【同步学案】人教版(2019)选择性必修1:3.2 激素调节的过程 第1课时 血糖平衡的调节(含答案)

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名称 【同步学案】人教版(2019)选择性必修1:3.2 激素调节的过程 第1课时 血糖平衡的调节(含答案)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2024-01-03 15:58:38

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第3章 体液调节
第2节 激素调节的过程
第1课时 血糖平衡的调节
课标内容 以人体血糖的平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制。
1.血糖平衡的调节
写出图中序号代表的内容:
①食物中的糖类,②肝糖原,③脂肪等非糖物质,④肝糖原、肌糖原,⑤甘油三酯、某些氨基酸。
2.参与血糖调节的主要激素
3.参与血糖平衡调节的其他激素
人体内有多种激素参与调节血糖浓度,如糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等,它们通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用,直接或间接地提高血糖浓度。胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。
4.反馈调节
(1)胰岛素通过增加血糖的去路,减少血糖的来源来调节血糖的平衡。(√)
(2)胰岛素是唯一降血糖的激素。(√)
(3)胰高血糖素是机体内唯一能够升高血糖浓度的激素。(×)
提示:还有肾上腺素等。
(4)胰岛素可促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖降低。(√)
(5)胰高血糖素可以促进肝糖原和肌糖原的分解,从而使血糖的浓度升高。(×)
提示:肝糖原可以分解为葡萄糖补充血糖,肌糖原分解不能补充血糖。
(6)血糖浓度降低时,下丘脑的某个区域兴奋,通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素。(√)
一、血糖平衡的调节                
【情境探疑】
1.在正常进餐后4 h测定血糖浓度,浓度为(3.9~6.1 mmol/L),然后口服100 g葡萄糖,每隔半小时测定一次血糖浓度,其实验结果如图所示,据图讨论。
(1)写出图一中A细胞和B器官的名称。
提示:A细胞:胰岛B细胞;B器官:肝脏。
(2)图一中,当血糖水平升高时A细胞分泌激素的量会发生什么变化?其作用于器官B后使血糖水平恢复,主要的变化是什么?
提示:图中A细胞分泌胰岛素的量增加。促进血糖合成糖原和转化为甘油三酯等。
(3)图二中,在血糖浓度变化中,实现BC段变化的主要代谢途径是什么?
提示:胰岛B细胞的活动增强,胰岛素的分泌量明显增加。体内胰岛素水平的上升,一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。这样既增加了血糖的去向,又减少了血糖的来源,使血糖浓度恢复到正常水平。
(4)图二曲线CD段表示处在饥饿状态时的血糖浓度,此时维持血糖浓度相对稳定的代谢途径是什么?
提示:胰岛A细胞的活动增强,胰高血糖素的分泌量增加,胰高血糖素主要作用于肝,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,促进非糖物质转变成糖,使血糖浓度回升到正常水平。
2.如图所示为胰岛素参与血糖平衡调节的过程示意图。
图甲
图乙
(1)如图甲所示,胰岛素通过血液运输到靶细胞,与细胞膜表面特异性受体(胰岛素受体)结合后,一方面通过促进囊泡的转运,使细胞膜上葡萄糖转运蛋白数量增加,促进了细胞对葡萄糖的摄取。同时通过调节一系列酶促反应,促进葡萄糖的氧化分解、合成糖原以及转化为非糖物质,从而促进葡萄糖的利用,降低血糖浓度。
(2)图乙中,葡萄糖直接刺激胰岛B细胞,促进胰岛素的分泌来调节血糖,属于激素调节(填“激素调节”或“神经调节”);血糖浓度上升时,下丘脑调控胰岛素分泌来调节血糖,属于神经调节(填“激素调节”或“神经调节”)。
(3)图乙中体现了导致糖尿病的3种情况:抗体1可与胰岛B细胞表面葡萄糖受体结合,使胰岛B细胞对葡萄糖的敏感度降低;抗体2可与组织细胞表面胰岛素受体结合,导致胰岛素不能正常发挥作用;抗体3攻击胰岛B细胞使其功能受损,导致胰岛素分泌减少。三种情况中,由抗体1、3引发的糖尿病可以通过注射胰岛素加以治疗。
构建模型分析血糖平衡的调节
(1)调节机制:神经—体液调节,以体液调节(激素调节)为主。
①神经调节
下丘脑
②激素调节:高浓度血糖→胰岛B细胞→胰岛素;低浓度血糖→胰岛A细胞→胰高血糖素。
(2)影响胰岛素和胰高血糖素分泌的因素
①影响胰岛素分泌的3个方面
a.血糖浓度——血糖浓度升高是最主要的影响因素。
b.胰高血糖素——可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素。
c.神经调节——下丘脑通过有关神经的作用(神经递质),促进或抑制胰岛素的分泌。
②影响胰高血糖素分泌的3个方面
a.血糖浓度——血糖浓度降低是最主要的影响因素。
b.胰岛素——可直接作用于胰岛A细胞,抑制其分泌胰高血糖素。
c.神经调节——下丘脑通过有关神经的作用(神经递质),促进或抑制胰高血糖素的分泌。
(3)与血糖平衡有关的三种激素的关系
①胰岛素是唯一降低血糖的激素。
②胰岛素和胰高血糖素作用相反,相抗衡,使血糖含量维持相对稳定。
③肾上腺素与胰高血糖素具有协同作用,能促进肝糖原分解,升高血糖。
(4)血糖平衡调节中存在反馈调节 负反馈
【典例应用】
例1 下列有关糖代谢及其调节的叙述,正确的是(  )
A.②过程可发生在肌肉、肝脏中
B.胰岛B细胞分泌的激素促进①③过程
C.胰岛A细胞分泌的激素促进④过程
D.胰岛素抑制②③过程,促进④⑤⑥⑦过程
答案 D
解析 肌糖原不能直接分解为葡萄糖补充血糖,因此在肌肉中②过程不能发生,A错误;胰岛B细胞分泌的激素是胰岛素,它的作用是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖等,并且抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖,从而降低血糖,B错误;胰岛A细胞分泌的激素是胰高血糖素,它的作用是促进糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而升高血糖,C错误;②③是升高血糖的过程,④⑤⑥⑦四个过程都是降低血糖的过程,胰岛素可抑制②③过程,促进④⑤⑥⑦过程,D正确。
例2 (多选)如图为某健康人的血糖变化情况,此人在13时前仅进食了早餐,下列叙述正确的是(  )
A.A点时,体内胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少
B.B点时,体内胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加
C.C点时,肝糖原和肌糖原正在水解,补充血糖
D.C点时,血糖浓度接近基础血糖水平,没有相关激素调节
答案 AB
解析 由图可知,A点时,早餐过后不久,血糖升高,胰岛B细胞分泌的胰岛素增加,而胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少,A正确;B点时,血糖浓度较低,胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加以升高血糖,调节血糖平衡,B正确;C点时,血糖上升,说明肝糖原正在水解,补充血糖,而肌糖原不能直接分解补充血糖,C错误;C点时,较长时间没有外源糖,在神经、体液的共同调节下,体内的肝糖原水解补充血糖,此时胰高血糖素的含量应该较高,D错误。
二、糖尿病的病因及症状
【情境探疑】
糖尿病严重威胁人类健康,其发病机理十分复杂。如图表示两种糖尿病部分发病机理。
(1)结合教材分析上图中1型与2型糖尿病的发病原因。
提示:1型糖尿病是由于胰岛功能减退、胰岛素分泌不足导致的;2型糖尿病是由于靶细胞膜上的胰岛素受体减少引起的。
(2)图中哪种糖尿病可通过注射胰岛素治疗?
提示:1型。
(3)糖尿病的主要病因是胰岛素分泌不足。请分析糖尿病患者出现“三多一少”,即“多尿、多饮、多食和体重减轻”的原因分别是什么?
提示:多尿:尿液中含糖,排尿时带走大量水分。
多饮:细胞外液渗透压升高,在大脑皮层形成渴觉。
多食:胰岛素缺乏,葡萄糖氧化分解障碍;供能不足,产生饥饿感。
体力和体重下降:能量不足,脂肪及蛋白质大量被消耗。
(4)尿液中葡萄糖含量高一定是糖尿病吗?
提示:不一定,如一次性吃糖过多或肾小管重吸收障碍时均可导致尿中含糖。
1.血糖浓度高≠出现糖尿≠糖尿病
(1)血糖浓度高不一定出现糖尿,糖尿病前期血糖浓度高于正常值,但不出现糖尿,只有血糖浓度高到一定程度时,糖尿病患者才会出现糖尿。
(2)持续性出现糖尿不一定患有糖尿病,如肾小管重吸收障碍患者也会持续性出现糖尿,但患者血糖水平正常。
2.糖尿病的症状——“三多一少”
【典例应用】
例3 我国唐朝医学家甄立言在《古今录验方》里对糖尿病(中医称为“消渴症”)的症状进行了描述:“消渴,病有三:一渴而饮水多……二吃食多……三……多小便者。”下列关于糖尿病的叙述错误的是(  )
A.“消渴症”患者还会有高血糖和机体消瘦等症状
B.“渴而饮水多”的原因是细胞外液渗透压下降
C.“吃食多”的原因是细胞内能量供给不足
D.“多小便”的原因是排出大量糖的同时,带走大量的水分
答案 B
解析 糖尿病病人的血糖浓度升高,且排尿增多,身体丢失较多水分,因此细胞外液渗透压升高。
为什么尿中出现糖就会出现多尿?
答案 尿中出现糖,会使原尿的渗透压升高,肾小管和集合管对水的重吸收作用减弱,尿量增多。
【典例应用】
例4 糖尿病病人的饮食受到严格的限制,受限制的并不仅仅是甜味食品,而且米饭和馒头等主食都需定量摄取,原因是(  )
A.糖尿病病人的消化功能不好
B.糖尿病病人的吸收功能不好
C.米饭和馒头中含有大量葡萄糖
D.米饭、馒头中的淀粉等经消化也能分解转变成葡萄糖
答案 D
解析 米饭和馒头的主要成分是淀粉,经淀粉酶催化可水解为葡萄糖,葡萄糖被吸收,会导致糖尿病患者血糖浓度升高,因此对于糖尿病患者来说米饭和馒头等主食也需定量摄取,D正确。
思维导图 晨读必背
1.调节血糖最主要的激素是胰高血糖素和胰岛素。 2.胰岛素一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。 3.胰高血糖素主要作用于肝,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,促进非糖物质转变成糖。
随堂检测
1.健康人在饥饿情况下(  )
A.血糖含量大幅度下降 B.胰岛素分泌量相应增加
C.血糖分解加速 D.肝糖原分解加速
答案 D
解析 饥饿时,血糖来源减少,血糖浓度会低于正常水平,此时胰高血糖素和肾上腺素等分泌增多,促进肝糖原的分解和非糖物质转化,增加血糖来源,维持血糖平衡,因此血糖含量不会大幅度下降。
2.研究发现,机体是通过一些特定的激素来调节血糖的代谢速率的,胰岛素在血糖调节中发挥着重要作用,下列相关叙述中,错误的是(  )
A.胰岛素是由胰岛A细胞分泌的一种激素
B.胰岛素具有降低血糖的作用
C.胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素
D.胰岛素能促进血糖合成糖原
答案 A
解析 胰岛素是由胰岛B细胞分泌的一种激素,其可促进血糖合成糖原及转化为非糖物质,降低血糖浓度。
3.下列有关人体血液中胰岛素和胰高血糖素对血糖浓度变化影响的叙述。正确的是(  )
A.当小肠大量吸收葡萄糖时,胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少
B.若数小时未进食,胰岛B细胞分泌的胰岛素会增加
C.胰高血糖素会刺激肌肉细胞从血浆中吸收葡萄糖
D.高浓度的胰岛素会刺激肝脏分解糖原
答案 A
解析 当小肠大量吸收葡萄糖时,血糖浓度升高,胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少,A正确;若数小时不进食,血糖浓度降低,胰岛B细胞分泌的胰岛素会减少,胰岛A细胞分泌的胰高血糖素会增加,B错误;胰岛素会刺激肌肉细胞从血浆中吸收葡萄糖,C错误;高浓度的胰岛素会刺激肝脏合成糖原,D错误。
4.(多选)如图是血糖调节模式图,下列叙述不正确的是(  )
A.低血糖状态时,通过①→②→③使血糖恢复正常,主要原因是胰高血糖素分泌增多
B.高血糖状态时,胰岛A细胞产生的胰岛素促进葡萄糖进入细胞,合成肝糖原和甘油三酯等
C.胰高血糖素和胰岛素共同参与血糖调节,二者的作用相同
D.人体细胞膜上若缺乏胰岛素受体,可能导致细胞减缓摄取血糖,血糖水平过低
答案 BCD
解析 低血糖状态时,通过①过程使胰岛A细胞分泌胰高血糖素增加,胰高血糖素通过②过程作用于肝脏,使肝糖原分解形成葡萄糖进入血液,从而使血糖浓度升高,A正确;高血糖状态时,胰岛B细胞产生的胰岛素促进葡萄糖进入细胞,合成肝糖原和甘油三酯等,B错误;胰高血糖素和胰岛素共同参与血糖调节,两者作用相反,C错误;人体细胞膜上若缺乏胰岛素受体,可能导致细胞减缓摄取血糖,血糖水平过高,D错误。
5.下图1表示人体内血糖调节的部分图解,图中a、b表示参与血糖调节的两种激素。图2表示a激素信息传递的一种机制。请回答:
(1)由图1可知,激素a和激素b分别是________、________。
(2)正常人 的血糖为________mmol/L。当血糖升高时,a的分泌量增加,它在降低血糖过程中有两条调节途径:一是通过________(填图中序号)过程促进血糖的去路;二是抑制血糖的来源。
(3)激素b作用于肝细胞,使其发生的主要生理变化是________。
(4)1型糖尿病的主要病因是________细胞受损导致激素a分泌不足。现有一个糖尿病患者,体内激素a的含量和正常人相差很小,甚至可能比正常人还高,请据图2激素作用的机制分析,该糖尿病患者最可能的病因是
__________________________________________________________________。
答案 (1)胰岛素 胰高血糖素 (2)3.9~6.1 ⑥⑦⑧ (3)促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖 (4)胰岛B 靶细胞膜上的受体蛋白异常
解析 (1)血糖降低促进胰腺分泌激素b,血糖升高促进胰腺分泌激素a,说明激素a和激素b分别是胰岛素和胰高血糖素。(2)正常人的血糖为3.9~6.1 mmol/L。当血糖升高时,胰岛素分泌增加,其途径一是通过⑥⑦⑧过程促进血糖的去路来降低血糖,二是通过抑制肝糖原分解和非糖物质转化,进而抑制血糖的来源,使得血糖降低。(3)胰高血糖素作用于肝细胞,促进肝糖原分解和非糖物质的转化,使得血糖升高。(4)若糖尿病患者体内胰岛素的含量和正常人相差很小,甚至可能比正常人还高,则其最可能的病因是靶细胞膜上的受体蛋白(数量或结构)异常,导致胰岛素无法正常发挥作用。
(时间:30分钟)
【基础对点】
知识点1 血糖平衡的调节
1.下列关于血糖来源的叙述,错误的是(  )
A.食物中糖类的消化、吸收 B.肝糖原分解
C.肌糖原直接分解 D.脂肪等非糖物质转化
答案 C
解析 血糖的来源有糖类的消化和吸收、肝糖原分解和脂肪等非糖物质的转化,而肌糖原不能直接分解成葡萄糖来补充血糖,综上分析,C符合题意,A、B、D不符合题意。
2.饭后,激素的变化是(  )
A.胰岛素和胰高血糖素分泌都增多
B.胰岛素分泌减少和胰高血糖素分泌增多
C.胰岛素和胰高血糖素分泌都减少
D.胰岛素分泌增多和胰高血糖素分泌减少
答案 D
解析 饭后,血糖的浓度会随着食物中的糖类被消化吸收而升高,此时,对胰岛B细胞的刺激增强,对胰岛A细胞的刺激减弱,导致胰岛B细胞分泌的胰岛素增多,胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少。
3.下列关于健康人体中胰岛素调节血糖平衡的叙述,正确的是(  )
A.胰岛素直接参与肝糖原的合成
B.血糖浓度上升时胰岛素的分泌减少
C.胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量
D.胰岛素的形成过程需内质网和高尔基体加工
答案 D
解析 胰岛素只能传递调节代谢的信息,自身并不参与代谢,A错误;血糖浓度上升时胰岛素的分泌增加,B错误;胰岛B细胞分泌胰岛素的方式是胞吐,需要消耗能量,C错误;胰岛素属于分泌蛋白,其形成过程需内质网和高尔基体加工 ,D正确。
4.下面是人体内血糖平衡调节示意图,a、b、c表示激素。下列分析错误的是(  )
A.血糖平衡的调节包括神经调节和体液调节
B.图中甲表示胰岛B细胞,乙表示胰岛A细胞
C.结构①通过传出神经,直接影响胰岛B细胞的分泌
D.血糖升高能直接刺激胰岛通过主动运输分泌相应激素
答案 D
解析 分析题图信息可知,甲表示胰岛B细胞,乙表示胰岛A细胞,a为胰高血糖素,b为胰岛素,c为肾上腺素;下丘脑可以通过神经调节支配胰岛A细胞、胰岛B细胞和肾上腺分泌相关激素,此为神经调节,血液中血糖浓度的变化也可以直接刺激胰岛A细胞、胰岛B细胞分泌相关激素,此为体液调节,故血糖调节的方式包括神经调节和体液调节;胰岛素为蛋白质类激素,其分泌方式是胞吐。
知识点2 糖尿病的病因及症状
5.不科学的生活方式使得糖尿病患者日益增多。下列有关糖尿病的叙述,错误的是(  )
A.糖尿病患者的尿液量增多
B.糖尿病患者的尿液遇碘液呈蓝色
C.适度运动、饮食调理对改善血糖水平有帮助
D.有些糖尿病患者为缓解病情,需要注射胰岛素
答案 B
解析 糖尿病患者有“三多一少”的症状,其中包括尿液量增多,A正确;糖尿病患者的尿液含葡萄糖,遇碘液不呈蓝色,B错误;适度运动可增加血糖消耗,使血糖浓度下降到正常水平,调理饮食可减少糖的摄入,使血糖降低,所以适度运动、饮食调理对改善血糖水平有帮助,C正确;胰岛素的生理作用是降血糖,故有些糖尿病患者为缓解病情,需要注射胰岛素,D正确。
6.糖尿病严重威胁人类健康,其发病机理十分复杂。如图表示两种糖尿病部分发病机理,下列有关叙述正确的是(  )
A.胰岛素直接参与葡萄糖的氧化分解和糖原的合成
B.图中①表示葡萄糖的受体,②表示运输葡萄糖的载体
C.胰岛素与①结合发挥作用后即失活
D.图示1型、2型糖尿病均可通过注射胰岛素治疗
答案 C
解析 胰岛素不直接参与葡萄糖的氧化分解和糖原的合成,A错误;图中①表示细胞膜上的胰岛素受体,②表示运输葡萄糖的载体,B错误;胰岛素一经靶细胞接受并起作用后就失活了,C正确;分析题图可知,1型糖尿病是由胰岛素分泌不足导致的,可通过注射胰岛素治疗;2型糖尿病是由靶细胞膜上的胰岛素受体减少引起的,而胰岛素分泌正常,注射胰岛素达不到治疗的目的,D错误。
7.糖尿病患者常通过使用胰岛素等降糖药来控制血糖水平。在睡前使用胰岛素后,有些患者会出现夜晚无低血糖发生,清晨空腹血糖高的“黎明现象”;有些患者会出现夜晚低血糖,清晨空腹血糖明显升高的“苏木吉现象”,这与胰岛素的使用量有关。分析下列说法,错误的是(  )
A.正常人血糖含量维持平衡的过程中既存在神经调节也存在激素调节
B.出现“苏木吉现象”的患者要考虑减少胰岛素等降糖药的使用量
C.出现“黎明现象”可能与胰高血糖素的作用有关
D.糖尿病患者在口服胰岛素时应该考虑使用量的问题
答案 D
解析 下丘脑是血糖调节的中枢,正常人血糖调节的过程中,既存在神经调节,也存在激素调节,A正确;由题意分析可知,睡前使用胰岛素等降糖药的量过多,会在夜晚出现低血糖,血糖浓度较低时会促进胰高血糖素等升血糖激素的分泌,使血糖浓度升高,致使清晨空腹血糖明显升高,故出现“苏木吉现象”的患者要考虑减少胰岛素等降糖药的使用量,B正确;出现“黎明现象”的患者清晨空腹血糖高可能与胰高血糖素等升血糖激素的作用有关,C正确;胰岛素的化学本质是蛋白质,不能口服,D错误。
【综合提升】
8.(多选)如图表示某个健康人饭后血糖浓度的变化情况,下列有关叙述正确的是(  )
A.进食后1 h内,胰高血糖素分泌增加使血糖浓度升高
B.进食后,肌细胞等对糖的摄取和储存速率将会加快
C.进食2 h后血糖含量趋于稳定,调节血糖的激素继续分泌
D.胰岛素在发挥作用后空间结构不改变,可长时间持续起作用
答案 BC
解析 进食后1 h内,食物被消化吸收,血糖浓度升高,A错误;进食后,由于血糖浓度升高,胰岛素的分泌增加,促进肌细胞对糖的摄取和储存,B正确;在相关激素的调节下,进食2 h后,血糖含量趋于稳定,但相关激素并不停止分泌,C正确;胰岛素在发挥作用后被降解,不会长时间持续起作用,D错误。
9.下图为细胞外的葡萄糖浓度调节胰岛B细胞分泌胰岛素作用于靶细胞的示意图,下列叙述错误的是(  )
A.图中两处葡萄糖进入细胞的方式均为协助扩散
B.胰岛素与受体结合后,会使胰岛B细胞摄取更多的葡萄糖
C.Ca2+内流增加能够促进含有胰岛素的囊泡与细胞膜的融合
D.胰岛素释放减少或胰岛素受体异常均能导致血糖升高
答案 B
解析 图中两处葡萄糖都是顺浓度梯度进入细胞的,且均需转运蛋白协助,故运输方式均为协助扩散,A正确;胰岛素与受体结合,通过信号转导使靶细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增多,从而促进几乎所有的组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,B错误;由图可知,Ca2+内流增加能够促进含有胰岛素的囊泡与细胞膜的融合,促进胰岛素的释放,C正确;胰岛素是唯一降血糖的激素,且激素需要与受体结合后起作用,故胰岛素释放减少或胰岛素受体异常均不利于葡萄糖进入组织细胞,从而导致血糖升高,D正确。
10.(多选) “胰岛素抵抗”是指机体对胰岛素的敏感性降低,使胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降。下列能引起“胰岛素抵抗”的是(  )
A.胰岛B细胞受损
B.靶细胞表面胰岛素受体减少 
C.胰岛素与其特定受体识别发生障碍
D.胰高血糖素分泌增加
答案 BC
解析 胰岛B细胞受损,胰岛素分泌不足,并不是机体对胰岛素的敏感性降低,A错误;靶细胞表面胰岛素受体减少,胰岛素不能与足够多的特异性受体结合,导致胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降,B正确;胰岛素与其特定受体识别发生障碍,导致机体对胰岛素的敏感性降低,C正确;胰高血糖素分泌增加,促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,并不能使机体对胰岛素的敏感性降低,D错误。
11.选取健康大鼠,持续电刺激支配其胰岛的副交感神经,测定血液中胰岛素的浓度,结果如下图所示。据图分析相关叙述,错误的是(  )
A.开始刺激后,血糖浓度将降低
B.开始刺激后,大鼠肝糖原分解将加快
C.开始刺激后,胰高血糖素浓度将会降低
D.该图表明神经系统也可能参与血糖调节
答案 B
解析 题图显示,开始刺激后,具有降低血糖作用的胰岛素浓度逐渐升高,将促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖合成糖原的速度加快,因此血糖浓度将降低,A正确,B错误;胰岛素浓度逐渐升高,会抑制胰高血糖素的分泌,所以开始刺激后,胰高血糖素浓度将会降低,C正确;持续电刺激支配大鼠胰岛的副交感神经,会引起胰岛素浓度逐渐升高,表明神经系统也可能参与血糖调节,D正确。
12.某研究小组为了验证肾上腺素和胰高血糖素均有升高血糖浓度的作用,分别选取若干只生理状态相同的健康小白鼠[血糖浓度均为0.9(g·L-1)]均分为三组,编号A、B、C,三组小白鼠分别同时注射适量且等量的肾上腺素、胰高血糖素和生理盐水,实验结果如图所示,据图分析正确的是(  )
A.仅进行A、B组实验即可证明肾上腺素和胰高血糖素有升高血糖的作用
B.实验过程中,肾上腺素升高血糖效果比胰高血糖素明显
C.在调节血糖浓度过程中,肾上腺素和胰高血糖素具有协同关系
D.血糖浓度的相对稳定由肾上腺素和胰高血糖素共同维持
答案 C
解析 仅A、B组实验不能证明肾上腺素和胰高血糖素有升高血糖的作用,还需要对照组,如C组注射生理盐水,起对照作用,A错误;分别同时注射肾上腺素和胰高血糖素的实验过程中,在1 h内,胰高血糖素比肾上腺素升高血糖的效果明显,但1 h后,肾上腺素升高血糖的效果比胰高血糖素明显,B错误;与C组对照,肾上腺素和胰高血糖素均可使血糖升高,二者在调节血糖浓度过程中具有协同关系,C正确;肾上腺素和胰高血糖素具有升高血糖的功能,胰岛素具有降低血糖的功能,所以血糖浓度的相对稳定需要胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素等共同维持,D错误。
13.(多选)正常人体注射一定量葡萄糖后,可诱导胰岛素的分泌呈“双峰曲线”,两个峰分别代表胰岛素分泌的第一时相和第二时相(基线指24 h细胞持续分泌的微量胰岛素)。下列叙述正确的是(  )
静脉注射葡萄糖后胰岛素分泌量的变化
A.0~5 min胰岛素可能来自胰岛B细胞中之前储存的
B.胰岛素分泌量增加会提高组织细胞吸收葡萄糖的速率
C.第二时相是胰岛素合成基因激活,胰岛素合成并释放
D.第二时相胰岛素分泌是神经调节的结果,与血糖浓度无关
答案 ABC
解析 0~5 min胰岛素可能来自胰岛B细胞中之前储存的,因为相对第二时相,其释放更快、更多,A正确;胰岛素的作用是促进组织细胞对葡萄糖的摄取、储存和利用,胰岛素分泌量增加会提高组织细胞吸收葡萄糖的速率,B正确;第二时相是受到葡萄糖刺激的10 min之后,胰岛素合成基因激活,胰岛素合成并释放,C正确;下丘脑中存在血糖调节的神经中枢,血糖调节的方式是神经—体液调节,第二时相胰岛素分泌主要是体液调节的结果,与血糖浓度有关,D错误。
14.小鼠是开展实验生理学、病理学和新药筛选研究的重要动物模型。下图表示给小鼠静脉注射不同剂量的胰岛素后,测得的血糖补充速率和消耗速率。请回答下列问题。
(1)图中代表注射胰岛素后小鼠的血糖消耗速率的是曲线________(填“a”或“b”),判断依据是___________________________________________________________
__________________________________________________________________。
注射胰岛素后,肝脏组织细胞内糖原的积累量__________________________
_____________________________________________________。
(2)当注射的胰岛素浓度为40(μU·mL-1)时,一段时间内,小鼠血糖水平将会________。实验中,胰岛素的给药方法为注射法而不是饲喂法,原因是________。
(3)空腹状态时,小鼠血糖的补充量主要来自________。
答案 (1)b 胰岛素能促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,注射胰岛素后小鼠的血糖消耗速率增加 增加 (2)下降 胰岛素属于蛋白质类激素,饲喂后会被蛋白酶降解而失去功能 (3)肝糖原的分解和非糖物质的转化
解析 (1)胰岛素可以促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖浓度,所以注射胰岛素后小鼠的血糖补充速率下降,血糖消耗速率上升,故曲线b为血糖消耗速率;胰岛素能促进肝糖原的合成,所以注射胰岛素后,肝糖原积累量增加。(2)在胰岛素浓度为40(μU·mL-1)时,血糖消耗速率大于血糖补充速率,所以一段时间内小鼠的血糖水平将会降低。胰岛素的化学本质是蛋白质,饲喂后会被蛋白酶降解而失去功能,所以胰岛素的给药方法只能为注射法。(3)空腹状态时,小鼠血糖的补充量主要来自肝糖原的分解和非糖物质的转化。
15.胰岛B细胞内K+浓度为细胞外的30倍左右,细胞外Ca2+浓度为细胞内的
10 000倍左右,与神经细胞一样,也存在外正内负的静息电位。当血糖浓度升高时,葡萄糖进入胰岛B细胞引起一系列生理反应,如图1所示,细胞内ATP浓度升高,导致ATP敏感的K+通道关闭,K+外流受阻,进而触发Ca2+大量内流,最终导致胰岛素的分泌。葡萄糖转运载体(GLUT)有多个成员,其中对胰岛素敏感的为GLUT-4,其作用机制如图2所示。请回答下列问题:
(1)据图1分析可知,进食后葡萄糖通过____________方式进入胰岛B细胞,经细胞的________(填生理过程名称)氧化分解产生ATP,ATP浓度升高引起ATP敏感的K+通道关闭,此时触发了Ca2+大量内流,使胰岛B细胞产生兴奋,此时膜内电位发生的变化为________________,进而________(填“促进”或“抑制”)胰岛素的释放。
(2)图1所示的胰岛B细胞产生的信号分子作用于图2所示的细胞,则图2对应的细胞称为____________细胞,信号分子经过细胞间的信息传递实现了血糖浓度的降低,这种调节是________调节,也属于________调节。
(3)据图2分析,当胰岛素与蛋白M结合后,经过细胞内的信号传递,引起含GLUT-4的囊泡与________的融合,从而提高细胞对葡萄糖的吸收能力。胰岛素促进细胞内葡萄糖去向中的①和②指的是__________、__________。
(4)如果将正常胰岛B细胞分别接种于含有5.6 mmol/L葡萄糖(低糖组)和
16.7 mmol/L葡萄糖(高糖组)的培养液中,培养一段时间后分别检测两组培养液中胰岛素的含量,发现高糖组胰岛素含量较低糖组多,此结果说明__________________________________________________________________。
答案 (1)协助扩散 呼吸作用 由负电位变为正电位 促进 (2)(胰岛素的)靶 激素 反馈 (3)细胞膜 合成糖原 转化成非糖物质(后两空顺序可颠倒) (4)葡萄糖浓度能影响胰岛B细胞分泌胰岛素,且高糖环境能促进胰岛B细胞分泌胰岛素
解析 (1)据图1分析可知,葡萄糖顺浓度梯度且借助载体蛋白的协助进入胰岛B细胞,即通过协助扩散的方式进入胰岛B细胞,细胞通过呼吸作用氧化分解葡萄糖产生ATP,ATP浓度升高又引起ATP敏感的K+通道关闭,触发Ca2+大量内流,使胰岛B细胞产生兴奋,膜电位由静息电位变为动作电位,即膜内由原来的负电位变为正电位,进而促进胰岛素的释放。(2)图1所示的细胞是胰岛B细胞,该细胞分泌的胰岛素与图2上的蛋白M结合,故图2对应的细胞是胰岛素的靶细胞。这一调节是通过胰岛素来完成的,属于激素调节,调节的结果是使血糖浓度下降,故又属于反馈调节。(3)据图2分析可知,当胰岛素与蛋白M结合后,经过细胞内信号传递,促进了含GLUT-4的囊泡与细胞膜的融合,可增加细胞膜上葡萄糖转运载体(GLUT-4)的数量,从而提高细胞对葡萄糖的吸收能力。胰岛素促进细胞内葡萄糖去向中的①和②指的是除氧化分解以外的合成糖原、转化成非糖物质。(4)如果将正常胰岛B细胞分别接种于含有5.6 mmol/L葡萄糖(低糖组)和
16.7 mmol/L葡萄糖(高糖组)的培养液中,培养一段时间后分别检测两组培养液中胰岛素的含量,发现高糖组胰岛素含量较低糖组多,此结果说明葡萄糖浓度能影响胰岛B细胞分泌胰岛素,且高糖环境能促使胰岛B细胞分泌胰岛素。