体液调节实验大题

体液调节实验大题

1.在小动物生长发育方面，垂体分泌的生长激素对软骨

细胞生长有促进作用，调节过程如图所示。回答下列问

题：

(1)垂体产生的生长激素作用的靶细胞是。

(2)研究人员将正常小鼠和IGF-1基因缺失小鼠分组饲

养后，检测体内GH水平。据图预测，正常小鼠中的GH

水平(填“低于”“等于”或“高于“)IGF-1基因缺失

小鼠体内GH水平。

(3)研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实

验材料，在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养，验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生

长。实验设计如表所示:

组别ABCDE

小鼠软骨细胞悬液q4qq

培养液中添加物质生理盐水GHIGF-1正常小鼠去垂体后的血清?

软骨细胞生长?????

表中y”表示等量添加。“？”未知有待检测。

①若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快，结合本实验目的，推测E组培养液中添加物质是

②请以软骨细胞生长长度为检测指标，利用柱状图来预测实验结果。

(4)胰岛素抵抗(R)是指各种原因使胰岛素的作用效率下降，机体代偿性的分泌过多的胰岛素产

生高胰岛素血症，以维持血糖的稳定。研究表明高脂膳食和静坐少动的生活方式是R发生的重要风

险因素。

①正常大鼠空腹时主要通过和两种信号分子直接刺激胰岛a细胞分泌胰高血糖素。

②研究人员进行了如下实验：以10周龄雄性大鼠(体重大致相同)为实验材料，通过饲喂高脂膳食

诱导产生胰岛素抵抗(IR)的大鼠。实验处理及12周后测定的大鼠空腹血糖、空腹血清胰岛素、胰

高血糖素含量如下表所示。抗阻运动是指肌肉在克服外来阻力时进行的主动运动，如负重前行.

组别及处理对照组正常大鼠IR组IR大鼠普AE组IR大鼠普通RE组IR大鼠普通

检测项目普通膳食一安静通膳食一安静膳食一有氧运动膳食一抗阻运动

空腹血糖

3.73±0.304.90±0.144.23±0.084.50±0.12

(mmol/L)

空腹血清胰岛

491.45+86.93706.74±58.11628.92±105.93665.99±131.79

素(Pg/mL)

胰高血糖素

21.35±4.2522.67+4.5822.28±3.5319.97±4.63

(Pg/mL)

由表中数据可知，与对照组相比，IR组大鼠______显著升高，这说明高脂膳食能有效诱导形成胰岛

素抵抗。综合分析AE组和RE组的相关实验数据，可以得出的结论是o

2.科研人员在研究药物对胰岛素分泌影响的机制及胰岛素作用过程中发现胰岛B细胞是可兴奋细胞,

动作电位的形成是。细胞分泌胰岛素必不可少的条件。多巴胺（DA）能抑制B细胞分泌胰岛素，胰

岛P细胞质膜上具有DA的两种受体D,受体和D2受体。

材料和试剂：适宜浓度的DA,含胰岛B细胞的无糖培养液（pel）,基础浓度葡萄糖溶液（2.8G）,

高浓度葡萄糖溶液（16.7G）,D受体激动剂（SKF）,D?受体激动剂（Quin）和D2受体阻断剂（Eti）

（注：激动剂是指能与受体特异性结合，并发挥受体功能的物质，阻断剂是指能与受体特异性结合，

并阻止受体发挥功能的物质）

实验分组和结果：

组别处理胰岛素浓度差异性

1P-cell+2.8G20.63±1.96-

2P-cell+16.7G81.15±6.35与组1有差异

3p-cell+16.7G+DA39.21±3.03与组2有差异

4p-cell+16.7G+SKF72.39±6.87与组2有差异

5P-cell+16.7G+Quin42.79±5.21与组3有差异

回答下列问题：

（1）组1和组2的对照说明。由实验结果可知，DA抑制p细胞分泌胰岛素与DA的

受体结合有关。若采用D2受体阻断剂进行实验（p-cell+16.7G+DA+Eti）,胰岛素分泌

量与组2和组3的差异性如何?,

（2）对0细胞膜电位研究发现，胞内葡萄糖含量上升，会刺激细胞打开Na+通道，引起去极化和反

极化，从而使。细胞以胞吐的方式释放胰岛素。DA能引起。细胞膜上K+通道大量开放，请参照组

2的膜电位变化曲线（图1）,在图2中画出顺序添加16.7G和DA「后p细胞膜电位的变化情况曲线

（3）在研究过程中还用了小鼠作为模型生物来研究某些药物作用机理。已知药物W给药途径有腹

腔注射和灌胃等，药物W的浓度和给药途径都会影响高血糖模型小鼠的建模。若要研究使用药物W

快速建成高血糖模型小鼠，则可通过。以确定快速建模所需药物W的适宜浓度和给药

途径的组合。

（4）小鼠注射胰岛素溶液，一段时间后，出现反应迟钝、嗜睡等症状，为尽快缓解上述症状，可以

小鼠注射某种药物，请写出两种注射的药物和对应的缓解机理。。

试卷第2页，共8页

3.利用HepG2细胞能建立稳定的胰岛素抵抗模型，发生胰岛素抵抗的细胞活力可能会下降，姜黄

素对细胞胰岛素抵抗可能有明显的改善作用。为探究上述问题，研究小组进行如下实验：实验器材：

HepG2细胞悬液，细胞培养液，胰岛素，姜黄素，罗格列酮(一种胰岛素增敏剂)、其他测量所需仪

器等。

(要求与说明：细胞活力与溶液吸光度成正比；培养液中葡萄糖含量的具体检测方法和吸光度检测

方法不做要求。不考虑加入姜黄素和罗格列酮对培养液体积的影响，实验条件适宜。)

实验一：确定建立HepG2细胞胰岛素抵抗模型的最佳胰岛素浓度。

实验过程：将HepG2细胞悬液接种于含0、10-8、］0-7、］0一6、［0一5、107mo1/L胰岛素的培养液中，一

段时间后测定相关指标。

实验结果：不同浓度体外胰岛素均会导致细胞产生胰岛素抵抗，且0~ICT6moi/L范围内，浓度越大作

用效果越明显，10-5mol/L组、l(T*moi/L组与idmoi/L组无明显差异。

实验二：探究胰岛素抵抗细胞的活力变化。

实验过程：将HepG2细胞悬液接种于含适宜胰岛素浓度的培养液中，在不同时间点检测细胞活力。

实验结果如下表所示：

吸光度

时间12h24h36h48h60h

胰岛素组1.2381.4841.3220.9050.602

实验三：探究姜黄素对胰岛素抵抗的改善作用。

实验过程：

①根据实验一、二，用适宜浓度胰岛素培养HepG2细胞适宜时间后，获得胰岛素抵抗HepG2细胞；

②利用以上实验材料进行实验分组；

③按照以上分组分别向培养瓶中加入相应实验材料，测量各组培养液中起始葡萄糖浓度，再分别向

各培养瓶中加入,培养一段时间后再次测量各组培养液中葡萄糖浓度。

实验结论：姜黄素能明显改善HepG2细胞胰岛素抵抗状态。

回答下列问题：

(1)请用柱形图表示实验一的实验结果。

(2)实验二中HepG2细胞培养液中的胰岛素浓度应设置为，根据实验结果可得出的结论是

(3)补充实验三中步骤②的分组处理：

A组：正常HepG2细胞悬液+细胞培养液；

B组：；

C组：；

D组：,

步骤③中应加入

(4)根据上述实验结论，可推测临床上姜黄素可改善某些糖尿病患者组织细胞对胰岛素的抵抗，提

升组织细胞对葡萄糖和等有机营养素的摄取能力。

4.胰岛素样生长因子1（IGF-1）是一种既有促进细胞增殖活性，又有胰岛素样作用的多肽。为了研

究IGF-1和生长激素（GH）对软骨细胞增殖的协同作用，研究者进行了以下实验。请完善实验思路、

预测实验结果并展开分析讨论。

材料与用具：兔软骨细胞、动物细胞培养液、IGF-1溶液、GH溶液、血细胞计数板、显微镜等。

（1）实验思路：

①取生长良好的兔软骨细胞、细胞培养液制备成细胞悬液，并记录；

②取细胞培养瓶若干，加入等量软骨细胞悬液，随机分成四组；

A组：不加入任何物质；B组：加入适量GH；C组：加入适量IGF-1；

D组：»

③将各组培养瓶放入中培养24h、36h、48h、72h后观察并计数、记录。

（2）实验结果：发现D组的软骨细胞增殖效果最好，说明。

（3）分析和讨论：

①血液中IGF-1是一种生长刺激因子，同时具有类胰岛素样的作用，可以促进组织细胞

，从而为细胞增殖提供必要的条件.

②根据实验结果分析可知软骨细胞上有的受体。为了进一步研究IGF-1

促进软骨细胞增殖的机理，可将加入细胞培养液中，根据放射性的量跟踪DNA

的含量变化，分析其是否促进DNA复制。

③科研人员发现在机体中，生长激素（GH）可刺激肝脏细胞产生IGF-1,现将正常小鼠和IGF-1基

因缺失小鼠分组饲养后，再检测体内GH水平，结果显示IGF-1基因缺失小组的GH水平要高于正

常小鼠，推测可能的原因是IGF-1对垂体有作用。

5.降糖消脂汤由人参、黄英、三七、单参、生地、山茱萸、乌梅和五味子组成。中医研究发现降糖

消脂汤对II型糖尿病的降血糖效果效果接近于常用的西药二甲双胭。某研究小组为验证上述结论，

利用下列材料和试剂进行实验。

材料和试剂：健康大鼠若干只，降糖消脂汤，二甲双胭，柠檬酸缓冲液配制的链腺佐菌素溶液（STZ）,

柠檬酸缓冲液，普通饲料，高脂饲料，血糖测定仪等。

（要求与说明：血糖浓度的测定方法不作要求，降血糖药物对正常个体不起作用）

请回答：

（1）完善实验思路：

①若干只健康大鼠用普通饲料喂养1周，随机均为分为四组；

②甲组用高脂饲料喂养到第9周，一次性腹腔注射STZ,第10周灌胃适量蒸储水；

乙组用高脂饲料喂养到第9周，一次性腹腔注射STZ,第10周灌胃等量二甲双胭；

丙组用高脂饲料喂养到第9周，一次性腹腔注射STZ,第10周灌胃；

丁组用o

③在第2周、第10周（注射STZ后，灌胃相应溶剂之前）和第11周，用血糖测量仪来测定血糖浓

度，并对所得数据统计与处理。

（2）预测实验结果（设计一个坐标，以柱形图形式表示实验结果）：。

（3）分析与讨论：

①大鼠长时间饲喂高脂饲料，引起胰岛0细胞补偿性增殖，胰岛素增加，最终导致对胰岛素的敏感

性降低，此时只有维持足够的胰岛素分泌量能克服敏感性，一旦胰岛B细胞功能衰竭就会发展为糖

尿病。故注射链腺佐菌素杀死部分，快速获得H型糖尿病模型鼠。

②研究发现，降糖消脂汤降低血糖的机理：一方面增加胰岛素靶细胞膜上的数量，提高对胰

岛素的敏感性；另一方面增加靶细胞膜上的数量，促进对葡萄糖的吸收。

试卷第4页，共8页

③若要研究人参是降糖消脂汤中降血糖的必要成分，可增加一组实验，该组的处理是o

6.资料一:胰岛素的发现经历了漫长的历程。科学家FrederickBanting因其对胰岛素的发现及应用所

做的里程碑式的贡献而获诺贝尔奖桂冠。为了提取胰岛素他先将狗通往十二指肠的胰导管结扎，一

段时间后，等胰腺部分萎缩，再从中提取。

资料二:胰岛素原是一条很长的多肽链。胰岛素原在相关酶的作用下被水解，1分子胰岛素原分解为

1分子胰岛素和1分子C肽。C肽和胰岛素同时释放到血液中。C肽在血液中与胰岛素等量，且很

稳定，因此C肽的测量结果是糖尿病分型的重要依据。

材料三:研究发现,对胰岛B细胞受损的糖尿病患者及早进行治疗，通过抑制或减少。细胞分泌活动，

能促使B细胞功能恢复，达到延缓病情的作用，这种现象称为“胰岛B细胞休息

请回答下列问题：

（1）据资料一判断，科学家在提取胰岛素前先结扎胰导管的目的是。

（2）据资料二判断产生c肽的细胞是。某糖尿病患者体内产生了抗胰岛细胞抗体或抗胰

岛素抗体，为了鉴定是哪种抗体引起的，可通过测量该患者血浆中浓度来区分。

（3）研究人员为了验证“胰岛。细胞休息”现象，进行了下列实验：

①选用链胭佐菌素处理成年健康小鼠若干，构建实验小鼠模型。推测链版佐菌素在实验中的作用是

②取上述小鼠随机均分为A、B两组，测定血浆中相关物质浓度后，A组小鼠注射适量较高浓度的

（填“胰岛素”“胰高血糖素''或"葡萄糖”）溶液，B组小鼠注射等量的生理盐水。

③将两组小鼠置于相同且适宜条件下饲养，两周后测定两组小鼠血浆中相关物质的浓度。

④测得的实验结果可验证“胰岛B细胞休息”现象，请用柱状图的形式呈现实验结果。

（4）某学校生物实验小组以小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标来验证胰岛素具有降

低血糖的作用，那么实验小鼠注射药物的顺序是，先注射，再注射o

7.研究发现中药成分绞股蓝总皂昔具有降血糖作用，其降血糖功能略低于盐酸二甲双胭片，但副作

用小。某研究小组为验证绞股蓝总皂昔具有降血糖作用，利用下列材料和试剂进行实验。

材料和试剂：正常小鼠若干只、STZ（链版佐菌素，注射一定剂量后使小鼠患高血糖）盐酸二甲双

胭、绞股蓝总皂甘、血糖测量仪、普通饲料、水。

（要求与说明：正常小鼠血糖浓度约为5mmolLL血糖小鼠血糖浓度约为25mmol-L“，降血糖药物

以灌胃方式给药，用量不做要求，血糖测量具体过程不做要求，实验条件适宜）

实验思路：

（1）实验共分4组，实验处理如下表：

组别实验处理

A正常小鼠+普通饲料

B正常小鼠+甲物质+普通饲料

C正常小鼠+甲物质+普通饲料+盐酸二甲双服

D—

（2）在相同且适宜条件下饲养一段时间，用血糖测量仪测量每只小鼠的血糖浓度，并记录。

（3）统计并分析所得数据。

回答下列问题：

（1）表中甲物质是o在C组中需待后再灌胃盐酸二甲双服。表中横线处应填入

的文字是.

(2)预测实验结果(设计一个坐标，用柱形图表示)：o

(3)分析与讨论:

①糖尿病人通常有多尿的症状，其原因是o

②研究绞股蓝总皂普降血糖作用机理的原理和方法有：

a.比较小鼠绞股蓝总皂昔服药前后胰岛B细胞的数量，判断绞股蓝总皂甘是否保护胰岛B细胞；

b.比较小鼠绞股蓝总皂服药前后含量的变化，判断绞股蓝总皂昔是否«

c.分组离体培养组织细胞，比较，判断绞股蓝总皂首是否促进组织细胞

对葡糖的摄取。

8.瘦素是一种由脂肪组织分泌的蛋白质类激素，能够促进脂肪组织的分解。研究者以小鼠作为实验

材料，探究瘦素该功能的作用机制。

(1)研究者检测了一系列和脂肪分解有关的酶在瘦素含量增加时的变化，其中活化的激素敏感性脂

肪酶(p-HSL)含量明显o因此，除了直接检测脂肪组织体积外，还可以选择p-HSL

的含量作为检测瘦素作用的指标。

(2)研究者进一步发现，兴奋脂肪组织处的交感神经也具有与瘦素处理类似的作用。研究者提出以

下假设：

假设1.瘦素通过使交感神经兴奋促进脂肪分解：

假设2.交感神经兴奋后，会促进瘦素分泌，进而促进脂肪分解；

假设3.瘦素和交感神经的兴奋引起脂肪分解是两个独立的过程。

根据以上假设设计实验如下：

实验备选材料：A.生理盐水B.瘦素C.抑制交感神经的药物D.激活交感神经的药物E.抑制瘦

素作用的药物

实验一：为验证假设1，在卜IV注射的物质(或药物)分别是I：II：III：

CIV：(填上述正确选项的字母)。若假设1成立，预期结果是o

实验二：为验证假设2,在卜IV注射的物质(或药物)分别是I：II：III：

EIV：(填上述正确选项的字母)。若实验组脂肪减少量显著低于对照组2,则假设2成

立。

综上，若,则假设3成立。

(3)经实验证明假设1成立，假设2、3不成立，据此可知机体通过调节机制调控

脂肪含量。多数肥胖患者体内并不缺少瘦素，而是存在“瘦素抵抗”，请你根据本文提及的所有研究

成果，分析导致“瘦素抵抗”的两种可能原因_______________、。

试卷第6页，共8页

9.早在2016年，有实验室发现脑内穹窿下器（SFO）神经元在口渴的调节中发挥重要作用，为揭

示口渴解除的机制，研究者开展了如下实验。

（1）研究人员对小鼠进行处理后，分别一次性给予10mL清水和高渗盐水，记录SFO

神经元活性，结果如下图：

结果表明，饮用清水和盐水都会导致SFO神经元快速抑制，解除口渴。这种快速信号是通过口咽部

的产生的兴奋到达脑内穹窿下器（SFO）,关闭“口渴”信号。但这种信号仅与液体的

有关而不包含液体渗透压的信息。

（2）研究者已通过实验证实SPO神经元可以接受来自胃肠道的依赖于摄入液体渗透压的信号。研

究人员将不同浓度盐水直接注入小鼠的中，记录SFO神经元活性，结果发现随渗

透压增大SFO神经元活性越。

（3）为验证胃肠道渗透压信号对SFO神经元的抑制是解除口渴的必要条件，进行如下实验。请补

充实验方案和实验结果（选择所给定的字母序号并填写）。

组别实验动物实验条件实验结果

1缺水小鼠胃内不注清水I

2缺水小鼠胃内注清水II

3缺水小鼠IIIIV

4缺水小鼠激活SFO神经元后，胃内不注清水有饮水行为

I；II；III；IV

A.抑制SFO神经元后，胃内不注清水B.激活SFO神经元后，胃内注清水

C.有饮水行为D.无饮水行为

（4）根据以上研究，人喝下高糖饮料后“先解渴、再口渴”的原因是

10.禽类的视觉系统对于光照条件的变化特别敏感。研究表明，不同单色光会影响禽类体内激素水

平的变化，从而影响了禽类的生长发育。为阐明上述影响的具体机理，研究人员设计实验方案，请

完善实验思路，预测实验结果并分析。

(1)完善实验思路：

①选取某品种健康的生长状况相同的0日龄雄性肉鸡若干，,每个处理组3个重复，分别在

相同强度、相同角度的红、绿、蓝、白色LED光源下饲养，每天23小时光照，自由采食与饮水。

②肉鸡饲养6周，分别在第0、14、28和42天对肉鸡进行采血，血液经处理获得血浆，检测

其中甲状腺激素和生长激素的含量。

③统计分析相关数据。

(2)实验结果：

①各组结果均出现甲状腺激素含量先降低后升高和生长激素逐渐升高。

②与白光组相比，绿光组实验结果差异最为明显：绿光处理使其生长激素含量高于白光组，而甲状

腺激素含量则在28日龄前较白光组低，28日龄后较白光组高。白光组实验结果如图所示，请将坐

标系补充完整，并用曲线表示出绿光组的实验结果o

甲

状

腺

激

素

含

量

甲状腺激素与生长激素含量变化曲线

(3)实验分析：

①实验说明，光照影响肉鸡生长发育的调节方式是。光照引起甲状腺激素分泌的调节过程为

光照一视觉神经一一下丘脑一促甲状腺激素释放激素--甲状腺一甲状腺激素，其中

下丘脑是作为反射弧的,产生促甲状腺激素释放激素。

②与白光相比，在28日龄前绿光促进生长发育不明显，28日龄后表现显著，其原因可能是在28日

龄前，只是通过提高生长激素含量而促进生长，在28日龄后，绿光则通过提高两种激素含量

共同促进肉鸡的生长发育。

试卷第8页，共8页

体液调节实验大题参考答案

1.(1)肝脏细胞和软骨细胞

(4)血糖浓度下降神经递质

空腹血清胰岛素A

2.(1)较高葡萄糖浓度可促进胰岛B细胞分泌胰岛素D2受体胰岛素分泌量与组2

相近，与组3有差异

⑵

(3)设置一系列浓度梯度的药物W,每个浓度进行不同的给药途径，比较不同组合建模成功

所需的时间

(4)药物1：注射胰高血糖素；胰高血糖素能促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，使血

糖水平升高。

药物2：注射葡萄糖溶液；葡萄糖直接使血糖水平升高

答案第1页，共3页

培

春

液

中

«

萄

糖

含

俨I。'10*la4浓度(mol/L)

3.(1)

(2)KT6moi(体外胰岛素对HepG2细胞活力有影响，且胰岛素作用24h后细胞活力开

始逐渐下降(细胞活力随时间延长先增加后降低)

(3)胰岛素抵抗HepG2细胞悬液+细胞培养液胰岛素抵抗HepG2细胞悬液+细胞培养液

+姜黄素胰岛素抵抗HepG2细胞悬液+细胞培养液+罗格列酮等量胰岛素

(4)氨基酸

4.(1)通过血细胞计数板和显微镜记录初始兔软骨细胞数加入适量GH和IGF-1的混

合物；培养箱

(2)IGF-1和生长激素(GH)对软骨细胞增殖的协同作用

(3)摄取、利用、转化葡萄糖IGF-1和生长激素(GH)含32P抑制

5.等量降糖消脂汤普通饲料喂养到第9周，腹腔注射等量柠檬酸缓冲液，第10周灌

胃等量的蒸播

甲

口

乙