有研究人員對胚胎腎細胞(HEK細胞)進行重編程,使其成長為HEK-胰島B細胞。該細胞可以直接感受血液中的葡萄糖,當血糖濃度超過一定闊值后,該細胞會分泌足夠的胰島素來降血糖,具體過程如圖所示(圖中NFAT是一種轉錄因子,能誘導基因表達)。根據所學知識回答下列問題:
(1)人體內血糖正常濃度范圍是 3.9~6.1mmol/L3.9~6.1mmol/L,空腹時血糖的重要來源是 肝糖原的分解肝糖原的分解。
(2)據圖可知葡萄糖進入HEK-胰島B細胞、胰島素運出HEK-胰島B細胞的方式分別為 協助擴散協助擴散和 胞吐胞吐。
(3)已知胰島B細胞內K+濃度是細胞外的28倍,細胞外的Ca2+為細胞內15000倍,在血糖濃度正常的狀態下,胰島B細胞與神經細胞一樣呈現外正內負的膜電位,當Ca2+進入后HEK-胰島B細胞會產生興奮,其膜內的電位變化為 由負電位變為正電位由負電位變為正電位。
(4)HEK-胰島B細胞通過實時感知血糖濃度的變化產生所需的胰島素,試闡述其產生胰島素的機制 當血糖濃度偏高時,通過葡萄糖轉運蛋白進入HEK-胰島B細胞的葡萄糖增加,引起鈣離子的通道打開,鈣離子大量內流,活化鈣調蛋白,激活NFAT,進而誘導胰島素基因的表達,產生并分泌所需的胰島素當血糖濃度偏高時,通過葡萄糖轉運蛋白進入HEK-胰島B細胞的葡萄糖增加,引起鈣離子的通道打開,鈣離子大量內流,活化鈣調蛋白,激活NFAT,進而誘導胰島素基因的表達,產生并分泌所需的胰島素。
(5)科學家嘗試將HEK-胰島B細胞移植給患糖尿病的小鼠,發現部分小鼠糖尿病癥狀得到緩解,部分小鼠糖尿病癥狀沒有得到緩解,請結合所學知識分析最可能的原因:部分糖尿病小鼠患病是因為胰島B細胞受損,缺少胰島素,通過移植HEK-胰島B細胞可以產生胰島素,緩解癥狀;但是另一部分小鼠是因為胰島素受體受損,體內胰島素不能發揮作用,所以不能通過產生胰島素來緩解癥狀部分糖尿病小鼠患病是因為胰島B細胞受損,缺少胰島素,通過移植HEK-胰島B細胞可以產生胰島素,緩解癥狀;但是另一部分小鼠是因為胰島素受體受損,體內胰島素不能發揮作用,所以不能通過產生胰島素來緩解癥狀。
【考點】血糖平衡調節.
【答案】3.9~6.1mmol/L;肝糖原的分解;協助擴散;胞吐;由負電位變為正電位;當血糖濃度偏高時,通過葡萄糖轉運蛋白進入HEK-胰島B細胞的葡萄糖增加,引起鈣離子的通道打開,鈣離子大量內流,活化鈣調蛋白,激活NFAT,進而誘導胰島素基因的表達,產生并分泌所需的胰島素;部分糖尿病小鼠患病是因為胰島B細胞受損,缺少胰島素,通過移植HEK-胰島B細胞可以產生胰島素,緩解癥狀;但是另一部分小鼠是因為胰島素受體受損,體內胰島素不能發揮作用,所以不能通過產生胰島素來緩解癥狀
【解答】
【點評】
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發布:2024/10/17 20:0:2組卷:3引用:1難度:0.5
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