Question

石斛是历代中医治疗“消渴症”（糖尿病）的良药。为探究4种石斛多糖DOP1～4的降血糖效果, 并研究其分子机制，科研人员做了以下实验。

（1）取雄性小鼠若干只，适应性饲养后注射200mg／kg四氧嘧啶生理盐水溶液，72h后测定空腹血糖值，若血糖值≥13mmol/L，即为造模成功小鼠。四氧嘧啶通过选择性地破坏__________细胞，从而导致___________，进而引起体内糖类代谢紊乱。

（2）将模型鼠随机分为6组，分别为4个实验组以及2个对照组。除正常饮食和饮水外，实验组每天分别灌胃一次DOP1～4，连续21d。对照组2每天灌胃有效降糖药物二甲双胍，对照组1的处理应为_______________。每隔7天测定一次空腹血糖，结果见下图：

结果表明：__________。请评价上述实验方案是否严谨，并说明理由__________。

（3）依据已知的胰岛素调节信号通路（见下图），研究人员提出了关于石斛多糖降糖机制的假设。假如你是研究人员，请你提出一种具体假设，并写出利用上述几组小鼠验证假设的思路。__________。（提示：实验思路用一两句话描述即可）

Answer

胰岛B 胰岛素分泌不足 灌胃等量清水 DOP1-4都能够显著降低模型鼠的空腹血糖值，其中以DOP1降糖效果最好 不严谨，应增加用等量清水灌胃正常小鼠的对照组 假设1： 铁皮石斛多糖能够显著促进胰岛素分泌

验证思路：分别检测各组小鼠的胰岛素含量

假设2： 促进Akt的磷酸化

验证思路：检测各组小鼠的p-Akt含量（其他假设合理给分）

【解析】

分析题意可知：本实验是探究石斛多糖DOP1～4降血糖效果, 并研究其分子机制，所以在设计实验时，自变量是有无石斛多糖DOP1～4，因变量是血糖浓度，另外实验设计要遵循等量性原则，单一变量原则。

（1）造模成功小鼠血糖浓度偏高，说明不能降低血糖，所以四氧嘧啶通过选择性地破坏胰岛B细胞，导致胰岛素分泌不足，造成体内血糖浓度升高。

（2）由于对照组2每天灌胃有效降糖药物二甲双胍，实验组每天分别灌胃一次DOP1～4，所以对照组1作为空白对照每天灌胃等量清水。从图中看出对照组1血糖浓度最高，而实验组的血糖都比对照组1低，而DOP1血糖浓度最低，说明DOP1-4都能够显著降低模型鼠的空腹血糖值，其中以DOP1降糖效果最好。

整个实验过程中都是用的血糖高的小鼠，而正常的小鼠的生理情况未知，所以该实验设计不完整，需要应增加用等量清水灌胃正常小鼠的对照组。

（3）从图中看出胰岛素降血糖的机制是胰岛素和受体结合后，激活了IRS-1，激活的IRS-1将Akt磷酸化，磷酸化的Akt促进葡萄糖的吸收和糖原的合成，所以可以作出假设：

假设1： 铁皮石斛多糖能够显著促进胰岛素分泌；

验证思路：分别检测各组小鼠的胰岛素含量。

假设2： 促进Akt的磷酸化；

验证思路：检测各组小鼠的p-Akt含量。