Question

胰岛B细胞内K⁺浓度为细胞外的28倍，而细胞外Ca²⁺浓度为细胞内的15000倍。与神经细胞一样，胰岛B细胞在静息状态下呈内负外正的膜电位。当血糖浓度增加时，葡萄糖进入胰岛B细胞能引起胰岛B细胞和组织细胞的一系列生理反应，如图所示。

（1）据图可知，进食后，血糖浓度升高，对胰岛B细胞的葡萄糖供应增加。葡萄糖通过_________（方式）进入胰岛B细胞后，首先使细胞内的___________过程加强，同时导致_________的比值上升，进而影响图示ATP敏感的K⁺通道和Ca²⁺通道的开闭状态，此时胰岛B细胞的膜两侧电荷分布为________________。

（2）胰岛B细胞内一的比值上升最终促进胰岛素的分泌，此过程中Ca²⁺进入胰岛B细胞，其作用是________________________。

（3）结合图示信息，写出胰岛素与组织细胞膜上的受体结合后降低血糖浓度的途径：_____________________。

（4）胰岛素分泌不足，会引起糖尿病，糖尿病患者除血糖偏高外，还常出现多饮、多食、多尿和体重减少的现象，请分析出现多尿的原因：________________________。

Answer

协助扩散 有氧呼吸 ATP/ADP 内正外负 促进囊泡的形成、运输和分泌 增加组织细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量，促进葡萄糖进入组织细胞；促进组织细胞内葡萄糖合成糖原、蛋白质和脂肪 糖尿病患者血糖偏高，导致原尿中糖的含量高于正常值，原尿渗透压偏高，不利于肾小管和集合管对水分的重吸收，引起多尿现象。

【解析】

分析题图可知，当血糖浓度增加时，葡萄糖通过载体蛋白进入胰岛B细胞，引起细胞内ATP浓度增加，导致ATP敏感的钾离子通道关闭，K+外流受阻，进而触发Ca2+大量内流，由此引起胰岛素分泌。

（1）据图分析，葡萄糖进入胰岛B细胞需要载体蛋白的协助，顺浓度梯度运输，没有消耗能量，因此其运输方式为协助扩散；图中显示葡萄糖进入组织细胞后，产生了二氧化碳、水，并使得ATP与ADP的比值升高，该过程表示的是有氧呼吸；ATP与ADP的比值升高后，导致导致ATP敏感的钾离子通道关闭，K+外流受阻，进而触发Ca2+大量内流，因此胰岛B细胞的膜电位为外负内正。

（2）据图分析可知，Ca2+进入胰岛B细胞后促进了囊泡的形成、运输和分泌。

（3）据图分析可知，胰岛素与组织细胞表面的受体结合后，促进了葡萄糖进入组织细胞并合成了蛋白质、糖原和脂肪，还能够增加细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量，从而所得的血糖浓度下降。

（4）根据题意分析，糖尿病患者血糖偏高，导致原尿中糖的含量高于正常值，原尿渗透压偏高，不利于肾小管和集合管对水分的重吸收，所以会引起多尿现象。