Question

（24分）I、（18分）胰岛素是已知的唯一降低血糖水平的激素，请分析胰岛素的作用机制模式图（如下图所示），并回答有关问题：

（1）图中的刺激X最可能是            ，下丘脑神经细胞接受刺激X后，膜外的电位变化为         ，最终引起传出神经末梢释放      ，与胰岛B细胞上相应受体结合，引起胰岛素分泌增多。

（2）由图可知，胰岛素与       结合后，一方面使        增加，促进葡萄糖进入细胞；另一方面促进            ，从而降低血糖。

（3）如果给动物注射大剂量胰岛素，动物会因低血糖而休克。通过注射胰高血糖素能促使血糖升高，使休克的动物清醒根据以下实验材料及用品，完成实验方案，证明胰高血糖素能升高血糖。

实验材料及用品：小白鼠、注射器、鼠笼、胰岛素溶液、胰高血糖素溶液、葡糖糖注射液、生理盐水。

实验方案：选择体重相近的健康小白鼠，按照下表进行处理、观察并填写相关内容。

分组	实验处理方法	预期结果	下一步实验处理方法	预期结果
A组（对照组）	①	清醒		清醒
B组	注射大剂量的胰岛素溶液	休克	②	未清醒
C组	③	清醒
D组	④	清醒

II、（6分）随着水体富营养化日趋严重，淡水湖泊藻类水华频繁发生，人们正在利用基因工程进一步解析“聚磷基因”和“硝化基因”，将这两种基因重组后导入大肠杆菌中，从而使废水中过高的N、P得到有效的去除，降低水体的富营养化。请回答下列有关基因工程和生态工程的相关问题。

（1）人们获取聚磷基因和硝化基因的方法通常有人工合成、     和    。

（2）利用聚磷基因和硝化基因构建基因表达载体时，常用的工具酶是           ，它们作用的化学键名称是           。

（3）重组DNA导入前，通常用       溶液对大肠杆菌进行处理。

（4）要从根本上解决水体污染，还需将城市污水进行回收利用，实现废物资源化，这体现了生态工程的       原理。

Answer

I （除标记外，每空2分，共18分）

（1）血糖升高（1分） 由正电位变为负电位 神经递质

（2）胰岛素受体（1分） 细胞膜上葡萄糖受体蛋白 糖原、脂质和蛋白质的合成（三种物质答全给分）

（3）①注射等量生理盐水 ②注射等量生理盐水

③注射一定量胰高血糖素溶液（注射一定量葡萄糖注射液）

④注射一定量葡萄糖注射液（注射一定量胰高血糖素溶液）

II（每空1分，共6分）

（1）PCR 从基因文库获取

（2）DNA连接酶和限制性核酸内切酶（答全得分） 磷酸二酯键

（3）CaCl2溶液

（4）物质循环再生原理

【解析】

试题分析：

I根据图像分析可知，当胰岛素与受体相结合之后，会导致细胞内部发生酶的磷酸化等活动，进而合成葡萄糖受体蛋白，之后这些受体蛋白到达细胞膜完成葡萄糖的运输，从而使血液中葡萄糖降低。

可知：（1）图中的刺激X最可能是血糖升高， 下丘脑神经细胞接受刺激X后，膜外的电位变化为由正电位变为负电位，最终引起传出神经末梢释放神经递质，与胰岛B细胞上相应受体结合，引起胰岛素分泌增多。

（2）由图可知，胰岛素与胰岛素受体特异性结合后，一方面使细胞膜上葡萄糖受体蛋白增加，促进葡萄糖进入细胞；另一方面促进糖原、脂质和蛋白质的合成，从而降低血糖。

（3）根据实验的叙述可知，设置的是对照实验，根据单一变量原则推知①注射等量生理盐水 ②注射等量生理盐水③注射一定量胰高血糖素溶液（注射一定量葡萄糖注射液）④注射一定量葡萄糖注射液（注射一定量胰高血糖素溶液）。

II（1）人们获取聚磷基因和硝化基因的方法通常有人工合成、PCR和从基因文库获取。

（2）利用聚磷基因和硝化基因构建基因表达载体时，常用的工具酶是DNA连接酶和限制性核酸内切酶，它们作用的化学键名称是磷酸二酯键。

（3）重组DNA导入前，通常用CaCl2溶液对大肠杆菌进行处理，使大肠杆菌处于感受态。

（4）要从根本上解决水体污染，还需将城市污水进行回收利用，实现废物资源化，这体现了生态工程的物质循环再生原理原理。

考点：本题考查动物血糖的平衡原理和基因工程知识点，意在考查学生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论、具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理、能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题的能力。