Question

吸烟有害健康，烟草中的尼古丁是主要的有害物质。研究发现吸烟者比非吸烟者糖尿病发病率更高。为研究相关生理机制，科学家们利用大鼠开展了下列研究。

（1）胰岛细胞通过分泌________调节人体血糖平衡，这些激素的分泌除了受到血糖浓度的调节之外，还会受到脑中多种转录因子如TCF7L2的调节。

（2）研究者将不同剂量的尼古丁试剂注入大鼠体内，检测其血糖的变化，结果见图1，此结果说明________。

（3）大鼠大脑的mHb区是负责调控尼古丁摄入的主要区域。研究人员发现接受尼古丁注射的大鼠此脑区中TCF7L2基因表达量较高。于是利用野生型大鼠和TCF7L2基因敲除的突变型大鼠进行实验，注射不同浓度尼古丁后，测定其对尼古丁的主动摄入量，实验结果见图2。

①图2结果表明TCF7L2基因的表达产物能够________。

②尼古丁可与乙酰胆碱受体（nAChR）结合，从而引起多巴胺的释放，产生愉悦感。长期大量吸烟的人，nAChR的敏感度降低，结合图2推测TCF7L2基因可以_____nAChR对尼古丁的敏感性，理由是_________。

③在尼古丁大量摄入的突变体大鼠体内，研究者并没有检测到血糖升高的现象，推测由尼古丁摄入引发的血糖升高依赖于________的正常表达。

（4）综合上述研究，吸烟会提高TCF7L2基因表达量，一方面通过乙酰胆碱受体调节对尼古丁的成瘾性；另一方面通过影响胰岛细胞功能来提高血糖含量，而血糖升高又会________（选择填写 “升高”或“降低”）nAChR对尼古丁的敏感度，从而增加了尼古丁摄入，导致尼古丁与高血糖效应形成恶性循环。

Answer

胰岛素和胰高血糖素 尼古丁可使血糖升高，且血糖升高的幅度与尼古丁注射量呈正相关 抑制尼古丁摄入 提高 突变型大鼠对尼古丁的主动摄入量明显高于野生型，即TCF7L2基因敲除后，要引起足够的兴奋，需要更多的尼古丁。证明TCF7L2基因敲除后nAChR对尼古丁的敏感性降低 TCF7L2基因 降低

【解析】

1、血糖调节中枢在下丘脑，相关激素有胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素，因此血糖的调节方式属于神经-体液调节；其中胰岛素降低血糖，胰高血糖素升高血糖，两者属于拮抗关系。

2、突触结构分为：突触前膜、突触间隙、突触后膜，神经递质由突触前膜释放，作用于突触后膜上的受体，因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。

（1）胰岛细胞包括胰岛A细胞和胰岛B细胞，分别分泌胰高血糖素和胰岛素，共同调节血糖浓度。

（2）由图1曲线图显示可知，与空白对照组相比，尼古丁可使血糖升高，且血糖升高的幅度与尼古丁注射量呈正相关。

（3）①野生型大鼠具有TCF7L2基因的表达产物，而TCF7L2基因敲除的突变型大鼠不具有TCF7L2基因的表达产物，由图2曲线图突变型小鼠尼古丁的摄入量大于野生型小鼠，由此可知TCF7L2基因的表达产物能够抑制尼古丁摄入。

②突变型大鼠对尼古丁的主动摄入量明显高于野生型，即TCF7L2基因敲除后，要引起足够的兴奋，需要更多的尼古丁，证明TCF7L2基因敲除后nAChR对尼古丁的敏感性降低，因此TCF7L2基因可以提高nAChR对尼古丁的敏感性。

③突变体大鼠体内与野生型大鼠相比不同的就是突变型大鼠缺乏TCF7L2基因，因此可以推测尼古丁摄入引发的血糖升高依赖于TCF7L2基因的正常表达。

（4）由血糖升高会增加尼古丁的摄入可知，血糖升高会降低nAChR对尼古丁的敏感度。