Question

【題目】胰島素是人體血糖調(diào)節(jié)中的重要激素，其釋放受到機(jī)體的精確調(diào)控。

（1）人體內(nèi)胰島素釋放通路是：餐后血糖升高，葡萄糖由細(xì)胞膜上的__________蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到胰島B細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)過(guò)__________過(guò)程產(chǎn)生大量ATP，阻斷ATP敏感型鉀離子通道，進(jìn)而抑制了鉀離子的外流，使細(xì)胞膜內(nèi)的電位升高，打開(kāi)電壓依賴(lài)性的Ca2+通道，升高了胞內(nèi)的Ca2+濃度，促進(jìn)胰島素分子以__________的方式釋放到細(xì)胞外，此過(guò)程依賴(lài)于細(xì)胞膜的__________（結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）。

（2）研究發(fā)現(xiàn)，高濃度葡萄糖可引起胰島A細(xì)胞合成并分泌谷氨酸，為研究谷氨酸的作用機(jī)理，科研人員將三組數(shù)目相等的小鼠離體胰島進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)條件及結(jié)果如圖所示（CQNX為谷氨酸受體阻斷劑）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在高濃度葡萄糖條件下：①____________________；②____________________。由此推測(cè)，谷氨酸與胰島B細(xì)胞表面的__________結(jié)合發(fā)揮作用。

（3）科研人員進(jìn)一步用谷氨酸溶液處理正常小鼠和K+通道基因敲除（K+通道基因控制合成K+通道蛋白）小鼠的胰島B細(xì)胞，檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)Ca2+熒光強(qiáng)度，結(jié)果如圖所示。

①由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，谷氨酸能夠__________正常小鼠胰島B細(xì)胞內(nèi)的Ca2+濃度。

②K+通道基因敲除小鼠和正常小鼠相比，細(xì)胞內(nèi)的基礎(chǔ)Ca2+濃度顯著高于正常小鼠，從胰島素釋放通路分析，是由于K+通道基因敲除小鼠的K+通道不能正常發(fā)揮作用，導(dǎo)致Ca2+通道__________。

③該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明谷氨酸對(duì)胰島B細(xì)胞的作用是通過(guò)__________實(shí)現(xiàn)的。

Answer 1

【答案】 糖載體（膜） 呼吸作用 胞吐 流動(dòng)性 谷氨酸有利于胰島素釋放 CNQX抑制胰島素釋放 蛋白質(zhì) 增加 不通暢 始終打開(kāi)Ca2+濃度較高 增加Ca2+通道流通 阻斷K+通道

【解析】（1）葡萄糖進(jìn)入胰島B細(xì)胞，屬于主動(dòng)運(yùn)輸，需要載體蛋白的協(xié)助。葡萄糖經(jīng)過(guò)有氧呼吸過(guò)程被氧化分解，釋放大量的能量，一部分儲(chǔ)存在ATP中，因此ATP含量增多；ATP增多，可以阻斷ATP敏感型鉀離子通道，進(jìn)而抑制了鉀離子的外流，使細(xì)胞膜內(nèi)的電位升高；胰島素分子是大分子蛋白質(zhì)，通過(guò)胞吐的方式分泌出去。

（2）分析題意和題圖，由于高濃度葡萄糖可引起胰島A細(xì)胞合成并分泌谷氨酸，從曲線中可以看出，在高濃度葡萄糖條件下，谷氨酸能促進(jìn)胰島素的分泌，而添加CNQX可抑制這一過(guò)程；谷氨酸作用于胰島B細(xì)胞時(shí)，需要與胰島B細(xì)胞表面的受體結(jié)合后才能發(fā)揮作用。

（3）①分析圖2結(jié)果可知，加入谷氨酸后，正常小鼠細(xì)胞內(nèi)Ca2+熒光強(qiáng)度升高，說(shuō)明谷氨酸能夠升高正常小鼠胰島B細(xì)胞內(nèi)的Ca2+濃度。

②K+通道基因敲除小鼠和正常小鼠相比，細(xì)胞內(nèi)的基礎(chǔ)Ca2+濃度顯著高于正常小鼠，從胰島素釋放通路分析，是由于K+通道基因敲除小鼠的K+通道不能正常發(fā)揮作用，導(dǎo)致Ca2+通道 （持續(xù)）開(kāi)放，因此胞內(nèi)鈣離子濃度較高。

③K+通道基因敲除小鼠Ca2+濃度未升高，說(shuō)明谷氨酸對(duì)胰島B細(xì)胞的作用是通過(guò) K+通道實(shí)現(xiàn)的。