李潤潔
分析歷年高考試題可知,高考對重點知識會反復進行考查,只是在考查的角度以及形式上做變化。血糖調(diào)節(jié)不僅與人體健康有密切的關(guān)系,而且還涉及神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)和免疫調(diào)節(jié)等知識,因而成為高考中重要的考查點之一。
近三年(2018-2020)高考新課標I卷對血糖調(diào)節(jié)進行了多角度的考查(如上表)?;趯@些考題的回顧,筆者從三個角度對血糖調(diào)節(jié)可能的考查動向做以下分析。
一、從糖尿病動物模型進行考查
在2020年高考新課標I卷第31題中,出現(xiàn)了一個新概念——“糖尿病動物模型”。所謂糖尿病動物模型,就是通過藥物或其他方法使動物患上高血糖癥,從而為研究降血糖的實驗提供動物實驗材料。通過不同方法構(gòu)建不同的糖尿病動物模型將會成為考查新動向之一。
【例1】(福建省福州市2020屆質(zhì)量檢測)鏈脲佐菌素(STZ)是一種可誘發(fā)糖尿病的化學物質(zhì),能夠選擇性地損傷大鼠的胰島B細胞,因此實驗室常用STZ處理特定品系的大鼠,建立糖尿病模型動物用于研究。請回答下列問題:
(1)I型糖尿病是由于胰島B細胞被破壞導致胰島素缺乏,用較大劑量STZ處理大鼠可以獲得I型糖尿病模型,該模型動物血糖濃度______,其尿液加入斐林試劑水浴加熱后將出現(xiàn)______。
(2)用特制的高脂或高糖食物喂養(yǎng)大鼠一段時間,然后用小劑量STZ處理大鼠,可以獲得Ⅱ型糖尿病的動物模型。高脂或高糖食物能誘導大鼠產(chǎn)生高胰島素血癥,原因是______。
(3)胰島素促進葡萄糖攝取和利用的效率下降的現(xiàn)象稱為胰島素抵抗,其原因眾多,常見有兩種可能:①靶細胞膜上______數(shù)量減少或功能異常;②某些人體內(nèi)出現(xiàn)胰島素抗體。從免疫機制方面考慮,這種情況屬于______病。
【答案】(1)過高磚紅色沉淀
(2)攝入高脂或高糖食物導致血糖過高,刺激胰島B細胞分泌過多的胰島素
(3)胰島素受體自身免疫
【解析】(1)胰島素是唯一能降血糖的激素,I型糖尿病是由于胰島B細胞被破壞導致胰島素缺乏。I型糖尿病模型動物血糖濃度過高,其尿液含有葡萄糖,加入斐林試劑水浴加熱后將出現(xiàn)磚紅色沉淀。
(2)攝入高脂或高糖食物導致血糖過高,刺激胰島B細胞分泌過多的胰島素,引起高胰島素血癥。
(3)胰島素促進葡萄糖攝取和利用從而降低血糖,若靶細胞膜上胰島素受體數(shù)量減少或功能異常,導致胰島素無法正常發(fā)揮作用,會使得葡萄糖攝取和利用效率下降。
某些人體內(nèi)出現(xiàn)胰島素抗體,抗體會與胰島素結(jié)合,影響胰島素與其受體結(jié)合,也會導致葡萄糖攝取和利用效率下降。從免疫機制方面考慮,病人的抗體和T淋巴細胞攻擊自身正常細胞,這種情況屬于自身免疫病。
二、從對照組的設置角度進行考查
在研究胰島素或其他物質(zhì)對血糖濃度影響實驗時,必須要考慮對照組的設置。
第一,需要設置空白對照,即相對于某種藥物的作用,需要設置一組注射等量生理鹽水的空白對照??瞻讓φ帐轻槍φ游镞M行的。
第二,必須考慮到前后自身對照。即在進行某種處理之前和處理一段時間后,需要分別觀察動物的癥狀,或者測量動物血糖濃度、胰島素濃度等數(shù)據(jù),對比同一動物前后變化情況。
第三,當研究某種藥物不同濃度的降糖效果時,需要設置不同濃度梯度,從而形成相互對照,這些相互對照組都屬于實驗組。
第四,有時還需要設置陽性對照和陰性對照。陽性對照和陰性對照是針對“預期結(jié)果”而說的。凡是肯定出現(xiàn)預期結(jié)果的組,為陽性對照組。比如用已知效果的降糖藥飼喂高血糖動物,動物的血糖一定會降低,這是已知的結(jié)果,屬于陽性對照。凡是肯定不會出現(xiàn)預期結(jié)果的組,為陰性對照組。比如給高血糖動物補充生理鹽水,則其血糖一定不會降低,這屬于預料之中的陰性對照。
【例2】(原創(chuàng))某研究小組進行了高良姜提取物對II型糖尿病小鼠的降糖作用實驗。實驗材料用到常規(guī)飼料、高脂高糖飼料、鏈脲佐霉素(STZ,誘導動物形成糖尿病模型)、檸檬酸一檸檬酸鈉緩沖液、二甲雙胍(降血糖藥)、高良姜提取物(GLJ)等。其實驗結(jié)果如下表所示?;卮鹣铝袉栴}:
(1)實驗時選用了60只昆明種小鼠適應性飼養(yǎng)3天后隨機分成6個小組。對各小組飼喂飼料的要求是______。在飼養(yǎng)第22天、30天、40天時給第1組鼠腹腔注射檸檬酸一檸檬酸鈉緩沖液,其他各組腹腔注射______。在第50天左右除空白組外,其他各組血糖濃度______,表示糖尿病造模成功。
(2)從第58天開始,對4-6組小鼠分別灌喂三種不同濃度的GLJ提取液,______組灌喂等容積生理鹽水。在整個實驗過程中起對照作用的是______組。
(3)根據(jù)表格信息,GLJ提取液對血糖影響是______。能否用50rag/kg劑量GLJ提取液替代胰島素用于臨床治療糖尿???請說明判斷理由______。
【答案】(1)空白組(第1組)飼喂常規(guī)飼料,其他各組飼喂高脂高糖飼料鏈脲佐霉素(STZ)
顯著高于空白組
(2)模型組和空白組(或答“第1組和第2組”)模型組、空白組和飼喂二甲雙胍組(或答“第1、2、3組”)(答全給分)
(3)不同濃度的GLJ提取液對血糖濃度影響效果不同(或答“適宜濃度的GLJ提取液具有降低血糖作用,如果GLJ提取液濃度過高反而會使血糖濃度升高”)
不能,僅僅通過小鼠實驗得出的數(shù)據(jù),對人類不一定適用;另外胰島素有其自身的生理調(diào)節(jié)作用,不能用其他物質(zhì)替代
【解析】(1)整個實驗分成了6組,分別是空白組、模型組、飼喂二甲雙胍組和飼喂三種不同濃度GLJ提取液組。本實驗中除空白組外其他組首先需要得到糖尿病模型鼠,因此空白組應飼喂正常的飼料,其他組飼喂高脂高糖飼料。同時在第22、30、44天分別腹腔注射鏈脲佐霉素,有利于糖尿病模型鼠的形成。從表格信息知,除了空白組在第50天左右血糖濃度較低,其他各組血糖濃度都較高。
(2)從第58天開始,對其中三組小鼠分別灌喂三種不同濃度的GLJ提取液,模型組和空白組飼喂等量的生理鹽水,另外還有一組飼喂二甲雙胍。在整個實驗中空白組飼喂正常飼料,屬于正常的鼠,起空白對照作用。模型組屬于糖尿病模型鼠,起著糖尿病癥狀的對照作用。飼喂二甲雙胍組(二甲雙胍能降血糖)屬于陽性對照。
(3)分析表格數(shù)據(jù),不同濃度的GLJ提取液對血糖濃度影響不同,若濃度過大可能會升高血糖濃度,適當濃度的GLJ提取液具有降血糖作用。與模型組相比,50mg/kg劑量GLJ提取液降糖效果比較明顯,但該藥物對人體是否具有降低血糖作用未知;另外胰島素作為一種激素有自身的生理調(diào)節(jié)作用,不能被其他物質(zhì)替代。
特別說明:本實驗中,正常小鼠注射生理鹽水或緩;中液屬于空白對照;二甲雙胍屬于已知的降糖藥,因此對構(gòu)建的糖尿病模型小鼠注射二甲雙胍組屬于陽性對照;對構(gòu)建的糖尿病模型小鼠注射生理鹽水屬于陰性對照:給三組糖尿病模型小鼠分別注射三種不同濃度的高良姜提取物構(gòu)成相互對照。
三、從兩種糖尿病的發(fā)病機理進行考查
糖尿病可分為I型和Ⅱ型,兩種糖尿病的發(fā)病機理不同,因此可結(jié)合題中信息對兩種糖尿病進行考查。
【例3】(河南省六市2020屆4月一模)血糖平衡的調(diào)節(jié)是保持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要條件,胰島素和胰高血糖素是調(diào)節(jié)血糖平衡的主要激素。人體血糖調(diào)節(jié)失衡會引發(fā)多種疾病,如糖尿病等。如圖1表示進食后血糖濃度和上述兩種激素的含量變化,圖2是兩種糖尿?。↖型和Ⅱ型)的發(fā)病機理。請據(jù)圖回答下列問題:
(1)健康人體的血糖濃度維持在__________________g/L的范圍內(nèi)。圖1中血糖濃度第二次升高的原因主要是____________。
(2)現(xiàn)有一只糖尿病小鼠(與人的患病機理一致),設計實驗判斷該糖尿病小鼠屬于I型還是Ⅱ型(實驗過程中不喂食物,不考慮其他原因?qū)е碌哪蛱腔蛱悄虿。?,寫出實驗思路和預期實驗結(jié)果。(備選材料:胰島素、胰高血糖素、注射器、飼喂器、顯微鏡、血糖儀)
所選材料(從上述備選材料中選擇)________________________。
設計思路及預期結(jié)果:__________________
【答案】(1)0.8-1.2肝糖原的分解(和非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化)
(2)胰島素、注射器、血糖儀給實驗小鼠注射適量的胰島素,檢測小鼠注射前后的血糖變化,若小鼠血糖水平下降則為I型,若小鼠血糖水平基本不變即為Ⅱ型
【解析】(1)健康人體的血糖濃度維持在0.8-1.2 g/L的范圍內(nèi)。圖1中血糖濃度第二次升高的主要原因是胰高血糖素起作用,促進肝糖原的分解(和非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化)。
(2)據(jù)圖2分析可知,I型糖尿病胰島素分泌不足,但胰島素受體正常。Ⅱ型糖尿病胰島素分泌量正常,但胰島素受體不足。要判斷該糖尿病小鼠屬于I型還是Ⅱ型,只需給實驗小鼠注射適量的胰島素,檢測小鼠注射前后的血糖變化即可,故須選擇的材料有胰島素、注射器、血糖儀。I型糖尿病小鼠缺乏胰島素,但胰島素受體正常,故注射適量胰島素,小鼠血糖水平會下降;Ⅱ型糖尿病是由于靶細胞膜上的胰島素受體不足,注射胰島素小鼠血糖水平基本不變。
四、小結(jié)
從上述例題分析可知,對于血糖調(diào)節(jié)的考查,較多的是結(jié)合糖尿病知識來進行,在考查形式上既可以結(jié)合糖尿病模型動物的構(gòu)建,又可以從實驗角度進行考查,試題往往以材料信息的形式呈現(xiàn)。除此之外,試題往往會結(jié)合其他內(nèi)容綜合考查,如血糖調(diào)節(jié)還可以結(jié)合腎小管腔滲透壓、免疫等知識進行考查。因此,同學們在備考時需要理解教材中與血糖調(diào)節(jié)相關(guān)的基礎知識,同時通過一定數(shù)量試題的針對訓練,提高獲取和遷移利用新信息的能力及實驗探究能力,進而達到理想的備考效果。