Question

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

 

，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．
（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，

 

．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

 

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

考点：体温调节、水盐调节、血糖调节,基因工程的应用

专题：

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．
故答案为：
（1）载体  有氧呼吸  升高   胞吐（或“外排”）
（2）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

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．