高中 | 第2节 主动运输与胞吞、胞吐 题目答案及解析

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必修一 分子与细胞

第四章 细胞的物质输入和输出

第2节 主动运输与胞吞、胞吐

胰岛素是人体血糖调节中的重要激素,其释放受到机体的精确调控。

人体内胰岛素释放通路是:餐后血糖升高,葡萄糖由细胞膜上的                                                                转运到胰岛$\rm B$细胞内,经过                过程产生大量$\rm ATP$,阻断$\rm ATP$敏感型钾离子通道,进而抑制了钾离子的外流,使细胞膜内的电位                ,打开电压依赖性的$\rm Ca^{2+}$通道,升高了胞内的$\rm Ca^{2+}$浓度,促进胰岛素分子以                的方式释放到细胞外。

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转运蛋白$\\rm /$载体蛋白;有氧呼吸;升高;胞吐

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葡萄糖进入胰岛$\rm B$细胞内属于主动运输,需要能量和载体,因此葡萄糖由细胞膜上的转运蛋白(载体蛋白)转运到胰岛$\rm B$细胞内,葡萄糖经过有氧呼吸过程被氧化分解,释放大量的能量,一部分储存在$\rm ATP$中,因此$\rm ATP$含量增多;$\rm ATP$增多,可以阻断$\rm ATP$敏感型钾离子通道,进而抑制了钾离子的外流,使细胞膜内的电位升高;胰岛素分子是大分子蛋白质,通过胞吐的方式分泌出去。

研究发现,高浓度葡萄糖可引起胰岛$\rm A$细胞合成并分泌谷氨酸,为研究谷氨酸的作用机理,科研人员将三组数目相等的小鼠离体胰岛进行培养,培养条件及结果如图$\rm 1$所示($\rm CQNX$为谷氨酸受体阻断剂)。实验结果表明,在高浓度葡萄糖条件下,                                                                。由此推测,谷氨酸与胰岛$\rm B$细胞表面的                结合发挥作用。

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谷氨酸能促进胰岛素的分泌,$\\rm CNQX$可抑制这一过程;谷氨酸受体

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分析题意和题图,由于高浓度葡萄糖可引起胰岛$\rm A$细胞合成并分泌谷氨酸,从曲线中可以看出,在高浓度葡萄糖条件下,谷氨酸能促进胰岛素的分泌,而添加$\rm CNQX$可抑制这一过程;谷氨酸作用于胰岛$\rm B$细胞时,需要与胰岛$\rm B$细胞表面的受体结合后才能发挥作用。

科研人员进一步用谷氨酸溶液处理正常小鼠和$\rm K^{+}$通道基因敲除小鼠的胰岛$\rm B$细胞,检测细胞内$\rm Ca^{2+}$荧光强度,结果如图$\rm 2$所示。

①由实验结果可知,谷氨酸能够                正常小鼠胰岛$\rm B$细胞内的$\rm Ca^{2+}$浓度。

$\rm K^{+}$通道基因敲除小鼠和正常小鼠相比,细胞内的基础$\rm Ca^{2+}$浓度                正常小鼠,从胰岛素释放通路分析,是由于$\rm K^{+}$通道基因敲除小鼠的$\rm K^{+}$通道不能正常发挥作用,导致$\rm Ca^{2+}$通道                

③该实验结果说明谷氨酸对胰岛$\rm B$细胞的作用是通过                实现的。

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升高;高于;(持续)开放;$\\rm K^{+}$通道

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①分析图$\rm 2$结果可知,加入谷氨酸后,正常小鼠细胞内$\rm Ca^{2+}$荧光强度升高,说明谷氨酸能够升高正常小鼠胰岛$\rm B$细胞内的$\rm Ca^{2+}$浓度。

$\rm K^{+}$通道基因敲除小鼠和正常小鼠相比,细胞内的基础$\rm Ca^{2+}$浓度显著高于正常小鼠,从胰岛素释放通路分析,是由于$\rm K^{+}$通道基因敲除小鼠的$\rm K^{+}$通道不能正常发挥作用,导致$\rm Ca^{2+}$通道 (持续)开放,因此胞内钙离子浓度较高。

$\rm K^{+}$通道基因敲除小鼠$\rm Ca^{2+}$浓度未升高,说明谷氨酸对胰岛$\rm B$细胞的作用是通过 $\rm K^{+}$通道实现的。

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