(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
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)本实验的自变量是
(2)研究发现:与对照组相比,雌、雄性咖啡因组血液中促肾上腺皮质激素浓度变化如图所示,可以推测长期摄入咖啡因后会影响雌性个体
(3)据图可知长期摄入咖啡因还会导致雌性鼠基础血糖和胰岛素含量均升高,这说明咖啡因可导致鼠细胞
(4)糖皮质激素和胰岛素具有拮抗作用,为验证这一结论,请运用以下实验材料开展研究,请完善实验思路。(实验材料:鼠肝细胞,适量浓度的糖皮质激素;一定浓度的胰岛素;含:5mmol⋅L-1葡萄糖的动物细胞培养液;生理盐水。)
①取鼠肝细胞均分为甲乙丙丁4组置于培养瓶中,分别加入等量的含5mmol⋅L-1葡萄糖的动物细胞培养液中,
甲组:
乙组:加入适量且等量的生理盐水配制的糖皮质激素;
丙组:加入适量且等量的生理盐水配制的胰岛素;
丁组:
②将4组细胞放置于
③统计分析实验数据,得出实验结果
④请预测实验结果并用柱状图表示
(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 |
(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)研究者检测了一系列和脂肪分解有关的酶在瘦素含量增加时的变化,其中活化的激素敏感性脂肪酶(p-HSL)含量明显
(2)研究者进一步发现,兴奋脂肪组织处的交感神经也具有与瘦素处理类似的作用。研究者提出以下假设:
假设1.瘦素通过使交感神经兴奋促进脂肪分解:
假设2.交感神经兴奋后,会促进瘦素分泌,进而促进脂肪分解;
假设3.瘦素和交感神经的兴奋引起脂肪分解是两个独立的过程。
根据以上假设设计实验如下:实验备选材料: A.生理盐水B.瘦素C.抑制交感神经的药物D.激活交感神经的药物E.抑制瘦素作用的药物
实验一:为验证假设1,在I~Ⅳ注射的物质(或药物)分别是I:
实验二:为验证假设2,在I~Ⅳ注射的物质(或药物)分别是I:
综上,若
(3)经实验证明假设1成立,假设2、3不成立,据此可知机体通过神经-体液调节机制调控脂肪含量。多数肥胖患者体内并不缺少瘦素,而是存在“瘦素抵抗”,请你根据本文提及的所有研究成果,分析导致“瘦素抵抗”的两种可能原因
(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:
实验材料:小鼠胰岛α细胞悬液,小鼠胰岛β细胞悬液,动物细胞培养液,0.5μg/mL、1μg/mL、1.5μg/mL的青蒿素溶液,生理盐水等。
(要求与说明:青蒿素溶液用生理盐水配制;各试剂的配制方法及实验结果检测的具体操作不做要求;实验条件适宜。)
(1)实验思路:
①取15只培养瓶,均分为5组,编号为甲、乙、丙、丁、戊,分别加入等量且适量的
②按下述表格进行分组,完善处理方法
组别 | 处理方法 |
甲 | 适量小鼠胰岛α细胞悬液+适量生理盐水 |
乙 | 与甲组等量的小鼠胰岛α细胞悬液+与甲组生理盐水等量的0.5μg/mL青蒿素溶液 |
丙 | 与甲组等量的小鼠胰岛α细胞悬液+与甲组生理盐水等量的1μg/mL青蒿素溶液 |
丁 | 与甲组等量的小鼠胰岛α细胞悬液+ |
戊 |
④对所得数据进行处理和分析。
(2)分析讨论:
①本实验设计的五个组别中,组别甲为
②胰岛素调节及作用的部分机理如图所示。胰岛β细胞分泌胰岛素,除了直接感受
③青蒿素能让胰岛α细胞“变身”为胰岛β细胞,可以利用该研究的青蒿素治疗由
④青蒿素促进胰岛α细胞转变为胰岛β细胞,推测青蒿素作用可能是
A.导致基因突变B.促进细胞增殖C.调控基因表达D.诱导细胞凋亡
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 |