Question

18．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載體蛋白轉運到胰島 B 細胞內，經有氧呼吸產生大量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Ca²⁺通道，升高胞內Ca²⁺濃度，促進胰島素通過胞吐（或“外排”）方式釋放到細胞外．
（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，谷氨酸能促進胰島素的分泌，為研究谷氨酸的作用機理，科研人員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細胞，檢測細胞內Ca²⁺熒光強度，結果如圖所示．
①由圖可知，谷氨酸能夠使正常小鼠胰島 B 細胞內的Ca²⁺濃度升高．
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．
③該實驗結果說明谷氨酸對胰島B細胞的作用是通過K⁺通道實現的．

Answer 1

分析 據圖分析結果可知，加入谷氨酸后，正常小鼠細胞內Ca²⁺熒光強度升高，而K⁺通道基因敲除小鼠Ca²⁺濃度未升高，故說明谷氨酸對胰島B細胞的作用是通過 K⁺通道實現的．

解答 解：（1）餐后血糖升高，葡萄糖由細胞膜上的載體蛋白轉運到胰島B細胞內，經過有氧呼吸過程產生大量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，促進胰島素分子以胞吐的方式釋放到細胞外．
（2）據圖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，而K⁺通道基因敲除小鼠Ca²⁺濃度未升高，故說明谷氨酸對胰島B細胞的作用是通過 K⁺通道實現的．
①由實驗結果可知，谷氨酸能夠升高正常小鼠胰島B細胞內的Ca²⁺濃度，細胞內Ca²⁺熒光強度升高，
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．
③該實驗結果說明谷氨酸對胰島B細胞的作用是通過K⁺通道實現的．
故答案為：
（1）升高    胞吐（或“外排”）
（2）①升高    ②（持續）開放    ③K⁺通道

點評 本題綜合考查了人體血糖調節及相關的實驗設計，意在考查學生的理解和應用能力，試題難度中等．