(1)胰岛素由
(2)研究者利用转基因技术获得了雌激素受体(R)基因敲除小鼠。向野生型和R基因敲除小鼠注射葡萄糖,短时间内检测发现两者血液中胰岛素水平的增加量相似。而向两种小鼠注射等量胰岛素5分钟后,检测骨骼肌组织中胰岛素含量,结果如图1。结合以上信息,从胰岛素合成和运输的角度分析,说明雌激素
(3)研究者推测雌激素与内皮细胞中的受体结合后,通过调节内皮细胞相关基因表达,实现对胰岛素的
①研究人员利用转GFP-核糖体蛋白融合基因的小鼠进行如下实验(图2):
通过对内皮细胞中
②为验证上述结果,研究人员以骨骼肌血管内皮细胞为材料,进行了下表所示实验,结果如图3。
组别 | 注射RNA | 转入基因 | 处理及检测 |
1 | a | 无 | 施加生理盐水或雌激素,检测R蛋 白的含量、S基因的转录量 |
2 | 与R-mRNA互补的RNA | 无 | |
3 | b | ||
4 |
光,而2、4组几乎无荧光分布。
(4)根据上述研究可知,雌激素调控胰岛素通过骨骼肌实现血糖调控的机制是:
(2)深度睡眠既能提高机体免疫力,也有利于青少年的生长发育。欲验证“柴胡提取物能改善动物睡眠质量,促进动物生长”,并进行了实验研究(已知药物X能促进动物深度睡眠,且能促进动物生长)。如下表所示,请完善实验设计思路并预测实验结果。
实验操作的目的 | 简单操作过程 |
动物的选择和驯养 | 选择25日龄的健康状况等相同的小鼠30只,在适宜温度、湿度等条件下饲养1周:将小鼠随机均分为A、B、C三组① |
配制溶液 | 用纯净水配制柴胡提取物溶液和用纯净水配制药物X溶液。 |
实验组处理 | 取A组小鼠,每天按体重用一定量的纯净水配制的柴胡提取物溶液灌胃小鼠,连续20d,并在适宜的条件下饲养。 |
对照组处理 | ② |
结果检测 | 在灌胃后的第10d和第20d,分别测量各组小鼠平均深度睡眠时长,血清中GH浓度和体长 |
(3)研究表明,胸腺细胞表面存在IGF-1受体通过胸腺提高免疫力。为验证IGF-1通过胸腺提高免疫力,自变量为胸腺细胞表面是否存在IGF-1受体。请写出实验中能够反映因变量且易测量的观测指标
(4)IGF-1还可与胰岛素样生长因子结合蛋白-3(IGFBP-3)可逆性结合来调节血液中游离态IGF-1的量。GH调控生长发育可能有以下两种途径:
途径一:GH促进肝细胞分泌IGF-1,进而促进生长发育。
途径二:GH影响IGF-1与IGFBP-3的可逆性结合,进而促进生长发育。
用敲除了肝细胞GH受体的模型鼠进行运动干预实验,如果其血液中游离态IGF-1的含量增加,则说明GH通过途径
(1)食用辣椒时,辣椒素与感觉神经元上的TRPV1结合后可促进Ca2+等阳离子内流,此时膜内的电位变化是
(2)吃辣椒后,有些人出现类似于高温下的面部发红现象,是由于皮肤
(3)目前,E是针对糖尿病的常用口服临床药物。为研发新药物,科研人员对天然辣椒素的降血糖作用进行了研究。给正常大鼠的腹腔注射STZ(可诱导形成糖尿病),获得若干只患病的大鼠模型。将其随机分为数量相等的两组,其中一组为模型组,另外一组灌服辣椒素设为治疗组。一段时间后检测相关的指标,结果如图所示:注:GLUT5是一种葡萄糖转运蛋白,影响回肠中葡萄糖的吸收
①与对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是
②根据相关蛋白检测结果,推测辣椒素降低治疗组大鼠血糖含量的原因可能是
回答下列问题:(1)分析可知GLP-1R神经元存在GLR-1和
(2)为研究脑内GLP-1诱导的胰岛素释放是否依赖血糖水平,科研人员给生理状态相同的两组小鼠分别注射5ml的缓冲液PBS(不含葡萄糖)和等体积2g/kg葡萄糖溶液,用GLP-1R激动剂Exn4处理DMH30min后观察血糖变化情况,结果如图b。实验结果说明
(3)研究表明肠GLP-1通过激素调节能促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌。某兴趣小组为探究肠GLP-1和脑内GLP-1对胰腺作用效果是否相同,设计如下实验:
步骤1:将血糖代谢正常小鼠随机分为甲、乙两组
步骤2:分别向甲组鼠胰腺血管和乙组鼠脑内DMH注射等量GLP-1,30min后测量各组血液中胰岛素浓度;
步骤3:比较两组胰岛素浓度,若相等则作用效果相同,反之则不同。
上述实验操作不足以验证结论,需要完善的操作有:
(1)雌激素有助于胰岛素对血糖的调节,胰岛素可促进血糖进入肝、肌肉并合成
(2)研究者利用转基因技术获得了雌激素受体(R)基因敲除小鼠。向野生型和R基因敲除小鼠注射葡萄糖,短时间内检测发现两者血液中胰岛素水平的增加量相似。而向两种小鼠注射等量胰岛素5分钟后,检测骨骼肌组织中胰岛素含量,结果如图1.结合以上信息,从胰岛素合成和运输的角度分析,说明雌激素
①为检测内皮细胞中受雌激素调节的基因,研究人员利用转GFP-核糖体蛋白融合基因的小鼠进行如下实验:施加雌激素引起内皮细胞中
②为验证上述结果,研究人员以骨骼肌血管内皮细胞为材料,进行了下表所示实验,结果如图3.
组别 | 注射RNA | 转入基因 | 处理及检测 |
1 | a | 无 | 施加生理盐水或雌激素,检测R蛋白的含量、S基因的转录量 |
2 | 与R-mRNA互补的RNA | 无 | |
3 | b | ||
4 | 缺失核定位信号序列的R蛋白基因 |
a、b处应分别为
(4)综合上述信息,完善下列雌激素调控胰岛素发挥作用的机制:雌激素与R结合,使R
(5)有人提出通过注射雌激素可以用于治疗糖尿病。综合上述研究,你是否同意这种想法并说明理由
(2)图中,胰高血糖素通过与胰岛B细胞膜上的GCGR结合,激活
(3)图中,血糖升高使
(4)正常人昼夜节律紊乱也可能会在3:00—8:00出现血糖异常升高的现象,科学家设计了以下实验证明昼夜节律可以通过调控下丘脑REV-ERB基因表达来维持胰岛素敏感性,从而抑制血糖升高。请完成下表:
实验组别 | 实验动物 | 实验处理 | 实验指标 | 结果 |
① | 正常小鼠 | 48h光照 | 血糖 | 异常升高 |
② | 正常小鼠 | 12h光照+12h黑暗 | 血糖 | 正常 |
③ | 敲除REV-ERB基因小鼠 | 12h光照+12h黑暗 | 血糖 | 异常升高 |
④ | 敲除REV-ERB基因小鼠 | 血糖 | 正常 |
(1)人体中血糖的来源有
(2)糖尿病患者由于大脑海马神经元中蛋白Tau过度磷酸化,导致记忆力减退。细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解,该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。为了探究高糖环境和蛋白激酶cPKCγ对离体小鼠海马神经元自噬的影响,以小鼠为材料进行以下实验,配制含有5mmol/L葡萄糖的培养液模拟正常小鼠的体液环境。
①请在表中横线上选填编号完成以下实验设计。
A.正常小鼠的海马神经元;B.敲除cPKCγ基因小鼠的海马神经元;C.1mL5mmol/L葡萄糖的培养液;D.1mL75mmol/L葡萄糖的培养液;E.细胞自噬水平;F.细胞所处环境的葡萄糖浓度;G.过度磷酸化的蛋白Tau数量。
组别 | 实验对象 | 处理方式 | 实验结果检测指标 |
对照组 | A | C | E |
实验组1 | C | ||
实验组2 | |||
实验组3 | B |
(1)神经元在未受刺激时,神经纤维处于
(2)与正常人相比,AD患者体内兴奋在突触处的传递效率
(3)从 Aβ的作用机理来分析,糖尿病患者体内 Aβ与胰岛素受体之间可能存在
(4)请使用健康成年小鼠、1.6μL 的 Aβ提取物(可注射入小鼠的脑室)、生理盐水等药物和必要的实验仪器验证 Aβ的聚集对突触后膜电位的影响。必要的实验仪器包括注射器、电压表等。
①实验的设计思路:
②预期结果:
(1)在胰岛素的分泌调节过程中,除图中所示受体外,胰岛B细胞的细胞膜上还有
(2)已知某种药物能降低血糖,为了验证该药物是改善胰岛素抵抗而非促进胰岛素的分泌来调节血糖,可以通过设计对照实验并检测
(3)高脂饮食会引起血糖升高并引发肥胖。科研人员发现高脂饮食条件下血浆中F蛋白含量会增加,并进行了进一步研究。
①以野生型小鼠(WT)和F蛋白合成基因敲除小鼠(KO)为材料,给予不同饮食,一段时间内检测皮下脂肪含量,结果如图2。推测F蛋白能
②为研究高脂饮食条件下F蛋白通过皮下脂肪影响胰岛素敏感性从而调节血糖的机制,对高脂饮食饲喂一段时间后的小鼠进行了如下表所示的皮下脂肪移植手术,禁食6h后,输注等量葡萄糖,之后同时输注等量胰岛素和不等量的葡萄糖,以维持正常血糖水平。计算一段时间内葡萄糖输注速率,以反映细胞对胰岛素的敏感性。据表中结果可知F蛋白增加了胰岛素敏感性,则表中A、B、C、D处的数据的由大到小应为
供体小鼠 | 受体小鼠 | 葡萄糖输注速率(mg·kg-1·min-1) | 皮下脂肪AKT蛋白含量 | 注射胰岛素后皮下脂肪pAKT含量 | |
组1 | WT | KO | A | +++ | + |
组2 | KO | KO | B | +++ | 无 |
组3 | WT假手术 | C | +++ | ++ | |
组4 | KO假手术 | D | +++ | 无 |
③综合题中信息,推测F蛋白对血糖调节的机制:
组别 | 处理 | 胰岛素浓度 |
1 | 胰岛B细胞+基础浓度葡萄糖溶液(2.8G) | 20.63±1.96 |
2 | 胰岛B细胞+高浓度葡萄糖溶液(16.7G) | 81.15±6.35 |
3 | 胰岛B细胞+高浓度葡萄糖溶液(16.7G)+DA | 39.21±3.03 |
4 | 胰岛B细胞+高浓度葡萄糖溶液(16.7G)+D1受体激动剂 | 72.39±6.87 |
5 | 胰岛B细胞+高浓度葡萄糖溶液(16.7G)+D2受体激动剂 | 42.79±5.21 |
A.该实验的目的是研究DA抑制胰岛B细胞分泌胰岛素主要与膜上的哪种受体有关 |
B.1、2组均为对照组,二者对照还可说明高浓度葡萄糖促进胰岛B细胞分泌胰岛素 |
C.若将5组的D2受体激动剂换为D2受体阻断剂,预测实验结果应与3组接近 |
D.胰岛B细胞表面除DA受体外,还存在葡萄糖受体和其他神经递质的受体 |