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2022届高三三轮复习生物热点猜测——2021年诺贝尔生理学或医学奖练习
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这是一份2022届高三三轮复习生物热点猜测——2021年诺贝尔生理学或医学奖练习,共11页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
知识背景:
据诺贝尔奖官网消息,北京时间2021年10月4日下午,2021年诺贝尔生理学或医学奖率先揭晓,美国科学家大卫·朱利叶斯(David Julius)和阿登·帕塔普蒂安(Ardem Pataputian)因在感受温度和触觉方面的发现获奖。他们的研究帮我们感知世界 感受温度和压力。
热点链接:
我们感知热、冷和触觉的能力对于生存至关重要,并且是我们与周围世界互动的基础。在我们的日常生活中,我们认为这些感觉是理所当然的,但是神经冲动是如何启动的,从而可以感知温度和压力?2021年的诺贝尔奖获得者已经解决了这个问题。
全国各地模拟题(部分)
一、单项选择题
1.(2022春•南康区月考)2021年诺贝尔生理学或医学奖授予戴维•朱利叶斯和阿登•帕塔普蒂安,以表彰他们在“发现温度和触觉感受器”方面作出的贡献。感受器是反射活动中不可缺少的组成部分,下列有关说法中正确的是( )
A.剧烈运动后我们会产生口渴的感觉,该过程属于反射
B.下丘脑的温度感受器能帮助我们感知环境中的温差变化
C.一个完整的反射活动一定要大脑皮层参与
D.在体温调节的反射活动中,神经冲动在神经纤维上单向传导
2.(2022•深圳模拟)2021年诺贝尔生理学或医学奖获授予美国科学家大卫•朱利叶斯(DavidJulius)和阿登•帕塔普蒂安(ArdemPataputian),以表彰他们在“发现温度和触觉感受器”方面的贡献。朱利叶斯团队找到了某个基因,编码一种新的离子通道蛋白,是辣椒素受体,后来被命名为TRPV1。朱利叶斯使用辣椒中的辣椒素鉴定出了TRPV1,这是一种由伤害性温度激活的离子通道,该离子通道开放、关闭调节方式如图所示。以下有关叙述正确是( )
A.编码辣椒素受体的基因只存在于在对应的传入神经细胞中,属于奢侈基因
B.TRPV1是由游离核糖体合成
C.辣椒素引起的灼烧感的刺激相当于高于43℃的温度
D.细胞膜上的离子通道或者受体一般都是通用的,不具备特异性
3.(2022•河北模拟)美国科学家DavidJulius因发现TRPV1受体而获得了2021年诺贝尔生理学或医学奖。该受体对辣椒素和热刺激等敏感,是位于疼痛感神经末梢的一种非选择性阳离子通道,如图甲所示。当TRPV1受体被激活时,能引起Ca2+、Na+等阳离子内流,使神经细胞产生兴奋,进而产生疼痛感。季胺类衍生物QX﹣314单独使用时不能通过细胞膜,但将QX﹣314与辣椒素联合使用时,能使人产生持久的痛觉阻滞,图乙是在突触后膜上将QX﹣314与辣椒素联合使用时的作用机理示意图。下列叙述错误的是( )
A.吃辣火锅再喝热饮料,感觉神经元产生的痛觉更强
B.TRPVI基因敲除小鼠可能会对高温刺激敏感性减弱
C.辣椒素可以打开QX﹣314进细胞的蛋白质通道,QX﹣314进入细胞后阻止Na+内流,抑制兴奋产生,使痛觉阻滞
D.吃辣椒后,毛细血管舒张,汗腺分泌量增加,调节该过程的神经中枢位于下丘脑
4.(2022•贵州模拟)2021年诺贝尔生理学或医学奖颁给了戴维•朱利叶斯(David Julius)和阿登•帕塔普蒂安(ArdemPataputian),以表彰他们在“发现温度和触觉感受器”方面做出的贡献。下列相关描述正确的是( )
A.温觉和触觉的形成属于非条件反射,一出生就形成
B.在同一反射弧中,感受器的兴奋和效应器的反应是同时发生的
C.温度和触觉感受器是由传出神经末梢和其支配的肌肉或腺体等构成的
D.温度感受器在人体表和体内均有分布,其受到刺激后不一定产生兴奋
5.(2022•湖北模拟)温度感知和触觉分子机制的研究获得2021年诺贝尔生理学或医学奖。细胞膜上的TRPV1通道蛋白能被辣椒素或42℃以上高温激活,提高膜对Ca2+的通透性而产生兴奋,兴奋沿伤害性传入神经上传至大脑。因为大脑对伤害性传入神经信号统一解读为“疼痛”,所以辣的感觉被定义为痛觉。下列叙述正确的是( )
A.TRPV1引发的兴奋必须经过完整反射弧的传递才能引发痛觉
B.人体的所有细胞都可接受辣椒素刺激产生相应痛觉
C.细胞膜上的TRPV1被辣椒素激活后膜电位变为内负外正
D.吃辣椒后进入低温空调房降温,机体的产热量增多
6.(2022•重庆二模)2021年诺贝尔生理学或医学奖颁给了疼痛机制的发现者DavidJulius和ArdemPataputian。他们发现了感知温度和触觉的受体TRPV1。TRPV1是一种感觉神经元细胞膜上的痛觉受体(一种跨膜蛋白),辣椒素和43“C以上的高温等刺激会引发感觉神经元兴奋,从而产生痛觉和灼热感。为研究TRPV1的功能,橙子辅导构建缺失TRPV1基因敲除型小鼠完成相关实验。下列分析正确的是( )
A.据图1推测,野生型小鼠对饮水中添加辣椒素的反应有利于小鼠躲避伤害
B.据图2推测,注射辣椒素后引起敲除型小鼠产生灼热感,导致体温上升
C.敲除型小鼠在体温发生变化时不能通过调节最终维持稳态
D.本实验不足之处为没有设置对照
阅读下列资料,完成第7、8两道题。
资料1:科学家DavidJulius因发现TRPV1受体而获得了2021年诺贝尔生理学或医学奖。该受体对辣椒素和热刺激等敏感,是位于疼痛感神经末梢的一种非选择性阳离子通道,如图甲所示。当TRPV1受体被激活时,能引起Ca2+、Na+等阳离子内流,使神经细胞产生兴奋,进而产生疼痛感。季胺类衍生物QX﹣314单独使用时不能通过细胞膜,但将QX﹣314与辣椒素联合使用时,能使人产生持久的痛觉阻滞,图乙是在突触后膜上将QX﹣314与辣椒素联合使用时的作用机理示意图。
资料2:如果辣椒的热感是大脑的“异常感知”,那我们担心吃辣加剧口腔溃疡的所谓“上火”又作何解释?这取决于TRPV1受体在信号传导中的性质。由于TRPV1受体的激活会介导大量钙离子内流,产生电信号的同时,胞内增高的钙离子浓度还将介导多种神经肽的释放,如P物质(SP)。SP可以引发血管舒张和血管通透性增加,导致水肿形成,还可以刺激肥大细胞释放组织胺等炎症介质,引起神经源性炎症。
7.结合资料2分析,下列说法错误的是( )
A.SP引发血管舒张和血管通透性增加会引起组织液增多
B.神经源性炎症作用机理类似于自身免疫病
C.与神经肽的合成、释放相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体
D.膝跳反射、缩手反射等躯体运动,不仅受到脊髓的控制,也受到大脑的调节
8.(2022春•桃城期中)2021年诺贝尔生理学或医学奖揭并了“辣”的神秘面纱。TRPV1受体是可被辣椒素或43℃以上温度活化的离子通道蛋白,辣椒素使人体感觉神经元上的TRPV1受体激活后,引起Ca2+等阳离子顺浓度梯度内流而产生兴奋,进而使机体产生灼痛感。下列叙述正确的是( )
A.Ca2+内流是通过TRPV1受体进行的主动运输
B.辣椒素和43℃以上温度都可使下丘脑形成灼痛感
C.辣椒素能引起神经元膜内局部由正电位变为负电位
D.辣椒素与TRPV1受体结合引起受体空间结构改变
二、多项选择题
9.2021年诺贝尔生理学或医学奖与“温度和触觉受体”的研究有关。受体是一类能够识别和选择性结合某种信号分子的蛋白质。下列有关受体的叙述,正确的是( )
A.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构
B.变性失活的受体不能与双缩脲试剂发生颜色反应
C.胰岛B细胞膜上的受体接受胰高血糖素后,胰岛素分泌量减少
D.突触后膜受体与神经递质结合后不一定导致下一个神经元兴奋
10.(2021秋•锦州期末)代维•朱利叶斯和阿德姆•帕塔普帝安因为应用辣椒中的有效成分辣椒素找到了TRPV1,这是一种能被疼痛和热激活的离子通道。从中洞悉了温度和触碰如何在神经系统中转化为电脉冲,由此荣获2021年诺贝尔生理学或医学奖。下列关于TRPV1的叙述正确的是( )
A.TRPV1具有识别并运输的作用
B.TRPV1通常贯穿磷脂双分子层
C.由于TRPV1是热激活的离子通道所以在高温条件下一定不会变性
D.形成TRPV1时直接参与的细胞器有核糖体、内质网及高尔基体
11.(2022•常德模拟)2021年诺贝尔生理学或医学奖获得者ArdemPataputian发现了触觉受体Piez。它由三个相同的Piez蛋白组成“螺旋桨状”三聚体,能直接响应细胞膜上的机械力刺激并介导阳离子进入细胞。如图为Piez的结构模式图及可能的作用机理基本示意图。下列相关叙述错误的有( )
A.Piez蛋白在触觉发生中属于感受器
B.Piez蛋白是一种跨膜蛋白,一定含有元素C、H、O、N
C.Piez蛋白在核糖体上合成,不需要内质网和高尔基体的加工
D.机械力刺激导致Piez蛋白构象改变、中央孔打开,离子内流
三、非选择题
12.(2021秋•石景山区期末)辣椒素受体(TRPV1)广泛分布于感觉神经元等多种细胞的膜上,与人类感知疼痛、热有关。它的发现者获得2021年诺贝尔生理学或医学奖。
(1)在食用辣椒时,辣椒素与TRPV1结合,导致感觉神经元产生 电位,最终传至 产生热、痛感,即辣觉。
(2)在TRPV1的发现历程中,研究者利用大鼠能够感知疼痛的神经元为材料,提取细胞中的总RNA,通过逆转录得到 ,将扩增的基因片段构建成表达载体,分别导入辣椒素 (选填“敏感”或“不敏感”)细胞,再经辣椒素处理后,通过特定技术手段,确定了可被辣椒素激活的TRPV1。
(3)骨关节炎(OA)发病机制复杂,主要是由多种类型的细胞分泌过量的细胞因子引起(如图左),症状表现为关节肿胀、疼痛等。上述细胞表面存在大量TRPV1,进一步研究发现,TRPV1在缓解OA症状方面具有明显作用(如图)。
①请在相应位置上补充由辣椒素激活TRPV1后,减轻OA症状的作用机制。
②请从a~f中挑选最合适组合,以验证阻断N蛋白入核会引起IL﹣6等细胞因子含量的升高。
a.加入辣椒素
b.不加辣椒素
c.阻断N蛋白与K蛋白分离的药物X
d.阻断N蛋白入核的药物Y
e.检测细胞核内N蛋白的含量
f.检测IL﹣6等细胞因子的含量
13.(2021秋•冀州期末)我们吃辣的食物,嘴巴会有灼热感。这是怎么回事呢?2021年诺贝尔生理学或医学奖获得者戴维•朱利叶斯和阿代姆•帕塔博蒂安为我们提供了该问题的答案(如图所示)。
(1)下列各种情形中,与辣椒素特异性结合TRPV1的机制的特点类似的是 。(多选)
A.氨基酸和mRNA
B.淀粉酶和葡萄糖
C.限制酶和DNA片段
D.神经递质和神经递质受体
(2)辣椒素与TRPV1的结合后,图中所示的离子通道打开,产生兴奋。兴奋处的膜电位分布为 。
(3)关于图中①和②处发生的变化,下列描述正确的是 。
A.均发生膜电位的变化
B.均有神经递质的合成和释放
C.均发生离子通道通透性的改变
D.均发生电信号→化学信号→电信号的转变
(4)无独有偶,薄荷糖能特异性结合并激活口腔内凉爽感觉神经元的TRPM8离子通道,后者将信号传至大脑另一区域,在炎热的夏天给人以低于27℃的“凉爽”感觉。据此判断,下列实验操作能使小鼠吃辣椒后产生“凉爽”感的是 。
A.通过基因操作破坏小鼠TRPV1的编码基因
B.进一步提升小鼠口腔中TRPM8蛋白的表达水平
C.在小鼠热痛感觉神经元中用TRPM8置换TRPV1
D.在小鼠凉爽感觉神经元中表达TRPV1的编码基因
(5)据图中信息及所学知识,论述人摄入辣的食物后产生灼热感的过程 。
14.(2021秋•西城区期末)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
我们如何感知温度
感知温度对人类的生存至关重要。温度刺激是如何转化为电信号的呢?2021年诺贝尔生理学或医学奖得主大卫•朱利叶斯,通过研究辣椒素使人感到灼热的过程,揭示了温度感受的机理和痛觉的外周感受的部分机制。
朱利叶斯团队从能够感知热和疼痛的神经元中提取RNA,通过逆转录获得大量DNA片段。将这些DNA片段分别导入本身不会对辣椒素产生反应的细胞中,一段时间后检测细胞对辣椒素的反应。经过辛苦的搜寻,他们发现在导入某一基因后,细胞变得对辣椒素敏感。该基因编码的蛋白质可与辣椒素结合,被称为辣椒素受体蛋白,后来被命名为TRPV1。
TRPV1是一种阳离子通道。研究发现,除辣椒素外,TRPV1还可以被高于43℃的温度(该温度达到令人疼痛的程度)、pH小于6等多种刺激因素激活(如图1)。TRPV1的发现是一项重大突破,为揭开其他温度感应受体开辟了道路。在TRPV1之后,TRPM8等离子通道被鉴定出来,并被发现在不同的温度范围内被激活(如图2)。
TRPV1参与痛觉的形成,痛觉感受器上广泛分布着TRPV1。当以一个恒强刺激持续作用于感受器,相应的感觉神经元上的动作电位频率将随时间的延长而下降,这一现象称为感受器的适应。压力感受器属于快适应感受器,而痛觉感受器不易出现适应。
TRPV1也在非神经细胞上表达。它可参与多种生理过程,如咳嗽、疼痛、胃肠运动、血压调节、细胞凋亡等,也可参与慢性疼痛、瘙痒和肿瘤等病理过程。这使它有望成为治疗多种疾病的药物靶点,为新药研发提供了方向。
(1)由本文可知, 等刺激会激活感觉神经元细胞膜上的TRPV1,产生兴奋,再通过传入神经传到 产生痛觉。
(2)导入TRPV1后,原来对辣椒素不产生反应的细胞变得对辣椒素敏感,是由于该基因在细胞中通过 和 过程,指导合成了能与辣椒素特异性结合的受体。
(3)结合文中信息说明,痛觉感受器受辣椒素刺激后产生神经兴奋的分子机制。
(4)痛觉感受器不易出现适应。请说明这种特性的意义。
(5)敏感皮肤常伴随皮肤感受器的过度反应,尤其是TRPV1过度活跃导致的灼烧、刺痛等不良感觉。结合文中信息推测,有利于缓解这种不良感觉的物质有 。
A.辣椒素
B.TRPV1受体激活剂
C.TRPV1受体拮抗剂
15.(2021秋•南京期末)2021年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一朱利叶斯利用辣椒素发现了在感受疼痛的神经细胞上有特异性受体TRPV1。TRPV1是一种可高效介导Ca2+流入的阳离子通道,静息状态下,细胞外Ca2+浓度高于细胞内,此状态会抑制Na+内流。实验证明,辣椒素和43℃以上的高温都可以激活TRPV1,并打开其通道。请回答下列问题:
(1)“辣”不是味觉,而是一种痛觉。辣椒素激活感觉神经细胞上的TRPV1,Ca2+通过 方式进入神经细胞,对Na+内流的影响表现为 ,从而 (填“提高”或“降低”)神经细胞的兴奋性,当兴奋传至神经纤维末梢,引起储存在 内的谷氨酸(一种神经递质)释放并作用于突触后神经元,经一系列神经传导过程后在大脑皮层产生痛觉。
(2)热刺激也可开启TRPV1的离子通道,吃辣椒时喝热饮会 (填“加重”或“不影响”或“减轻”)痛觉,该过程 (填“属于”或“不属于”)反射。
(3)炎症发生时,疼痛是一种防御性的保护反应。研究发现,白细胞介素IL﹣6能使神经细胞膜上TRPV1通透性增强,引起痛觉,其分子机制如图所示。
(注:gp130、JAK、P13K是参与细胞信号转导过程中的重要物质。)
①IL﹣6与gpl30结合后,通过一系列代谢过程使神经细胞膜上TRPV1通透性增强,则膜蛋白gp130最可能是 (填“载体蛋白”或“受体蛋白”)。
②据图概括IL﹣6通过P13K发挥作用的两个途径:一是促进核糖体上 ;二是促进 。
参考答案与解析
1.D
A、剧烈运动后我们会产生口渴的感觉,只有感受器、传入神经、神经中枢,没有传出神经、效应器,该过程不属于反射,A错误;
B、感受温度变化的是体表和内脏器官表面的温度感受器,产生冷觉和热觉的是大脑皮层,B错误;
C、要完成一个完整的反射活动至少需要神经中枢脊髓参与,但不一定有大脑皮层参与,C错误;
D、在体温调节的反射活动中,由于突触的存在,神经冲动在神经纤维上单向传导,D正确。
2.C
A、编码辣椒素受体的基因存在于所有的传入神经细胞中,且只在特定的神经细胞中表达,属于奢侈基因,A错误;
B、TRPV1是一种膜蛋白,其合成过程需要内质网和高尔基体的参与,是由附着在内质网上核糖体合成的,B错误;
C、图中显示,在43℃刺激下,TRPV1通道开放,进而产生了灼烧感,据此可推测辣椒素引起的灼烧感的刺激相当于高于43℃的温度,C正确;
D、细胞膜上的离子通道或者受体一般都具有特异性,不具有通用性,从而体现了膜的选择透过性,D错误。
3.A
A、痛觉的产生位于大脑皮层,不位于感觉神经元,A错误;
B、TRPV1受体对辣椒素和热刺激等敏感,TRPV1受体缺乏的小鼠可能会对高温刺激不敏感,故TRPV基因敲除小鼠可能会对高温等刺激不敏感,B正确;
C、由图乙可知,辣椒素可以打开QX﹣314进细胞的蛋白质通道,QX﹣314进入细胞后阻止Na+内流而抑制兴奋产生,使突触后膜不能产生兴奋,使痛觉阻滞,C正确;
D、吃辣椒后人体会感觉到热,此时毛细血管舒张,汗腺分泌量增加,调节该过程的神经中枢位于下丘脑,D正确。
4.D
A、所有的感觉都不是反射,因为没有构成完整的反射弧,A错误;
B、兴奋在反射弧中的传递需要一定的时间,在同一反射弧中,感受器的兴奋和效应器的反应不会同时发生,B错误;
C、温度和触觉没有效应器,C错误;
D、温度感受器在人体表和体内均有分布,其受到刺激强度达到一定的阈值才能兴奋,D正确。
5.D
A、痛觉的产生部位是大脑皮层,产生痛觉不经过完整的反射弧,A错误;
B、结合题意可知,辣椒素需要与细胞膜上的TRPVI通道蛋白结合后才能刺激大脑皮层产生相应痛觉,故只有含有TRPVI通道蛋白的细胞才能接受辣椒素,B错误;
C、细胞膜上的TRPV1被辣椒素激活后,提高膜对Ca2+的通透性,Ca2+内流,膜电位变为内正外负,C错误;
D、进入低温空调房时机体产热量和散热量均增加,进而维持机体体温恒定,D正确。
6.A
A、辣椒素和43C以上的高温等刺激会引发感觉神经元兴奋,从而产生痛觉和灼热感,据图l推测,野生型小鼠对饮水中添加辣椒素的反应是减少饮用辣椒水,有利于小鼠躲避伤害,A正确;
B、注射辣椒素后,敲除型小鼠温觉的受体(通道蛋白)缺乏,不会产生灼热感,B错误;
C、根据图示,敲除型小鼠在体温发生变化时仍然能通过调节最终维持稳态,C错误;
D、本实验中存在对照,D错误。
7.B
A、由题干可知,TRPV1受体的激活会介导大量钙离子内流,产生电信号的同时,胞内增高的钙离子浓度还将介导多种神经肽的释放,如P物质(SP),SP可以引发血管舒张和血管通透性增加,导致水肿形成,推测SP引发血管舒张和血管通透性增加会引起组织液增多,A正确;
B、神经源性炎症是由于组织胺等炎症介质直接引起的,所以其发病机理类似于过敏反应,而自身免疫病是由于免疫系统异常敏感、反应过度,敌我不分地将自身物质当做外来异物进行攻击而引起的疾病,B错误;
C、神经肽是神经细胞产生的分泌蛋白,其合成与释放有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,C正确;
D、膝跳反射、缩手反射等躯体运动,属于非条件反射,不仅受到脊髓的控制,也受到大脑的调节 (高级中枢控制低级中枢),D正确。
8.D
A、由题图可知,辣椒素与人体感觉神经元上的TRPV1受体(可被辣椒素或43℃以上的温度活化的离子通道蛋白)结合后,能引起钙离子等阳离子顺浓度梯度内流而产生兴奋,钙离子内流是顺浓度梯度进行的,因此钙离子通过TRPV1受体发生的是协助扩散,A错误;
B、所有感觉包括灼痛感都是在大脑皮层产生,而不是下丘脑,B错误;
C、辣椒素能引起神经元产生兴奋即产生动作电位,此时的膜内电位变化是由负电位变成正电位,C错误;
D、辣椒素与TRPV1受体结合后引起了TRPV1受体的激活,TRPV1受体从无活性状态变成激活状态,说明其空间结构发生了改变,D正确。
9.CD
A、高等植物的相邻两个细胞间可以形成通道,携带信息的物质由通道进入另一细胞从而实现信息交流,此种方式中没有细胞膜上的受体参与,A错误;
B、受体是一类蛋白质,变性失活的受体肽键没有被破坏,能与双缩脲试剂发生颜色反应,B错误;
C、胰高血糖素能抑制胰岛素的分泌,胰岛B细胞膜上的受体接受胰高血糖素后,胰岛素分泌量减少,C正确;
D、神经递质分为兴奋性递质和抑制性递质,突触后膜受体与神经递质结合后不一定导致下一个神经元兴奋,D正确。
10.ABD
A、据题干信息可知,TRPV1是一种离子通道,离子通道具有选择性,能识别并运输特定的离子,A正确;
B、TRPV1是离子通道,离子通道通常贯穿磷脂双分子层,允许与其直径和大小相配的离子通过,B正确;
C、离子通道的本质为蛋白质,其在高温下可能会发生空间结构的改变而变性,C错误;
D、TRPV1是膜上的蛋白质,其合成过程与分泌蛋白类似,涉及的细胞器有核糖体、内质网及高尔基体等,D正确。
11.AC
A、由题意可知,Piez能直接响应细胞膜上的机械力刺激,故Piez是感受器,而Piez蛋白是Piez的组成部分,A错误;
B、由题图信息分析可知,Piez蛋白是一种跨膜蛋白,跨膜蛋白的化学本质是蛋白质,蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N,有的还含有S、P,故Piez蛋白一定含有元素C、H、O、N,B正确;
C、由题图信息分析可知,Piez蛋白是一种跨膜蛋白,故Piez蛋白在核糖体上合成,同时还需要内质网和高尔基体的加工,C错误;
D、由图分析可知,机械力刺激导致Piez蛋白构象改变、中央孔打开,离子内流,D正确。
12.【分析】:(1)感受神经元兴奋时产生动作电位,且感觉中枢在大脑皮层,因此在食用辣椒时,辣椒素与TRPV1结合,导致感觉神经元产生动作电位,最终传至大脑皮层产生热、痛感,即辣觉。
(2)以RNA为模板逆转录得到的DNA称为cDNA,因此提取细胞中的总RNA,通过逆转录得到cDNA。
基因表达载体要导入辣椒素不敏感细胞而不是敏感细胞,因为导入到辣椒素的不敏感细胞可以降低大鼠的免疫排斥反应。
(3)左图表示辣椒没有激活TRPV1,右图表示椒素激活TRPV1,即右图表明了辣椒素激活TRPV1后减轻OA症状的作用机制。根据图示可知,辣椒素与其受体TRPV1结合后,引起Ca2+内流,细胞内Ca2+升高,之后引起C蛋白磷酸化,解除K蛋白与N蛋白的结合,N蛋白进入细胞核,抑制编码IL﹣6等细胞因子基因的表达,从而减少了IL﹣6等细胞因子的含量,从而缓解OA症状。
(4)实验的目的是验证阻断N蛋白入核会引起IL﹣6等细胞因子含量的升高,因此设计的实验步骤应该阻断N蛋白入核,且需要检测IL﹣6等细胞因子的含量和细胞核内N蛋白的含量。由前面的分析可知,辣椒素能解除K蛋白与N蛋白的结合,即辣椒素的存在会阻断N蛋白入核,同时还需要阻断N蛋白入核的药物对N蛋白进行处理。故选adef。
【答案】:(1)动作 大脑皮层 (2)cDNA 不敏感
(3)①辣椒素与TRPV1结合后,引起Ca2+内流,细胞内Ca2+升高后引起C蛋白磷酸化,解除K蛋白与N蛋白的结合,N蛋白进入细胞核,抑制编码IL﹣6等细胞因子基因的表达
②adef
13.【分析】:(1)由图可知,辣椒素特异性结合TRPV1后,离子会通过TRPV1离子通道进入细胞内,从而引起兴奋产生。A、核糖体能与mRNA结合,而不是氨基酸,tRNA携带氨基酸,A错误;
B、淀粉酶能催化淀粉水解,故淀粉酶能与淀粉结合,而不是葡萄糖,B错误;
C、限制酶能与DNA片段结合并在特定的位点切割,C正确;
D、神经递质能与突触后膜上的神经递质受体结合,从而引起兴奋产生,D正确。
【答案】:CD。
(2)辣椒素与TRPV1的结合后,TRPV1离子通道打开,产生兴奋(即产生动作电位),因此兴奋处的膜电位分布为外负内正。
(3)A、②处兴奋后,膜电位会发生变化,当兴奋传导①所处的突触时,会引起突触前膜释放神经递质,引起突触后膜发生电位变化,故①和②处均发生膜电位的变化,A正确;
B、②树突能将神经冲动传给胞体,没有神经递质的合成和释放,而①为突触结构,存在神经递质的合成和释放,B错误;
C、②树突受到刺激时,离子通道通透性会发生改变,从而引起兴奋的产生,①突触中的突触后膜接受神经递质的作用时,离子通道通透性会发生改变,从而引起兴奋的产生,C正确;
D、①突触结构上才存在电信号→化学信号→电信号的转变,D错误。
【答案】:AC。
(4)A、通过基因操作破坏小鼠TRPV1的编码基因,TRPV1离子通道蛋白不能合成,膜上TRPV1离子通道蛋白数量减少,小鼠吃辣椒后,不会引起灼热的感觉,不会产生“凉爽”感,A错误;
B、提升小鼠口腔中TRPM8蛋白的表达水平,口腔内凉爽感觉神经元的TRPM8离子通道蛋白增多,但小鼠吃辣椒后,辣椒素仍然能与TRPV1离子通道蛋白结合,从而引起灼热的感觉,不会产生“凉爽”感,B错误;
C、在小鼠热痛感觉神经元中用TRPM8置换TRPV1,小鼠吃辣椒后,照样引起热痛感觉神经元兴奋,从而引起灼热的感觉,不会产生“凉爽”感,C错误;
D、在小鼠凉爽感觉神经元中表达TRPV1的编码基因,凉爽感觉神经元含有TRPV1离子通道蛋白,小鼠吃辣椒后,辣椒素能与凉爽感觉神经元上的TRPV1离子通道蛋白结合,引起口腔内凉爽感觉神经元兴奋,从而引起凉爽”感,D正确。
【答案】:D。
(5)据图可知,辣椒素和TRPV1结合后,离子通道打开,使膜产生兴奋,兴奋经神经传入大脑皮层扣带区形成灼热的感觉,然后经神经传至下丘脑体温调节中枢,经传出神经支配皮肤血管舒张,血流量增大,嘴巴通红,同时汗腺分泌,散热增加,大汗淋漓。
【答案】:(1)CD (2)外负内正 (3)AC (4)D
(5)辣椒素和TRPV1结合后,离子通道打开,使膜产生兴奋,兴奋经神经传入大脑皮层扣带区形成灼热的感觉,然后经神经传至下丘脑体温调节中枢,经传出神经支配皮肤血管舒张,血流量增大,嘴巴通红,同时汗腺分泌,散热增加,大汗淋漓
14.【分析】:(1)由本文可知,辣椒素、温度高于43℃、pH小于6等刺激会激活感觉神经元细胞膜上的TRPV1产生兴奋;而感觉形成的场所是大脑皮层,故再通过传入神经传到大脑皮层产生痛觉。
(2)导入TRPV1基因后,原来对辣椒素不产生反应的细胞变得对辣椒素敏感,说明该基因指导合成了能与辣椒素特异性结合的受体,该过程包含转录和翻译。
(3)由文中信息可知,痛觉感受器受辣椒素刺激后产生神经兴奋的分子机制为:辣椒素与痛觉感受器上的TRPV1结合,引起TRPV1空间结构发生改变,使得阳离子通道开放,Ca2+ 和Na+内流,使神经细胞膜电位由外正内负变为外负内正,从而产生神经冲动。
(4)痛觉感受器不易出现适应,其特性的意义在于:使机体可持久感受伤害性刺激,引起痛觉并产生适当的保护性反射,有利于动物的生存。
(5)由题意可知,该症状是由于TRPV1过度活跃引起,为缓解这种不良感觉,可选择TRPV1受体拮抗剂,减少辣椒素等信号分子与TRPV1受体结合,减少神经冲动的产生,故选C。
【答案】:(1)辣椒素、温度高于43℃、pH小于6 大脑皮层 (2)转录 翻译
(3)辣椒素与痛觉感受器上的TRPV1结合,引起TRPV1空间结构发生改变,通道开放,Ca2+和Na+内流,使神经细胞膜电位由外正内负变为外负内正,产生神经冲动
(4)痛觉感受器不易适应,使机体可持久感受伤害性刺激,引起痛觉并产生适当的保护性反射,有利于动物的生存 (5)C
15.【分析】:(1)分析题意可知,TRPV1是一种可高效介导Ca2+流入的阳离子通道,且静息状态下,细胞外Ca2+浓度高于细胞内,故Ca2+进入神经细胞是顺浓度梯度进行的,需要载体蛋白协助,属于协助扩散;结合题意“此状态(静息状态)会抑制钠离子内流”可知,钙离子内流会导致细胞内外的钙离子浓度差减小,故对于钠离子内流的抑制作用减弱;钠离子内流增多,提高神经细胞的兴奋性;神经递质储存在突触小泡内。
(2)由于热刺激也可开启TRPV1的离子通道,故吃辣椒时喝热饮会加重痛觉;反射的完成需要经过完整的反射弧,产生痛觉时反射弧不完整,故不属于反射。
(3)①IL﹣6是白细胞介素可以使神经细胞膜上TRPV1通透性增强,引起痛觉,则白细胞介素属于信息分子,需要与受体结合后起作用,因此膜蛋白gp130最可能是受体蛋白。
②据图可知,IL﹣6通过P13K发挥作用的两个途径:一是促进核糖体上TRPV1的翻译过程;二是促进含有TRPVI的囊泡与细胞膜融合,释放TRPVI。
【答案】:(1)协助扩散 抑制作用减弱 提高 突触小泡 (2)加重 不属于
(3)受体蛋白 TRPV1的合成(或翻译) 含有TRPVI的囊泡与细胞膜融合
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