2023年12月，我国科学家研制出了一种能感知血糖的波动，并能动态调节血糖浓度的智能胰岛素IA．智能胰岛素的结构如图甲所示，其中结构X能和葡萄糖竞争结合葡萄糖转运载体GLUT，具有抑制GLUT活性的功能，其发挥作用的机理如图乙所示。回答下列问题：

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1. 2023年12月，我国科学家研制出了一种能感知血糖的波动，并能动态调节血糖浓度的智能胰岛素IA．智能胰岛素的结构如图甲所示，其中结构X能和葡萄糖竞争结合葡萄糖转运载体GLUT，具有抑制GLUT活性的功能，其发挥作用的机理如图乙所示。回答下列问题：

(1) IA中的结构X和（填一种物质）具有相似的化学结构，注入到血液中的IA不仅能和GLUT结合，还能和特异性结合。

(2) 实验小组将足量且等量的带荧光标记的IA和带荧光标记的胰岛素，分别加入盛有等量红细胞膜（红细胞膜上只有GLUT，没有胰岛素受体）悬液的a组和b组试管中，室温处理30分钟，使IA、胰岛素与红细胞充分混合。一段时间后发现a试管中的荧光出现在细胞膜上，b试管中的荧光出现在悬浮液中，据此可以得出的实验结论是。试在该实验的基础上，进一步设计实验验证葡萄糖浓度对IA和GLUT结合的影响，实验设计思路应为，预测实验结果为。

(3) 注射IA降低血糖在临床治疗上最显著的优点是能避免出现低血糖现象，某同学绘制如图丙所示模型解释该原因。试补充空格处，完成该模型构建（注：①、②、③、④处均填“增加”或“减少”，⑤处填“提高”或“降低”）。

①；②；③；④；⑤。

【考点】

血糖平衡调节;

【答案】

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实验探究题困难

1. 为研究高脂饮食与肠道菌群及糖脂代谢的关系，进行如下试验：

(1) 建立糖脂代谢紊乱大鼠模型

将20只大鼠随机平分为2组，分别饲喂高脂饲料（HFD组）和普通饲料（ND组）16周。

①检测空腹血相关生理指标，结果如下表。

组别	总胆固醇（mmol/L）	甘油三酯（mmol/L）	血糖（mmol/L）	胰岛素（mmol/L）
ND组	1.56	0.63	5.58	10.02
HFD组	2.59	1.65	7.28	15.00

与ND组相比，HFD组偏高，说明脂代谢紊乱，其他数据说明糖代谢紊乱，提示造模成功。胰岛素的作用是，HFD组大鼠血液中胰岛素含量高，血糖高的原因可能是（答出一种即可）。

②检测粪便中4种典型细菌的含量，结果如下图。

HFD组粪便中乳杆菌、双歧杆菌相对含量（增加∕减少）。

(2) 为探究肠道菌群对糖脂代谢的影响，另取20只大鼠，喂以含的饮用水杀灭肠道中原有细菌，建立肠道无菌大鼠模型。分别收集（1）试验结束时HFD组和ND组粪便，制备成粪菌液，分别移植到无菌大鼠体内，建立移植HFD肠菌组和移植ND肠菌组，均饲喂高脂饲料8周。检测空腹血相关生理指标，结果如下表。

组别	总胆固醇（mmol/L）	甘油三酯（mmol/L）	血糖（mmol/L）	胰岛素（mmol/L）
移植ND肠菌组	1.86	0.96	6.48	11.54
移植HFD肠菌组	2.21	1.28	6.94	13.68

该试验的自变量为，结果显示两组均发生糖脂代谢紊乱，组间差异说明高脂饮食大鼠的肠道菌群可（加剧∕缓解）高脂饮食条件下的糖脂代谢紊乱。

(3) 基于本研究的结果，为了缓解糖脂代谢紊乱，请说明可以采取的策略是。

实验探究题普通

2. 科研人员探究了细胞中N基因对动物细胞增殖过程中利用能源物质途径的影响。

(1) 为探究细胞增殖过程中对不同能源物质的利用情况，科研人员设计了两种含不同能源物质的培养基，观察细胞增殖情况，操作和结果如图1（+表示添加该物质，-表示不添加该物质）。依据图1中，可推测N基因促进细胞增殖。本实验可得出结论：。

(2) 研究人员进一步对比转N基因小鼠与正常小鼠培养相同时间后培养液中的葡萄糖与乳酸水平，发现均有显著差异，结果如图2（图中横线表示该组平均值），推测N基因。

(3) 为进一步检验上述推测，研究者设计了系列实验，以下是其中一个实验的方案。已知GLUT4是依赖胰岛素的葡萄糖转运蛋白，分布于肌肉和脂肪组织等。基于上述推测，请完善表格中的实验设计和预期结果。

组别	实验材料	实验处理		检测指标和预期结果
				细胞相对数量	检测液中葡萄糖余量
A	转N基因小鼠的脂肪细胞	GLUT4阻断剂	加入①	②	③
B		无

实验探究题普通

3. 1889年，科学家发现切除胰腺的狗会患糖尿病，据此提出胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质（后被命名为胰岛素）的假说。为证明该物质的存在，科学家努力制备胰腺提取物，并注射入由胰腺受损诱发糖尿病的狗体内，但收效甚微。后来科学家又发现以实验方法结扎胰管会引起胰腺萎缩，而胰岛保持完好，机体不会患糖尿病。回答下列问题：

(1) 胰岛素能使血糖水平下降，结扎胰管的狗却不患糖尿病，原因是。

(2) 科学家摘取狗的整个胰腺制备胰腺提取物对糖尿病疗效甚微的原因是。

(3) 某研究小组欲证实芹菜素对糖尿病家兔具有降血糖作用，请完善实验方案。

材料与试剂：生理状况相同的健康家兔若干只、芹菜素（用生理盐水配制）、生理盐水、血糖测定仪、链脲佐菌素溶液（STZ，可破坏胰岛B细胞，诱发糖尿病）。

I．制备糖尿病家兔模型

随机取20只健康家兔用高脂高糖饲料喂养8周后，左下腹注射65mgekg'STZ制作糖尿病家兔模型。

Ⅱ．检验芹菜素降血糖效果

①取10只健康家兔作为甲组，将实验Ⅰ制备的糖尿病家兔随机均分为乙、丙两组；

②；

③每天对乙组的每只家兔，每天对甲组和丙组的每只家兔，均连续注射4周。期间各组家兔均饲喂普通饲料。

④4周后，用血糖测定仪测定各组家兔的血糖浓度，并进行统计分析取平均值。

Ⅲ．实验结果：（用柱形图表示）

Ⅳ．实验结论：芹菜素具有一定的降血糖效果，但仍高于正常血糖水平。

实验探究题普通