Question

（16分）《Cell》公布了一项有关血糖调节的最新研究成果：研究者发明了一种可以将胚胎干细胞转化为β细胞的方法，在糖尿病小鼠模型中移植该β细胞后，小鼠迅速恢复正常的血糖水平；同时阐明了糖原代谢关键蛋白ATP841GDP在维持葡萄糖稳态中的作用，调节机理如下图：

（1）在小鼠试验中发现：饥饿时肝细胞中ATP841GDP基因的表达水平提高，使糖原合成酶（PS）的活性           ，从而能够在进食后的短时间内，快速合成               ，导致血糖水平快速降低。据此推测ATP841GDP基因的表达受                    调节。

（2）人体感染某种病毒后，胰岛B细胞会被自身的免疫细胞破坏，引起Ⅰ型糖尿病，这是因为胰岛B细胞含有与该病毒相似的           （物质）。上述研究在对I型糖尿病患者进行临床应用前，科学家还需解决患者对β细胞的             问题。有些II型糖尿病患者血液中胰岛素水平正常，但存在“胰岛素抵抗”，这与靶细胞有关，推测II型糖尿病的致病机理可能是                            。

（3）胰岛素可通过作用于下丘脑神经元抑制胰高血糖素的分泌，对此进行验证的实验思路是：将小鼠随机分成两组，一组在其下丘脑神经元周围施加适量的胰岛素溶液，另一组施加等体积生理盐水，该实验的测量指标是                                       。

（4）胰岛素降解酶（IDE）是负责糖尿病易感性的蛋白，因为在体内它能从血液中移除胰岛素。IDE抑制剂的成功发现，为治疗糖尿病提供了新的方法。请据此分析：给糖尿病患者静脉注射胰岛素疗效不好的原因是                                             。

Answer

（1）提高 肝糖原 进食和饥饿(周期)

（2）抗原 免疫排斥（反应） 靶细胞受体异常，不能识别相关激素

（3）血液中胰高血糖素的浓度 （4）注射到血液中的胰岛素会被IDE移除（降解）

【解析】

试题分析：（1）结合调节机理图分析可知，ATP841GDP基因的表达水平提高，通过一系列过程会使糖原合成酶（PS）的活性提高，促进血糖快速合成肝糖原，导致血糖水平快速降低。根据题意“饥饿时肝细胞中ATP841GDP基因的表达水平提高”和“从而能够在进食后的短时间内，快速合成肝糖原”，推测ATP841GDP基因的表达受进食和饥饿周期调节。

（2）根据题意“人体感染某种病毒后，胰岛B细胞会被自身的免疫细胞破坏，引起Ⅰ型糖尿病”，可知胰岛B细胞含有与该病毒相似的抗原。异体移植还需解决患者对β细胞的免疫排斥反应问题。有些II型糖尿病患者血液中胰岛素水平正常，但存在“胰岛素抵抗”，推测II型糖尿病的致病机理可能是靶细胞受体异常，不能识别相关激素。

（3）要设计实验验证胰岛素可通过作用于下丘脑神经元抑制胰高血糖素的分泌，根据实验目的可知，该实验的自变量为是否用胰岛素处理，因变量（即测量指标）为血液中胰高血糖素浓度；实验设计应遵循单一变量原则和对照原则，即将小鼠随机分成两组，一组在其下丘脑神经元周围施加适量的胰岛素溶液作为实验组，另一组施加等体积生理盐水作为对照组。

（4）根据题意“胰岛素降解酶（IDE）能从血液中移除胰岛素”，则注射到糖尿病患者血液中的胰岛素会被IDE移除降解，导致给糖尿病患者静脉注射胰岛素疗效不好。

考点：本题考查血糖平衡调节及糖尿病治疗的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，能从课外材料中获取有效信息，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，做出合理判断或得出正确结论的能力；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、分析和处理的能力。