Question

【題目】胰島素是人體血糖調節中的重要激素，其釋放受到機體的精確調控。

（1）人體內胰島素釋放通路是：餐后血糖升高，葡萄糖由細胞膜上的__________蛋白轉運到胰島B細胞內，經過__________過程產生大量ATP，阻斷ATP敏感型鉀離子通道，進而抑制了鉀離子的外流，使細胞膜內的電位升高，打開電壓依賴性的Ca2+通道，升高了胞內的Ca2+濃度，促進胰島素分子以__________的方式釋放到細胞外，此過程依賴于細胞膜的__________（結構特點）。

（2）研究發現，高濃度葡萄糖可引起胰島A細胞合成并分泌谷氨酸，為研究谷氨酸的作用機理，科研人員將三組數目相等的小鼠離體胰島進行培養，培養條件及結果如圖所示（CQNX為谷氨酸受體阻斷劑）。實驗結果表明，在高濃度葡萄糖條件下：①____________________；②____________________。由此推測，谷氨酸與胰島B細胞表面的__________結合發揮作用。

（3）科研人員進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細胞，檢測細胞內Ca2+熒光強度，結果如圖所示。

①由實驗結果可知，谷氨酸能夠__________正常小鼠胰島B細胞內的Ca2+濃度。

②K+通道基因敲除小鼠和正常小鼠相比，細胞內的基礎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+通道不能正常發揮作用，導致Ca2+通道__________。

③該實驗結果說明谷氨酸對胰島B細胞的作用是通過__________實現的。

Answer 1

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

【解析】（1）葡萄糖進入胰島B細胞，屬于主動運輸，需要載體蛋白的協助。葡萄糖經過有氧呼吸過程被氧化分解，釋放大量的能量，一部分儲存在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，進而抑制了鉀離子的外流，使細胞膜內的電位升高；胰島素分子是大分子蛋白質，通過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，谷氨酸能促進胰島素的分泌，而添加CNQX可抑制這一過程；谷氨酸作用于胰島B細胞時，需要與胰島B細胞表面的受體結合后才能發揮作用。

（3）①分析圖2結果可知，加入谷氨酸后，正常小鼠細胞內Ca2+熒光強度升高，說明谷氨酸能夠升高正常小鼠胰島B細胞內的Ca2+濃度。

②K+通道基因敲除小鼠和正常小鼠相比，細胞內的基礎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+通道不能正常發揮作用，導致Ca2+通道 （持續）開放，因此胞內鈣離子濃度較高。

③K+通道基因敲除小鼠Ca2+濃度未升高，說明谷氨酸對胰島B細胞的作用是通過 K+通道實現的。