒的是B装置，发酵是否成功可用重铬酸钾对发酵产物进行检验确认．
（2）图乙是胡萝卜素提取粗品鉴定结果示意图．点加提取样品的是B、C点，点加标准样品的是A、D点，该鉴定实验的方法叫做纸层析法．
（3）微生物培养时，如果想让培养基内只生长真菌，则可用含抗生素（或青霉素）的培养基；后期进行菌落统计时，一般选择菌落数在30-300间的平板进行计数．
（4）与微生物培养相比，植物组织培养的培养基常需添加的植物激素是生长素和细胞分裂素．
6．下列有关生物变异的叙述，正确的是（　　）
A．三倍体无子西瓜的培育原理是染色体变异，它与二倍体西瓜属于同一物种
B．花药离体培养过程中，基因重组、基因突变和染色体变异均有可能发生
C．基因重组导致杂合子Aa自交后代出现性状分离，产生新的基因
D．基因突变和染色体结构变异均可引起DNA碱基序列的改变
3．植物激素突变体是研究植物激素合成、代谢途径以及生理功能的重要实验材料．某课题组为了研究生长素和赤霉素对遗传性矮生植物的作用效应，将适宜浓度的生长素和赤霉素分别喷施到 5 个不同突变体（生长速率分别为 lg1.2，lg1.4，lg1.6，lg1.8，lg2.0 毫米/7 天）的矮生豌豆幼苗上，实验结果如图．下列有关叙述，错误的是（　　）
A．赤霉素和生长素都能促进生长速率慢的矮生豌豆生长，但赤霉素的效果更佳
B．该实验的自变量是不同生长速率的突变体和喷施的试剂种类
C．图中③组的作用是对照，经过赤霉素处理产生的变异不能遗传
D．要研究植物激素的生理功能，选生长速率为lg2.0 毫米/7天的突变体更佳
1．如图甲为缩手反射相关结构，图乙是图甲一突触的亚显微结构模式图，图丙表示三个神经元及联系，其中“-○-＜”表示从树突到胞体，再到轴突末梢（即一个完整的神经元模式图）据图回答：

（1）乙图是图甲中突触的亚显微结构放大模式图，乙图中的B是下一个神经元的细胞体或树突．
（2）缩手反射时，兴奋从A传到B的信号物质是神经递质．兴奋不能由B到A的原因是神经递质只能有突触前膜释放作用于突触后膜．
（3）图丙中若①代表小腿上的感受器，⑤代表神经支配的小腿肌肉，则③称为神经中枢．若刺激图丙中b点，图中a、c、e、d点可产生兴奋．
（4）图乙中神经递质由A细胞合成，经过高尔基体包装加工，形成突触小泡，突触小泡再与突触前膜融合，通过A细胞的胞吐作用，进入突触间隙．
（5）突触后膜上的“受体”与相应神经递质结合，引起B细胞产生兴奋或抑制，使突触后膜的膜电位发生变化．
（6）若在如图中C和D两点的细胞膜表面安放电极，中间接记录仪（电流左进右出为+），当信号在神经细胞间传递时，检测到的结果是D．
11．酵母菌的线粒体在饥饿和光照等条件下会损伤，使线粒体成为具有双层膜“自噬体”，“自噬体”与溶酶体结合形成“自噬溶酶体”从而将线粒体分解，请回答与线粒体有关的问题．
（1）为观察正常细胞中的线粒体，可用健那绿进行染色，被染色的细胞一般是（答“是”或“不是”）处于生活状态．
（2）线粒体内膜结构的基本支架是磷脂双分子层，其组成成分中，含量最多的是磷脂．“自噬体””与溶酶体结合的过程说明生物膜具有一定流动性．研究发现人体细胞溶酶体内的pH在5.0左右，由此可知细胞质基质中的H+进人溶酶体的运输方式是主动运输．
（3）若某酵母菌的线粒体均遭“损伤”，此时葡萄糖氧化分解的终产物是酒精和二氧化碳，对终产物进行检测时，所用的试剂是检测二氧化碳用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝；检测酒精用重铬酸钾的浓硫酸溶液．
18．研究人员利用生物工程技术，探究猪bmp15基因在不同组织细胞中的特异性表达．该工程技术基本流程如图（EGFP基因控制合成增强型绿色荧光蛋白；过程②表示表达载体2成功导入各组织细胞）．请回答：

（1）过程①中，需利用XhoⅠ和HindⅢ限制酶处理表达载体1．
（2）过程②中，常采用显微注射技术将表达载体2成功导入受体细胞．
（3）培养受体细胞时，通常需在培养液中添加一定量的抗生素，以防污染．
（4）在实验结果的基础上，提取上述猪肌肉细胞的mRNA（mRNA/DNA），利用标记的EGFP基因作探针，进行分子杂交，可进一步探究猪bmp基因特异性表达的原因．
（5）据实验结果推测，猪bmp15基因在猪卵巢细胞特异性表达．
15．旅鼠是北欧寒带鼠类，繁殖力强．它们常常会成群结队向挪威西海岸奔去，一群接一群投入大海，溺死于水中．几乎每隔三四年自杀便会重演一次，但旅鼠种群并没有灭绝．科学家进行研究后进行了如图解释，下列说法符合该解释模型的是（　　）
A．旅鼠自杀的外部因素主要是食物、空间和水资源等匮乏
B．图中的种间关系主要涉及竞争、寄生与捕食
C．体内调节系统主要涉及神经、体液、免疫调节
D．在旅鼠数量增加后再减少的波动过程中，出生率下降和死亡率增加
16．研究种群数量的变化规律，对于野生资源的利用和保护有重要意义，如图是某海域野生鱼类在实施了休渔保护后的种群增长曲线，下列说法错误的是（　　）
A．为了获得最大捕捞量，捕捞后种群数量应该保持在b点附近范围所代表的水平上
B．该种群增长速率最快的点是b点，环境阻力最大是在8年以后
C．休渔能够很好地促进该种群数量的恢复，使该种群数量持续增长
D．适当的捕捞有利于该鱼类的更新，有利于该种群的生存

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