1、专题 42 血糖调节【基础回顾】 考点一、血糖的来源和去路 考点二、血糖调节的主要激素 (1)胰岛素:由胰岛 B 细胞分泌,能加速组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖 (2)胰高血糖素:由胰岛 A 细胞分泌,能促进肝糖原的分解和非糖物质转化成葡萄糖。 考点三、糖尿病 (1)形成原因:胰岛 B 细胞受损,胰岛素分泌不足 (2)症状:多饮、多食、多尿、身体消瘦 【技能方法】 1血糖平衡的调节 (1) 血糖平衡的调节方式有体液调节和神经 体液调节。 (2) 胰岛 A 细胞、胰岛 B 细胞除受血糖浓度的影响外,胰高血糖素可直接刺激胰岛 B 细胞分泌胰岛素,而胰岛素也可直接作用于胰岛 A 细胞,抑制其对胰高血
2、糖素的分泌。 (3) 影响胰岛 A 细胞、胰岛 B 细胞分泌激素的主要因素是血糖浓度的变化。 (4) 胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖的氧化分解、促进血糖合成糖原、促进血糖转化成脂肪和某些氨基酸,抑制肝糖原的分解和抑制非糖物质的转化。 (5) 升高血糖的是胰高血糖素,只有促进效果没有抑制作用,即促进肝糖原的分解和非糖物质的转化;肾上腺素也可升高血糖,其作用为促进肝糖原的分解和非糖物质的转化,同时肾上腺素还在体温调节中都发挥作用。 (6) 胰岛素和胰高血糖素互为拮抗关系,胰高血糖素和肾上腺素互为协同关系。 2人体饭后三曲线变化 人体饭后血糖、胰高血糖素、胰岛素三者之间的
3、相对变化关系如图所示。由曲线可知: (1) 血糖浓度高时,可降低血糖浓度的胰岛素含量增加,而可升高血糖浓度的胰高血糖素含量相对较低。 (2) 当血糖浓度较低时,胰高血糖素含量增加。 (3) 胰岛素和胰高血糖素相互协调,共同维持血糖平衡。 3探究胰岛素的生理作用 (1) 常用的实验方法有:切除法、注射法。 (2) 实验方案 4糖尿病形成分析 【基础达标】 1在血糖的调节中,具有协同作用的激素是( ) A胰岛素和胰高血糖素 B 胰高血糖素和肾上腺素 C胰岛素和肾上腺素 D肾上腺素和甲状腺素 【答案】B 【解析】 在血糖平衡调节中,胰岛素是降低血糖浓度的唯一激素,胰高血糖素和肾上腺素均能升高血糖浓度
4、,所以胰岛素和胰高血糖素、胰岛素和肾上腺素均为拮抗关系,A、C 项错误;胰高血糖素和肾上腺素具有协同作用,B 项正确;肾上腺素和甲状腺激素均能促进细胞代谢,增加产热量,在体温调节中具有协同作用,D 项错误。 2研究发现,胰高血糖素必须与细胞膜上的胰高血糖素受体结合,才能调节血糖平衡,如果人体组织细胞膜缺乏该受体,则可能导致( ) A细胞减缓摄取血糖,血糖水平过高 B 细胞减缓摄取血糖,血糖水平过低 C细胞加速摄取血糖,血糖水平过高 D细胞加速摄取血糖,血糖水平过低 【答案】D 【解析】 根据题意,胰高血糖素必须与细胞膜上的胰高血糖素受体结合,才能减缓摄取血糖,促进糖原分解,使血糖浓度升高,以调
5、节血糖平衡;如果人体组织细胞膜缺乏该受体,则可能导致细胞加速摄取血糖,血糖水平过低,D 正确。 3血糖的平衡对于保持人体健康 有重要意义,下列叙述正确的是( ) A胰岛素能通过摄取、利用、储存葡萄糖来升高血糖浓度 B 在血糖调节的过程中,胰岛素的作用结果会反过来促进胰岛素的分泌 C胰岛素和胰高血糖素是互为拮抗关系的两种激素 D糖尿病患者可通过口服胰岛素来降低血糖 【答案】C 【解析】 胰岛素能够加速组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖,从而降低血糖浓度,A 项错误; 在血糖调节的过程中,胰岛素的作用结果会反过来抑制胰岛素的分泌,B 项错误; 胰岛素作用的结果使血糖降低,胰高血糖素作用的结果使血糖升高
6、,二者是互为拮抗,共同维持血糖的相对稳定,C 项正确; 胰岛素的化学成分是蛋白质,口服因被消化分解而失去作用,D 项错误。 4TORC2 蛋白与血糖的调节有关,当血糖浓度降低时,胰高血糖素可以活化该蛋白从而开启葡萄糖制造基因的表达,当血糖浓度升高到一定值时,该蛋白也可以促使相关基因关闭。下列相关说法不正确的是( ) A血糖的调节是通过基因选择性表达来实现的 B TORC2 蛋白的开关功能体现了血糖的反馈调节机制 C血糖浓度偏低可使胰高血糖素分泌量增加 D胰高血糖素是唯一能升高血糖的激素 【答案】D 【解析】 根据题中信息可知,血糖平衡的调节与葡萄糖制造基因的表达有关,故 A 正确;根据题干可知
7、,当血糖浓度降低时,TORC2 会开启葡萄糖制造基因的表达,当血糖浓度升高时,该蛋白质促进相关基因关闭,体现了血糖平衡调节的反馈调节机制,故 B 正确; 血糖浓度降低时,胰高血糖素的分泌量增多,故 C 正确; 人体中升高血糖的激素有胰高血糖素、肾上腺素等,故 D 错误。 5如图表示人进食后血液中胰岛素和胰高血糖素相对含量的变化,其中两条曲线表示健康人两种激素的变化趋势,另一条曲线表示糖尿病患者胰岛素的变化趋势,下列有关叙述中,错误的是( ) A曲线 b 表示糖尿病患者血液中胰岛素相对含量的变化趋势 B 在曲线 c 上升时,人体下丘脑还可通过有关神经的作用,促进肾上腺素的分泌 C曲线 a 表示的
8、激素是人体内唯一能降低血糖含量的激素 D人体通过 a、c 激素的协同作用,可使血糖含量维持在相对稳定的水平上 【答案】D 【解析】 人进食后,因食物的消化吸收使血糖浓度升高,进而引起胰岛素的分泌量增加,胰高血糖素的分泌量减少,而糖尿病患者因胰岛 B 细胞受损而导致胰岛素分泌不足,所以图示中的 a 表示正常人进食后胰岛素含量的变化曲线,c 为正常人进食后胰高血糖素含量的变化曲线,b 表示糖尿病患者进食后胰岛素含量变化的曲线,A 项正确; 当血糖浓度降低时,会引起胰高血糖素和肾上腺素的分泌增多,二者的协同作用,使血糖浓度升高恢复到正常水平,B 项正确; 胰岛素是人体内唯一能降低血糖含量的激素,C
9、项正确; 胰岛素和胰高血糖素相互拮抗,可使血糖含量维持在相对稳定的水平上,D 项错误。 【能力提升】 1 为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用,在设计实验方案时,如果以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标,则下列对实验组小鼠注射药物的顺序,正确的是( ) A先注射胰岛素溶液,后注射葡萄糖溶液 B 先注射葡萄糖溶液,后注射胰岛素溶液 C先注射胰岛素溶液,后注射生理盐水 D先注射生理盐水,后注射胰岛素溶液 【答案】A 【解析】 该实验是验证性实验,目的是“验证胰岛素具有降低血糖含量的作用” ,实验对象是“小鼠”,观察指标是“小鼠症状的变化”,注射胰岛素溶液后,血糖含量下降,小鼠组织细胞
10、特别是脑组织细胞因血糖供应减少,导致能量供应不足而发生功能障碍,从而出现低血糖症状。注射葡萄糖后,低血糖症状消失,通过自身对比说明胰岛素具有降低血糖的作用。 2 科学家发现过度肥胖往往造成血液中葡萄糖(简称血糖)浓度过高,且血液中胰岛素浓度也偏高。某研究室对过度肥胖的老鼠进行实验,发现阿司匹林(一种消炎止痛药)可矫正过度肥胖老鼠的生理缺陷。过度肥胖老鼠服用阿司匹林三周后,注射胰岛素,120 分钟内血糖含量相对值变化如图所示(对照组老鼠未服用阿司匹林),则下列叙述正确的是( ) 甲:阿司匹林对老鼠的过度肥胖有治疗作用 乙:注射胰岛素后对照组及实验组的老鼠血糖在 60 分钟内明显下降 丙:对照组老
11、鼠的细胞对胰岛素不敏感,使胰岛素不能有效发挥调节血糖的作用 丁:服用阿司匹林使老鼠细胞恢复对胰岛素的敏感性,使胰岛素得以发挥作用降低血糖 A丙、丁 B乙、丙 C甲、丁 D甲、乙 【答案】A 【解析】 从题图可知,对服用阿司匹林的老鼠注射胰岛素后,60 分钟内血糖含量明显下降,未服用阿司匹林的老鼠血糖含量变化不大,所以服用阿司匹林的老鼠对胰岛素敏感,未服用阿司匹林的老鼠对胰岛素不敏感。 3 如图为某基因突变鼠和正常鼠运动对血糖浓度的影响。基因突变鼠出现图中状况的原因最可能是( ) A胰岛 B 细胞受损 B 细胞缺乏胰岛素受体 C细胞缺乏胰高血糖素受体 D细胞无法吸收葡萄糖合成肝糖原 【答案】C
12、【解析】 从图示看出,基因突变鼠在运动后血糖浓度低,因此可能缺乏胰高血糖素或其受体;而胰岛 B 细胞受损时,机体分泌的胰岛素减少,会出现高血糖症。 4下图(左)是某人在摄食后及运动过程中血糖平衡调节示意图。下列叙述中正确的是( ) A摄食后 1 h 内,分泌物甲增多主要是为了促进血糖合成糖原 B 分泌物乙中主要含有胰岛 B 细胞和肾上腺分泌的两种激素 C22.5 h 内,分泌物乙增多,它能促进肝糖原的分解和葡萄糖转化成脂肪 D从图中可看出,血糖浓度的相对稳定是分泌物甲和分泌物乙协同作用的结果 【答案】A 【解析】 分析图示可知,分泌物甲能使血糖降低,分泌物乙能使血糖升高,据此可判断甲是胰岛素,
13、乙胰高血糖素。摄食后 1 h 内,由于食物中的糖类经消化吸收导致血糖升高,分泌物甲增多,促进血糖的氧化分解、合成糖原和转化为非糖物质,从而使血糖降低,A 项正确; 分泌物乙是胰高血糖素,由胰岛 A 细胞分泌,B 项错误; 2 2.5 h 内,分泌物乙增多,它能促进肝糖原的分解和脂肪等非糖物质转化为葡萄糖,C 项错误; 从图中可看出,血糖浓度的相对稳定是分泌物甲和分泌物乙拮抗作用的结果,D 项错误。 5下图为某健康人的血糖变化情况,此人在 11 时前仅进了早餐,下列有关叙述正确的是( ) AA 点时体内分泌的胰高血糖素增加,B 点时体内分泌的胰岛素增加。 B 胰岛素和胰高血糖素相互协同,共同维持
14、血糖含量的稳定 C B 点时,为维持血糖水平,肝细胞内的肝糖原开始分解成葡萄糖进入血液 D激素只运输给靶细胞且直接参与细胞内多种生命活动 【答案】C 【解析】 A 点时血糖浓度高于基础血糖水平,因此胰岛素的分泌增加,以降低血糖浓度,而 B 点时血糖浓度低于基础血糖水平,因此胰高血糖素的分泌增加,以升高血糖浓度,A 项错误; 胰岛素降低血糖浓度,胰高血糖素升高血糖浓度,所以胰岛素和胰高血糖素互为拮抗关系,B 项错误; B 点时血糖浓度低于基础血糖水平,胰高血糖素分泌增加,该激素可以促进肝糖原分解和非糖类物质转化成葡萄糖进入血液,以升高血糖浓度,C 项正确; 激素能运输到全身,但只作用于靶细胞,同
15、时激素只是作为信息分子对生命活动进行调节,而不能直接参与细胞内的生命活动,D 项错误。 【终极闯关】 1、 (2015 届江苏南京市高三三模)给实验鼠静脉注射不同剂量的胰岛素,测得血糖的补充速率和消耗速率如图所示。下列有关叙述错误的( ) A.曲线 a 的下降与非糖物质转化为葡萄糖的速率减慢有关 B.曲线 b 的上升是胰岛素作用于肝脏、肌肉等细胞的结果 C.当胰岛素浓度为 40U/mL 时,在较长时间内血糖浓度能维持相对稳定 D.高浓度胰岛素条件下,下丘脑中控制胰岛 A 细胞分泌的神经中枢处于兴奋状态 【答案】C 【解析】 横坐标为胰岛素浓度,胰岛素为唯一降低血糖含量的激素,其含量越高血糖消耗
16、速率加快,所以 b 为血糖消耗速率;胰岛素对胰高血糖素有抑制作用,所以 a 曲线为血糖的补充速度。因为胰岛素能够抑制非糖物质转换为葡萄糖,并能抑制肝糖原分解为葡萄糖,所以 a 曲线血糖的补充速率下降与非糖物质转化为葡萄糖的速率减慢有关,A 正确; 曲线 b 的上升是胰岛素作用于肝脏、肌肉等细胞使这些细胞内形成糖原, B正确; 当胰岛素浓度为 40U/mL 时,补充小于消耗,所以血糖浓度下降, C 错误; 高浓度胰岛素条件下,血糖浓度降低,一方面直接刺激胰岛 A 细胞分泌胰高血糖素,另一方面,血糖降低,下丘脑血糖调节中枢会兴奋,兴奋传到胰岛 A 细胞,胰高血糖素分泌增加,D 正确。 2.(201
17、3 福建卷)人肝细胞合成的糖原储存在细胞内,合成的脂肪不储存在细胞内,而是以 VLDL(脂肪与蛋白质复合物)形式分泌出细胞外。下列叙述正确的是( ) A.VLDL 的合成与核糖体无关 B.VLDL 以自由扩散方式分泌出细胞外 C.肝细胞内糖原的合成与分解可影响血糖含量 D.胰高血糖素可促进肝细胞内糖原的合成 【答案】C 【解析】 VLDL 是脂肪和蛋白质的复合物,蛋白质是在核糖体上合成的,A 错误; VLDL 是高分子化合物,不能穿膜运输,必须是胞吐,B 错误; 肝细胞内肝糖原的合成会降低血糖浓度,分解成葡萄糖进血液会升高血糖浓度,C 正确; 胰高血糖素是升高血糖浓度的,应该是促进肝糖原分解而
18、非合成,D 错误。 3.(2014 海南卷)给正常家兔静脉注射一定量的高渗葡萄糖溶液后,家兔体内发生一定变化,一段时间后恢复正常。注射后随即发生的变化是( ) A红细胞吸水增加 B 胰岛素分泌降低 C肝糖原的分解增加 D血浆渗透压迅速升高 【答案】D 【解析】 给正常家兔静脉注射一定量的高渗葡萄糖溶液后,血浆渗透压迅速升高,红细胞失水;血糖浓度升高,胰岛素分泌增加,肝糖原分解减少,故选 D。 4.(2015 天津卷)小鼠胚胎干细胞可诱导成能分泌胰岛素的胰岛样细胞。将胰岛样细胞移植给患糖尿病小鼠,可使患病小鼠血糖恢复正常水平。下列叙述错误的是( ) A、小鼠胚胎干细胞可来自对囊胚内细胞团的分离培
19、养 B 、移植前,患病小鼠体内靶细胞缺失胰岛素受体 C、移植后,小鼠体内靶细胞加强了对葡萄糖的摄取、利用和储存 D、小鼠体内血糖浓度对胰高血糖素的分泌存在反馈调节 【答案】B 【解析】 胚胎干细胞的来源有囊胚期的内细胞团和胎儿的原始性腺;A 正确。 由“胰岛样细胞移植给患糖尿病小鼠,可使患病小鼠血糖恢复正常水平” 可知患病小鼠的病因是胰岛 B 细胞受损伤导致胰岛素缺乏引起;B 错误。 移植后胰岛样细胞可合成分泌胰岛素,胰岛素能促进靶细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存;C 正确。 体内血糖浓度高于正常水平促进胰高血糖素的分泌;反之抑制胰高血糖素的分泌;D 正确。 5.(2013 江苏卷 30)为了研
20、究早餐质量对学生血糖和胰岛素水平的影响,某研究小组选取 40 名健康学生志愿者,按平时早餐习惯分成不进早餐组、高糖组、高脂高蛋白组和均衡营养组,按组别给予相应早餐,并分别于空腹 (餐前)和餐后 1、2、3 小时取静脉血检测血糖浓度和胰岛素含量,实验期间不食用其他食物,实验结果见下图。请回答下列问题: (1)不进早餐组 2 小时后表现出精力不旺盛、注意力不集中的状态,主要原因是_。 (2)在 4 组实验中,早餐后_组血糖浓度升得最快,其主要原因是_。 (3)高脂高蛋白组胰岛素水平较高,说明氨基酸和脂肪酸能_。 (4)若餐后 1 小时取血的同时收集尿液进行尿糖含量检测,不进早餐组 (A) 、高糖早
21、餐组(B)和高脂高蛋白早餐组(C )的检测结果最可能的是_(填序号) 。 A BC ACB A B=C A=B=C (5)若对进餐组同时检测胰高血糖素含量,那么其变化曲线的峰值出现在胰岛素峰值(在“之前” 、 “之后” 、 “同时”中选择) ,这是因为_。 (6)胰岛素分泌的调节方式既有体液调节又有神经调节,这与胰岛 B 细胞的多种受体有关。下列物质中可被胰岛 B 细胞受体识别的有_(填序号) 。 胰淀粉酶 胰高血糖素 促甲状腺激素 神经递质 【答案】 (1)血糖浓度降低,能量供应不足 (2)高糖早餐 糖类消化水解成葡萄糖后被快速吸收 (3)促进胰岛素的分泌 (4) (5)之后 胰岛素浓度的升
22、高和血糖浓度的降低会促进胰高血糖素的分泌 (6) 【解析】 (1)不进早餐 2 小时,体内贮存的糖大量被消耗后,导致血糖降低,能量供应不足。因此精力不旺盛,注意力不集中。 (2) 4 组中高糖早餐,大量糖类被消化水解成葡萄糖进入人体血液中,因此血糖升的最快。 (3)高脂高蛋白食物被消化成氨基酸和脂肪酸,能够促进体内胰岛素的合成。 (4)虽然高糖、高脂高蛋白在短期内都会使血糖显著升高,但没有超过人体血糖调节能力,并没有超过肾糖阈值,肾小管能对原尿中葡萄糖进行重吸收。所以三者检测结果相同。 (5)胰高血糖素的峰值出现在胰岛素之后,胰岛素分泌促进血糖合成与转化,并贮藏起来,但经过一段时间后血液中葡萄糖大量被消耗,血糖下降促进胰高血糖素的分泌。 (6)胰岛素分泌的调节方式主要有以下几个方面:首先胰岛细胞能接受血液中葡萄糖升高的直接刺激,从而分泌活动增强。其次血糖升高引起下丘脑某一区域兴奋,通过传出神经(副交感神经)达到胰岛 B 细胞。所以胰岛 B 细胞具有接受来自前膜释放的递质的受体。最后,胰高血糖素能促进胰岛素的分泌,因此胰岛 B 细胞上具有胰高血糖素的受体。