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_____，打開(kāi)電壓依賴性的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。

（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1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，______。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2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】

（1）載體 有氧呼吸（或“檸檬酸循環(huán)”） 升高 胞吐（或“外排”）

（2）谷氨酸能促進(jìn)胰島素的分泌（1分），CNQX可抑制這一過(guò)程（1分） （谷氨酸）受體

（3）① 升高 ②（持續(xù)）開(kāi)放 ③K+通道（2分）

【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。