Question

3．研究人員成功將胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為β細(xì)胞，在糖尿病小鼠模型中移植該β細(xì)胞后，小鼠血糖水平迅速恢復(fù)正常．糖原代謝關(guān)鍵蛋白ATP841GDP在維持葡萄糖穩(wěn)態(tài)中的調(diào)節(jié)機(jī)理如圖：

（1）小鼠實驗發(fā)現(xiàn)：饑餓時肝細(xì)胞中ATP841GDP蛋白基因的表達(dá)水平提高，使糖原合成酶（PS）的活性提高，從而能夠在進(jìn)食后的短時間內(nèi)，快速合成肝糖原，導(dǎo)致血糖水平快速降低．據(jù)此推測ATP841GDP基因的表達(dá)受進(jìn)食和饑餓（周期）調(diào)節(jié)．
（2）人體感染某病毒時，胰島B細(xì)胞會被自身的免疫細(xì)胞破壞，引起Ⅰ型糖尿病，這是因為胰島B細(xì)胞含有與該病毒相似的抗原（物質(zhì)）．上述研究在對I型糖尿病患者進(jìn)行臨床應(yīng)用前，科學(xué)家還需解決患者對β細(xì)胞的免疫排斥（反應(yīng)）問題．有些II型糖尿病患者血液中胰島素水平正常，但存在“胰島素抵抗”，這與靶細(xì)胞有關(guān)，推測II型糖尿病的致病機(jī)理可能是靶細(xì)胞受體異常，不能識別相關(guān)激素．
（3）胰島素可通過作用于下丘腦神經(jīng)元抑制胰高血糖素的分泌，驗證此現(xiàn)象的實驗思路是：將大鼠隨機(jī)分成兩組，一組在其下丘腦神經(jīng)元周圍施加適量的胰島素溶液，另一組施加等體積生理鹽水，該實驗的測量指標(biāo)是血液中胰高血糖素的濃度．
（4）胰島素降解酶（IDE）是負(fù)責(zé)糖尿病易感性的蛋白，因為它在體內(nèi)能從血液中移除胰島素，IDE抑制劑的成功發(fā)現(xiàn)，為糖尿病患者的治療提供新的方法．請據(jù)此回答糖尿病患者靜脈注射胰島素效果不好的原因是注射到血液中的胰島素會被IDE移除（降解）．

Answer 1

分析 胰島素是人體內(nèi)唯一降低血糖的激素，當(dāng)血糖濃度降低時，胰高血糖素可以升高血糖濃度，胰島素與胰高血糖素在調(diào)節(jié)血糖過程中具有拮抗作用．據(jù)圖分析：ATP841GDP基因的表達(dá)與肝糖原的合成與分解有關(guān)．據(jù)此分析作答．

解答 解：（1）據(jù)圖分析，ATP841GDP蛋白基因的表達(dá)水平提高，促進(jìn)其表達(dá)產(chǎn)物與肝糖原形成糖原復(fù)合物進(jìn)而促進(jìn)PS的活性提高，從而能夠在進(jìn)食后的短時間內(nèi)，快速合成肝糖原，降低血糖濃度．所以ATP841GDP基因的表達(dá)可能受進(jìn)食和饑餓（周期）的調(diào)節(jié)．
（2）根據(jù)提高可知，自身的免疫細(xì)胞在攻擊病毒的同時破壞了自身的胰島B細(xì)胞，說明該病毒具有與胰島B細(xì)胞相似的抗原．對I型糖尿病患者進(jìn)行臨床應(yīng)用前，科學(xué)家還需解決患者對β細(xì)胞的免疫排斥問題．II型糖尿病患者血液中胰島素水平正常，可能是靶細(xì)胞受體異常，不能識別相關(guān)激素，導(dǎo)致血糖的去路發(fā)生障礙而出現(xiàn)高血糖．
（3）根據(jù)題意，該實驗的目的是探究胰島素可通過作用于下丘腦神經(jīng)元抑制胰高血糖素的分泌，自變量是胰島素的有無，因變量是血液中胰高血糖素的濃度，故該實驗的測量指標(biāo)是血液中胰高血糖素的濃度．
（4）由于IDE的存在，注射到血液中的胰島素會被IDE移除（降解），胰島素的功能不能正常發(fā)揮，使得血糖不能降低，所以糖尿病患者靜脈注射胰島素效果不好．
故答案為：
（1）提高      肝糖原     進(jìn)食和饑餓（周期）
（2）抗原    免疫排斥（反應(yīng)）   靶細(xì)胞受體異常，不能識別相關(guān)激素
（3）血液中胰高血糖素的濃度
（4）注射到血液中的胰島素會被IDE移除（降解）

點(diǎn)評 本題主要考查血糖平衡的調(diào)節(jié)，意在強(qiáng)化學(xué)生對血糖平衡調(diào)節(jié)的原理及相關(guān)知識的理解與運(yùn)用，題目難度中等．