1、-1胰岛素胰岛素降糖战士降糖战士 Hypoglycemic Warrior胰岛素是由胰岛素是由胰脏胰脏内的内的胰岛胰岛细胞细胞（即（即B B细胞）细胞）受内源受内源性或外源性物质如葡萄糖、性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌高血糖素等的刺激而分泌的一种的一种蛋白质激素蛋白质激素。胰岛。胰岛素是机体内素是机体内唯一降低血糖唯一降低血糖的激素，同时促进糖原、的激素，同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成。脂肪、蛋白质合成。目录目录3.结构组成结构组成1.来源【分泌】4.4.功能作用功能作用2.2.品种分类品种分类5.拓展延伸拓展延伸来源【分泌】在胰岛B
2、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，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。来源【分泌】品种分类第一代胰岛素第一代胰岛素-动物胰岛素动物胰岛素第二代胰岛素第二代胰岛素-人胰岛素人胰岛素20世纪世纪80年代，人们通过基因工程（重年代，人们通过基因工程（重组组DNA）(转基因）酵母（啤酒酵母转基因）酵母（啤酒酵母.毕赤毕赤酵母或汉逊酵母）或重组中国仓鼠卵巢酵母或汉逊酵母）或重组中国仓鼠卵巢细胞（细胞（CHO）表达出高纯度的合成人胰）表达出高纯度的合成人胰岛素，其结构
3、和人体自身分泌的胰岛素岛素，其结构和人体自身分泌的胰岛素一样。一样。第三代胰岛素第三代胰岛素-胰岛素类似物胰岛素类似物20世纪世纪90年代末年代末,在对人胰岛素结构和成在对人胰岛素结构和成分的深入研究中发现分的深入研究中发现,对肽链进行修饰对肽链进行修饰:利利用基因工程技术用基因工程技术,改变胰岛素肽链上某些改变胰岛素肽链上某些部位的氨基从而可研制出更适合人体生部位的氨基从而可研制出更适合人体生理需要的胰岛素类似物理需要的胰岛素类似物(insulinsimilitude)。胰岛素类似物可紧。胰岛素类似物可紧临餐使用，也称为餐时胰岛素或速效胰临餐使用，也称为餐时胰岛素或速效胰岛素。岛素。p104
4、胰岛素与基因工程探究历程p51探究历程结构组成结构组成不同种动物（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。含二硫键脱去的含二硫键脱去的H的相对的相对分子量分子量=二硫键的个数二硫键的个数*2必修一 p21结构组成结构组成胰岛素的胰岛素的A A，B B两条肽链是由一个基因编码的。两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是下列有关胰岛素的叙述，正确的是A.A.胰岛素基因的两条胰岛素基因的两条DNADNA单链分别编码单链分别编码A,BA,B两条两条肽链肽链B
5、.B.沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂展并断裂C.C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关。结构无关。D.D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素。胰岛素。D功能作用药理作用药理作用治疗糖尿病、消耗性疾病。促进血循环中葡萄糖进入肝细胞、肌细胞、脂肪细胞及其他组织细胞合成糖原使血糖降低，促进脂肪及蛋白质的合成。生理作用生理作用胰岛素的主要生理作用是调节代谢过程。对糖代谢：促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用，促进糖原合成，抑制糖异生，使血糖降低；对脂肪代谢
6、；胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。调节糖代谢调节糖代谢胰岛素能促进全身组织细胞对葡萄糖的摄取和利用，并抑制糖原的分解和糖原异生，因此，胰岛素有降低血糖的作用。胰岛素分泌过多时，血糖下降迅速，脑组织受影响最大，可出现惊厥、昏迷，甚至引起胰岛素休克。相反，胰岛素分泌不足或胰岛素受体缺乏常导致血糖升高；调节脂肪代谢调节脂肪代谢胰岛素能促进脂肪的合成与贮存，使血中游离脂肪酸减少，同时抑制脂肪的分解氧化。调节蛋白质代谢调节蛋白质代谢胰岛素一方面促进细胞对氨基酸的摄取和蛋白质的合成，一方面抑制蛋白质的分解，因而有利于生长。腺垂体生长激素的促蛋白质合成作用，必
7、须有胰岛素的存在才能表现出来。因此，对于生长来说，胰岛素也是不可缺少的激素之一。功能作用功能作用2）胰岛素与胰高血糖素之间的关系：）胰岛素与胰高血糖素之间的关系：二者之间的拮抗作用并不是指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。而是两者在调节血糖浓度上的作用表现。胰岛素的分泌量增加会抑制胰高血糖素的分泌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，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。高的情况下发生的，
8、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。素是唯一的能降血糖的激素，因此胰岛素会增加。功能作用胰岛素治疗胰岛素治疗糖尿病糖尿病1 1型糖尿病患者型糖尿病患者由于
9、自身胰岛细胞功能受损，胰岛素分泌绝对不足，在发病时就需要胰岛素治疗，而且需终生胰岛素替代治疗以维持生命和生活。约占糖尿病总人数5%。2 2型糖尿病患者型糖尿病患者占糖尿病患者90%以上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较差，因此患者体内的胰岛素是一种相对缺乏，可以通过某些口服药物刺激体内胰岛素的分泌。肥胖、高热量饮食、体力活动不足及增龄是2型糖尿病最主要的环境因素p91功能作用功能作用人物：自体胰岛素八路军、葡萄糖小鬼子、外源性胰岛素民兵我们正常人体内蕴藏着无数的八路军部队，有一个小鬼子进来，我们就派一个八路军将之消灭。所以我们的血糖不会高。正
10、常情况下，八路军100人，日本鬼子100人，1：1，互相抵消，动态平衡。糖尿病人则不同，体内有战斗力的八路军只有50个，剩下的50个或牺牲、或受伤了，这时侯进来了100个日本鬼子，怎么办呢？1、方法一：补充50个民兵，50+50也是100，形成一对一，互相抵消，动态平衡。2、方法二：吃药物，增强八路军的战斗力，以一敌二。这两种方案的优点是：1、方法一：及时的纠正了动态失衡，同时让伤员得到了充分的修生养息，得以康复！2、方法二：达不到第一种效果，但是靠得的自力更生，方便易行，容易被基层老百姓所接受，如：年龄大的农村患者，知识不足，无法掌握胰岛素的注射技巧及监测血糖，也不实为一种权宜之计。这两种方
11、案会出现什么样的问题？这两种方案会出现什么样的问题？1 1、民兵的战斗力不足，不抵正规的八路军，效果不佳；民兵思想不纯，易被腐化，产生抵抗（即胰岛素、民兵的战斗力不足，不抵正规的八路军，效果不佳；民兵思想不纯，易被腐化，产生抵抗（即胰岛素抵抗）。抵抗）。2 2、吃药以后，随着病情的进展，八路军不断牺牲（胰岛细胞凋亡），自身胰岛细胞不断减少。、吃药以后，随着病情的进展，八路军不断牺牲（胰岛细胞凋亡），自身胰岛细胞不断减少。功能作用功能作用胰岛素与细胞间的信息传递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
12、受用的受体在细胞膜表面体在细胞膜表面。胰岛素受体的。胰岛素受体的数量和亲和力数量和亲和力的正常是保证胰岛素发的正常是保证胰岛素发挥降糖作用的先决条件，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，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。都会引起血糖升高。【市模考生物【市模考生物30题】题】激素作用机制激素作用机制1.第二信使学说第二信使学说:(含氮激素含氮激素.即蛋白质类，氨基酸衍生物等）即蛋白质类，氨基酸衍生物等）它可与靶细胞膜上具有立体构型的专一性受体结合,催化细胞内多种蛋白质发生磷酸化反应，包括一些蛋白发生磷酸化，从而引起靶细胞各种生理生化反应2.基因表
13、达学说基因表达学说:(类固醇激素类固醇激素)固醇激素的分子小（分子量仅为300左右）、呈脂溶性，因此可透过细胞膜进入细胞。激发DNA的转录过程，生成新的mRNA，诱导蛋白质合成，引起相应的生物效应功能作用 胰岛素与细胞间的胰岛素与细胞间的信息传递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。类比神经传递信号分子类比神经传递信号分子功能作用（2007年山东）年山东）4名受试者分别口服名受试者分别口服100g葡萄糖后，在葡萄糖后，在180
14、min内血内血糖含量的变化曲线如图所示。据图分析正确的是（糖含量的变化曲线如图所示。据图分析正确的是（）Aa代表高胰岛素血症患者的血糖含量变化B4条曲线在前30min内血糖升高与肠道吸收有关Cb在120min后下降的主要原因是葡萄糖转化为糖原及非糖物质Dc、d代表正常人的血糖含量变化解析：解析：a、b血糖浓度长期偏高，最可能是胰岛素缺乏导致的血糖浓度长期偏高，最可能是胰岛素缺乏导致的糖尿病，糖尿病，b在在120min后血糖浓度的下降主要原因应该是尿糖。后血糖浓度的下降主要原因应该是尿糖。d血糖浓度长期偏低，是高胰岛素血症。四个人服用了血糖浓度长期偏低，是高胰岛素血症。四个人服用了100g葡萄糖
15、，经消化道吸收导致葡萄糖，经消化道吸收导致30分钟内血糖浓度均上升。分钟内血糖浓度均上升。答案：答案：B 拓展延伸胰岛素与生物学实验胰岛素与生物学实验回答下列有关有关胰岛素实验的问题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）为验证胰岛素能降血糖，某同学给几只刚进食的
16、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。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，另一半不予抢救出现惊厥现象后，还应
17、对其中的一半注射葡萄糖溶液抢救，另一半不予抢救解析：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。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
18、处理，以消耗肝糖原。当给刚进食的小鼠腹腔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。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
19、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。但胰岛素是蛋白质，不能口服只能注射。答案：（答案：（1）胰腺分泌的胰蛋白酶可将胰岛素分解（）胰腺分泌的胰蛋白酶可将胰岛素分解（2）C拓展延伸拓展延伸胰岛素与基因工程胰岛素与基因工程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：肠杆菌的繁殖，生产出了人类胰岛素。请回答：(1)(1)在利用大肠杆菌繁殖生产人类胰岛素的过程中，所用的基因的在利用大肠杆菌繁殖生产人类胰岛素的过程
20、中，所用的基因的“剪刀剪刀”是是 ，基因的，基因的“针线针线”是是 ，基因的，基因的“运输工具运输工具”是是 。大肠杆菌直接生产的胰岛素是否具有降低血糖的功能？。大肠杆菌直接生产的胰岛素是否具有降低血糖的功能？（是（是/否）。否）。4)4)决定合成胰岛素的基因至少含有碱基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个，若核苷酸的平均相对分子质量为300300，则与胰岛素分，则与胰岛素分子对应的子对应的mRNAmRNA的相对分子质量为的相对分子质量为 ；若氨基酸的平均相对分子质量为；若氨基酸的平均相对分子质量为128128，该胰岛素的分子量约，该胰岛素的分子量约为为 。(5
21、)(5)不同种生物之间的基因移植成功，说明了生物共用一套不同种生物之间的基因移植成功，说明了生物共用一套 。（6 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）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（）常常作为基因工程的受体细胞，主要原因是（）A A容易鉴别容易鉴别 B B结构简单结构简单 C C形体微小形体微小 D D繁殖速度快繁殖速度快解析：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、基解析：本题是一道学科内综合题，
22、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、基因的表达以及因的表达以及DNADNA碱基、碱基、RNARNA碱基、氨基酸三者数量关系等。碱基、氨基酸三者数量关系等。（1 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。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。（4 4）基因为双链结构，碱基数目应大于氨基酸数目的基因为双链结构，碱基数目应大于氨基酸数目的6 6倍。倍。（5 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。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 6）利用转基因技术，把人
23、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）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：答案：(1)(1)限制性内切酶限制性内切酶 DNADNA连接酶连接酶 运载体运载体(或细菌质粒、噬菌体、动植物病毒或细菌质粒、噬菌体、动植物病毒)否否(4)306(4)306 45000 45000 56465646(5)(5)遗传密码（遗传密码（6 6）B B拓展延伸（1）要克服排斥反应（2）要有良好的生物活性（3）要有很高的敏感性时时对血糖进行监控【满足负反馈调节】（4）要可以长期的使用 胰岛素泵由泵、小注射器和与之相连的输液管胰岛素泵由泵、小注射器和与之相连的输液管组成。按照人体需要的剂量将胰岛素持续地推组成。按照人体需要的剂量将胰岛素持续地推注到使用者的皮下，保持全天血糖稳定，以达注到使用者的皮下，保持全天血糖稳定，以达到控制糖尿病的目的到控制糖尿病的目的.-25
