高考生物盘点与胰岛素相关试题的多角度考查

高考生物盘点与胰岛素相关试题的多角度考查

高考生物 盘点与胰岛素相关试题的多角度考查 与胰岛素相关的知识既是高中生物学习中的重点，也是各类考试中的热点。通过以胰岛素为背景材料可以考查学生提取有效信息的能力，可以考查高中生物中的实验能力，还可以考查蛋白质、激素、信息传递等知识。因此有关胰岛素的考查在高考中屡考不鲜。故本文对此进行例析。‎ ‎1 胰岛素的化学本质 胰岛素的化学本质是蛋白质。在胰岛B细胞中，胰岛素基因表达成氨基酸相连的长肽——前胰岛素原，前胰岛素原经过蛋白水解作用除其前肽，生成胰岛素原。胰岛素原进入高尔基体后，胰岛素原在高尔基体中经蛋白酶水解生成胰岛素及C肽。经胞吐作用进入血液循环。‎ 不同种动物（人、牛、羊、猪等）的胰岛素功能大体相同，成分稍有差异。胰岛素由A、B两个肽链组成。人胰岛素A链有11种21个氨基酸，B链有15种30个氨基酸，共16种51个氨基酸组成。‎ 例1 .胰岛素的A，B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是 A.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A,B两条肽链 B.沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂 C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关。‎ D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素。‎ 解析：本题考查基因编码胰岛素及胰岛素结构等知识。一个基因的编码链是特定的且只有一条能单链进行转录。蛋白质经加热后空间结构被破坏但肽键并未断裂，蛋白质的功能与氨基酸的种类数目排列顺序及空间结构都有关。题中已告知胰岛素有两条链由一个基因编码。因此一个基因编码产生的多肽链要经过蛋白酶的作用才能产生两条肽链。答案为D 北大清华状元笔记（衡水毕业生）高考手写笔记2013年5月上旬正式登场，适合2014年高考生使用，敬请期待！如果你想了解最新高考动态，敬请关注“高考直通车认证空间”腾讯微博@gaokaoge、微信号80796072，每日为您推送最新高考资讯。  ‎ ‎2 胰岛素、胰高血糖素与血糖调节 ‎（1）胰岛素是人体内唯一的能降血糖的激素。它能促进血糖进入组织细胞和在细胞内的氧化利用。促进血糖合成糖元。抑制非糖物质转化为葡萄糖。‎ ‎（2）胰岛素与胰高血糖素之间的关系：‎ ‎①　二者之间的拮抗作用并不是指“胰岛素会抑制胰高血糖素的分泌，胰高血糖素会促进胰岛素的分泌”。而是两者在调节血糖浓度上的作用表现。‎ ‎② 胰岛素的分泌量增加会抑制胰高血糖素的分泌”，这是在血糖浓度本身就高的情况下发生的，此时胰高血糖素的分泌受到抑制。‎ 胰高血糖素的分泌会促进胰岛素的分泌这句话的理解是：在血糖很低时，胰高血糖素的分泌增多从而引起血糖升高，但在血糖未到一定值时还不致以引起胰岛素的分泌，此时胰岛素处于较低水平。而当血糖升高到一定值时，由于胰岛素是唯一的能降血糖的激素，因此胰岛素会增加。‎ 例2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右图所示。下列相关分析正确的是 ‎ ‎ A.随着曲线a的下降，非糖物质向葡萄糖转化的速率加快 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.当胰岛素浓度为时，在较长时间内血糖浓度会维持相对稳定 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抑制状态 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速率加快，故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。随着曲线a的下降，血浆胰岛素增多 ，而胰岛素的作用是抑制非糖物质向葡萄糖的转化从而降低血糖浓度。A错误。当补充和消耗基本持平，则血糖能相对稳定，但不会是较长时间的，所以C错误。胰岛素本身对下丘脑中控制胰岛A细胞的神经细胞即下丘脑没有反馈作用。下丘脑神经中枢接受的是血糖浓度变化引起的刺激。D错误。答案为B ‎3 胰岛素与细胞间的信息传递 胰岛素的靶细胞可能是肝细胞、肌细胞、各种组织细胞等。作用的受体在细胞膜表面。胰岛素受体的数量和亲和力的正常是保证胰岛素发挥降糖作用的先决条件，如果胰岛素受体数目减少，或其亲和力下降，都会引起血糖升高。 ‎ 例 3研究发现，胰岛素必须与细胞膜上的胰岛索受体结合，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 解析：本题主要考查血糖平衡调节过程及其结构基础。胰岛素的功能是降低血糖浓度，使血糖浓度降低的途径是：（1）、加快细胞加速摄取血糖，使血糖浓度降低；（2）、阻止肝糖原分解；（3）、促使血糖转化为肝糖原和肌糖原。受体缺失使得细胞无法识别胰岛素，从而使胰岛素作用丧失，那么就会导致细胞减缓摄取血糖，血糖水平过高。答案为A ‎4 胰岛素与生物学实验 例4 回答下列有关有关胰岛素实验的问题 ‎(1) 当人们最初知道胰腺内的胰岛细胞能分泌胰岛素后，试图从磨碎的狗的胰腺组织中直接提取胰岛素，但均未成功，其原因是                  。‎ ‎（2）为验证胰岛素能降血糖，某同学给几只刚进食的小鼠腹腔注射一定剂量的胰岛素溶液（用酸性生理盐水配制），观察现象，若出现惊厥，则达到目的。该实验不需要完善的是       （ ）‎ A.为使反应出现得较快且明显，实验前应将小鼠饥饿处理，以消耗肝糖原 B.应设置注射等量酸性生理盐水的对照组，且注射的部位、方法同实验组 C.应设置口服胰岛素的实验组，对照组灌喂等量的清水。‎ D.出现惊厥现象后，还应对其中的一半注射葡萄糖溶液抢救，另一半不予抢救 解析：(1) 胰腺分泌蛋白酶，胰岛素的本质是蛋白质。利用磨碎的方法使胰岛素与胰蛋白酶相遇，从而蛋白质被水解，从而得不到胰岛素。而班廷及合作者从结扎的狗身上取出萎缩得只剩胰岛的胰腺，从中提取到了有生物活性的胰岛素。原因就是避免了胰蛋白酶的作用。‎ ‎(2)本实验是验证胰岛素的降血糖功能，为了使实验更快出现低血糖症状，应对小鼠饥饿处理，以消耗肝糖原。当给刚进食的小鼠腹腔注射一定剂量的胰岛素溶液（用酸性生理盐水配制）后，小鼠出现惊厥，为了说明惊厥是胰岛素降血糖引起的，应该对实验动物的一半注射葡萄糖溶液使其血糖恢复正常而另一半不作处理比较。此外，还应用溶剂（酸性生理盐水）作对照排除此实验不是由溶剂引起的。但胰岛素是蛋白质，不能口服只能注射。‎ 答案：（1）胰腺分泌的胰蛋白酶可将胰岛素分解（2）C ‎5 胰岛素与基因工程 在利用基因工程生产胰岛素的初期。常用大肠杆菌作为受体细胞。但由于大肠杆菌属于原核细胞，除了核糖体外没有其它的细胞器。因此，利用大肠杆菌作为基因工程的受体细胞时，表达的是胰岛素的两条肽链。然后利用人工的方法进行加上二硫键等加工，从而形成具有胰岛素调节作用的蛋白质。‎ 随着科学技术的发展，现在科学家已经改为用酵母菌、昆虫培养细胞、或哺乳动物培养细胞等真核细胞作为表达载体，而少用大肠杆菌。‎ 例5 1978年，美国科学家利用工程技术，将人类胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产出了人类胰岛素。请回答：‎ ‎(1) 在利用大肠杆菌繁殖生产人类胰岛素的过程中，所用的基因的“剪刀”是     ，基因的“针线”是     ，基因的“运输工具”是     。大肠杆菌直接生产的胰岛素是否具有降低血糖的功能？     （是/否）。‎ ‎(2)上述人类胰岛素的合成是在      处进行的，其决定氨基酸排列顺序mRNA的模板是由       基因转录而成的。‎ ‎(3) 合成的人类胰岛素含51个氨基酸，由2条多肽链组成，则胰岛素分子中含肽 键   个，这51个氨基酸是经过     方式合成胰岛素的，相对分子质量比原来减少    。‎ ‎(4) 决定合成胰岛素的基因至少含有碱基       个，若核苷酸的平均相对分子质量为300，则与胰岛素分子对应的mRNA的相对分子质量为    ；若氨基酸的平均相对分子质量为128，该胰岛素的分子量约为      。‎ ‎(5) 不同种生物之间的基因移植成功，说明了生物共用一套      。‎ ‎（6）科学家将控制合成胰岛素的基因转入大肠杆菌内，使大肠杆菌大量生产胰岛素已获得成功．细菌常常作为基因工程的受体细胞，主要原因是（　　）‎ A．容易鉴别 B．结构简单 C．形体微小 D．繁殖速度快 解析：本题是一道学科内综合题，考查的知识点有基因工程的工具、细胞的结构和功能、氨基酸合成蛋白质的方式、基因的表达以及DNA碱基、RNA碱基、氨基酸三者数量关系等。‎ ‎（1）      本小问属于识记内容。细菌不具有内质网、高尔基体不能对多肽链进行加工。‎ ‎（2）      利用大肠杆菌生产胰岛素时，胰岛素基因在大肠杆菌体内，由人胰岛素基因转录产生的mRNA在大肠杆菌的核糖体上翻译而来。‎ ‎（3）      肽键数等于氨基酸数减去肽链数。相对分子质量比原来减少的是脱去水分子的量 ‎（4）      基因为双链结构，碱基数目应大于氨基酸数目的6倍。‎ ‎（5）      不同生物共用一套遗传密码，这也是基因工程能成功的原因之一。‎ ‎（6）利用转基因技术，把人胰岛素基因注入大肠杆菌体内，可以通过大肠杆菌生产胰岛素，细菌常常作为基因工程的受体细胞首先细菌繁殖较快，基因简单，能够在较短时间内通过细菌的大量繁殖来获得所需要的产品 答案：(1)限制性内切酶 DNA连接酶 运载体(或细菌质粒、噬菌体、动植物病毒)   否 ‎(2)大肠杆菌核糖体    人类胰岛素 ‎(3)49   脱水缩合     882‎ ‎(4)306    45000    5646    (5)遗传密码（6）B ‎6胰岛素与穿膜运输 例6 用3H标记的谷氨酸注入胰腺的腺泡细胞后，合成物质X并分泌到细胞外。合成的物质X及运输途径如图  其中的①②及物质X分别表示 ‎ ‎ A．内质网、高尔基体、胰岛素        B．内质网、线粒体、胰岛素 C．高尔基体、中心体、胰蛋白酶     D．高尔基体、线粒体、呼吸氧化酶 解析：根据图中信息分析，物质X为分泌蛋白。它在核糖体上合成后经过内质网、高尔基体加工后，经胞吐作用分泌到细胞外。答案为A