Question

7．血糖濃度是調(diào)節(jié)胰島素分泌的重要因素．已知葡萄糖刺激胰島素分泌與細(xì)胞中$\frac{ATP}{ADP}$的比率有關(guān)，在正常情況下，胰島B細(xì)胞膜上的載體蛋白（GLUT2）轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的量與血糖濃度成正比．請(qǐng)回答下列問題：
（1）進(jìn)入胰島B細(xì)胞的葡萄糖經(jīng)氧化反應(yīng)使細(xì)胞內(nèi)的$\frac{ATP}{ADP}$比率增高，導(dǎo)致細(xì)胞膜中的ATP敏感型鉀離子通道關(guān)閉（填“開放”或“關(guān)閉”）使細(xì)胞膜內(nèi)的電位升高，激活電壓依賴性的鈣離子通道，導(dǎo)致鈣離子內(nèi)流增加，觸發(fā)胰島素分子釋放到細(xì)胞外．
（2）在上述過程中，如果GULT2存在缺陷，可導(dǎo)致胰島B細(xì)胞對(duì)血糖的敏感性下降，刺激胰島B細(xì)胞分泌胰島素的最低血糖濃度將升高．
（3）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)目相等且生理狀況相同的小鼠離體胰島進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)條件及結(jié)果如圖一所示（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，谷氨酸能促進(jìn)胰島素的分泌，且CNQX可抑制這一過程．由此推測(cè)，谷氨酸與胰島B細(xì)胞表面的受體結(jié)合發(fā)揮作用．

（1）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)果如圖二所示．
①K⁺通道基因敲除小鼠與正常小鼠相比，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)開放．
②實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明谷氨酸對(duì)胰島B細(xì)胞的作用是通過抑制鉀離子通道的功能實(shí)現(xiàn)的．

Answer 1

分析 圖1曲線表明，加入谷氨酸的乙組胰島素分泌增加，加入CNQX一組胰島素分泌減少，故說明在高濃度葡萄糖條件下，谷氨酸能促進(jìn)胰島素的分泌，CNQX可抑制這一過程．
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，而K⁺通道基因敲除小鼠Ca²⁺濃度未升高，故說明谷氨酸對(duì)胰島B細(xì)胞的作用是通過K⁺通道實(shí)現(xiàn)的．

解答 解：（1）進(jìn)入胰島B細(xì)胞的葡萄糖經(jīng)氧化反應(yīng)使細(xì)胞內(nèi)的$\frac{ATP}{ADP}$比率 增高，導(dǎo)致細(xì)胞膜中的ATP敏感型鉀離子通道 關(guān)閉（填“開放”或“關(guān)閉”）使細(xì)胞膜內(nèi)的電位升高，激活電壓依賴性的鈣離子通道，導(dǎo)致鈣離子內(nèi)流增加，觸發(fā)胰島素分子釋放到細(xì)胞外．
（2）在上述過程中，如果GULT2存在缺陷，可導(dǎo)致胰島B細(xì)胞對(duì)血糖的敏感性下降，刺激胰島B細(xì)胞分泌胰島素的最低血糖濃度將 升高．
（3）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)目相等且生理狀況相同的小鼠離體胰島進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)條件及結(jié)果如圖一所示（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，谷氨酸能 促進(jìn)胰島素的分泌，且CNQX可 抑制這一過程．由此推測(cè)，谷氨酸與胰島B細(xì)胞表面的 受體結(jié)合發(fā)揮作用．
（1）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)果如圖二所示．
①K⁺通道基因敲除小鼠與正常小鼠相比，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)開放．
②實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明谷氨酸對(duì)胰島B細(xì)胞的作用是通過 抑制鉀離子通道的功能實(shí)現(xiàn)的．
故答案為：
（1）增高      關(guān)閉         
（2）升高        
（3）促進(jìn)胰島素的分泌        抑制        受體
（4）持續(xù)開放           抑制鉀離子通道的功能

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了人體血糖調(diào)節(jié)及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，意在考查考生的識(shí)圖能力和理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，準(zhǔn)確判斷問題的能力，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．