高三生物备考：血糖调节

高考生物备考：生物：血糖调节分析历年高考试题可知，高考对重点知识会反复进行考查，只是在考查的角度以及形式上做变化。血糖调节不仅与人体健康有密切的关系，而且还涉及神经调节、体液调节和免疫调节等知识，因而成为高考中重要的考查点之一。近三年（2018-2020）高考新课标I卷对血糖调节进行了多角度的考查（如上表）。基于对这些考题的回顾，从三个角度对血糖调节可能的考查动向做以下分析。一、从糖尿病动物模型进行考查在2020年高考新课标I卷第31题中，出现了一个新概念——“糖尿病动物模型”。所谓糖尿病动物模型，就是通过药物或其他方法使动物患上高血糖症，从而为研究降血糖的实验提供动物实验材料。通过不同方法构建不同的糖尿病动物模型将会成为考查新动向之一。【例1】（福建省福州市2020届质量检测）链脲佐菌素（STZ）是一种可诱发糖尿病的化学物质，能够选择性地损伤大鼠的胰岛B细胞，因此实验室常用STZ处理特定品系的大鼠，建立糖尿病模型动物用于研究。请回答下列问题：（1）I型糖尿病是由于胰岛B细胞被破坏导致胰岛素缺乏，用较大剂量STZ处理大鼠可以获得I型糖尿病模型，该模型动物血糖浓度______，其尿液加入斐林试剂水浴加热后将出现______。（2）用特制的高脂或高糖食物喂养大鼠一段时间，然后用小剂量STZ处理大鼠，可以获得Ⅱ型糖尿病的动物模型。高脂或高糖食物能诱导大鼠产生高胰岛素血症，原因是______。（3）胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降的现象称为胰岛素抵抗，其原因众多，常见有两种可能：①靶细胞膜上______数量减少或功能异常;②某些人体内出现胰岛素抗体。从免疫机制方面考虑，这种情况属于______病。【答案】（1）过高砖红色沉淀（2）摄入高脂或高糖食物导致血糖过高，刺激胰岛B细胞分泌过多的胰岛素（3）胰岛素受体自身免疫【解析】（1）胰岛素是唯一能降血糖的激素，I型糖尿病是由于胰岛B细胞被破坏导致胰岛素缺乏。I型糖尿病模型动物血糖浓度过高，其尿液含有葡萄糖，加入斐林试剂水浴加热后将出现砖红色沉淀。（2）摄入高脂或高糖食物导致血糖过高，刺激胰岛B细胞分泌过多的胰岛素，引起高胰岛素血症。（3）胰岛素促进葡萄糖摄取和利用从而降低血糖，若靶细胞膜上胰岛素受体数量减少或功能异常，导致胰岛素无法正常发挥作用，会使得葡萄糖摄取和利用效率下降。某些人体内出现胰岛素抗体，抗体会与胰岛素结合，影响胰岛素与其受体结合，也会导致葡萄糖摄取和利用效率下降。从免疫机制方面考虑，病人的抗体和T淋巴细胞攻击自身正常细胞，这种情况属于自身免疫病。二、从对照组的设置角度进行考查在研究胰岛素或其他物质对血糖浓度影响实验时，必须要考虑对照组的设置。第一，需要设置空白对照，即相对于某种药物的作用，需要设置一组注射等量生理盐水的空白对照。空白对照是针对正常动物进行的。第二，必须考虑到前后自身对照。即在进行某种处理之前和处理一段时间后，需要分别观察动物的症状，或者测量动物血糖浓度、胰岛素浓度等数据，对比同一动物前后变化情况。第三，当研究某种药物不同浓度的降糖效果时，需要设置不同浓度梯度，从而形成相互对照，这些相互对照组都属于实验组。第四，有时还需要设置阳性对照和阴性对照。阳性对照和阴性对照是针对“预期结果”而说的。凡是肯定出现预期结果的组，为阳性对照组。比如用已知效果的降糖药饲喂高血糖动物，动物的血糖一定会降低，这是已知的结果，属于阳性对照。凡是肯定不会出现预期结果的组，为阴性对照组。比如给高血糖动物补充生理盐水，则其血糖一定不会降低，这属于预料之中的阴性对照。【例2】（原创）某研究小组进行了高良姜提取物对II型糖尿病小鼠的降糖作用实验。实验材料用到常规饲料、高脂高糖饲料、链脲佐霉素（STZ，诱导动物形成糖尿病模型）、柠檬酸一柠檬酸钠缓冲液、二甲双胍（降血糖药）、高良姜提取物（GLJ）等。其实验结果如下表所示。回答下列问题：（1）实验时选用了60只昆明种小鼠适应性饲养3天后随机分成6个小组。对各小组饲喂饲料的要求是______。在饲养第22天、30天、40天时给第1组鼠腹腔注射柠檬酸一柠檬酸钠缓冲液，其他各组腹腔注射______。在第50天左右除空白组外，其他各组血糖浓度______，表示糖尿病造模成功。（2）从第58天开始，对4-6组小鼠分别灌喂三种不同浓度的GLJ提取液，______组灌喂等容积生理盐水。在整个实验过程中起对照作用的是______组。（3）根据表格信息，GLJ提取液对血糖影响是______。能否用50rag/kg剂量GLJ提取液替代胰岛素用于临床治疗糖尿病？请说明判断理由______。【答案】（1）空白组（第1组）饲喂常规饲料，其他各组饲喂高脂高糖饲料链脲佐霉素（STZ）显著高于空白组（2）模型组和空白组（或答“第1组和第2组”）模型组、空白组和饲喂二甲双胍组（或答“第1、2、3组”）（答全给分）（3）不同浓度的GLJ提取液对血糖浓度影响效果不同（或答“适宜浓度的GLJ提取液具有降低血糖作用，如果GLJ提取液浓度过高反而会使血糖浓度升高”）不能，仅仅通过小鼠实验得出的数据，对人类不一定适用;另外胰岛素有其自身的生理调节作用，不能用其他物质替代【解析】（1）整个实验分成了6组，分别是空白组、模型组、饲喂二甲双胍组和饲喂三种不同浓度GLJ提取液组。本实验中除空白组外其他组首先需要得到糖尿病模型鼠，因此空白组应饲喂正常的饲料，其他组饲喂高脂高糖饲料。同时在第22、30、44天分别腹腔注射链脲佐霉素，有利于糖尿病模型鼠的形成。從表格信息知，除了空白组在第50天左右血糖浓度较低，其他各组血糖浓度都较高。（2）从第58天开始，对其中三组小鼠分别灌喂三种不同浓度的GLJ提取液，模型组和空白组饲喂等量的生理盐水，另外还有一组饲喂二甲双胍。在整个实验中空白组饲喂正常饲料，属于正常的鼠，起空白对照作用。模型组属于糖尿病模型鼠，起着糖尿病症状的对照作用。饲喂二甲双胍组（二甲双胍能降血糖）属于阳性对照。（3）分析表格数据，不同浓度的GLJ提取液对血糖浓度影响不同，若浓度过大可能会升高血糖浓度，适当浓度的GLJ提取液具有降血糖作用。与模型组相比，50mg/kg剂量GLJ提取液降糖效果比较明显，但该药物对人体是否具有降低血糖作用未知;另外胰岛素作为一种激素有自身的生理调节作用，不能被其他物质替代。特别说明：本实验中，正常小鼠注射生理盐水或缓;中液属于空白对照;二甲双胍属于已知的降糖药，因此对构建的糖尿病模型小鼠注射二甲双胍组属于阳性对照;对构建的糖尿病模型小鼠注射生理盐水属于阴性对照：给三组糖尿病模型小鼠分别注射三种不同浓度的高良姜提取物构成相互对照。三、从两种糖尿病的发病机理进行考查糖尿病可分为I型和Ⅱ型，两种糖尿病的发病机理不同，因此可结合题中信息对两种糖尿病进行考查。【例3】（河南省六市2020届4月一模）血糖平衡的调节是保持内环境稳态的重要条件，胰岛素和胰高血糖素是调节血糖平衡的主要激素。人体血糖调节失衡会引发多种疾病，如糖尿病等。如图1表示进食后血糖浓度和上述两种激素的含量变化，图2是两种糖尿病（I型和Ⅱ型）的发病机理。请据图回答下列问题：（1）健康人体的血糖浓度维持在__________________g/L的范围内。图1中血糖浓度第二次升高的原因主要是____________。（2）现有一只糖尿病小鼠（与人的患病机理一致），设计实验判断该糖尿病小鼠属于I型还是Ⅱ型（实验过程中不喂食物，不考虑其他原因导致的尿糖或糖尿病），写出实验思路和预期实验结果。（备选材料：胰岛素、胰高血糖素、注射器、饲喂器、显微镜、血糖仪）所选材料（从上述备选材料中选择）________________________。设计思路及预期结果：__________________【答案】（1）0.8-1.2肝糖原的分解（和非糖物质的转化）（2）胰島素、注射器、血糖仪给实验小鼠注射适量的胰岛素，检测小鼠注射前后的血糖变化，若小鼠血糖水平下降则为I型，若小鼠血糖水平基本不变即为Ⅱ型【解析】（1）健康人体的血糖浓度维持在0.8-1.2g/L的范围内。图1中血糖浓度第二次升高的主要原因是胰高血糖素起作用，促进肝糖原的分解（和非糖物质的转化）。（2）据图2分析可知，I型糖尿病胰岛素分泌不足，但胰岛素受体正常。Ⅱ型糖尿病胰岛素分泌量正常，但胰岛素受体不足。要判断该糖尿病小鼠属于I型还是Ⅱ型，只需给实验小鼠注射适量的胰岛素，检测小鼠注射前后的血糖变化即可，故须选择的材料有胰岛素、注射器、血糖仪。I型糖尿病小鼠缺乏胰岛素，但胰岛素受体正常，故注射适量胰岛素，小鼠血糖水平会下降;Ⅱ型糖尿病是由于靶细胞膜上的胰岛素受体不足，注射胰岛素小鼠血糖水平基本不变。四、小结从上述例题分析可知，对于血糖调节的考查，较多的是结