2022届高考生物三轮复习热点猜测——胰岛素不再是唯一降血糖的激素

这是一份2022届高考生物三轮复习热点猜测——胰岛素不再是唯一降血糖的激素，共5页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

知识背景：
100年前，胰岛素的发现为数百万糖尿病患者打开了一扇通往生命和希望的大门。从那时起，在胰腺中产生的胰岛素一直被认为是治疗以高血糖（葡萄糖）为特征的疾病的主要手段，如糖尿病。现在，索尔克生物研究所的科学家们已经发现了第二个分子，它在脂肪组织中产生，与胰岛素一样，也能有效和迅速地调节血糖。
美国Salk 的科学家们发现了脂肪组织中产生的第二种分子，它与胰岛素作用于脂肪细胞一样，也能有效快速地调节血糖。他们的发现可能会导致治疗糖尿病的新疗法的开发，也为代谢研究的有希望的新途径奠定基础。
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该研究于 2022 年 1 月 4 日发表在 Cell Metablism 上，表明一种名为成纤维生长因子1（FGF1 ）的激素通过与脂肪细胞膜上的受体结合抑制脂肪分解（脂解）来调节血糖。与胰岛素一样，FGF1 通过抑制脂肪分解来控制血糖，但这两种激素的作用方式不同。重要的是，这种差异可以使 FGF1 能够安全、成功地降低患有胰岛素抵抗的人的血糖。这一发现可能为胰岛素抵抗或2型糖尿病患者，提供了替代性治疗渠道。
特别提示：目前这方面的试题还很少，但是成纤维生长因子1（FGF1 ）的激素对血糖的调节路径人们研究还是比较清楚的，但是还限于英文材料，尤其是对调节过程，目前还没有见到中文画图介绍，高考试题很可能会选取这个材料对高中生物学知识进行考查，应该引起足够重视。老师们和同学们可以自己学习相关调节过程。
附链接：
全国各地模拟题（部分）
一、单项选择题
1．（2022春•焦作期中）胰岛素抵抗是指各种原因导致胰岛素的作用效率下降，胰岛素抵抗易导致代谢综合征和2型糖尿病。研究发现，脂肪组织中产生的一种名为FGF1的激素可通过抑制脂肪分解来调节血糖，从而成功地降低胰岛素抵抗患者的血糖浓度。下列相关叙述正确的是（ ）
A．FGF1定向运输到脂肪细胞并只在脂肪细胞中发挥作用
B．FGF1对血糖的调节方式为神经一体液调节
C．胰岛素抵抗型糖尿病患者体内胰岛素含量常低于正常值
D．FGF1调节血糖的机理是通过减少血糖的来源来降低血糖
二、多项选择题
2．（2021秋•淄博期末）如图表示胰岛素分泌的调节过程以及两种糖尿病的致病机理，科学家最新发现一种名为成纤维生长因子1（FGF1）的激素可以通过与脂肪细胞膜上的受体结合来抑制脂肪分解，从而控制血糖。据图分析，下列说法正确的是（ ）
A．胰岛B细胞分泌胰岛素受多种物质调节
B．神经递质、胰高血糖素发挥作用后一定会被立即灭活
C．胰岛素作用于组织细胞后可促进葡萄糖转运蛋白向细胞膜移动
D．FGF1可有效解决抗体②引起的糖尿病的治疗难题
三、非选择题
3．（2022春•新乡月考）经研究证明，糖尿病是诱发胰腺癌的危险因素之一，空腹糖（FBG）每增加0.56mml（10mg/dl），胰腺癌发病率增加14%，原因是胰岛素抵抗造成的高胰岛素血症能够提升胰岛素样生长因子﹣1（IGF﹣1）的水平，后者作用于胰腺外分泌部，促进有丝分裂和诱导细胞分化，增加了胰腺癌变风险。
（1）糖尿病病因很多，可分为胰岛素绝对缺乏和相对缺乏引起，据以上材料可知 （填“胰岛素绝对缺乏”或“胰岛素相对缺乏”）的糖尿病患者患胰腺癌的风险更大。对于此类患者可以通过控制 的水平来控制胰腺癌的发生。目前，胰腺移植作为一种糖尿病治疗有效手段，治疗 的糖尿病效果更理想，但需要使用 来提高移植物的存活率，又易患感染性并发症，需配合抗生素和抗病毒药物治疗。
（2）“苏木杰现象”指糖尿病患者服药后致夜间血糖过低，早餐前血糖过高的现象。导致“苏木杰现象”的原因是病患者服药后夜间血糖降低，机体通过 调节机制，引起血糖反跳性升高，从而出现早餐前血糖过高的现象。发生此现象时 （填“能”或“不能”）加大药量或胰岛素注射量，可以通过 方法使血糖平衡。
4．成纤维细胞生长因子21（FGF21）是一种激素，可以有效地调节细胞代谢，被认为是可以治疗Ⅱ型糖尿病等代谢类疾病的新型候选药用蛋白。我国科研人员利用基因工程技术获得了合成FGF21的转基因烟草。回答下列有关问题：
（1）科研人员查阅公布的人源生长因子FGF21的mRNA序列信息，决定采用人工合成的方法合成FGF21基因，理由是 。与人基因组中FGF21基因相比，通过该方法合成的FGF21基因具有的不同点是 （答出两点即可）。（2）构建基因表达载体前，在FGF21基因的首端和尾端添加了两个不同的限制酶的酶切位点，而非一种的原因是 。
（3）取无菌烟草叶片与含基因表达载体的农杆菌共同培养、筛选、炼苗、移栽，共得到四株转FGF21基因烟草。写出检测FGF21基因是否翻译成FGF21的主要实验步骤： 。研究发现，FGF21基因在这四株转基因烟草中的表达存在较大的差异、原因可能是 。
（4）科研人员选择烟草作为植物生物反应器的优点是 （答出1点即可）。
5．（2022•石景山区一模）糖尿病是一种慢性代谢性疾病，其发病率呈逐年上升趋势。
（1）正常情况下，人体血糖浓度升高时，胰岛素分泌增多。胰岛素与受体结合后，经过一系列信号传导，可引起如图1所示的变化，即 ，从而促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用；同时还可以抑制 及非糖物质转变为葡萄糖，使血糖浓度降低。
（2）Ⅱ型糖尿病的典型特征是出现胰岛素抵抗，即胰岛素功效 ，进而导致血糖水平居高不下，持续的高血糖又进一步刺激胰岛素分泌，形成恶性循环。
（3）科研人员发现了一种新型血糖调节因子——成纤维细胞生长因子（FGF1），并利用胰岛素抵抗模型鼠开展了相关研究。实验结果如图2、3所示。图2的实验结果说明 。根据图2与图3可以得出的结论为FGF1可改善胰岛素抵抗，得出该结论的依据是 。
（4）综合上述信息，请推测FGF1改善胰岛素抵抗的可能机制 。
参考答案与解析
1．D
A、FGF1作为激素，随体液运输到全身各处，但只用于脂肪细胞发挥作用，A错误；
B、FGF1属于动物激素，通过抑制脂肪分解来调节血糖，这属于激素调节，B错误；
C、胰岛素抵抗型糖尿病患者体内胰岛素的作用效率下降，而胰岛素含量正常，C错误；
D、由题意知：FGF1的激素可通过抑制脂肪分解从而减少血糖的来源，进而降低血糖，D正确。
2．ACD
A、胰岛B细胞分泌胰岛素受神经递质、胰高血糖素、血糖浓度等多种物质调节，A正确；
B、神经递质、胰高血糖素发挥作用后会被立即灭活或运走，B错误；
C、胰岛素作用于组织细胞后可促进葡萄糖转运蛋白向细胞膜移动，促进葡萄糖的吸收，C正确；
D、根据题意可知，FGF1可有效解决抗体②引起的脂肪转化为葡萄糖进入血液的进一步升高血糖的难题，D正确。
3．【分析】：（1）根据题干信息可知胰岛素抵抗增加了胰腺癌变风险，胰岛素抵抗是指胰岛素不能发挥作用，则胰岛素相对缺乏的糖尿病患者患胰腺癌的风险更大。胰岛素样生长因子﹣1（IGF﹣1）的水平提高能作用于胰腺外分泌部，促进有丝分裂和诱导细胞分化，增加了胰腺癌变风险，因此对于此类患者可以通过控制胰岛素样生长因子﹣1 （IGF﹣1）的水平来控制胰腺癌的发生。胰岛素相对缺乏会增加胰腺癌风险，因此胰腺移植对于治疗胰岛素绝对缺乏的糖尿病效果更理想，器官移植过程中使用免疫抑制剂能提高器官移植的存活率。
（2）夜间血糖浓度降低，通过负反馈调节使血糖浓度升高，因此表现为早晨血糖浓度高。由于夜间会出现低血糖的现象，因此不能加大药量或胰岛素注射量，否则更加降低血糖而出现休克现象，对于这种情况可控制饮食及加强运动等方法使血糖平衡。
【答案】：（1）胰岛素相对缺乏 胰岛素样生长因子﹣1 （IGF﹣1）胰岛素绝对缺乏 免疫抑制剂
（2）（负）反馈 不能 控制饮食及加强运动等
4．【分析】：（1）已知人源生长因子FGF21的mRNA序列信息，mRNA通过逆转录可以合成DNA，所以可以用人工合成的方法合成FGF21基因。逆转录形成的DNA没有启动子与终止子、没有内含子序列。与人基因组中FGF21基因相比，通过该方法合成的FGF21基因具有的不同点是没有启动子，没有终止子，没有内含子序列。
（2）构建基因表达载体时用限制酶对目的基因和质粒进行切割，如果用单酶切法，存在DNA自身环化、目的基因反向连接等情况。构建基因表达载体前，在FGF21基因的首端和尾端添加了两个不同的限制酶的酶切位点，而非一种的原因是添加两个不同的限制性核酸内切酶切割位点，防止DNA自身环化、目的基因反向连接。
（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法是抗原﹣抗体杂交技术，其主要步骤是：将蛋白质注射到动物体内，产生并提取抗体；从转基因烟草中提取蛋白质；将烟草中提取到的蛋白质转移到硝酸纤维素膜上，将抗体与膜上蛋白杂交，检验抗原与抗体是否特异性结合形成杂交带。FGF21基因在这四株转基因烟草中的表达存在较大的差异的原因可能目的基因在部分植株中未表达或表达效率较低。
（4）科研人员选择烟草作为植物生物反应器的优点是植物可以大规模种植、植物表达产物无毒副作用、植物具有完整的真核细胞表达系统。
【答案】：（1）mRNA通过逆转录可以合成DNA 没有启动子，没有终止子，没有内含子序列
（2）防止DNA自身环化、目的基因反向连接
（3）将蛋白质注射到动物体内，产生并提取抗体；从转基因烟草中提取蛋白质；将烟草中提取到的蛋白质转移到硝酸纤维素膜上，将抗体与膜上蛋白杂交，检验抗原与抗体是否特异性结合形成杂交带 目的基因在部分植株中未表达或表达效率较低
（4）植物可以大规模种植、植物表达产物无毒副作用、植物具有完整的真核细胞表达系统
5．【分析】：（1）正常情况下，人体血糖浓度升高时，胰岛素分泌增多。胰岛素与受体结合后，经过一系列信号传导，可引起如图1所示的变化，即促进囊泡将GLUT4转运至细胞膜，葡萄糖转运载体的增多会促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用；同时还可以抑制肝糖原分解及非糖物质转变为葡萄糖，使血糖浓度降低。
（2）Ⅱ型糖尿病的典型特征是出现胰岛素抵抗，即胰岛素功效降低，即表现为胰岛素无法起到相应的调节作用，因而血糖水平居高不下，而表现为糖尿病，而持续的高血糖又进一步刺激胰岛素分泌，形成恶性循环。
（3）科研人员发现了一种新型血糖调节因子——成纤维细胞生长因子（FGF1），并利用胰岛素抵抗模型鼠开展了相关研究。图2结果显示成纤维细胞生长因子（FGF1）的使用能使血糖水平降低，而成纤维细胞生长因子和胰岛素抑制剂的联合使用，却未能使血糖水平下降，因此可说明使用FGF1可使胰岛素抵抗模型鼠的血糖浓度降低，且FGF1发挥降血糖作用时必须依赖胰岛素，实验3结果显示随着FGF1浓度的增加，实验鼠的胰岛素浓度下降并接近正常值，据此可知使用FGF1可使胰岛素抵抗模型鼠的血糖浓度降低，且随FGF1浓度的增加，胰岛素抵抗模型鼠的胰岛素含量也降低。
（4）结合胰岛素的作用机理可知，FGF1可通过促进胰岛素与受体结合（或促进信号传导，促进胰岛素受体合成，增加膜上胰岛素受体数量等），从而提高胰岛素的功效，改善胰岛素抵抗，达到治疗糖尿病的目的。
【答案】：（1）促进囊泡将GLUT4转运至细胞膜 肝糖原分解
（2）降低
（3）FGF1发挥降血糖作用时必须依赖胰岛素 使用FGF1可使胰岛素抵抗模型鼠的血糖浓度降低，且随FGF1浓度的增加，胰岛素抵抗模型鼠的胰岛素含量也降低
（4）FGF1可通过促进胰岛素与受体结合（或促进信号传导，促进胰岛素受体合成，增加膜上胰岛素受体数量等），从而提高胰岛素的功效，改善胰岛素抵抗