胰岛素是调节血糖的重要激素,研究者研制了一种“智能”胰岛素…——2021 高考生物第 18 题答案解析

2021_北京卷 (生物)

2021 北京 第 18 题 填空题 区分题
2021_北京卷 (生物)

18. 胰岛素是调节血糖的重要激素,研究者研制了一种“智能”胰岛素( IA)并对其展开了系列实验,以期
用于糖尿病的治疗。
(1) 正常情况下,人体血糖浓度升高时,__________细胞分泌的胰岛素增多,经__________运输到靶细胞,
促进其对葡萄糖的摄取和利用,使血糖浓度降低。
(2)GT 是葡萄糖进入细胞的载体蛋白,IA(见图 1) 中的X 能够抑制 GT 的功能。为测试葡萄糖对IA 与
GT 结合的影响,将足量的带荧光标记的IA 加入红细胞膜悬液中处理 30 分钟,使IA 与膜上的胰岛素受体、
GT 充分结合。之后,分别加入葡萄糖至不同的终浓度,10 分钟后检测膜上的荧光强度。图 2 结果显示:随
着葡萄糖浓度的升高,__________。研究表明葡萄糖浓度越高,IA 与 GT 结合量越低。据上述信息,推断
IA、葡萄糖、GT 三者的关系为_________。
的

(3)为评估 IA 调节血糖水平的效果,研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和 IA,测
量血糖浓度的变化,结果如图 3。
该实验结果表明 IA 对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势,体现在_________。
(4) 细胞膜上GT 含量呈动态变化,当胰岛素与靶细胞上的受体结合后,细胞膜上的GT 增多。若IA 作为
治疗药物,糖尿病患者用药后进餐,血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度,完善IA 调控血糖
的机制图。 (任选一个过程,在方框中以文字和箭头的形式作答。 )________

参考答案

(1) ①. 胰岛B/胰岛 β; (2) 体液 (2) ①. 膜上的荧光强度降低 ②. 葡萄糖与 IA 竞争结合 GT; (3) IA 能响应血糖浓度变化发挥作用/IA 降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险

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【答案】 (1) ①. 胰岛B/胰岛 β ②. 体液
(2) ①. 膜上的荧光强度降低 ②. 葡萄糖与 IA 竞争结合 GT
(3)IA 能响应血糖浓度变化发挥作用/IA 降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险

(4)
【解析】
【分析】1、血糖的来源:食物中的糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化;去向:血糖
的氧化分解为 CO2、H2O 和能量、合成肝糖原、肌糖原 (肌糖原只能合成不能水解) 、血糖转化为脂肪、
某些氨基酸。
2、血糖平衡调节:由胰岛A 细胞分泌胰高血糖素提高血糖浓度,促进血糖来源;由胰岛B 细胞分泌胰岛素
降低血糖浓度,促进血糖去路,减少血糖来源,两者激素间是拮抗关系。
【小问 1 详解】
胰岛素是由胰岛 B/胰岛 β 分泌的,经体液运输到靶细胞,与靶细胞上的受体结合,促进其对葡萄糖的摄取
和利用,使血糖浓度降低。
【小问 2 详解】
分析图 2,随着悬液中葡萄糖浓度越高,细胞膜上的荧光强度越低。由题干分析,带荧光的 IA 能与 GT 和
胰岛素受体结合位于红细胞膜上,加入葡萄糖,膜上的荧光强度会下降,意味着IA 从膜上脱落下来,加入
的葡萄糖浓度越高,膜上的IA 越少,由于葡萄糖可以与GT 结合而不能与胰岛素受体结合,故推断IA、葡
萄糖、GT 三者的关系为葡萄糖与IA 竞争结合 GT。
【小问 3 详解】
分析图 3,对比两幅图可知,胰岛素会将血糖降至60mg•dL-1(低血糖) ,而IA 能将血糖降至 100mg•dL-1 左
右;IA 能将血糖维持在正常水平约10 个小时,而胰岛素只能维持 2 小时左右,故该实验结果表明 IA 对血
糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势,体现在 IA 能响应血糖浓度变化发挥作用/IA 降血糖的效果更久
且能避免低血糖的风险。
【小问 4 详解】
由题干信息可知,GT 是葡萄糖进入细胞的载体蛋白,血糖浓度升高时,GT 数量多有利于降血糖,IA 可以

与 GT 或胰岛素受体结合,与GT 结合会抑制 GT 的功能。
糖尿病患者用药后进餐,由于食物的消化吸收,血糖浓度会先升高,葡萄糖与IA 竞争性结合 GT 增多,故
IA 与 GT 结合减少,与胰岛素受体结合增多,导致膜上的GT 增多,进一步有利于葡萄糖与GT 结合,最终
细胞摄取葡萄糖的速率升高。
血糖下降时,葡萄糖与 IA 竞争性结合GT 减少,IA 与 GT 结合增多,与胰岛素受体结合减少,故膜上的
GT 减少,能与葡萄糖结合的GT 也减少,最终细胞摄取的葡萄糖的速率降低。
过程如图所示:
【点睛】本题以“智能”胰岛素IA 为情境,考查了考生对胰岛素的来源及功能的识记能力,从题干获取信息
的能力、识图能力及结合题干信息对实验数据的分析能力及表达能力,以及构建概念模型的能力。

✅ 来源:2021年 · 北京 · 2021_北京卷 (生物) · 第 18 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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