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糖尿病
糖尿病糖尿病是一种体内胰岛素相对或绝对不足或靶细胞对胰岛素敏感性降低，或胰岛素本身存在结构上的缺陷而引起的碳水化合物、脂肪和蛋白质代谢紊乱的一种慢性疾病。
其主要特点是高血糖、糖尿。
临床上表现为多饮、多食、多尿和体重减少（即“三多一少”），可使一
些组织或器官发生形态结构改变和功能障碍，并发酮症酸中毒、肢体坏疽、多发性神经炎、失明和肾功能衰竭等。
糖尿病是由多种环境因素和遗传因素联合作用而导致的一种慢性高血糖状态的全身代谢性疾病，且近年来的发病率有逐年增高的趋势。
糖尿病基本分为四类，包括：
1型（胰岛素依赖型）、2型（非胰岛素依赖型）、其它型和妊娠糖尿病。
1型和2型糖尿病的病因不太清楚，我们称之为原发性糖尿病；其它型糖尿病多有其特殊的病因可查，如胰腺疾病造成的胰岛素合成障碍；妊娠糖尿病是妇女在妊娠期间诊断出来的一类特有的糖尿病。
一、1型糖尿病1型糖尿病，是由于免疫系统发育不良或免疫应激引发的糖尿病。
又名胰岛素依赖型糖尿病或青少年糖尿病，易出现糖尿病酮症酸中毒。
又叫青年发病型糖尿病，这是因为它常常在35岁以前发病，占糖尿病的10%以下。
1型糖尿病是依赖胰岛素治疗的，也就是说患者从发病开始就需使用胰岛素治疗，并且终身使用。
二、2型糖尿病
2型糖尿病又名非胰岛素依赖型糖尿病，易出现非酮症高血糖高渗性昏迷，常见慢性微血管并发症有视网膜病变，肾脏病变，周围神经及植物神经病变，大血管并发症有动脉粥样硬化性心脏病，外周血管病变。
2型糖尿病历来被认为是一种发病机制非常复杂的内科疾病，一旦罹患该病，需要终身服药或使用胰岛素，以控制病情。
2型糖尿病也叫成人发病型糖尿病，多在35~40岁之后发病，占糖尿病患者90%以上，随着生活水平的提高，儿童中的发病率近年也有升高的趋势。
2型糖尿病病友体内产生胰岛素的能力并非完全丧失，有的患者体内胰岛素甚至产生过多，但胰岛素的作用效果却大打折扣，因此患者体内的胰岛素是一种相对缺乏。
2型糖尿病患者的病情一般较缓和，有的患者甚至自觉十分健康，仅在体检中发现。
此型患者治疗以运动和饮食控制为主或加用口服降糖药刺激体内胰岛素的分泌，一般不需要用胰岛素治疗，但在必要时也以注射胰岛素来控制血糖。
但到后期仍有部分病人需要像1型糖尿病那样进行胰岛素治疗。
三、糖尿病的治疗糖尿病的治疗包括：
心理治疗、饮食治疗、运动治疗、药物治疗。
对于那些病情较重的患者，光靠运动，饮食可能无法控制病情。
这时就需要配合药物治疗，常见的药物有磺脲类、双胍类、糖苷酶抑制剂、噻唑烷二酮、甲基甲胺苯甲酸衍生物等。
其中双胍类是口服降糖药中的元老。
降糖作用肯定，不诱发低血糖，具有降糖作用以外的心血管保护作用，如调脂、抗小血板凝集等，但对于有严重心、肝、肺、肾功能不良的患者，不推荐使用。
为减轻双胍类药物的胃肠副作用，一般建议餐后服用。
胰岛素的种类非常繁多，常见的分类方法主要有：
根据作用时间分类有短效胰岛素、中效胰岛素、长效胰岛素。
根据来源分类有牛胰岛素、猪胰岛素、人胰岛素。
人胰岛素：
人胰岛素并非从人的胰腺提取而来，而是通过基因工程生产，纯度更高，副作用更少，但价格较贵。
进口的胰岛素均为人胰岛素。
国内日前也渐渐开始具有生产人胰岛素的能力了。
例题
1.（16分）为探究中国楤木总皂苷对糖尿病大鼠血糖的影响，某研究小组做了如下实验。
处理1:
将60只健康的雄性大鼠进行适应性饲喂5d后，随机分为甲、乙两组。
甲
组（50只）腹腔注射3%糖尿病诱导剂（ALX）,获得糖尿病模型鼠，乙组（10只）不作处理。
处理2:
过程及实验结果如下表
组别
处理及结果、
甲组（随机均分为5组）
乙组
A组
B组
C组
D组
E组
给大鼠分别灌胃等量的不冋种溶液
30mg/kg
SAC
60mg/kg
SAC
120mg/kg
SAC
25mg/kg二
甲双胍
生理盐水
生理盐水
4周后采血，测空腹血糖
空腹血糖的测量值
（mmol/L）
23.34
20.32
18.13
17.52
28.25
6.40
注：
SAC为中国楤木总皂苷提取液；二甲双胍为临床使用的降糖药
（1）胰岛素的主要生理作用是通过，从而使血糖水平降低。
ALX作为
糖尿病诱导剂，它能特异性识别并作用于大鼠的细胞，使该细胞损伤、坏
死，导致，血糖升高。
（2）本实验中对照组是。
（3）实验结果表明，随SAC浓度增加，。
（4）C组的实验结果与D组相比，此结果在实践上的意义
（5）进一步研究发现，SAC的作用机制可能是两方面：
其一它能ALX对胰岛素分
泌细胞的损伤，另一它能外周组织对胰岛素的敏感性，以减轻胰岛素分泌细
胞的负担。
【答案】（除第四问第二个空、第五问第二个空，每空1分，其余每空2分，共16分）
（1）促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存胰岛B细胞胰岛素分泌量减少
（2）乙组、DE组（答不全给1分，答全给2分）
（3）其降血糖的作用越显著
（4）降血糖的效果一致（其降血糖的效果与二甲双胍无显著差异）
一定浓度的SAC可作为有效的降糖药代替二甲双胍（合理即可）（1分）（可制成降糖药、可代替二甲双胍、可治疗糖尿病）
（5）减弱提高（1分）
2.（16分）为探究药物X对糖尿病脑病的治疗作用，研究者做了如下实验。
（1）糖尿病是由于分泌不足等原因引起的代谢紊乱综合征。
长期高血糖会
引起某些大脑神经元损伤，这些神经元释放的乙酰胆碱是一种兴奋性的，其释
放量减少会导致大脑认知功能下降，出现糖尿病脑病。
（2）研究者将若干只生长状况相同的大鼠均分为6组，其中1组大鼠作为空白对照组，
2~6组大鼠用特定药物处理。
一段时间后，分别给6组大鼠注射等量生理盐水、不同浓度的
药物X和药物D（用于糖尿病脑病治疗的常规药物），21天后检测1-5组大鼠的血糖和体重，
结果如下表。
组别
注射的物质（1次/日）
体重平均值
（g）
血糖浓度平均值
（mg/dL）
1
等量牛理盐水
331.25
119.25
2
等量牛理盐水
116.25
589.15
3
-1
0.014mg.kg药物X
236.36
299.12
4
0.07mg.kg-药物X
259.43
265.60
5
0.35mg.kg-药物X
269.36
231.25
1实验中2~6组大鼠用特定药物处理的目的是获得大鼠。
2第3~5组结果说明，药物X能够使大鼠和的现象得到明显缓
解，且随药物X浓度升高作用效果增强。
（3）研究发现，出现糖尿病脑病的大鼠学习记忆能力下降，乙酰胆碱酯酶是学习记忆
功能调节的关键酶。
为进一步研究药物X的治疗效果，研究者检测上述1-6组大鼠大脑神经组织中乙酰胆碱酯酶的活性，结果见下图。
1乙酰胆碱在乙酰胆碱酯酶催化下产生胆碱和乙酸，显色剂可与胆碱反应，使胆碱显
色。
研究者将1~6组显色结果与相比较，检测单位
时间内胆碱生成量，从而计算得到。
2由判断，药物X可能作为治疗糖尿病脑病的新型药物。
【答案】（16分）
（1）胰岛素神经递质
（2）①糖尿病模型（或“患糖尿病的”）
②血糖浓度升高体重降低
（3）①标准溶液显色结果（或“标准曲线”）乙酰胆碱酯酶活性
②0.35mg•kg-1药物X的治疗效果（或“第5组的胆碱酯酶活性”）与药物D相近
3.（15分）研究人员用克隆猕猴创建糖尿病模型并探索该病的治疗方法。
实验过程如下：
将9只健康的克隆猕猴进行适应性饲喂2周后，随机分为甲乙两组。
甲：
糖尿病模型组（6只）
乙：
正常组（3只）
饲喂
高糖、高脂的饲料和充足的饮水、水果，喂
普通饲料和充足的饮水、水果」
养4周
处理
静脉注射30%勺链脲佐菌素（糖尿病诱导剂）丁
不做处理
米血
3天后空腹采血，以后每周采2次，连续12周
与甲组同时段空腹采血
处理
A组：
3只猕猴动脉注射一定量的干细胞悬液
不做处理
B组：
3只猕猴动脉注射等量的生理盐水
采血注射后第1、6周空腹采血与甲组同时段空腹采血
（1）实验中对照组是。
。
（2）链脲佐菌素为一种广谱抗菌素，具有抗菌、抗肿瘤作用，其副作用为破坏动物体内的细胞导致动物患上糖尿病。
（3）实验中主要监测血液中四项基本指标：
①||、②血脂、③和
C-肽等物质的含量变化。
（4）血液中C-肽含量变化是诊断糖尿病类型的重要依据。
1分子某前体蛋白在细胞的
处合成后，通过内质网以小泡形式运输到，在酶的作用下水解成1分子③和1分子C-肽，然后以方式分泌到细胞外。
（5）饲喂12周后，收集乙组中某只猕猴24小时的尿液，经防腐处理后，取尿样2毫升加入1毫升斐林试剂，水浴加热后试管中，空腹情况下乙组猕猴仍能使①维持
在正常水平，其体液调节过程是：
。
］
（6）实验中采用干细胞移植的方法治疗糖尿病猕猴。
为追踪干细胞成活、分化等情况，研
究人员设计了巧妙的方法：
选用正常雄性猕猴作供体，将干细胞移植到雌性糖尿病猕猴体内，干细胞中的作为追踪的标记物。
【答案】（共15分。
第3~4小题每空1分，第1、2、5、6小题每空2分。
）
（1）乙（正常组）和B组
（2）胰岛B
（3）血糖胰岛素
（4）核糖体高尔基体胞吐
（5）不会产生砖红色沉淀_|
当血糖浓度降低时，胰高血糖素分泌增加，促进肝糖元分解和非糖物质转化，使血糖升高
（6）Y染色体
4.（18分）
糖尿病是一种慢性代谢类疾病。
科研人员为探索糖尿病的治疗方法，做了如下研究。
（1）由于胰岛素可细胞摄取并利用葡萄糖，抑
制，对机体的糖代谢起作用，故
可用于糖尿病的治疗。
（2）实验一：
将肝脏细胞分为甲、乙两组，甲组中加入高浓度胰岛素，乙组不加胰岛素，
适宜条件下培养24小时后，各取出等量细胞，分别用含一定浓度胰岛素的培养液继续培养，同时设置无细胞的空白对照。
24小时后，测定培养液中存留的葡萄糖浓度，用于计算各组细胞的葡萄糖消耗率。
1甲组细胞的葡萄糖消耗率的计算公式为X100%.
2实验结果显示甲组葡萄糖消耗率明显低于乙组，表明经高浓度胰岛素处理后，再次施加胰
岛素对细胞的作用效果。
推测使用胰岛素治疗糖尿病，一段时间后疗效
会。
（3）实验二：
取实验一中经高浓度胰岛素处理过的肝脏细胞，分别用不同浓度的FGF-21L
种可影响细胞糖代谢的细胞因子）和胰岛素处理后，得到葡萄糖消耗率如表1所示。
由表1可以看出，FGF-21与胰岛素均有的作用，在此作用上两者存在关
系。
A.
X
■■・・
器
0ru&al/L
Q.1dthnl/L
10mnc4/L
1000jmol/L
OnndZL
1
L1
H
w
O-lamal/L
•j
LJ
9
2、
50
lOrtmoi/L
@
24
B
60
1000w^/L
12
55
73
（4）实验三：
GLUT1与GLUT4是细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。
另取实验一中经高浓度胰岛
素处理过的肝脏细胞，检测不同处理组的两种蛋白的表达水平，结果如表2所示。
由表2可知，胰岛素主要促进的表达，FGF-21主要促进的表达;
当二者同时使用时，胰岛素或FGF-21均（增强/减弱）对方上调相应蛋白表达的
能力。
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（5）为取得持续有效的治疗效果，请你结合上述研究结果提出一个治疗糖尿病的方案:
O
【答案】（18分）
（1）促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖调节
（2［①（空白组葡萄糖浓度-甲组葡萄糖浓度）/空白组葡萄糖浓度②降低（1分）降低（1分）
（3）促进细胞吸收（或利用或消耗）葡萄糖协同（1分）
（4）GLUT4（1分）GLUT1（1分）增强（1分）
（5）胰岛素用量适当减少并与FGF-21联合使用（合理给分）
5.如图所示，人体胰岛素的合成、分泌与细胞内乳酸的含量有密切关系。
下列说法不正确的
是
A.初到高原，细胞内乳酸含量增多，从而促进胰岛素的合成和分泌
B.细胞内氧气和葡萄糖浓度的比值越小时，胰岛素合成加速
C.进食后，血糖上升使细胞内乳酸含量发生变化，从而抑制细胞对葡萄糖的摄取
D.乳酸的含量变化是调控细胞内胰岛素原基因表达的信号
【答案】C
6.（16分）为治疗某种遗传性糖尿病，研究人员完成如下工作。
正常胰岛素基因
'重组细胞B
去核卵母细胞.亠伞
②重组细胞A龙养胚胎干细胞
患者兰出体细胞生离①•
1输入选择具有正常胰岛B细胞检测胰岛样细胞定向诱导
功能的胰岛样细胞胰岛样细胞
图1利用现代生物技术治疗遗传性糖尿病的流程示意图
（1）图1中①是取自患者体细胞的，过程②表示技术。
（2）图1中过程③表示技术，需要用到的两类酶是。
（3）重组细胞在体外培养时，培养液中除了加入诱导物外，还应加入水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、等必需的营养成分，并在含5%C（的无菌、恒温培养箱
中进行，CQ的作用是。
（4）定向诱导使重组细胞B发生，从而形成功能专一的胰岛样细胞。
为检测胰岛
样细胞是否具有胰岛B细胞的正常生理功能，研究人员分别控制甲、乙两组培养液中的浓度，将胰岛样细胞先后放在甲、乙两组培养液中，保温相同时间后检测胰岛素的分泌量。
若诱导成功，则图2中甲组应为情况下测得的胰岛素分泌
量，理由是。
【答案】.（16分，除标注外，2分/空）
（1）细胞核（1分）核移植（1分）
（2）转基因（或：
基因工程）限制酶和
DNA连接酶
（3）动物血清（1分）调节细胞培养液的pH（1分）
（4）细胞分化（基因选择性表达）葡萄糖葡萄糖浓度较高胰岛素有降
低血糖的功能，血糖浓度高时分泌量增多
7.（16分）
为了探究神经系统对胰岛素分泌的影响以及胰岛素含量与血糖含量变化的相互关系，选
取健康、体征相同以及对饲喂信号（铃声）反应一致的空腹实验狗，分组编号后，按下表中实验措施进行实验。
甲、乙两图表示不同实验条件下的胰岛素含量和血糖含量随时间变化曲线，请分析回答：
编号
实验措施
实验结果
胰岛素含量变化曲线
（10-5mg/dL）
血糖含量变化曲线
（mg/dL）
①
不处理
a
I
②
给予饲喂信号后饲喂食物
③
给予饲喂信号不饲喂食物（假饲）
e
V
④
注射胰岛素溶液
b
⑤
注射葡萄糖溶液
n
（1）②组实验处理，引起的胰岛素和血糖含量变化曲线分别是（填图中标号）；
④组实验处理，引起的血糖含量变化曲线是（填图中标号）；⑤组实验处理,
引起的胰岛素含量变化曲线是（填图中标号）。
（2［③组实验结果说明了血糖平衡的调节方式为，接受假饲
刺激的感觉器官是。
▼曲线回升，血糖来源于。
（3）根据胰岛素和血糖含量变化曲线，上述实验可以得出胰岛素的作用是。
【答案】
（2）神经、体液调节（答对一个要点得1分）大脑皮层（中央后回）肝糖元分解
和非糖物质转化（答对一个要点得1分）
（3）降低血糖
8.（20分）
血糖的平衡对于保证机体各种组织和器官的能量供应具有重要的意义，胰岛素是维
持血糖平衡的重要激素。
下图表示胰岛素分泌的调节过程及胰岛素作用机理。
胰高血糖索
请分析回答:
（1）当血糖浓度上升时，葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋，最终由传出神经末梢释
放，与胰岛B细胞膜上相应的受体结合，引起胰岛素分泌增多；由图可知，
胰岛B细胞分泌胰岛素还受到的影响。
以上说明胰岛素分泌的调节方式属
于调节。
（2）据图分析，胰岛素与组织细胞膜上的受体结合后，一方面增加细胞内葡萄糖转运
蛋白的合成，促进进入细胞；另一方面促进细胞内的合成。
（3）糖尿病病因之一是患者血液中存在异常抗体（图中抗体1、抗体2）。
图中因抗体
引起的糖尿病可以通过注射胰岛素来治疗，这种抗体的致病原因是由于此种抗体与结合，导致胰岛B细胞对葡萄糖浓度上升的敏感度降低，引起胰
岛素分泌量减少，血糖浓度升高。
从免疫学的角度分析，这两种异常抗体引起的糖尿病都属于病。
（4）为研究桑叶提取液对糖尿病大鼠的降血糖效果，某研究小组进行了如下实验。
1实验材料和仪器：
生理状况相同的健康大鼠30只、桑叶提取液、蒸馏水，血
糖测定仪等。
2实验步骤：
a.随机选取10只大鼠作为甲组，另外20只制备成实验性糖尿病的大鼠随机均分成乙组和丙组。
b.，并进行数据统计。
c.丙组大鼠灌喂桑叶提取液2mL/d,甲组和乙组大鼠灌喂,连续灌喂4周。
期间各组大鼠均饲喂普通饲料，自由饮食。
d.4周后，测定各组大鼠的血糖浓度，并进行数据统计分析。
③实验结果：
请据下表中的实验数据将“组别”栏补充完整，从上到下依次是_—用甲、乙、丙表示）。
组别
数量（只）
实验开始时（mmol/L）
4周后（mmol/L）
10
3.85
3.94
「10
18.62
10.12
10
19.46
19.00
④实验结论：
【答案】（20分）
（1）神经递质血糖浓度、胰高血糖素含量神经-体液
（2）葡萄糖蛋白质、脂肪、糖原
（3）1胰岛B细胞膜上的葡萄糖受体自身免疫
（4）测定各组大鼠的血糖浓度等量蒸馏水
甲、丙、乙
桑叶提取液对糖尿病大鼠具有明显的降血糖效果，但不能降到正常水平
9.（20分）葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。
人体细胞膜上分布有葡萄糖转运
体家族（简称G,包括G1、G2G3G4等多种转运体）。
（1）G在细胞中的合成，经过加工后，分布到细胞膜上。
（2）
G1（红细胞）
G2（肝脏细胞）
I自由扩散
声声..（一-］丄」*—止・—*
oI234567891011121314
细胞外葡萄糖浓度（mmo）/L）
由上图分析可知，葡萄糖通过的方式运输进入上述两种细胞。
研究表明，G1分布
于大部分成体组织细胞，其中红细胞含量较丰富。
G2主要分布于肝脏和胰岛B细胞。
两种转
运体中，G1与葡萄糖的亲和力，保障红细胞在血糖浓度时也能以较高速率从细胞
外液摄入葡萄糖。
当血糖浓度增加至餐后水平（10mmol/L）后，与红细胞相比，肝脏细胞_
增加很多，此时肝脏细胞摄入的葡萄糖作为储存起来。
同时，血糖浓度的增加，也会
引起胰岛B细胞分泌增多。
（2）研究表明，G3分布于脑内神经元细胞膜上，G4主要在肌肉和脂肪细胞表达。
人体不同
的组织细胞膜上分布的G的种类和数量不同，这种差异既保障了不同的体细胞独立调控葡萄糖的，又维持了同一时刻机体的浓度的稳定。
（3）肿瘤细胞代谢率高，与正常细胞相比，其细胞膜上G1的含量。
临床医学上可用G1含量作为预后指标。
【答案】（20分）
（1）核糖体内质网和高尔基体
（2）协助扩散较高低摄入葡萄糖的速率（肝）糖原胰岛素
（3）转运血糖
（4）高
10.（14分）
科研人员对H细胞进行定向改造，制造出两种人工胰岛3细胞：
①转入与Ca2+敏感启动
子结合的胰岛素基因，得到H-3细胞；②转入由葡萄糖启动表达的肠促胰素（小肠黏膜分
泌的一种激素）受体基因，得到H-GR细胞。
科研人员用五组小鼠进行实验，处理及结果如
■6U
■21
（1）n组小鼠血糖浓度低于I组,
因为血糖升高后,
葡萄糖进入H-3细胞内，分解成
^AH-CRffU^
口嗯號胃舀
时何（min）
•80
=€互谨荐-」
下图所示。
后，进入线粒体中，在线粒体上生成大ATP。
当细胞内ATP达到一定浓度时，通过一系列生理过程，使Ca内流，引起表达。
（2）W组小鼠血糖浓度低于I组，因为进食刺激小肠黏膜分泌肠促胰素，肠促胰素作为__
分子，结合在H-GR细胞的受体上，使H-GR细胞以方式释放胰岛素。
（3）实验中，需要使用糖尿病模型（患糖尿病）小鼠的组别是。
（4）出组为阳性对照组，其作用是。
【答案】（每空2分，共14分）
（1）丙酮酸内膜胰岛素基因
（2）信息胞吐
（3）i、n、川、w
（4）n组和W组细胞（或“H-B细胞和H-GR细胞”）作用效果的参照
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